一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法，利用反射式光电传感器对栽插臂转速进行监控从而实现对秧苗中石子进行实时监测和报警，为了防止插秧机工作中秧田泥水溅落到传感器上，影响传感器的正常工作，为传感器安装防尘罩和自动除尘装置。利用安装在动力传动箱上的反射式光电传感器采集栽插臂的转速，MCU对传感器感知的速度变化进行分析，配合自动除尘装置实现对秧苗中石子的实时监测和报警，MCU将故障信息发送至远程监控端。本发明专利技术一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法智能化程度高、改造简单、成本低，只需对现有插秧机进行小的改动即可安装使用，适用范围广。

A Real-time Monitoring System and Control Method of Seedling Stone with Self-cleaning Device

【技术实现步骤摘要】
一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法
本专利技术涉及一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法，属于智能化农业机械领域。
技术介绍
现如今我国插秧机插秧所用秧苗均为带土秧苗，育苗方式为育苗盘育苗。由于目前对育苗工艺尚未有规范性要求，导致土壤中的石子等硬物带到育苗盘。插秧时，当栽插机构遇到石子时，导致分插机构离合器脱开而无法插秧的问题频发，如不能及时发现，导致秧苗的漏插和栽插机构的损坏。目前，插秧机机载人员主要通过石子卡在分插机构发出的“咔咔”的声音来判断秧苗中是否有石子的存在。然而，由于插秧机作业时发动机发出的噪声对石子卡在分插机构发出的声音造成了很大的干扰，经常会驶员注意不到石子卡在分插机构驾的现状。国内外相关研究采用的转速监测传感器为转角传感器、接近传感器和光电传感器。然而，在分插机构驱动轴安装转角传感器需对现有分插机构驱动轴进行改造，改造过程中可能降低驱动轴箱密封性，导致作业过程中泥水进入驱动轴箱体；考虑到现有接近传感器有效检测距离有限(<1cm)，接近传感器需要与分插机构保持在有效检测距离内，实际作业时泥浆会飞溅到传感器与分插机构之间，导致监测性能降低或传感器损坏，因此必须研发新的技术和装置对秧苗中石子的进行实时监测并报警停机。在现有技术中，申请人尚未发现利用自动除尘装置消除反射式光电传感器对插秧机分插机构转速进行监测的干扰，实现对秧苗中石子的实时监测技术和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法，以实现插秧机插秧过程中秧苗中石子的实时监测并及时报警停机。为了弥补上述不足，本专利技术根据秧苗中混杂的石子卡在分插机构后导致连接动力轴和分插机构的离合器分离，从而导致分插机构不旋转的现象，提出了一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统及控制方法，在动力传动箱上安装反射式光电传感器，通过检测单位时间分插机构速度的变化实现对秧苗中的石子实时监测，将故障信息发送到MCU并利用无线透传模块将故障信息发送至远程监控端，提醒工作人员停机(自动停机)并触发插秧机的声光报警。为了避免泥浆溅落在传感器上，影响反射式光电传感器的正常工作，给传感器安装防尘罩，并在防尘罩侧上方安置喷头，利用MCU控制自动除尘装置和喷头，达到自清洁的目的，该方法具有智能化，可靠性高的优点。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，包括支架(1)、反射式光电传感器(2)、固定杆(3)、喷头支架(4)、喷头(5)、防尘罩(6)、动力传动箱(7)、取苗器(8)、栽插臂(9)、自动除尘装置(13)和控制箱(27)；所述动力传动箱(7)两侧分别安装有所述栽插臂(9)；两个栽插臂(9)最外侧的两端分别连接所述的取苗器(8)；动力传动箱(7)的一侧面还连接所述的支架(1)；支架(1)中下部和动力传动箱(7)一端通过固定杆(3)连接；支架(1)中部一侧安装所述的反射式光电传感器(2)；支架(1)中部对应的另一侧安装所述的防尘罩(6)；支架(1)上位于防尘罩(6)的上方安装有所述的喷头支架(4)；喷头支架(4)上安装所述的喷头(5)，喷头(5)轴线与防尘罩(6)的竖直面呈一定角度；控制箱(27)分别连接自动除尘装置(13)和反射式光电传感器(2)，实时监测栽插臂(9)的转速,实现对秧苗中石子的实时检测和报警，并将故障信息发送至远程监控端(15)。进一步，所述动力传动箱(7)的一侧面通过螺纹连接所述支架(1)的底端，所述固定杆(3)为一横杆，横杆两端开有螺纹孔，横杆一端和动力传动箱(7)通过螺纹连接，横杆另一端和支架(1)通过螺纹连接，使得支架(1)和固定杆(3)形成三角稳定结构。进一步，所述的控制箱(27)包括MCU(10)、继电器模组(11)、声光报警(12)、无线透传模块(14)、电平转换及脉冲整形电路(16)、TFTLCD(17)和12VDC电源(18)；所述的MCU(10)通过继电器模组(11)分别和声光报警(12)、自动除尘装置(13)连接，自动除尘装置(13)和喷头(5)连接，MCU(10)连接TFTLCD(17)，MCU(10)通过无线透传模块(14)和远程监控端(15)连接；所述的12VDC电源(18)为插秧机蓄电池，为反射式光电传感器(2)、MCU(10)、继电器模组(11)、声光报警(12)、自动除尘装置(13)、无线透传模块(14)、电平转换及脉冲整形电路(16)和TFTLCD(17)供电。进一步，所述的自动除尘装置(13)包括依次连接的水箱(24)、过滤器(23)、水泵(22)、泄压阀(25)、电磁阀(26)和喷头(5)，MCU(10)通过继电器模组(11)控制水泵(22)和电磁阀(26)，使喷头(5)定时喷射。进一步，所述的继电器模组(11)为欧姆龙板载8路继电器模组；所述的声光报警(12)实际就是插秧机的转向灯和喇叭，MCU(10)通过继电器模组(11)控制声光报警(12)。进一步，所述的无线透传模块(14)为济南有人物联网有限公司USR-G781型号4G模块，其集成了RS485串口(20)，MCU(10)通过无线透传模块(14)，实现无线信号传输，为远程监控端(15)提供数据；所述的反射式光电传感器(2)为E3F-G80-C14反射式光电开关，通过电平转换及脉冲整形电路(16)和MCU(10)连接；所述的电平转换及脉冲整形电路(16)通过光耦实现光电隔离，再通过施密特触发器整形，整形后的脉冲传输到MCU(10)计数端计数，从而实现对栽插臂(9)转速的实时监测；所述的TFTLCD(17)通过FSMC(21)由MCU(10)控制。进一步，所述的喷头(5)入口接头BSPT1/8，额定喷孔径0.8mm，定时开启自动除尘装置(13)，将水箱(24)水泵入喷头(5)，喷射防尘罩(6)达到自动清洁的效果。本专利技术的方法的技术方案为：一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统的控制方法，包括如下步骤：插秧机开始插秧作业时，启动石子实时监测与报警装置，进行开机自检，自检正常后，通过读取与栽插动力离合手柄连接的限位开关状态判断栽插手柄是否处于栽插位置，从而判断插秧机当前是否正在插秧作业，若处于插秧状态，控制箱(27)里的MCU(10)通过继电器模组(11)控制自动除尘装置(13)的水泵(22)和电磁阀(26),并将水箱(24)里的水通过喷头(5)对安装在动力传动箱(7)一侧支架(1)上的反射式光电传感器(2)的防尘罩(6)进行除尘，同时利用反射式光电传感器(2)对安装在动力传动箱(7)两侧的栽插臂(9)的转速进行采集，利用MCU(10)设置转速变化率阈值β，计算出单位时间内的速度变化率并在TFTLCD(17)显示当前实时所设置的速度变化率阈值β、当前速度以及速度变化率。进一步，若速度变化率≥β，则返回进行下一轮的栽插臂(9)速度采集；若速度变化率<β，则判断插秧机是否正在进行插秧作业，若插秧机正在地头转弯，插秧机不进行插秧作业，秧箱提升，所有分插机构停止工作，则返回进行下一轮的速度采集；若插秧机正在正常工作，判断哪一个反射式光电传感器(2)对应的栽插臂(9)有石子卡住，控制箱(27)的MCU(10)将处理的得到的故本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，其特征在于：包括支架(1)、反射式光电传感器(2)、固定杆(3)、喷头支架(4)、喷头(5)、防尘罩(6)、动力传动箱(7)、取苗器(8)、栽插臂(9)、自动除尘装置(13)和控制箱(27)；所述动力传动箱(7)两侧分别安装有所述栽插臂(9)；两个栽插臂(9)最外侧的两端分别连接所述的取苗器(8)；动力传动箱(7)的一侧面还连接所述的支架(1)；支架(1)中下部和动力传动箱(7)一端通过固定杆(3)连接；支架(1)中部一侧安装所述的反射式光电传感器(2)；支架(1)中部对应的另一侧安装所述的防尘罩(6)；支架(1)上位于防尘罩(6)的上方安装有所述的喷头支架(4)；喷头支架(4)上安装所述的喷头(5)，喷头(5)轴线与防尘罩(6)的竖直面呈一定角度；控制箱(27)分别连接自动除尘装置(13)和反射式光电传感器(2)，实时监测栽插臂(9)的转速,实现对秧苗中石子的实时检测和报警，并将故障信息发送至远程监控端(15)。

【技术特征摘要】
1.一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，其特征在于：包括支架(1)、反射式光电传感器(2)、固定杆(3)、喷头支架(4)、喷头(5)、防尘罩(6)、动力传动箱(7)、取苗器(8)、栽插臂(9)、自动除尘装置(13)和控制箱(27)；所述动力传动箱(7)两侧分别安装有所述栽插臂(9)；两个栽插臂(9)最外侧的两端分别连接所述的取苗器(8)；动力传动箱(7)的一侧面还连接所述的支架(1)；支架(1)中下部和动力传动箱(7)一端通过固定杆(3)连接；支架(1)中部一侧安装所述的反射式光电传感器(2)；支架(1)中部对应的另一侧安装所述的防尘罩(6)；支架(1)上位于防尘罩(6)的上方安装有所述的喷头支架(4)；喷头支架(4)上安装所述的喷头(5)，喷头(5)轴线与防尘罩(6)的竖直面呈一定角度；控制箱(27)分别连接自动除尘装置(13)和反射式光电传感器(2)，实时监测栽插臂(9)的转速,实现对秧苗中石子的实时检测和报警，并将故障信息发送至远程监控端(15)。2.根据权利要求1所述的一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，其特征在于：所述动力传动箱(7)的一侧面通过螺纹连接所述支架(1)的底端，所述固定杆(3)为一横杆，横杆两端开有螺纹孔，横杆一端和动力传动箱(7)通过螺纹连接，横杆另一端和支架(1)通过螺纹连接，使得支架(1)和固定杆(3)形成三角稳定结构。3.根据权利要求1所述的一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，其特征在于：所述的控制箱(27)包括MCU(10)、继电器模组(11)、声光报警(12)、无线透传模块(14)、电平转换及脉冲整形电路(16)、TFTLCD(17)和12VDC电源(18)；所述的MCU(10)通过继电器模组(11)分别和声光报警(12)、自动除尘装置(13)连接，自动除尘装置(13)和喷头(5)连接，MCU(10)连接TFTLCD(17)，MCU(10)通过无线透传模块(14)和远程监控端(15)连接；所述的12VDC电源(18)为插秧机蓄电池，为反射式光电传感器(2)、MCU(10)、继电器模组(11)、声光报警(12)、自动除尘装置(13)、无线透传模块(14)、电平转换及脉冲整形电路(16)和TFTLCD(17)供电。4.根据权利要求1所述的一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，其特征在于：所述的自动除尘装置(13)包括依次连接的水箱(24)、过滤器(23)、水泵(22)、泄压阀(25)、电磁阀(26)和喷头(5)，MCU(10)通过继电器模组(11)控制水泵(22)和电磁阀(26)，使喷头(5)定时喷射。5.根据权利要求3所述的一种自带自动清洁装置秧苗石子实时监测系统，其特征在于：所述的继电器模组(11)为欧姆龙板载8路继电器模组；所述的声光报警(12)实际就是插秧机的转向灯和喇叭，MCU(10)通过继电器模组(11)控制声光报警(12)。6.根据权利要求3所述的一种自带自动清洁装置秧苗石子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋阳，张功，魏新华，崔冰波，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32