本发明专利技术公开了一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，包括微控制器、气泵、传感器、穴盘、针孔气吸式播种滚筒。所述的微控制器作为整体信号处理核心；所述的气泵为针孔气吸式播种滚筒提供正、负压；所述的传感器包括检测流水线速度的速度传感器、检测穴盘的行程开关、检测播种滚筒的角度传感器；所述的穴盘是装有土壤基质并压穴后的72孔黑色聚乙烯吸塑育苗穴盘；所述的播种滚筒是针孔气吸式播种滚筒。本发明专利技术解决了针孔气吸式播种滚筒难以精准控制的问题，可以实现针孔气吸式播种滚筒吸附的种子准确的落在穴盘的穴孔里。具有成本低、播种率高、重播率低、自动化程度高、准确率高等优点。确率高等优点。确率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式
[0001]本专利技术属于蔬菜育苗装置
，具体涉及一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式。
技术介绍
[0002]随着目前可耕地面积的减少，居民对蔬菜需求量的增加，传统的蔬菜种植方式已经无法满足居民的基本需求。蔬菜育苗流水线是响应国家农业现代化建设号召、结合实际生产需要而诞生的一款蔬菜种植机械设备。蔬菜育苗流水线可以弥补传统蔬菜种植的规模小、产量低、效率低、精度低等一系列不足。
[0003]但是以往的蔬菜育苗流水线所采用的播种滚筒千差万别，随着实际工程技术的发展和实际作用效果显示，针孔气吸式播种滚筒的工作效果日渐显著。但是这种播种滚筒控制难度大、要求播种的精度高、涉及机电一体化技术。目前现有技术对针孔气吸式播种滚筒的控制方式，播种滚筒的转速不能随育苗流水线传送带速度的变化而自动跟踪变化，并且播种精度不高，重播和漏播现象比较严重。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒的控制方式。通过传感器检测相关数据，并上传至微控制器，微控制器通过控制步进电机转动的速度和角度，实现精准控制播种滚筒转动的角度和速度。解决了现有技术中控制难度高、控制精度低的问题，具有成本低、算法精准、重播率低、播种率高、控制精度高等优点。经过实验验证，控制精度达到毫米级。
[0005]本专利技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精确控制方式，包括以下步骤：
[0007]刚接通电源时，角度传感器检测针孔气吸式播种滚筒当前角度值，并且把检测到的角度值上传至微控制器里。微控制器判断播种滚筒当前的角度，计算出实际角度与设定初始角度值的差值，并将这个角度差值转换为步进电机的脉冲数量，此过程即自动初始化角度过程。完成角度初始化过程后，针孔气吸式播种滚筒需要再完成自动初始化吸附种子的过程；
[0008]当育苗流水线传送带达到设定值时，与传送带传动轴同轴转动的速度传感器检测当前育苗流水线传送带的实际速度值，并把该速度值上传至为控制器。控制器把当前育苗流水线传送带的实际速度值，通过一定关系转化为步进电机的脉冲宽度，来实现播种滚筒上吸附种子的线速度与流水线传送带上育苗穴盘的速度相匹配；
[0009]行程开关安装在育苗流水线上，并且在针孔气吸式播种滚筒下方的指定位置，用来检测育苗流水线传送带上的带有土壤基质压穴后的育苗穴盘。当有育苗穴盘触发行程开关时，行程开关向微控制发送高电平信号；当没有穴盘触发行程开关时，行程开关向微控制器发送低电平信号；
[0010]当装有土壤基质压穴后的育苗穴盘触发行程开关时，微控制器向步进电机驱动器下达控制指令，驱使步进电机以上述计算出的脉冲数量、脉冲宽度转动，从而实现对针孔气吸式播种滚筒的精准控制。
[0011]优选的，针孔气吸式播种滚筒完成自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程，通过公式(1)计算得出完成两个过程步进电机需要的脉冲数量，公式(1)为：
[0012]y＝y1+y2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0013]其中y是步进电机为完成自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程共需要的脉冲数量；y1是步进电机为了实现角度初始化，需要转动的脉冲数量；y2是步进电机完成自动初始化吸附种子，需要转动的脉冲数量。
[0014]优选的，针孔气吸式播种滚筒完成角度自动初始化过程，通过公式(2)计算得出步进电机的脉冲数量，公式(2)为：
[0015][0016]其中y1是步进电机为了实现角度初始化，需要转动的脉冲数量；n是针孔气吸式播种滚筒齿轮数与步进电机齿轮数传动比；N是步进电机驱动器设置的步数；b是角度传感器转一周对应的最大数字量；a是针孔气吸式播种滚筒针孔气吸口总行数；i是角度传感器检测到的当前的播种滚筒对应的针孔气吸口行数；x是角度传感器检测到的数字量。
[0017]优选的，针孔气吸式播种滚筒完成自动初始化吸附种子过程，通过公式(3)计算得出步进电机的脉冲数量，公式(3)为：
[0018][0019]其中y2是完成自动初始化吸附种子过程，需要转动的脉冲数量；n是针孔气吸式播种滚筒齿轮数与步进电机齿轮数传动比；N是步进电机驱动器设置的步数；a是针孔气吸式播种滚筒针孔气吸口总行数。
[0020]优选的，速度传感器与育苗流水线传送带同轴转动，通过公式(4)计算得育苗流水线传送带的实际速度值，公式(4)为：
[0021][0022]其中v是传送带的实际速度值，单位为米每秒，m/s；d是育苗流水线按传送带传动轴的直径，单位为米，m；t是育苗流水线传送带传动轴转一周所用的时间，单位为秒，s。
[0023]优选的，针孔气吸式播种滚筒自动跟踪流水线传送带实际速度，通过公式(5)计算得步进电机脉冲宽度与传送带实际速度值间关系，公式(5)为：
[0024][0025]其中h是步进电机的脉冲宽度，单位为微秒，μs；R是针孔气吸式播种滚筒的半径，单位为米，m；v是传送带的实际速度值，单位为米每秒，m/s；N是步进电机驱动器设置转动一周的步数，单位为个。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027](1)本专利技术采用步进电机带动针孔气吸式播种滚筒，通过微控制器直接控制步进电机驱动器，来间接控制针孔气吸式播种滚筒。通过控制步进电机转动所需要的脉冲数量
和脉冲宽度，间接控制针孔气吸式播种滚筒转动的角度和速度，极大的提高了控制精度。经过实验验证，控制精度达到毫米级；
[0028](2)本专利技术可以自动完成初始化角度、初始化吸附种子两个过程，节省人力成本、降低整条设备安装调试难度。使得整条蔬菜育苗流水线设备更加智能化、自动化，也降低了设备使用者的使用难度；
[0029](3)本专利技术可以使针孔气吸式播种滚筒，自动跟踪育苗流水线传送带，从而保证使用者可以任意调节育苗流水线传送带的速度值，降低设备使用者的门槛。
附图说明
[0030]图1是本专利技术中控制方式的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术的电路接线图；
[0032]图3是本专利技术中控制方式的流程图；
[0033]图4是本专利技术中使用的针孔气吸式播种滚筒的结构示意图；
[0034]图5是本专利技术中使用的针孔气吸式播种滚筒安装导气板结构示意图；
[0035]图4中标记为：1、气体腔室；2、针孔气吸口；3、针孔气吸式播种滚筒；4、种槽；5、种子铲板。
[0036]图5中标记为：1、针孔气吸式播种滚筒安装导气板；2、大气导气孔；3、正压导气孔；4、负压导气孔。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0038]如图1所示，一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精确控制方式，包括微控制器、速度传感器、育苗流水线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其整体控制硬件包括：微控制器、速度传感器、行程开关、步进电机、步进电机驱动器、角度传感器。微控制器作为整体控制信号处理的中枢，接收传感器的信号，下达控制指令；速度传感器与蔬菜育苗流水线传送带的传动轴同轴转动，实现对传送带实际速度的检测；行程开关安装在针孔气吸式播种滚筒下方的指定位置，实现对流水线上育苗穴盘的检测；步进电机通过齿轮传动，带动针孔气吸式播种滚筒转动；步进电机驱动器实现对步进电机的驱动；角度传感器与针孔气吸式播种滚筒同轴转动，实现对播种滚筒转动角度的检测。2.根据权利要求1所述的蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其控制方式的研究基础包括，针孔气吸式播种滚筒、72孔黑色聚乙烯吸塑穴盘、蔬菜育苗流水线传送带、具有正负压功能的气泵。针孔气吸式播种滚筒是该发明的主要被控对象。其中72孔黑色聚乙烯吸塑穴盘是装有一定量土壤培养基质，并且压过种穴的穴盘，该种穴的深度和直径满足种子发芽生长所需的农艺要求。蔬菜育苗流水线具有能顺利传送穴盘、固定针孔气吸式播种滚筒的功能。气泵应同时具备正压吹气和负压吸气的功能。3.根据权利要求1所述的蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其特征在于，整条流水线在刚通上电的时候，针孔气吸式播种滚筒要实现自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程。并且是先进行自动初始化角度，再进行自动初始化吸附种子。步进电机为完成自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程。通过公式(1)计算两个过程共计需要脉冲数量，公式(1)为：y＝y1+y2ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中y是步进电机为完成自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程共需要的脉冲数量；y1是步进电机为了实现角度初始化，需要转动的脉冲数量；y2是步进电机完成自动初始化吸附种子，需要转动的脉冲数量。4.根据权利要求3所述的针孔气吸式播种滚筒自动初始化角度过程，其特征在于，与针孔气吸式播种滚筒同轴转动的角度传感器采集实时的角度值对应的数字量，然后与设定的初始角度数字量进行对比，当实际角度值不等于设定的初始角度值时，步进电机转动相应的角度，以实现滚筒转到设定的初始角度位置。通过公式(2)计算步进电机具体转动的角度对应的脉冲数量，公式(2)为：其中y1是步进电机为...
【专利技术属性】
技术研发人员：林相泽，郭广川，梁育玮，彭吉祥，薛金林，唐帅，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
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