CN106258113B - 一种自动投种投苗装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动投种投苗装置及其控制方法，该装置包括固定板、滑动板、限位导轨和控制系统；固定板、滑动板、限位导轨上下依次叠层安装；固定板上设有矩形通孔，滑动板平行安装在固定板下方；滑动板底面两侧沿其长度方向设有两条凹槽；滑动板一侧左端设有一段齿条，限位导轨由托板和滑轮组成，滑轮安装在托板和滑动板之间。控制系统包括单片机、步进电机、电机齿轮和编码器；步进电机运转，通过电机齿轮和齿条啮合传动带动滑动板沿限位导轨左右横向滑动；本发明能根据机具位移自动控制蒜种或钵苗的投放，可精确控制蒜种或钵苗的种植株距，避免作物的重播漏播。

Description

一种自动投种投苗装置及其控制方法
一、技术领域
本发明涉及一种自动投种投苗装置及其控制方法，属于农业设备技术领域。
二、背景技术
大蒜使我国重要经济作物之一，近几年随着农业产业结构的调整，其种植面积不断增大。由于大蒜在种植时要求鳞芽朝上直立栽种，而目前市场上的大蒜播种机在蒜种调头、直立栽种、作业效率等方面难以满足农艺要求和用户需求，长期以来只能是依靠人工播种，生产效率低，加上人工费用不断增高，导致生产成本不断增大，大蒜价格居高不下。鉴于此，山东农业大学提出了一种基于基质置种的自动投种装置，该装置同样适用于钵苗移栽。
三、发明内容
为满足大蒜鳞芽朝上直立栽种农艺要求，实现大蒜种植的机械化作业，本发明提供了一种自动投种投苗装置及其控制方法；将蒜种置于立方体或长方体基质块中，放入蒜种的基质块或钵苗使用本自动投种投苗装置可实现定点投放。
一种自动投种投苗装置，包括固定板、滑动板、限位导轨和控制系统；
所述固定板、滑动板、限位导轨上下依次叠层安装；
所述的固定板上设有矩形通孔，相邻矩形通孔的中心距等于大蒜或钵苗的种植行距。矩形通孔的尺寸较基质块或育苗钵尺寸稍大(根据基质块或育苗钵尺寸定制)，固定板位置固定不动。放入蒜种的基质块或钵苗由输送机构输送到固定板的矩形通孔中，等待投放。
所述滑动板平行安装在固定板下方，为防止固定板与滑动板接触产生摩擦，固定板与滑动板之间设有一微小间隙。滑动板上与固定板矩形通孔对应位置设有同样大小的矩形通孔；滑动板底面两侧沿其长度方向设有两条凹槽；滑动板一侧左端设有一段齿条，齿条长度大于矩形通孔长度，当滑动板与固定板上的矩形通孔上下对齐时，位于固定板矩形通孔的蒜种或钵苗在重力作用下由矩形通孔漏下，进入开沟器开出的种沟，完成蒜种或钵苗投放。
所述的限位导轨由托板和滑轮组成，托板两侧设有两排滑轮，托板上设有螺栓孔，滑轮下端用螺栓安装在托板上；滑轮上端对应安装在滑动板两侧的凹槽内，以防止滑动板产生纵向偏移。
所述的控制系统包括单片机、步进电机、电机齿轮和编码器。电机齿轮安装在步进电机动力输出轴上，电机齿轮与滑动板上的齿条啮合。步进电机运转，通过电机齿轮和齿条啮合传动带动滑动板沿限位导轨左右横向滑动；所述编码器安装在现有播种机或移栽机的驱动轮轴上，用于检测驱动轮转速，并将信号传递给单片机；单片机根据驱动轮转速计算机具位移的距离，当机具位移等于蒜种或钵苗种植株距时，单片机控制步进电机转动，步进电机通过齿轮齿条带动滑动板横向滑动，滑动板与固定板上的通孔对齐，蒜种或钵苗在重力作用下投放到种沟；而后单片机控制步进电机反转，滑动板横向滑动，与固定板上的矩形通孔错开，下一个基质块或钵苗进入固定板上的矩形通孔中，等待投放。
本发明还提供了一种自动投种投苗装置的控制方法，其步骤如下：
1、蒜种或钵苗由输送机构输送到固定板上的矩形通孔中，此时滑动板与固定板上的矩形通孔处于错开位置，装入蒜种的基质块或钵苗由滑动板托住。机具前进，编码器安装在驱动轮轴上，与驱动轮同步转动，并向单片机输出脉冲信号，设编码器转一圈的脉冲数为n、输出脉冲个数为n1、驱动轮直径为D，作物株距为l，则当时，由单片机向步进电机输出电脉冲信号(此时步进电机方向端口输入高电平)，步进电机正转，通过齿轮齿条带动滑动板沿限位导轨横向滑动，设滑动板横向移动距离为s、电机齿轮直径为d、步进电机步距角为ω、单片机向步进电机输出电脉冲信号数为n2,则当时，单片机停止向步进电机输出电脉冲信号，步进电机停止转动，此时滑动板与固定板上的矩形通孔上下对齐，装入蒜种的基质块或钵苗在重力作用下落到种沟。
2、设放入蒜种的基质块或钵苗高度最大为h,重力加速度为g,则投苗时步进电机停止转动的时间为待蒜种或钵苗落下，单片机向步进电机输出电脉冲信号(此时步进电机方向端口输入低电平)，步进电机反转，单片机向步进电机输出电脉冲数为n2，此时固定板与滑动板上的矩形通孔错开，下一株蒜种或钵苗进入固定板的矩形通孔中，等待投放。
本发明能根据机具位移自动控制蒜种或钵苗的投放，可精确控制蒜种或钵苗的种植株距，且结构简单，经济适用，制造容易，可有效保证作物种植株距，提高株距合格率，避免作物的重播漏播。
四、附图说明
图1是自动投种投苗装置示意图；
图2是固定板示意图；
图3是滑动板俯视图
图4是滑动板主视图
图5是限位导轨示意图
图中1.固定板2.滑动板3.限位导轨4.单片机5.步进电机6.编码器7.电机齿轮8.齿条9.凹槽10.托板11.滑轮
五、具体实施方式
本发明中固定板、滑动板、限位导轨托板由金属板或硬质塑料板制成。
一种自动投种投苗装置，固定板1、滑动板2、限位导轨3上下依次叠层安装，固定板1上有等间隔分布的矩形通孔，相邻通孔中心线的间距等于作物种植行距。滑动板2安装在固定板1下方，与固定板1间有一微小间隙，滑动板2上有与固定板1相同大小的等距离分布的矩形通孔，滑动板2底面有两条凹槽9，与矩形通孔相对的另一侧边一端设有一段齿条8。限位导轨3位于滑动板2下方，限位导轨3的滑轮11与滑动板2底面的凹槽9配合，防止滑动板2纵向偏移。电机齿轮7装在步进电机5的动力输出轴上，与滑动板2的齿条8啮合，步进电机5转动，通过齿条8带动滑动板2横向滑动。编码器6安装在现有播种机驱动轮轴上，与驱动轮同步转动。
工作时，蒜种或钵苗由输送机构输送到固定板上的矩形通孔中，此时滑动板2与固定板1上的矩形通孔处于错开位置，放装入蒜种的基质块或钵苗由滑动板托住。机具前进，编码器6安装在驱动轮轴上，与驱动轮同步转动，并向单片机输出脉冲信号，设编码器转一圈的脉冲数为n、输出脉冲个数为n1、驱动轮直径为D，作物株距为l，则当时，由单片机4向步进电机5输出电脉冲信号(此时步进电机方向端口输入高电平)，步进电机正转，通过齿轮齿条8带动滑动板2沿限位导轨3横向滑动，设滑动板横向移动距离为s、电机齿轮直径为d、步进电机步距角为ω、单片机4向步进电机5输出电脉冲信号数为n2,则当时，单片机4停止向步进电机5输出电脉冲信号，步进电机5停止转动，此时滑动板2与固定板1上的矩形通孔上下对齐，装入蒜种的基质块或钵苗在重力作用下落到种沟。设放入蒜种的基质块或钵苗高度最大为h,重力加速度为g,则投苗时步进电机停止转动的时间为待蒜种或钵苗落下，单片机4向步进电机5输出电脉冲信号(此时步进电机方向端口输入低电平)，步进电机反转，单片机4向步进电机5输出电脉冲数为n2，此时固定板1与滑动板2上的矩形通孔错开，下一株蒜种或钵苗进入固定板1的矩形通孔中，等待投放。该装置根据机具位移自动控制蒜种或钵苗的投放，可精确控制蒜种或钵苗的种植株距，减少重播漏播。
本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种自动投种投苗装置，其特征在于包括固定板、滑动板、限位导轨和控制系统；
所述固定板、滑动板、限位导轨上下依次叠层安装；
所述的固定板上设有矩形通孔，相邻矩形通孔的中心距等于大蒜或钵苗的种植行距；矩形通孔的尺寸较基质块或育苗钵尺寸稍大，固定板位置固定不动；放入蒜种的基质块或钵苗由输送机构输送到固定板的矩形通孔中，等待投放；
所述滑动板平行安装在固定板下方，为防止固定板与滑动板接触产生摩擦，固定板与滑动板之间设有一微小间隙；滑动板上与固定板矩形通孔对应位置设有同样大小的矩形通孔；滑动板底面两侧沿其长度方向设有两条凹槽；滑动板一侧左端设有一段齿条，齿条长度大于矩形通孔长度，当滑动板与固定板上的矩形通孔上下对齐时，位于固定板矩形通孔的蒜种或钵苗在重力作用下由矩形通孔漏下，进入开沟器开出的种沟，完成蒜种或钵苗投放；
所述的限位导轨由托板和滑轮组成，托板两侧设有两排滑轮，托板上设有螺栓孔，滑轮下端用螺栓安装在托板上；滑轮上端对应安装在滑动板两侧的凹槽内，以防止滑动板产生纵向偏移；
所述的控制系统包括单片机、步进电机、电机齿轮和编码器；电机齿轮安装在步进电机动力输出轴上，电机齿轮与滑动板上的齿条啮合；步进电机运转，通过电机齿轮和齿条啮合传动带动滑动板沿限位导轨左右横向滑动；所述编码器安装在现有播种机或移栽机的驱动轮轴上，用于检测驱动轮转速，并将信号传递给单片机；单片机根据驱动轮转速计算机具位移的距离，当机具位移等于蒜种或钵苗种植株距时，单片机控制步进电机转动，步进电机通过齿轮齿条带动滑动板横向滑动，滑动板与固定板上的通孔对齐，蒜种或钵苗在重力作用下投放到种沟；而后单片机控制步进电机反转，滑动板横向滑动，与固定板上的矩形通孔错开，下一个基质块或钵苗进入固定板上的矩形通孔中，等待投放。
2.如权利要求1所述的一种自动投种投苗装置的控制方法，其特征在于其步骤如下：
1)蒜种或钵苗由输送机构输送到固定板上的矩形通孔中，此时滑动板与固定板上的矩形通孔处于错开位置，装入蒜种的基质块或钵苗由滑动板托住；机具前进，编码器安装在驱动轮轴上，与驱动轮同步转动，并向单片机输出脉冲信号，设编码器转一圈的脉冲数为n、输出脉冲个数为n1、驱动轮直径为D，作物株距为l，则当时，由单片机向步进电机输出电脉冲信号，此时步进电机方向端口输入高电平，步进电机正转，通过齿轮齿条带动滑动板沿限位导轨横向滑动，设滑动板横向移动距离为s、电机齿轮直径为d,步进电机步距角为ω、单片机向步进电机输出电脉冲信号数为n2,则当时，单片机停止向步进电机输出电脉冲信号，步进电机停止转动，此时滑动板与固定板上的矩形通孔上下对齐，装入蒜种的基质块或钵苗在重力作用下落到种沟；
2)设放入蒜种的基质块或钵苗高度最大为h,重力加速度为g,则投苗时步进电机停止转动的时间为待蒜种或钵苗落下，单片机向步进电机输出电脉冲信号，此时步进电机方向端口输入低电平，步进电机反转，单片机向步进电机输出电脉冲数为n2，此时固定板与滑动板上的矩形通孔错开，下一株蒜种或钵苗进入固定板的矩形通孔中，等待投放。
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