一种电动式土壤取样器控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电动式土壤取样器控制装置，包括：安装盒，运动控制器及分别与其电路连接的电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块；所述运动控制器、电机驱动器、数据采集系统、定位模块分别固定于所述安装盒内，所述人机交互模块固定于所述安装盒上侧。本实用新型专利技术通过轻量化的设计使各模块在安装盒上合理布局，产品具有重量轻、体积小、便于用户操作的特点，通过设计控制装置及控制方法实现了土壤取样的精细化、自动化、智能化和自适应控制。智能化和自适应控制。智能化和自适应控制。

【技术实现步骤摘要】
一种电动式土壤取样器控制装置


[0001]本技术涉及土壤取样控制
，具体地，涉及一种电动式土壤取样器控制装置。

技术介绍

[0002]随着国家第三次土壤普查的到来，土壤形成因素、典型土壤剖面描述、土壤类型的确定、土壤理化性状的测定、土壤评价和低产土壤改良规划成为了重点攻关，实时掌握农田土壤成分的空间分布和营养分布，是实现农田精准施肥的前提条件。
[0003]但要完成土壤普查工作，土壤取样是不可或缺的一环。目前常用的土壤采集方式可分为人工取样和机械化取样，市面存在的取样器有手动和机械取样器两类。人工采集常用的小土铲、管状采样钻和普通土钻，完全没有涉及取土的自动控制，所以导致传统的人工取土办法效率低、工作量大。机械化泥土取样设备，仍然是通过人工直接拉动汽油机配合冲击钻来实现土壤取样，没有实现对设备的主动控制，且无法监测设备的使用状况、土壤的环境信息等重要数据，无法实现人机交互。可见，手动取样器和机械取样器都没有实现设备的主动控制、安全监测、土壤环境信息获取及人机交互问题。
[0004]一般的电动土壤取样器，包括电机、齿轮机构和包括钻头的取土机构，前期已逐步研发并进入市场，较好地解决了手动取样器和机械取样器存在的技术问题，但目前还没有相关的控制装置。因此，如何研发出一种电动土壤取样器的控制装置，以实现土壤取样的一键操控和人机交互，便于提高工作人员的可操作性和降低劳动强度，是现阶段需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种电动式土壤取样器控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种电动式土壤取样器控制装置，包括：安装盒，运动控制器及分别与其电路连接的电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块；所述运动控制器、电机驱动器、数据采集系统、定位模块分别固定于所述安装盒内，所述人机交互模块固定于所述安装盒上侧；
[0008]所述运动控制器，用于与外部单元的通讯、决策以及下发指令；
[0009]所述电机驱动器，接收运动控制器的指令，与电动式土壤取样器的电机电连接并驱动其运转，由电机带动电动式土壤取样器的取土机构作业；
[0010]所述数据采集系统，通过传感技术进行数据采集；
[0011]所述定位模块，用于进行定位监测；
[0012]所述供电模块，用于供电；
[0013]所述人机交互模块，用于显示和监控取样器的基本参数和故障信息。
[0014]优选的，所述运动控制器分别与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块通过CAN总线或RS485通信方式进行连接；所述运动控制器包括主控单元，所述主控单元安装有主控程序、对设备进行决策调度和规划控制，所述运动控制器分别与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块通过抗干扰电路连接，运动控制器通过螺柱固定在所述安装盒内。
[0015]优选的，所述数据采集系统包括数据采集模块、传感器，所述数据采集模块通过螺柱固定在安装盒内、设于所述运动控制器上，采用CAN总线方式与传感器进行数据传输，传感器将数据采集后经数据采集模块，发送至运动控制器。进一步的，所述传感器包括土壤温度传感器、湿度传感器、硬度传感器、电机转速传感器、功率传感器、电量传感器、钻头钻进的压力传感器；所述钻头钻进的压力传感器设于电动式土壤取样器的钻头上。这样，可全面采集电动式土壤取样器相关的各类参数，实现边取样边分析，同时获取土壤的全面、直接、一手的相关数据，提高分析的科学性。
[0016]优选的，所述安装盒上侧设有带显示孔、操控安装孔的操控面板，所述人机交互模块包括操控钮、显示屏，所述操控钮、显示屏分别固定安装于操控安装孔、显示孔上。进一步的，所述显示屏采用触摸显示屏，从而便于操作者通过触摸显示屏，进行更多的指令发布，实现更好的交互功能。进一步的，所述操控钮包括急停按钮、电机启动和停止按钮、电机正转和反转按钮、电机调速旋钮等。这样，操作人员通过显示屏了解设备及土壤情况，如工作温度、功率、电机转速、土壤温度、湿度、故障情况等指标，且能对操控钮、触摸显示屏进行操作，及时干预取土作业。
[0017]进一步的，所述控制装置还包括外部客户端，所述运动控制器还包括无线通信模块，所述无线通信模块与外部客户端数据连接。这样，操作者还可以通过手机、平板电脑等外部客户端，通过蓝牙、WIFI等无线方式与控制装置数据连接，从而实现远程操作，便于对设备进行监控，了解设备的状态及相关信息。
[0018]优选的，所述定位模块采用螺栓固定在安装盒内部的一个侧壁上，包括北斗定位单元和/或GPS定位单元。定位模块设于侧壁有利于接收定位信号，用于对取样的定位监测，通过定位信息，实时监测电动式土壤取样器的位置信息和取土区域，并能快速找到设备的工作地点和工作过的区域。
[0019]优选的，所述供电模块安装在安装盒内底部，采用螺栓固定。这里，供电模块采用电源适配器连接电源的方式或锂电池，安装于安装盒的底部有利于稳定控制装置的重心，并与其他模块适度分隔，以避免发热干扰其他模块运行。
[0020]优选的，所述电机驱动器通过螺栓固定于安装盒内部，位于所述运动控制器下方、供电模块上方，其接收运动控制器的指令，控制电机的运动。
[0021]为更好地实现技术目的，这里还提供一种电动式土壤取样器控制装置的控制方法，具体包括如下步骤：
[0022]S1.启动控制装置，运动控制器与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块建立电路连接，主控单元按程序设置进行自检；
[0023]S2.运动控制器接收到人机交互模块或外部客户端传来的控制指令，经主控单元分析处理后，发送指令至所述电机驱动器；
[0024]S3.电机驱动器收到传来的指令数据，驱动电动式土壤取样器的电机完成正、反转
或调速动作，电机带动电动式土壤取样器的齿轮机构运动，从而控制钻头向下钻进、退刀；
[0025]S4.运动控制器接收数据采集系统传来的数据，电机的运动状态通过电机驱动器所设的编码器反馈至运动控制器，钻头钻进的压力传感器将钻进力信息反馈至运动控制器，运动控制器对信息数据进行分析和处理，根据钻进力的大小，控制电机驱动器，自动匹配电机转速和功率，实现对电动式土壤取样器的自适应钻进；
[0026]S5.运动控制器经过分析和处理后，将结果传输至人机交互模块，发送至显示屏进行显示。
[0027]为充分保障人机安全，优选的，所述控制方法还包括S6步骤，具体为：所述主控单元的主控程序包括安全模块，并预设有报警参数，当取样器发生故障时，安全模块将故障报警信息同步发送至显示屏；当故障严重时，主控单元控制取样器停止运行。
[0028]优选的，所述控制方法的S5步骤中，运动控制器接收到传感器的土壤温湿度、钻进力、电机转速数据，经过筛选和处理后，将结果发送至显示屏和/或外部客户端显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动式土壤取样器控制装置，其特征在于，包括：安装盒，运动控制器及分别与其电路连接的电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块；所述运动控制器、电机驱动器、数据采集系统、定位模块分别固定于所述安装盒内，所述人机交互模块固定于所述安装盒上侧；所述运动控制器，用于与外部单元的通讯、决策以及下发指令；所述电机驱动器，接收运动控制器的指令，与电动式土壤取样器的电机电连接并驱动其运转，由电机带动电动式土壤取样器的取土机构作业；所述数据采集系统，通过传感技术进行数据采集；所述定位模块，用于进行定位监测；所述供电模块，用于供电；所述人机交互模块，用于显示和监控取样器的基本参数和故障信息。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述运动控制器分别与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块通过CAN总线或RS485通信方式进行连接；所述运动控制器包括主控单元，所述主控单元安装有主控程序、对设备进行决策调度和规划控制，所述运动控制器分别与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块通过抗干扰电路连接，运动控制器通过螺柱固定在所述安装盒内。3.根据权利要求2所述的控制装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥宝，李明军，钟国雄，潘明，谭俭辉，
申请(专利权)人：深圳市现代农业装备研究院，
类型：新型
国别省市：