一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统及方法，涉及农机自动化领域，以穴盘到位传感器、启动按钮、停止按钮、微增按钮、微减按钮、穴盘切换按钮、手动按钮及自动按钮作为输入量；可编程控制器作为控制核心，可编程控制器控制步进电机驱动器所发出的脉冲频率和脉冲数作为输出量，控制步进电机带动链传动机构，实现穴盘纵向进给；其中脉冲频率决定步进电机旋转速度，脉冲数决定步进电机旋转角度；通过按下微增按钮、微减按钮次数的代数和作为补偿量，理论脉冲数与补偿量的代数和来控制穴盘到达目标取苗位置的精度，消除穴盘定位误差，减小了因定位不准造成穴盘苗钵体的损伤，提高穴盘苗的移栽效率和成功率。

A Control System and Method for Conveying and Positioning of Point Plate of Automatic Transplanter

The invention provides a positioning control system and method for pot tray conveying of an automatic transplanter, which relates to the field of agricultural machinery automation. The input is a pot tray position sensor, a start button, a stop button, an incremental button, a subtraction button, a pot tray switch button, a manual button and an automatic button; the programmable controller is the control core, and the programmable controller controls the stepper motor driver. Pulse frequency and pulse number are used as output to control the chain drive mechanism of stepping motor to realize the longitudinal feed of the disc; pulse frequency determines the rotating speed of the stepping motor and pulse number determines the rotating angle of the stepping motor; by pressing the algebraic sum of the number of incremental buttons and subtractive buttons as compensation quantity, the algebraic sum of theoretical pulse number and compensation quantity is used to control the disc to the disc. Accuracy of target seedling location can eliminate the positioning error of hole tray, reduce the damage of hole tray seedling bowl caused by inaccurate positioning, and improve the efficiency and success of transplanting hole tray seedlings.

【技术实现步骤摘要】
一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统及方法
本专利技术属于农机自动化
，具体涉及一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统及方法。
技术介绍
移栽种植可缩短作物的生育过程、提高作物的抗灾抗旱能力、减少需要二次补种现象，同时能够增加作物的生长周期、提高作物产量和质量。我国移栽机具有广阔的市场前景，正式公布的《2012-2014年国家支持推广的农业机械产品目录》显示，纳入目录的移栽机达27个品种、12家企业，目前国内移栽机还以半自动移栽机为主，移栽效率底，人工工作量大，因此省时省力的全自动移栽是今后移栽机具发展的主要方向。全自动移栽机相比半自动移栽机增加了穴盘输送装置和取苗装置，其中穴盘输送装置起到穴盘输送和到达指定位置的作用；对与取苗点位置固定的取苗装置来说，穴盘必须到达相应目标取苗位置才能使取苗爪准确夹取钵苗体，提高穴盘苗的移栽效率和成功率。一种穴盘钵苗自动移栽机的输送定位装置及方法，其输送平台固定安装在输送台架上，输送平台上安装有苗盘输送导向装置，供植苗盘放置于输送平台上输送导轨之间，输送台架两侧安装有水平输送链装置，水平输送链上安装有若干个穴盘推板，在输送台架外侧安装有传动链装置，当伺服电机驱动传动链转动一周，水平输送链上的穴盘推板随之移动一定距离，从而实现供、植苗盘定位输送，主要依靠伺服电机驱动达到穴盘走固定距离，在长距离输送中可能会产生过冲和失步造成定位不准。一种自动移栽机取喂控制系统及其控制方法，其穴盘定位依靠一对对射式光电传感器，通过检测穴盘孔外壳来确定穴盘位置，由于野外环境复杂，这种非接触式的检测容易受到尘土和光照影响，造成作业不稳定。专利技术内容针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种穴盘苗自动移栽机穴盘输送定位控制系统及方法，以穴盘定位传感器2、启动按钮、停止按钮、微增按钮、微减按钮、穴盘切换按钮、手动按钮及自动按钮作为输入量；可编程控制器作为控制核心，可编程控制器控制步进电机驱动器所发出的脉冲频率和脉冲数作为输出量，控制步进电机5带动链传动机构，实现穴盘纵向进给；其中脉冲频率决定步进电机旋转速度，脉冲数决定步进电机旋转角度；通过按下微增按钮、微减按钮次数的代数和作为补偿量，理论脉冲数与补偿量的代数和来控制穴盘到达目标取苗位置的精度，消除穴盘定位误差，减小了因定位不准造成穴盘苗钵体的损伤，提高穴盘苗的移栽效率和成功率。本专利技术是通过以下技术手段得以实现的：一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统及方法，包括操作界面、穴盘输送装置和可编程控制器；所述可编程控制器通过操作界面控制穴盘输送装置；所述可编程控制器包括进给格数计数器和数据寄存器；通过进给格数计数器计算穴盘进给格数，通过数据寄存器存储脉冲数和脉冲频率；所述穴盘输送装置包括步进电机驱动器、步进电机5、穴盘定位传感器2和链传动机构4；所述步进电机驱动器与可编程控制器连接，步进电机驱动器控制步进电机5的运动，步进电机5驱动链传动机构4，链传动机构4带动穴盘1纵向进给；所述穴盘定位传感器2通过导线与可编程控制器相连，且穴盘定位传感器2安装在穴盘输送装置的一侧，用来测定穴盘1的初始进盘位置；所述操作界面包括启动按钮、停止按钮、微增按钮、微减按钮、穴盘切换按钮、手动按钮和自动按钮；所述启动按钮、停止按钮用来控制步进电机5的启动和停止；所述微增按钮和微减按钮是用来微调穴盘1，使得穴盘1第一排中心孔从理论取苗位置到达目标取苗位置；所述穴盘切换按钮用来切换不同的穴盘1规格；所述手动切换按钮和自动切换按钮用于切换移栽机的工作模式。进一步的，穴盘初始进盘位置为标准穴盘在穴盘定位传感器触发的位置。进一步的，理论取苗位置为从穴盘初始进盘位置起，可编程控制器发出理论脉冲数，通过步进电机驱动器控制步进电机驱动链传动机构带动穴盘走过一定距离后的位置；目标取苗位置为取苗爪取苗的准确取苗位置。进一步的，穴盘到达初始进盘位置后，可编程控制器通过步进电机驱动器控制步进电机，将可编程控制器发出的脉冲数转换为步进电机转动角度，再通过链传动机构，将步进电机转动角度转换为穴盘进给距离；可编程控制器发出从穴盘初始进盘位置到理论取苗位置所需的理论脉冲数，穴盘1移动到理论取苗位置。进一步的，穴盘进给距离d与可编程控制器发出的脉冲数n关系公式为：式中：D-主动链轮分度圆直径；θ-步进电机步距角；m-步进电机驱动器细分倍数。进一步的，所述数据寄存器包括数据寄存器D10和数据寄存器D20，数据寄存器D10和数据寄存器D20分别用来存放72孔穴盘和128孔穴盘从穴盘定位传感器触发的位置到理论取苗位置所需的理论脉冲数，分别记为m和n；数据寄存器D30和数据寄存器D40分别用来存放按下微增按钮和微减按钮的次数，分别记为x和y；数据寄存器D50和数据寄存器D60分别用来存放微增按钮和微减按钮的每次的比例系数，分别记为a和b；数据寄存器D70用来存放按下微增按钮的次数与其比例系数的乘积减去微减按钮的次数与其比例系数的乘积，记为e，即e＝ax-by，72孔穴盘和128穴盘从穴盘定位传感器触发的位置到目标取苗位置所需的目标脉冲数f为理论脉冲数与补偿量e的代数和，即f＝m+(ax-by)或者f＝n+(ax-by)。进一步的，穴盘规格为72孔穴盘或者128孔穴盘。进一步的，穴盘切换按钮为72孔穴盘规格和128孔穴盘规格之间的切换。自动移栽机穴盘输送定位控制系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将72孔穴盘放在穴盘输送装置的初始位，穴盘切换按钮切换到72穴盘规格，拨动手动按钮到手动模式，按下启动按钮，启动步进电机5使穴盘1随步进电机5快速转动纵向进给，当运动到穴盘定位传感器2安装位置时，可编程控制器感应到穴盘到定传感器2触发，可编程控制器根据其信号变化通过步进电机驱动器控制步进电机5停止转动；步骤二：可编程控制器发出从穴盘初始进盘位置到理论取苗位置所需的理论脉冲数m，穴盘1移动到理论取苗位置，通过与目标取苗位置观察比对，判断是否需要进行微调，如果需要，根据理论取苗位置与目标取苗位置观察距离的差值，按下微增按钮或者微减按钮进行调整，得出目标脉冲数f；再按下停止按钮，手动模式调整结束；步骤三：拨动按钮切换到自动模式，将穴盘重新放回初始位，按下启动按钮，启动步进电机5使穴盘1随步进电机5快速转动纵向进给，当运动到穴盘定位传感器2安装位置时，可编程控制器感应到穴盘定位传感器2触发，可编程控制器根据其信号变化通过步进电机驱动器控制步进电机5停止转动，到达初始进盘位置；步骤四：可编程控制器发出从穴盘定位传感器2安装位置到取苗位置所需的理论脉冲数与补偿量代数和，即目标脉冲数f，步进电机驱动链传动机构带动穴盘1，使其第一排中心孔准确到达目标取苗位置；步骤五：之后，可编程控制器发出一定脉冲数，使得步进电机5驱动链传动机构带动穴盘(1)进给一格距离，重复数次，直至穴盘1走完所有格数，一个穴盘运行作业完毕。步骤六：重复步骤三到步骤五可完成多个穴盘连续作业，按下停止按钮，自动模式运行结束。有益之处在于：(1)采用接触式穴盘位置传感器，在大田作业时，相比非接触式穴盘到位传感器，抗干扰能力和稳定性更好。(2)针对穴盘定位不准的问题，增加了手动模式下的微调功能，消除初始定位误差。(3)在自动模式下，由于初始定位基本无误差，在进行1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统，其特征在于，包括操作界面、穴盘输送装置和可编程控制器；所述可编程控制器通过操作界面控制穴盘输送装置；所述可编程控制器包括进给格数计数器和数据寄存器；通过进给格数计数器计算穴盘进给格数，通过数据寄存器存储脉冲数和脉冲频率；所述穴盘输送装置包括步进电机驱动器、步进电机(5)、穴盘定位传感器(2)和链传动机构(4)；所述步进电机驱动器与可编程控制器连接，步进电机驱动器控制步进电机(5)的运动，步进电机(5)驱动链传动机构(4)，链传动机构(4)带动穴盘(1)纵向进给；所述穴盘定位传感器(2)通过导线与可编程控制器相连，且穴盘定位传感器(2)安装在穴盘输送装置的一侧，用来测定穴盘(1)的初始进盘位置；所述操作界面包括启动按钮、停止按钮、微增按钮、微减按钮、穴盘切换按钮、手动按钮和自动按钮；所述启动按钮、停止按钮用来控制步进电机(5)的启动和停止；所述微增按钮和微减按钮是用来微调穴盘(1)，使得穴盘(1)第一排中心孔从理论取苗位置到达目标取苗位置；所述穴盘切换按钮用来切换不同的穴盘(1)规格；所述手动切换按钮和自动切换按钮用于切换移栽机的工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种自动移栽机穴盘输送定位控制系统，其特征在于，包括操作界面、穴盘输送装置和可编程控制器；所述可编程控制器通过操作界面控制穴盘输送装置；所述可编程控制器包括进给格数计数器和数据寄存器；通过进给格数计数器计算穴盘进给格数，通过数据寄存器存储脉冲数和脉冲频率；所述穴盘输送装置包括步进电机驱动器、步进电机(5)、穴盘定位传感器(2)和链传动机构(4)；所述步进电机驱动器与可编程控制器连接，步进电机驱动器控制步进电机(5)的运动，步进电机(5)驱动链传动机构(4)，链传动机构(4)带动穴盘(1)纵向进给；所述穴盘定位传感器(2)通过导线与可编程控制器相连，且穴盘定位传感器(2)安装在穴盘输送装置的一侧，用来测定穴盘(1)的初始进盘位置；所述操作界面包括启动按钮、停止按钮、微增按钮、微减按钮、穴盘切换按钮、手动按钮和自动按钮；所述启动按钮、停止按钮用来控制步进电机(5)的启动和停止；所述微增按钮和微减按钮是用来微调穴盘(1)，使得穴盘(1)第一排中心孔从理论取苗位置到达目标取苗位置；所述穴盘切换按钮用来切换不同的穴盘(1)规格；所述手动切换按钮和自动切换按钮用于切换移栽机的工作模式。2.根据权利要求1所述的自动移栽机穴盘输送定位控制系统，其特征在于，穴盘(1)到达初始进盘位置后，可编程控制器通过步进电机驱动器控制步进电机(5)，将可编程控制器发出的脉冲数转换为步进电机转动角度，再通过链传动机构(4)，将步进电机转动角度转换为穴盘进给距离；可编程控制器发出从穴盘初始进盘位置到理论取苗位置所需的理论脉冲数，穴盘(1)移动到理论取苗位置。3.根据权利要求2所述的自动移栽机穴盘输送定位的控制系统，其特征在于，穴盘进给距离d与可编程控制器发出的脉冲数n关系公式为：式中：D-主动链轮分度圆直径；θ-步进电机步距角；m-步进电机驱动器细分倍数。4.根据权利要求1所述的自动移栽机穴盘输送定位控制系统，其特征在于，所述数据寄存器包括数据寄存器D10和数据寄存器D20，数据寄存器D10和数据寄存器D20分别用来存放72孔穴盘和128孔穴盘从穴盘定位传感器(2)触发的位置到理论取苗位置所需的理论脉冲数，分别记为m和n；数据寄存器D30和数据寄存器D40分别用来存放按下微增按钮和微减按钮的次数，分别记为x和y；数据寄存器D50和数据寄存器D60分别用来存放微增按钮和微减按钮的每次的比例系数，分别记为a和b；数据寄存器D70用来存放按下微增按钮的次数与其比例系数的乘积减去微减按钮的次数与其比例系数的乘积，记为e，即补偿量e＝ax-by，72孔穴盘和128穴盘从穴盘定位传感器(2)触发的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建平，费卫征，潘杰，曾添懿，尹云祥，谭永军，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32