本發(fā)明屬于大豆播種技術領域，尤其涉及一種基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)裝置及方法。

背景技術：

我國是一個農業(yè)大國，幾千年來傳統(tǒng)的播種方式沿襲至今。傳統(tǒng)的播種方法雖然在一定程度上為農戶提供了便利，但同時該播種方法也存在一些缺點，首先全靠人工調節(jié)，占用勞動力，并且經常會出現(xiàn)調節(jié)不及時的情況；其次不能準確定量的進行播種，浪費種子，也不符合當今精細農業(yè)的要求。

播種量調節(jié)需要占用大量的人力、物力和時間，會造成種子的浪費，同時影響大豆種子品質和發(fā)芽率。現(xiàn)有播種調節(jié)設備種類很多，但都需要人工手動操作，操作復雜，存在占用大量的人力和時間，播種不均勻等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種使用效果好的基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)裝置及方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案：一種基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)裝置，播種機上設有地輪和排種器，排種器包括排種軸，包括plc控制器、無級變速箱和固定于無級變速箱上的直流伺服電機；直流伺服電機的輸出軸與無級變速箱的調節(jié)手柄調節(jié)軸通過膜片式聯(lián)軸器同軸傳動連接；無機變速箱的動力輸入軸與播種機的地輪鏈傳動連接，無級變速箱的動力輸出軸上與播種機的排種軸鏈傳動連接；同時，無機變速箱的動力輸出軸上設有旋轉編碼器，旋轉編碼器的信號輸出端連接plc控制器的輸入端，plc控制器的輸出端輸出信號控制伺服電機的轉動。

旋轉編碼器包括連接軸和殼體，旋轉編碼器的連接軸上設有鎖套，鎖套與無級變速箱的動力輸出軸同軸連接；旋轉編碼器的殼體與無級變速箱固連。

旋轉編碼器的殼體依次通過第一安裝架和第二安裝架與無級變速箱連接。

旋轉編碼器的殼體與第一安裝架通過連接螺釘連接；第一安裝架和第二安裝架通過定位螺釘連接，第二安裝架與無級變速箱焊接。

第一安裝架包括兩個相互平行的第一安裝板，其中一個第一安裝板連接旋轉編碼器，另外一個第一安裝板連接第二安裝板；在兩個第一安裝板之間連接有連接件。

連接件包括兩個相連的弧形板，兩個弧形板開口方向相反，兩個弧形板的端部分別連接兩個第一安裝板；兩個第一安裝板和兩個弧形板材質均為彈性鋼板。

第二安裝架包括兩個垂直相連的第二安裝板，其中一個第二安裝板與第一安裝架螺接，另外一個第二安裝板上垂直連接有焊接板，焊接板與無級變速箱焊接。

直流伺服電機與無級變速箱通過電機固定架連接。

電機固定架包括兩個相互平行的側板和與兩個側板垂直連接的連接板；其中一個側板通過緊固螺釘連接無級變速箱，另外一個側板通過螺栓連接直流伺服電機。

一種利用上述裝置進行的基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)方法，依次包括如下步驟：

（1）直流伺服電機處于復位狀態(tài)，此時無極變速箱的傳動比為無窮大；

（2）通過鍵盤輸入需要的株距，plc控制器運算出無級變速箱需要旋轉的角度，plc控制器輸出信號通過膜片式聯(lián)軸器帶動調節(jié)手柄調節(jié)軸旋轉，調節(jié)無極變速箱到達合適的傳動比；其中，株距與無級變速箱需要旋轉的角度之間的關系為：

y=0.000000001103969x⁶-0.000000872555058x⁵+0.000284307505054x⁴-0.049518771205159x³+5.00508999615901x²-298.265760455065x+10578.709211617；

其中，y為無級變速箱需要旋轉的角度；x為株距；

（3）開始作業(yè)，旋轉編碼器實時檢查無級變速箱的轉速，當檢測到轉速變化時，plc控制器輸出信號控制直流伺服電機旋轉；當動力輸出軸的轉速達到額定轉速時，直流伺服電機停止旋轉；

（4）在播種機行進過程中根據(jù)工況實時調節(jié)株距或者畝播量。

通過以上技術方案，本發(fā)明的有益效果為：（1）本發(fā)明所述的基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)裝置，可以根據(jù)無級變速箱的動力輸出軸的轉速利用伺服電機調整無級變速箱的轉速，調節(jié)可靠，降低了工人的勞動強度，同時保證了播種的均勻性，進而保證了播種質量。（2）旋轉編碼器的殼體依次通過第一安裝架和第二安裝架與無級變速箱連接，連接穩(wěn)定，具有較好的靈活性。（3）所述的連接件包括兩個相連的弧形板，連接可靠，同時具有彈性，應力分布均勻，極大降低了振動對旋轉編碼器的影響。（4）所述的第二安裝架實現(xiàn)了第二安裝架和無級變速箱的焊接，工作過程中具有彈性，可以降低振動對旋轉編碼器的影響。（5）直流伺服電機與無級變速箱通過電機固定架連接，連接方便，易于拆卸。（6）所述的電機固定架實現(xiàn)了直流伺服電機和無級變速箱的連接，實現(xiàn)方便，連接穩(wěn)定性高。（7）本發(fā)明所述的方法步驟緊湊，通過檢測無級變速箱的轉速利用直流伺服電機實現(xiàn)無級變速箱的動力輸出軸的轉速的調整實現(xiàn)方便，同時保證了播種的可控性和可調節(jié)性，也保證了播種過程中種子間距的可控，實現(xiàn)方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述裝置結構示意圖；

圖2為圖1立體圖；

圖3為電機安裝架結構示意圖；

圖4為第一安裝架結構示意圖；

圖5為第二安裝架結構示意圖。

具體實施方式

播種機為現(xiàn)有技術，在現(xiàn)有的播種機上設有地輪和排種器，排種器包括排種軸，排種軸轉動，從而實現(xiàn)排種。

如圖1~5所示，一種基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)裝置，包括plc控制器、無級變速箱1和固定于無級變速箱1上的直流伺服電機2。

其中，直流伺服電機2固定于無級變速箱1上，其中，固定方式為：直流伺服電機2與無級變速箱1通過電機固定架14連接。其中，電機固定架14包括兩個相互平行的側板141和與兩個側板141垂直連接的連接板142；其中一個側板141通過緊固螺釘7連接無級變速箱1，另外一個側板141通過m5的螺栓8連接直流伺服電機2；兩個側板141上均設有穿孔143，從而實現(xiàn)無機變速箱的調節(jié)手柄調節(jié)軸4以及直流伺服電機2的輸出軸6的穿過。

直流伺服電機2的輸出軸6與無級變速箱1的調節(jié)手柄調節(jié)軸4通過膜片式聯(lián)軸器5同軸傳動連接，從而通過直流伺服電機2的輸出軸6可以對無級變速箱1的傳動比進行調節(jié)。

無機變速箱的動力輸入軸與播種機的地輪鏈傳動連接，連接方式為：可以通過鏈輪連接。

無級變速箱1的動力輸出軸上與播種機的排種軸鏈傳動連接，連接方式也可以選用鏈輪，當然也可以選用傳動皮帶。

為了便于控制，在無機變速箱的動力輸出軸上設有旋轉編碼器3，旋轉編碼器3的信號輸出端連接plc控制器的輸入端，plc控制器的輸出端輸出信號控制伺服電機的轉動。通過plc控制器控制伺服電機的轉動為成熟的現(xiàn)有技術。

旋轉編碼器3市售產品，旋轉編碼器3包括連接軸和殼體，旋轉編碼器3的連接軸上設有鎖套，鎖套與無級變速箱1的動力輸出軸同軸連接；旋轉編碼器3的殼體與無級變速箱1固連。其中，旋轉編碼器3的殼體依次通過第一安裝架10和第二安裝架11與無級變速箱1連接。旋轉編碼器3的殼體與第一安裝架10通過連接螺釘12連接；第一安裝架10和第二安裝架11通過定位螺釘13連接，第二安裝架11與無級變速箱1焊接。

其中，第一安裝架10包括兩個相互平行的第一安裝板101，其中一個第一安裝板101連接旋轉編碼器3，該第一安裝板101上設有連接孔103，連接螺釘12穿設于連接孔103中；另外一個第一安裝板101連接第二安裝板111，該第二安裝板111上設有第一調節(jié)長孔104，定位螺釘13穿設于第一調節(jié)長孔104中。

在兩個第一安裝板101之間連接有連接件，連接件包括兩個相連的弧形板102，兩個弧形板102開口方向相反，兩個弧形板102的端部分別連接兩個第一安裝板101；兩個第一安裝板101和兩個弧形板102材質均為彈性鋼板。

第二安裝架11包括兩個垂直相連的第二安裝板111，其中一個第二安裝板111與第一安裝架10螺接，在該第二安裝板111上設有第二調節(jié)長孔113，定位螺釘13從第一調節(jié)長孔104中穿過，并貫穿該第二調節(jié)長孔113設置。在另外一個第二安裝板111上垂直連接有焊接板112，焊接板112與無級變速箱1焊接。

一種上述裝置進行的基于plc控制的大豆播種機播量調節(jié)方法，依次包括如下步驟：

（1）直流伺服電機處于復位狀態(tài)，此時無極變速箱的傳動比為無窮大；

（2）通過鍵盤輸入需要的株距，plc控制器得出無級變速箱需要旋轉的角度，plc控制器輸出信號通過膜片式聯(lián)軸器帶動調節(jié)手柄調節(jié)軸旋轉，調節(jié)無極變速箱到達合適的傳動比；其中，株距與無級變速箱需要旋轉的角度之間的關系為：

y=0.000000001103969x⁶-0.000000872555058x⁵+0.000284307505054x⁴-0.049518771205159x³+5.00508999615901x²-298.265760455065x+10578.709211617；

其中，y為無級變速箱需要旋轉的角度；x為株距；

（3）開始作業(yè)，旋轉編碼器實時檢查無級變速箱的轉速，當檢測到轉速變化時，plc控制器輸出信號控制直流伺服電機旋轉；當動力輸出軸的轉速達到額定轉速時，直流伺服電機停止旋轉；

（4）在播種機行進過程中根據(jù)工況實時調節(jié)株距或者畝播量。

本發(fā)明所述的裝置和方法可以實現(xiàn)播種機播種量的自動調節(jié)，調節(jié)準確，降低了工人的勞動強度，保證了植物的均勻播種。