CN106561126A - 一种自动移栽机取苗控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种自动移栽机取苗控制系统及其控制方法 Download PDF

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杨丽红
常航
韩绿化
刘伟
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    • A01C11/02—Transplanting machines for seedlings

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Abstract

本发明提供了一种自动移栽机取苗控制系统及其控制方法，包括取苗机构、电磁阀、磁性开关A、磁性开关B、磁性开关C和可编程控制器，所述可编程控制器根据磁性开关A、磁性开关B以及磁性开关C的输入信号，通过电磁阀控制取苗爪开合气缸、门型取苗翻转气缸伸缩，并分别定位投苗触发点，取苗爪开始收缩点以及取苗完成点。滑槽与轴承配合实现取苗门型架摆动与成排取苗爪翻转的复合运动，以双向气缸作为驱动力，磁性开关判断取苗位置实现取苗爪插入钵体的同时逐渐收缩夹苗，减少钵体损伤。该取苗控制系统可以实现高效自动取苗，对苗钵基本无损伤，取苗成功率高。

Description

一种自动移栽机取苗控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于农机装备技术领域，涉及自动移栽机，尤其是一种自动移栽机取苗控制系统及其控制方法。
背景技术
移栽种植可缩短作物的生育过程、提高作物的抗灾抗旱能力、减少需要二次补种现象，同时能够增加作物的生长周期、提高作物产量和质量。我国移栽机具有广阔的市场前景，正式公布的《2012-2014年国家支持推广的农业机械产品目录》显示，纳入目录的移栽机达27个品种、12家企业，目前国内移栽机还以半自动移栽机为主，移栽效率底，人工工作量大，因此省时省力的全自动移栽是今后移栽机具发展的主要方向。
目前普及的移栽机多为半自动机械，由人工取苗、放苗，需要劳动力多，劳动量大，栽植效率受限。国内现有的自动取苗机构，如杨传华等人设计的顶杆取苗系统，伺服电机驱动电动缸将苗成排顶出，苗钵损伤小，但对于苗钵的盘根性要求高，易出现苗钵未顶出获顶出不到位情况；新疆韩长杰等人设计的成排翻转取苗系统，采用摆臂气缸、摆位马达以及扎苗放苗气缸；运用两个气缸运动极限位传感器获取取苗位置，以决定扎放苗气缸扎苗、放苗时间，该取苗系统依靠摆臂气缸、摆位马达控制取苗姿态，取苗可靠性不足，苗爪到位后扎放苗气缸将秒针推出，无夹取动作，不易苗钵取出。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种自动移栽机取苗控制系统及其控制方法，采用成排式取苗，取苗爪个数n可根据穴盘规格调整，滑槽与轴承配合实现取苗门型架摆动与成排取苗爪翻转的复合运动，以双向气缸作为驱动力，磁性开关判断取苗位置实现取苗爪插入钵体的同时逐渐收缩夹苗，减少钵体损伤。该取苗控制系统可以实现高效自动取苗，对苗钵基本无损伤，取苗成功率高。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种自动移栽机取苗控制系统，包括取苗机构、电磁阀、磁性开关A、磁性开关B、磁性开关C和可编程控制器，取苗机构包括滑槽板、小门架、门型取苗翻转气缸、取苗爪和大门架，所述滑槽板上开有滑槽、固定设置在所述移栽机的底盘上，所述大门架两个侧臂的底端可转动地装在所述底盘或者与所述底盘相对固定的结构上，并且所述大门架的一个侧臂的底端靠近所述滑槽板或者转动地安装在所述滑槽板上；所述小门架转动安装在所述大门架侧臂的内侧、通过销轴与滑槽连接；所述取苗爪固定安装在所述小门架上；所述门型取苗翻转气缸转动安装在滑槽板或者任何与滑槽板相对固定的结构上，所述门型取苗翻转气缸的推杆的伸出端与大门架转动连接；磁性开关A、磁性开关B以及磁性开关C分别安装于门型取苗翻转气缸的伸出极限位、取苗爪接触钵苗时对应伸出位以及缩回极限位，并分别与可编程控制器相连；所述可编程控制器还分别通过电磁阀与末端执行机构的取苗爪开合气缸、门型取苗翻转气缸相连；
所述可编程控制器根据磁性开关A、磁性开关B以及磁性开关C的输入信号，通过电磁阀控制取苗爪开合气缸、门型取苗翻转气缸伸缩，并分别定位投苗触发点，取苗爪开始收缩点以及取苗完成点。
优选地，还包括信号放大器，所述信号放大器位于可编程控制器与所述电磁阀之间。
优选地，所述门型取苗翻转气缸可以转动的安装在门型取苗翻转气缸安装板上，所述门型取苗翻转气缸安装板固定设置在滑槽板上，或者所述门型取苗翻转气缸安装在底盘上。
优选地，所述电磁阀为二位五通电磁阀。
优选地，所述销轴通过双列滚针轴承与滑槽连接。
所述自动移栽机取苗控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：开始取苗时，所述可编程控制器控制连接门型取苗翻转气缸的电磁阀接通，门型取苗翻转气缸的推杆伸出，推动大门架转动，所述大门架带动小门架转动，所述小门架带动销轴在滑槽内滑动，取苗爪翻转，当门型取苗翻转气缸继续伸出至磁性开关B时，销轴滑动到滑槽的最低端，所述取苗爪垂直于穴盘，所述可编程控制器控制连接取苗爪的电磁阀接通，进而取苗爪气缸收缩，使取苗爪收缩，开始抓苗；当门型取苗翻转气缸继续伸出至磁性开关C时，取苗爪收缩到极限位，抓苗完成；所述可编程控制器控制连接门型取苗翻转气缸的电磁阀断开，门型取苗翻转气缸的推杆缩回，当门型取苗翻转气缸缩回至磁性开关A时，销轴滑动到滑槽的最高端，所述取苗爪垂直于水平面，位于分苗机构上方，取苗完成。
本发明提供的自动移栽机取苗控制系统及其控制方法，滑槽与轴承配合实现取苗门型架摆动与成排取苗爪翻转的复合运动，以双向气缸作为驱动力，磁性开关判断取苗位置实现取苗爪插入钵体的同时逐渐收缩夹苗，减少钵体损伤。采用成排式取苗，取苗爪个数n可根据穴盘规格调整，该取苗控制系统可以实现高效自动取苗，对苗钵基本无损伤，取苗成功率高。
附图说明
图1为本发明所述自动移栽机取苗控制系统结构示意图。
图2为本发明所述自动移栽机取苗控制系统图。
图3为所述取苗终端执行器的结构示意图。
图4为本发明所述自动移栽机取苗控制系统流程图。
图5为本发明所述自动移栽机取苗控制系统运动过程示意图。
1-滑槽板、11-滑槽、2-小门架、21-销轴、3-门型取苗翻转气缸、31-门型取苗翻转气缸安装板、4-取苗爪、41-取苗爪开合气缸、42-推爪板、43-爪针、5-大门架、6-磁性开关A、7-磁性开关B、8-磁性开关C。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1、图2所示，本发明提供的自动移栽机取苗控制系统，取苗机构、电磁阀、磁性开关A 6、磁性开关B 7、磁性开关C 8、信号放大器和可编程控制器，取苗机构包括滑槽板1、小门架2、门型取苗翻转气缸3、取苗爪和大门架5，取苗末端执行器4包括取苗爪开合气缸41、推爪板42与爪针43，如图3所示，所述取苗爪开合气缸41的推杆缩回时，所述取苗爪开合气缸43的推杆通过推爪板42带动爪针43聚拢进行夹紧；所述取苗爪开合气缸41的推杆伸出时，所述取苗爪开合气缸41的推杆通过推爪板42带动爪针43相对张开实现投苗。所述滑槽板1上开有滑槽11、固定设置在所述移栽机的底盘上，所述大门架5两个侧臂的底端可转动地装在所述底盘或者与所述底盘相对固定的结构上，并且所述大门架5的一个侧臂的底端靠近所述滑槽板1或者转动地安装在所述滑槽板1上。所述小门架2转动安装在所述大门架5侧臂的内侧、通过销轴21与滑槽11连接。所述销轴21通过双列滚针轴承与滑槽11连接，以减少摩擦。所述取苗末端执行器4固定安装在所述小门架2上。所述门型取苗翻转气缸3安装在滑槽板1或者任何与滑槽板1相对固定的结构上，所述门型取苗翻转气缸3的推杆的伸出端与大门架转动连接。具体的，所述门型取苗翻转气缸3可以转动安装在门型取苗翻转气缸安装板31上，所述门型取苗翻转气缸安装板31固定设置在滑槽板1上，或者所述门型取苗翻转气缸3可以安装在底盘上。
门型取苗翻转气缸3控制取苗末端执行器4的翻转，使其在取苗和投苗位置之间运动；工作过程中，门型取苗翻转气缸3的推杆伸缩运动推动大门架5转动，所述大门架5带动小门架2转动，所述小门架2带动销轴21在滑槽内滑动，当销轴21滑动到滑槽的最低端时，所述取苗末端执行器4垂直于穴盘同时进行取苗，当销轴21滑动到滑槽的最高端时，所述取苗末端执行器4垂直于水平面并进行投苗。
磁性开关A 6、磁性开关B 7以及磁性开关C 8分别安装于门型取苗翻转气缸3的伸出极限位、取苗末端执行器4接触钵苗时对应伸出位以及缩回极限位，并分别与可编程控制器相连。所述可编程控制器还分别通过电磁阀与取苗末端执行器4的取苗爪开合气缸41、门型取苗翻转气缸3相连。所述信号放大器位于可编程控制器与所述电磁阀之间，所述信号放大器对可编程控制器输出信号进行放大后传递给电磁阀，控制电磁阀通断，通过所述电磁阀控制取苗爪开合气缸41、门型取苗翻转气缸3伸缩，所述电磁阀为二位五通电磁阀。所述可编程控制器根据磁性开关A 6、磁性开关B 7以及磁性开关C 8的输入信号，通过电磁阀控制取苗爪开合气缸41、门型取苗翻转气缸3伸缩，并分别定位投苗触发点，取苗末端执行器开始收缩点以及取苗完成点。
取苗控制系统的控制方法的流程图如图4所示，穴盘到位后，开始取苗时，所述可编程控制器控制连接门型取苗翻转气缸3的电磁阀接通，门型取苗翻转气缸3的推杆伸出，推动大门架5转动，所述大门架5带动小门架2转动，所述小门架2带动销轴21在滑槽内滑动，取苗爪整排翻转，如图5中a所示；当门型取苗翻转气缸3继续伸出至磁性开关B 7时，如图5中b所示，销轴21滑动到滑槽的最低端，所述取苗末端执行器4垂直于穴盘，所述可编程控制器控制连接取苗末端执行器4的电磁阀接通，进而取苗爪气缸41收缩，使取苗末端执行器4收缩，开始抓苗；当门型取苗翻转气缸3继续伸出至磁性开关A6时，取苗末端执行器4收缩到极限位，如图5中c所示，抓苗完成；所述可编程控制器控制连接门型取苗翻转气缸3的电磁阀断开，门型取苗翻转气缸3的推杆缩回，当门型取苗翻转气缸3缩回至磁性开关C 8时，如图5中d所示；销轴21滑动到滑槽的最高端，所述取苗末端执行器4垂直于水平面，位于分苗机构上方，取苗完成。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动移栽机取苗控制系统，包括取苗机构、电磁阀、磁性开关A(6)、磁性开关B(7)、磁性开关C(8)和可编程控制器，取苗机构包括滑槽板(1)、小门架(2)、门型取苗翻转气缸(3)、取苗末端执行器(4)和大门架(5)，所述滑槽板(1)上开有滑槽(11)、固定设置在所述移栽机的底盘上，所述大门架(5)两个侧臂的底端可转动地装在所述底盘或者与所述底盘相对固定的结构上，并且所述大门架(5)的一个侧臂的底端靠近所述滑槽板(1)或者转动地安装在所述滑槽板(1)上；所述小门架(2)转动安装在所述大门架(5)侧臂的内侧、通过销轴(21)与滑槽(1)连接；所述取苗末端执行器(4)固定安装在所述小门架(2)上；所述门型取苗翻转气缸(3)转动安装在滑槽板(1)或者任何与滑槽板(1)相对固定的结构上，所述门型取苗翻转气缸(3)的推杆的伸出端与大门架(5)转动连接；磁性开关A(6)、磁性开关B(7)以及磁性开关C(8)分别安装于门型取苗翻转气缸(3)的伸出极限位、取苗末端执行器(4)接触钵苗时对应伸出位以及缩回极限位，并分别与可编程控制器相连；所述可编程控制器还分别通过电磁阀与取苗末端执行器(4)的取苗爪开合气缸(41)、门型取苗翻转气缸(3)相连；
所述可编程控制器根据磁性开关A(6)、磁性开关B(7)以及磁性开关C(8)的输入信号，通过电磁阀控制取苗爪开合气缸(41)、门型取苗翻转气缸(3)伸缩，并分别定位投苗触发点，取苗末端执行器(4)开始收缩点以及取苗完成点。
2.根据权利要求1所述的自动移栽机取苗控制系统，其特征在于，还包括信号放大器，所述信号放大器位于可编程控制器与所述电磁阀之间。
3.根据权利要求1所述的自动移栽机取苗控制系统，其特征在于，所述门型取苗翻转气缸(3)可转动的安装在门型取苗翻转气缸安装板(31)上，所述门型取苗翻转气缸安装板(31)固定设置在滑槽板(1)上，或者所述门型取苗翻转气缸(3)安装在底盘上。
4.根据权利要求1所述的自动移栽机取苗控制系统，其特征在于，所述电磁阀为二位五通电磁阀。
5.根据权利要求1所述的自动移栽机取苗控制系统，其特征在于，所述销轴(21)通过双列滚针轴承与滑槽(11)连接。
6.根据权利要求1所述的自动移栽机取苗控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：开始取苗时，所述可编程控制器控制连接门型取苗翻转气缸(3)的电磁阀接通，门型取苗翻转气缸(3)的推杆伸出，推动大门架(5)转动，所述大门架(5)带动小门架(2)转动，所述小门架(2)带动销轴(21)在滑槽(11)内滑动，取苗末端执行器(4)翻转，当门型取苗翻转气缸(3)继续伸出至磁性开关B(7)时，销轴(21)滑动到滑槽(11)的最低端，所述取苗末端执行器(4)垂直于穴盘，所述可编程控制器控制连接取苗末端执行器(4)的电磁阀接通，进而取苗爪气缸(41)收缩，使取苗末端执行器(4)收缩，开始抓苗；当门型取苗翻转气缸(3)继续伸出至磁性开关A(6)时，取苗末端执行器(4)收缩到极限位，抓苗完成；所述可编程控制器控制连接门型取苗翻转气缸(3)的电磁阀断开，门型取苗翻转气缸(3)的推杆缩回，当门型取苗翻转气缸(3)缩回至磁性开关C(8)时，销轴(21)滑动到滑槽(11)的最高端，所述取苗末端执行器(4)垂直于水平面，位于分苗机构上方，取苗完成。
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