一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了中药材种植机械技术领域的一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统及方法，包括设备端和转动驾驶室，设备端包括电子总控制系统

【技术实现步骤摘要】
一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及中药材种植机械
，具体为一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统及方法
。

技术介绍

[0002]根茎类中药是指入药部分是根茎或带有少量根部或肉质鳞叶的地下茎类药材，随着中药材产业的飞速发展，根茎类中药材的需求逐年提高，但我国中药材种植仍以传统人工作业方式为主，随着人工费用不断升高，导致中药源头人工成本剧增，药材价格将居高不下，已经影响中药产业健康稳定发展；众所周知，根茎类中药材一般采用育苗移栽模式，在种苗移栽过程中需要开沟
、
覆土和覆膜等作业环节，传统的移栽作业方式，需要多人工分步完成，不仅作业效率低，作业质量差，而且人工成本高，故实际生产中亟需设计一种用于根茎类中药材移栽的设备，使其可以自动化完成开沟
、
覆土和覆膜等工作，基于此，本专利技术设计了一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统及方法，以解决上述问题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统，包括：设备端和转动驾驶室，所述设备端包括电子总控制系统
、
视觉传感器
、
触摸显示屏和电动执行机构，所述电动执行机构包括自走式底盘装置
、
旋耕松土装置
、
固体颗粒施肥
、
开沟装置
、
电控移栽装置
、
灌溉防尘装置
、
覆土装置和覆膜装置，所述自走式底盘装置
、
旋耕松土装置
、
固体颗粒施肥
、
开沟装置
、
电控移栽装置
、
灌溉防尘装置
、
覆土装置和覆膜装置一一对应信号连接有自走式底盘装置控制模块
、
旋耕松土装置控制模块
、
固体颗粒施肥装置模块
、
开沟装置控制模块
、
电控移栽装置控制模块
、
灌溉防尘装置控制模块
、
覆土装置控制模块和覆膜装置控制模块，所述电子总控制系统与视觉传感器
、
触摸显示屏
、
自走式底盘装置控制模块
、
旋耕松土装置控制模块
、
固体颗粒施肥装置模块
、
开沟装置控制模块
、
电控移栽装置控制模块
、
灌溉防尘装置控制模块
、
覆土装置控制模块和覆膜装置控制模块信号连接，所述电子总控制系统用于接收和发送环境监测数据和控制移栽机工作的命令，所述视觉传感器采用双摄像头，安装在自走式底盘装置最前端两侧位置，所述视觉传感器依据算法，可实时输出移栽机移动速度，且可得到移栽机前进端地面的实时高度参数，可输出移栽机前进中轴线地形的二维轮廓曲线，所述触摸显示屏上还设置有急停按钮
、
启动按钮和快速切换按钮，所述启动按钮控制移栽机所有电动执行机构及控制系统的启动和停止，所述触摸显示屏可实时显示和控制自走式底盘装置
、
旋耕松土装置
、
固体颗粒施肥
、
开沟装置
、
电控移栽装置
、
灌溉防尘装置
、
覆土装置和覆膜装置的作业参数，所述急停按钮可立刻断电，停止所有装置控制模块的作业，所述快速切换按钮可快速切换转动驾驶室方向和自走式底盘装置的前进方向
。
[0005]优选的，所述灌溉防尘装置包括通过管道连接在水箱和喷头之间的第一流量泵，所述第一流量泵通过第八
PLC
与电子总控制系统信号连接，所述水箱安装在自走式底盘装置上，所述喷头通过连接水箱的管道进行安装且朝向地面
。
[0006]优选的，所述自走式底盘装置控制模块包括与移栽机提供动力的柴油机信号连接的柴油机启动模块和柴油机调速控制模块，所述柴油机启动模块和柴油机调速控制模块信号连接有第一
PLC
，所述第一
PLC
信号连接分动箱控制模块，所述分动箱控制模块分别信号连接操纵杆模块和分动箱，所述柴油机调速控制模块信号连接刹车踏板模块和油门踏板模块，所述操纵杆模块与快速切换按钮信号连接，所述柴油机还驱动连接发电机，所述发动机利用充电模块给移栽机的蓄电池充电，所述蓄电池通过启动开关连接第一
PLC。
[0007]优选的，所述旋耕松土装置控制模块包括与电子总控制系统信号连接的第二
PLC
，所述第二
PLC
信号连接有控制旋耕松土装置高度的第一电动推杆
、
旋耕松土装置的旋耕滚筒电机和与旋耕刀片转轴连接的扭矩传感器，所述第一电动推杆伸缩长度变量计算表达式为：
[0008][0009]其中，
L
x1
为第一电动推杆伸缩长度，变量控制值；
H0为旋耕深度值，为用户输入值；
L
M1
为第一电动推杆初始长度，为固定值；
H1为大臂上铰接点到履带底端距离值，为固定值；
L
为大臂长度，为固定值；
L1为大臂上铰接点与第一电动推杆铰接点距离，为固定值；
L2为小臂长度，为固定值；
L3为旋耕刀长度，为固定值；
α
为小臂垂直角度，为固定值；
D
为旋耕滚筒电机直径，为固定值
。
[0010]优选的，所述固体颗粒施肥装置模块包括与电子总控制系统信号连接的第三
PLC
，所述第三
PLC
信号连接有控制固体颗粒施肥装置排肥量的伺服电机和挤压团聚
、
大颗粒肥料块的施肥滚筒电机
。
[0011]优选的，所述开沟装置控制模块包括与电子总控制系统信号连接的第四
PLC
，所述第四
PLC
信号连接有控制开沟装置深度的第二电动推杆和用于连接仿生减阻开沟器的第一振动器，所述第二电动推杆伸缩长度变量计算表达式为：
[0012]L
x2
＝
H2[0013]其中，
L
x2
为第二电动推杆伸缩长度，变量控制值；
H2为开沟深度值，为用户输入值
。
[0014]优选的，所述电控移栽装置控制模块包括与电子总控制系统信号连接的第五
PLC
，所述第五
PLC
信号连接有可调节电控移栽装置与地面高度的第三电动推杆
、
用于取苗的取苗滚筒电机
、
用于输送种苗的输送滚筒电机和用于给种苗排序的排序滚筒电机，所述电控移栽装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：设备端和转动驾驶室，所述设备端包括电子总控制系统
(1)、
视觉传感器
(2)、
触摸显示屏
(3)
和电动执行机构，所述电动执行机构包括自走式底盘装置
、
旋耕松土装置
、
固体颗粒施肥
、
开沟装置
、
电控移栽装置
、
灌溉防尘装置
、
覆土装置和覆膜装置，所述自走式底盘装置
、
旋耕松土装置
、
固体颗粒施肥
、
开沟装置
、
电控移栽装置
、
灌溉防尘装置
、
覆土装置和覆膜装置一一对应信号连接有自走式底盘装置控制模块
(4)、
旋耕松土装置控制模块
(5)、
固体颗粒施肥装置模块
(6)、
开沟装置控制模块
(7)、
电控移栽装置控制模块
(8)、
灌溉防尘装置控制模块
(9)、
覆土装置控制模块
(10)
和覆膜装置控制模块
(11)
，所述电子总控制系统
(1)
与视觉传感器
(2)、
触摸显示屏
(3)、
自走式底盘装置控制模块
(4)、
旋耕松土装置控制模块
(5)、
固体颗粒施肥装置模块
(6)、
开沟装置控制模块
(7)、
电控移栽装置控制模块
(8)、
灌溉防尘装置控制模块
(9)、
覆土装置控制模块
(10)
和覆膜装置控制模块
(11)
信号连接，所述电子总控制系统
(1)
用于接收和发送环境监测数据和控制移栽机工作的命令，所述视觉传感器
(2)
采用双摄像头，安装在自走式底盘装置最前端两侧位置，所述视觉传感器
(2)
依据算法，可实时输出移栽机移动速度，且可得到移栽机前进端地面的实时高度参数，可输出移栽机前进中轴线地形的二维轮廓曲线，所述触摸显示屏
(3)
上还设置有急停按钮
、
启动按钮和快速切换按钮，所述启动按钮控制移栽机所有电动执行机构及控制系统的启动和停止，所述触摸显示屏
(3)
可实时显示和控制自走式底盘装置
、
旋耕松土装置
、
固体颗粒施肥
、
开沟装置
、
电控移栽装置
、
灌溉防尘装置
、
覆土装置和覆膜装置的作业参数，所述急停按钮可立刻断电，停止所有装置控制模块的作业，所述快速切换按钮可快速切换转动驾驶室方向和自走式底盘装置的前进方向
。2.
根据权利要求1所述的一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统，其特征在于：所述灌溉防尘装置包括通过管道连接在水箱和喷头之间的第一流量泵，所述第一流量泵通过第八
PLC
与电子总控制系统
(1)
信号连接，所述水箱安装在自走式底盘装置上，所述喷头通过连接水箱的管道进行安装且朝向地面
。3.
根据权利要求1所述的一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统，其特征在于：所述自走式底盘装置控制模块
(4)
包括与移栽机提供动力的柴油机信号连接的柴油机启动模块和柴油机调速控制模块，所述柴油机启动模块和柴油机调速控制模块信号连接有第一
PLC
，所述第一
PLC
信号连接分动箱控制模块，所述分动箱控制模块分别信号连接操纵杆模块和分动箱，所述柴油机调速控制模块信号连接刹车踏板模块和油门踏板模块，所述操纵杆模块与快速切换按钮信号连接，所述柴油机还驱动连接发电机，所述发动机利用充电模块给移栽机的蓄电池充电，所述蓄电池通过启动开关连接第一
PLC。4.
根据权利要求1所述的一种自走式根茎类中药材露头覆膜移栽机控制系统，其特征在于：所述旋耕松土装置控制模块
(5)
包括与电子总控制系统
(1)
信号连接的第二
PLC
，所述第二
PLC
信号连接有控制旋耕松土装置高度的第一电动推杆
、
旋耕松土装置的旋耕滚筒电机和与旋耕刀片转轴连接的扭矩传感器，所述第一电动推杆伸缩长度变量计算表达式为：其中，
L
x1
为第一电动推杆伸缩长度，变量控制值；
H0为旋耕深度值，为用户输入值；
L
M1

【专利技术属性】
技术研发人员：于庆旭，曹光乔，钟成义，刘燕，龚艳，陈彬，张井超，谭本垠，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：