CN103548459B - 一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统 - Google Patents
一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，包括控制器，速度传感器、显示模块、电机驱动模块、步进电机、变速箱以及电源模块，其中，速度传感器与控制器的输入端相连，显示模块和电机驱动模块分别与控制器的输出端相连，步进电机与电机驱动模块相连，电源模块分别为控制器、电机驱动模块和显示模块供电；上述速度传感器安装在四轮插秧机的机轮上，步进电机通过变速箱与插秧爪的传动轴相连。采用上述插秧机构控制系统，通过步进电机驱动插秧爪的“取秧——插秧”动作，直接改变插秧频率，实现无极变速控制插秧间距，无需停机换挡改变插秧间距。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，适用于由内燃机驱动的四轮插秧机，属于农用机械领域。
背景技术
水稻是我国种植面积最大、单产最高、总产最多的主要粮食作物，其常年种植面积和总产约占我国粮食作物的28％和40％。种植方式主要为传统的人工插秧。虽然我国在20世纪60年代已开始水稻种植机械化研究，对插秧机关键部件的设计与研究有所突破。但使用成本高，可操作性差，与我国经济社会的发展状况不协调，严重制约了我国水稻生产的发展。成为制约水稻生产全程机械化的瓶颈．也限制了我国水稻生产的规模化、专业化、商品和现代化的发展。
在现有技术中，一般的四轮插秧机驱动电机速度固定，插秧株距调节需要用手动挡位调节来实现，操作两个手柄，分为五个挡位，分别为：12，14，16，18，21cm。在田间作业之前手动设置好插秧株距，作业过程中只能保持这种株距，如果需要修改插秧株距，必须停止运动再进行手动设置，操作不便且为有级调节；而且由于不具有智能控制系统，无法实现实时的插秧数据统计，不符合现代农业数字化发展趋势。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，可直接实现无极变速控制插秧间距，无需停机换挡，而且能快速计算并记录插秧各项数据。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，包括控制器，速度传感器、显示模块、电机驱动模块、步进电机、变速箱以及电源模块，其中，速度传感器与控制器的输入端相连，显示模块和电机驱动模块分别与控制器的输出端相连，步进电机与电机驱动模块相连，电源模块分别为控制器、电机驱动模块和显示模块供电；上述速度传感器安装在四轮插秧机的机轮上，步进电机通过变速箱与插秧爪的传动轴相连。
上述速度传感器采用光电转速传感器。
上述电机驱动模块主要由功率放大元器件组成，电机驱动模块主要用于对控制器输出的电信号进行功率放大。
显示模块采用液晶显示器。
步进电机采用反应式及混合式电机，步进电机通过固定支架安装在插秧机构的侧边。
电源模块采用铅酸蓄电池或采用锂电池，分别向控制器模块、电机驱动模块进行供电。
上述控制器采用微型计算机控制。
上述插秧机构控制系统工作时，首先，启动插秧机，通过四轮插秧机的内燃机带动插秧机运动；当四轮插秧机开始运动时，装在四轮插秧机轮上的速度传感器将当前行驶速度传送至控制器，控制器根据输入数据大小，分析运动状态，输出相应信号至电机驱动模块，调节电机驱动模块的输出脉冲；物料从送料轨道落下进入送料器，步进电机通过变速箱与传动轴的相连，进而带动插秧爪转动，使插秧爪绕插秧连杆旋转，插秧爪完成从送料器取秧动作和插秧动作。当插秧机完成插秧作业时，控制器根据速度数据，工作时间和步进电机转速进行统计计算，得到当日插秧面积和插秧量，最终上传至显示模块反馈给作业员，同时作业员也可以下载数据至控制器，控制插秧机按照规定参数运作。
采用上述插秧机构控制系统，通过步进电机驱动插秧爪的“取秧——插秧”动作，直接改变插秧频率，实现无极变速控制插秧间距，无需停机换挡改变插秧间距；此外，可以根据速度，工作时间和步进电机转速计算并记录插秧次数及计算插秧面积，最终由显示模块直接反馈给作业者，实现作业全自动化。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的插秧机构控制系统模块框图；
图2为本实施例的插秧机构结构示意图；
图3为本实施例的插秧机构插秧爪取秧时的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，包括控制器1，速度传感器2、显示模块3、电机驱动模块4、步进电机5、变速箱6以及电源模块7，其中，速度传感器2与控制器1的输入端相连，显示模块3和电机驱动模块4分别与控制器1的输出端相连，步进电机5与电机驱动模块4相连，电源模块7分别为控制器1、电机驱动模块4和显示模块3供电；上述速度传感器2安装在四轮插秧机的机轮上，步进电机5通过变速箱6与插秧爪8的传动轴9相连。步进电机5和变速箱6通过固定支架10安装在插秧机构的侧边。
在本实施例中，上述控制器1采用微型计算机控制；显示模块3采用液晶显示器；控制器1和显示模块3一般安装在四轮插秧机位置较高的地方，如驾驶室等，便于作业员操作。速度传感器2为光电式转速传感器；电机驱动模块4主要元件为功率放大器件，步进电机5采用反应式，也可以采用混合式电机；电源模块7采用铅酸蓄电池，也可以采用锂电池，分别为不同的模块供电。
上述插秧机构控制系统工作时，首先，启动插秧机，通过四轮插秧机的内燃机带动插秧机运动；当四轮插秧机开始运动时，装在四轮插秧机轮上的速度传感器2将当前行驶速度传送至控制器1，控制器1根据输入数据大小，分析运动状态，输出相应信号至电机驱动模块4，调节电机驱动模块4的输出脉冲；物料从送料轨道13落下进入送料器12，步进电机5通过变速箱6与传动轴9的相连，进而带动插秧爪8转动，使插秧爪8绕插秧连杆11旋转，插秧爪8完成从送料器12取秧和插秧动作。当插秧机完成插秧作业时，控制器1根据速度数据，工作时间和步进电机转速进行统计计算，得到当日插秧面积和插秧量，最终上传至显示模块3反馈给作业员，同时作业员也可以下载数据至控制器1，控制插秧机按照规定参数运作。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (3)
1.一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，其特征在于：包括控制器，速度传感器、显示模块、电机驱动模块、步进电机、变速箱以及电源模块，其中，速度传感器与控制器的输入端相连，显示模块和电机驱动模块分别与控制器的输出端相连，步进电机与电机驱动模块相连，电源模块分别为控制器、电机驱动模块和显示模块供电；上述速度传感器安装在四轮插秧机的机轮上，步进电机通过变速箱与插秧爪的传动轴相连；所述电机驱动模块主要由功率放大元器件组成；步进电机采用反应式及混合式电机，通过固定支架安装在插秧机构的侧边；所述控制器采用微型计算机控制；所述速度传感器采用光电转速传感器。
2.如权利要求1所述的一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，其特征在于：显示模块采用液晶显示器。
3.如权利要求1所述的一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，其特征在于：电源模块采用铅酸蓄电池或锂电池蓄电池。
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