一、技術領域

本發明涉及農業設備技術領域，尤其涉及一種大蒜播種機蒜種定向裝置控制系統。

二、

背景技術：

隨著農業產業結構的調整和農業產品出口貿易迅速發展，大蒜需求量增大，大蒜種植面積不斷擴大。國內外高校及研究機構研制的大蒜播種機，“根下尖上、直立播種”的關鍵技術還不夠成熟，我國大蒜仍然依靠人工播種，勞動強度大，工作效率低，每人每天僅可播種220m²，大蒜播種機的播種性能亟待優化。申請號為2016106039095的一種新型大蒜播種機，采用氣動方式驅動蒜種定向裝置工作，較好地解決了蒜種定向問題，蒜種調向率達到93％，但機器存在結構復雜，響應滯后等問題。

三、

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種適配于申請號為2016106039095的一種新型大蒜播種機的蒜種定向裝置自動控制系統；該新型大蒜播種機，包括機架、提料裝置、勺式提料杯、分料管和蒜種定向裝置；所述的蒜種定向裝置包括第一定位板、第二定位板、開合處理支撐架、導向料杯總成、調整料杯總成、點插播種器總成和異形不完全齒輪等。本發明中所述的部件與該新型大蒜播種機中涉及的部件一致。本發明結構簡單，利用電機驅動方式，plc根據編碼器檢測的機器行進速度來控制響應時間，適用于田間工作。

一種蒜種定向裝置自動控制系統，包括電機、蓄電池、高壓斷路器、自動檢測裝置和自動控制裝置；電機、蓄電池和高壓斷路器安裝在所述的機架下方；電機通過鏈傳動帶動提料裝置，由蓄電池供電；高壓斷路器連接在蓄電池和電機之間，用于接通或斷開電路；

所述的自動檢測裝置包括編碼器、紅外發射管、紅外接收管、固定板、電壓比較器、繼電器、電路板和電壓轉換器。電壓轉換器安裝在所述機架下方，將蓄電池提供的高電壓轉換成低電壓，分別為編碼器、紅外發射管和紅外接收管供電；編碼器安裝在所述機架的一側，用于檢測機器行進速度；紅外發射管和紅外接收管并排安裝在固定板上，固定板垂直安裝在電路板一側，所述紅外發射管和紅外接收管正對大蒜播種機的勺式提料杯；紅外發射管和紅外接收管通過引線與電壓比較器連接，電壓比較器與繼電器連接；電壓比較器、繼電器集成安裝在電路板上，電路板安裝在所述的機架上方。

所述的自動控制裝置包括plc(可編程控制器)空氣開關、電磁鐵、電子滅弧器、l形支架、搖臂、螺釘和輔助彈簧；所述的電磁鐵包括推桿、內部芯軸、鐵圈和推程彈簧；所述的plc包括com端口、輸入端口和輸出端口；空氣開關連接在蓄電池和plc之間，用于控制電路開合狀態；plc安裝在所述機架下方，由蓄電池供電；所述繼電器接入com端口，吸合時觸發plc程序運行，斷開時不再觸發plc工作；編碼器接入plc輸入端；電機連接plc輸出端。l形支架安裝在大蒜播種機的第一定位板、第二定位板和開合處理支撐架的外側，位于大蒜播種機異形不完全齒輪的下方；電磁鐵為三個；電磁鐵一固定在第一定位板外側的l形支架上，電磁鐵二固定在第二定位板外側的l形支架上，電磁鐵三固定在開合處理支撐架外側的l形支架上；每個電磁鐵的推桿通過搖臂固定在大蒜播種機的異形不完全齒輪上；輔助彈簧的一端固定在l形支架邊緣，另一端固定在搖臂上；每個電磁鐵的一個引腳分別與plc輸出端連接，另一個引腳均接零線；電子滅弧器的兩根引線分別連接在每個電磁鐵的兩個引腳上，用于抑制接通和斷開負載時的瞬間高壓，保證電路正常工作。

本發明還涉及一種蒜種定向裝置自動控制方法，步驟如下：

1、紅外發射管不斷發射紅外信號，勺式提料杯隨著提料裝置轉動到分料管入口時，紅外發射管發出的光線在勺式提料杯表面發生反射，被紅外接收管接收；

2、紅外接收管接收的光信號經過電壓比較器處理后輸出低電平，使繼電器吸合，控制plc開始工作：

2.1蒜種由大蒜播種機的勺式提料杯通過分料管進入導向料杯總成；

2.2電磁鐵一通電，內部芯軸和鐵圈吸合，與鐵圈連接的推桿推動搖臂向外擺動，帶動異形不完全齒輪轉動，控制導向料杯總成打開，蒜種落入調整料杯總成中，彈簧處于伸長狀態；

2.3電磁鐵一斷電，推程彈簧和輔助彈簧控制推桿回擺，搖臂和異形不完全齒輪控制導向料杯總成閉合，同時電磁鐵二通電，搖桿通過搖臂和異形不完全齒輪控制調整料杯總成打開，蒜種落入點插播種器總成中；

2.4電磁鐵二斷電，推程彈簧和輔助彈簧控制推桿回擺，調整料杯總成閉合，同時電磁鐵三通電，驅動點插播種器總成打開，將蒜種播種到土壤里，隨后電磁鐵三斷電，彈簧復位，點插播種器總成閉合；

3、當紅外接收管檢測到下一個勺式提料杯時，重復上述步驟，完成蒜種栽植過程。

本發明將大蒜播種機原有氣動式播種更換為電機驅動方式，實現了蒜種定向裝置的自動化工作；plc根據編碼器檢測到的機器行進速度來控制電機轉速，從而調整大蒜播種機中提料裝置的轉速快慢，提高了機器工作效率。

四、附圖說明

圖1為本大蒜播種機整機示意圖

圖2為本大蒜播種機蒜種定向裝置示意圖

圖3為自動檢測裝置示意圖

圖4為電磁鐵安裝示意圖

圖5為本大蒜播種機控制裝置電路示意圖

圖6為本大蒜播種機控制裝置工作流程圖

圖中1、分料管2、提料裝置3、勺式提料杯4、機架5、編碼器6、高壓斷路器7、空氣開關8、電壓轉換器9、電機10、plc11、鏈傳動12、導向料杯總成13、調整料杯總成14、第一定位板15、異性不完全齒輪16、電子滅弧器17、電磁鐵一18、電磁鐵二19、電磁鐵三20、推桿21、搖臂22、開合處理支撐架23、第二定位板24、點插播種器總成25固定板26、紅外發射管27、紅外接收管28、電路板29、繼電器30、電壓比較器31、螺釘32、l形支架33、輔助彈簧

五、具體實施方式

本發明提供了一種大蒜播種機定向裝置自動控制系統，適配于申請號為2016106039095的一種新型大蒜播種機。本發明利用電機驅動方式，代替原有的氣動驅動方式。電機、蓄電池、高壓斷路器、plc、空氣開關和電壓轉換器均安裝在大蒜播種機機架下方，編碼器安裝在機架一側。電機、plc由蓄電池供電；蓄電池與電機之間接入dz10-100/300型三相高壓斷路器，以控制線路通斷狀態，保障實驗過程安全穩定。采用三菱fx1n-14mr-001型plc，并在電路中接入dz47-125a型空氣開關來控制線路開合狀態。電壓轉換器將蓄電池提供的高電壓轉換為24v電壓，為編碼器供電，同時轉換為5v電壓，為紅外發射管和紅外接收管供電。電機通過鏈傳動帶動大蒜播種機的提料裝置轉動。編碼器與plc輸入端連接，電機與plc輸出端連接。紅外發射管和接收管與電壓比較器連接，電壓比較器與繼電器連接，繼電器與plc的com端口連接，電壓比較器和繼電器集成安裝在電路板上；紅外發射管和紅外接收管的引腳并排安裝在固定板上，固定板豎直安裝在電路板的側面；紅外發射管和紅外接收管正對大蒜播種機分料管的入口，電路板安裝在現有大蒜播種機原有的機架上方。l形支架分別焊接在現有大蒜播種機的第一定位板、第二定位板和開合處理支撐架的外側。電磁鐵采用推拉式交流電磁鐵；電磁鐵為三個，電磁鐵一固定在第一定位板外側的l形支架上，電磁鐵二固定在第二定位板外側的l形支架上，電磁鐵三固定在開合處理支撐架外側的l形支架上；所有電磁鐵的推桿通過搖臂與大蒜播種機的異形不完全齒輪連接；每個電磁鐵的其中一個引腳分別與plc輸出端連接，另一個引腳均接入零線。3tx1型電子滅弧器的兩根引線分別焊接在每個電磁鐵的兩個引腳上，無正負極之分。輔助彈簧的一端通過長螺釘固定在l形支架的邊緣，另外一端固定在異形不完全齒輪的搖臂上。

使用時，plc中根據現有技術編程控制程序，內容包括延時程序，控制各個電磁鐵的通、斷電狀態和通電時長的程序，以及根據編碼器檢測到的機器行進速度并控制電機轉速等；延時程序的目的是等待蒜種通過分料管落入導向料杯總成并穩定后，再開始令電磁鐵通電；根據蒜種由導向料杯總成完全進入調整料杯總成、由調整料杯總成完全進入點插播種器總成以及從點插播種器總成完全進入種穴內的時間設置各個電磁鐵通電時長。

接通電源，機器前進，電機運轉；工作時，紅外發射管不斷發射紅外信號，勺式提料杯隨著提料裝置轉動到分料管入口時，紅外發射管發出的光線在勺式提料杯表面發生反射，并被紅外接收管接收；光信號經過電壓比較器處理后輸出低電平，使繼電器吸合，之后plc接收到觸發信號，自動控制程序開始運行：t0時刻，延時程序啟動，等待蒜種通過分料管進入導向料杯總成并穩定；t1時刻，電磁鐵一通電，內部芯軸和鐵圈吸合，與鐵圈連接的推桿推動搖臂向外擺動，帶動異形不完全齒輪轉動，控制導向料杯總成打開，蒜種落入調整料杯總成中，彈簧處于伸長狀態；t2時刻，電磁鐵一斷電，搖桿在推程彈簧和輔助彈簧共同作用下回擺，導向料杯總成閉合，同時電磁鐵二通電，內部芯軸和鐵圈吸合，搖桿通過搖臂和異形不完全齒輪使調整料杯總成打開，蒜種落入點插播種器總成中；t3時刻，電磁鐵二斷電，推程彈簧和輔助彈簧驅動搖臂回擺，調整料杯總成閉合，同時電磁鐵三通電，驅動點插播種器總成打開，將蒜種播種到土壤里，隨后電磁鐵三斷電，彈簧復位，點插播種器總成閉合；當傳感器檢測到下一個勺式提料杯時，重復上述步驟，完成蒜種栽植過程；

本發明結構簡單，反應靈敏；可自動檢測勺式提料杯位置；plc可根據編碼器檢測到的機器行進速度來控制提料裝置的轉速快慢，保證蒜種按照柱距要求栽植；自動化程度高，提高勞動生產率，滿足大蒜“根下尖上、直立栽種”的特殊農藝要求；可針對蒜種播種過程，研究播種效果的影響因素。

本發明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。