送盘机构位移误差检测及控制系统研究

对移栽机苗盘输送控制系统进行了研究,分析了位移误差的产生和修正方法。由于取苗机构位置固定,采用1台三菱PLC控制两台电机的控制方案实现苗盘的横向和纵向输送功能。利用GX Developer仿真软件完成PLC的控制程序设计,控制器通过发出带方向信号的脉冲指令操控两台步进电机带动苗盘横移、纵移,使苗盘的运动与取苗机构有效配合,实现了自动化取苗。同时,采用PLC软件与触摸屏软件联合仿真,实现了运行参数的实时显示。     

顶夹式气动取苗装置设计与试验

针对半自动移栽机采用人工取喂苗、劳动强度大和效率低的问题,设计一种适用于叶菜、茄果类蔬菜的顶出夹取结合的自动取苗装置。该装置的顶苗、取苗、摆动和苗盘横移等动作采用气缸驱动;苗盘纵向输送通过电机驱动,结合激光传感器逐行扫描,消除累计误差,实现精准定位。通过FPGA控制器控制各气缸、电机有序动作,完成取苗过程。选取128穴与200穴苗盘分别进行输送定位、自动取苗试验,得出苗盘输送平均定位误差分别为0.509、0.564 mm,变异系数分别为4.08%、5.20%,满足苗盘输送定位要求;取苗频率可达120株/min以上,达到效率目标。     

基于三菱触摸屏的整排穴盘苗输送控制系统设计

针对目前半自动移栽机作业效率低及控制系统性能不稳定等问题,提出一种整排穴盘苗输送方案,并设计开发了控制系统。采用苗盘位置固定,每次夹取一排钵苗的方式,通过控制取苗机械手的横向和纵向位移,实现钵苗的整排输送。系统采用三菱触摸屏作为上位机,三菱FX_(3U)系列PLC作为核心控制器,通过控制各步进电机和气缸协同工作来完成整排穴盘苗的输送。使用SolidWorks三维软件建立整排穴盘苗输送机构模型,对结构和工作原理进行分析,确定控制需求及电气控制系统。利用GX Works2软件应用SFC语言完成PLC梯形图程序编写,使用GT Designer3软件完成三菱触摸屏界面的绘制和PLC控制程序与界面的连接,完成控制系统的搭建与调试。试验结果表明:实时操作触摸屏可以控制系统的运行,监测机械手运动情况,实现整排穴盘苗的输送。     

基于Lab VIEW的苗盘输送控制系统设计

针对半自动移栽机移栽效率低的问题,设计开发了自动送盘系统。针对取苗机构位置固定,每次夹取1株钵苗的取苗方式,通过控制苗盘的横向和纵向间歇移动,实现钵苗逐个自动喂入,从而实现自动取苗。系统采用PC机作为上位机,由Lab VIEW构建控制系统操作界面;单片机作为下位机,接受传感器的检测信号和上位机发送的指令信号。试验验证表明:系统可以实时监测苗盘的运动位置和取苗工作状态,实现苗盘运动和机械手取苗的配合。     

整排穴盘苗移栽机取送苗装置的设计与研究

针对目前新疆半自动移栽效率低、取苗机构轨迹复杂及取苗机构与苗盘运动协调困难等问题,设计了整排夹持式辣椒穴盘苗移栽机取送苗装置;阐述了取送苗装置整体工作原理及工作过程,并对其整体结构及整排夹持部件进行了设计。工作时,步进电机驱动送苗机构完成整排取苗手从取苗位置到放苗位置的往复运动,由接近开关对各关键位置进行标定,气缸驱动整排取苗手完成取放苗动作。在ADAMS中建立取送苗平台仿真模型,分析了不同运动规律下的定位精度,并构建电气控制系统,以PLC为核心,设计触控屏界面,完成控制系统搭建与调试。     

基于PLC的移栽机苗盘输送控制系统设计与试验

本文针对番茄苗穴盘移栽机取苗机构位置固定的现状,通过控制苗盘的进给送苗以适应取苗机构快速取苗、栽植,实现了苗盘输送的控制,通过对苗盘结构及移栽过程的分析,确定了苗盘输送机构控制流程;通过硬件选型和参数的分析计算,设计了控制系统的硬件结构及软件流程。最后,通过试验验证了该控制系统工作的准确率,达到了前期控制要求,为后期提高控制可靠性提供了技术依据。     

基于单片机的穴盘苗自动取苗装置控制系统设计

针对一种新型穴盘苗自动取苗装置,根据其结构特点分析控制要求,设计了自适应Fuzzy-PID控制器,在Matlab中进行了仿真建模和实验分析,对取苗机构控制系统的硬件电路和软件程序进行了设计和开发,完成控制系统设计。实验分析表明:该控制系统可实现取苗机构中苗盘输送的步进定位控制,能够满足苗盘输送的定位精度要求以及改善系统的抗干扰性和作业稳定性,为该取苗机构进行高效作业提供保障。     

穴盘苗全自动移栽机运动协调控制系统设计与移栽试验

为实现穴盘苗全自动移栽机取苗、移盘和植苗动作驱动系统的分离,简化移栽机机械传动系统结构,以提高其可靠性和作业质量,基于PLC设计了一套穴盘苗全自动移栽机运动协调控制系统,并进行了实际移栽试验。试验结果表明:在运动协调控制系统的控制下,实现了步进电动机驱动苗盘横向进给运动、伺服电动机驱动取苗机械手纵向往复运动、取苗机械手气动垂直取/放苗动作和气动喂苗动作的控制及其与机械驱动植苗动作的同步配合,穴盘苗全自动移栽机可以实现40株/(min·行)的取/放苗速度,在整机单行移栽39.9株/min的平均移栽速度下,样机完成取/放苗过程并最终将钵苗成功喂入栽植器的喂苗成功率达到96.9%。     

西瓜移栽机的自动送苗装置研究

为了提高西瓜移栽成功率,实现自动化移栽,设计了瓜苗自动转移系统,主要包括育苗盘移动系统和取苗机械手。建立了不同含水量土壤从育苗盘提取瓜苗时夹持力和竖直提取力的模型,为机械手提取瓜苗提供实验基础。为育苗盘移动系统实现竖直和水平方向移动,采用模糊PID方式,实现驱动电机控制,防止发生冲击。建立系统工作流程,实现育苗盘移动系统和取苗机械手逻辑控制。对系统进行测试,结果表明:苗盘移动系统和取苗机械手均具有良好精度。     

基于机器视觉的旱地移栽横向精准供苗系统研究

针对目前全自动旱地移栽机因钵苗播种或生长偏离盘穴横截面中心而无法精准供苗导致取苗过程中伤苗、漏苗的问题,提出了一种基于机器视觉识别控制的横向精准供苗系统。系统实时提取苗盘横截面图像,使用OpenCV经图像预处理后利用GrabCut算法进行图像分割以获取钵苗茎秆图像;将分割后的图像进行轮廓检测,建立钵苗茎秆轮廓的外接矩形,获取秧苗茎秆相对图像中心取苗点偏移的矢量距离;经过Jetson nano处理器信息整合处理,利用STM32单片机产生PWM信号,动态调控直线滑台内步进电机转速和转动角度来移动秧箱,使每株秧苗被横向供给至预定取苗点,从而实现精准取苗。同时,对供苗系统进行了整体设计,完成了三维建模,并搭建精准供苗试验台进行试验。试验结果表明：在不同的移箱速度下,系统平均精准供苗合格率达93.1%,满足移栽生产作业的要求,可显著提高取苗质量。     

穴盘苗自动移栽机苗盘输送装置的设计研究

针对国内大田移栽中多数采用半自动移栽,主要由人工完成投苗工作及机械完成栽植工作,存在劳动强度大、效率低、移栽质量差等问题,对自动移栽机的苗盘输送装置进行了设计与研究。同时,设计了横向和纵向进给控制机构,确定了关键部件应该满足的技术参数,并进行了三维实体建模分析,验证设计的合理性。结果表明,该装置可满足移栽机苗盘自动输送的要求。     

基于作业速度的移栽机取苗送苗控制系统设计

对目前全自动移栽机取苗送苗效率低、精度低、株距不稳定,高速工作时取苗手与苗盘之间具有干涉等问题,提出了基于作业速度的自动移栽机取苗与送苗装置的控制系统,旨在提高送苗精度、株距精度,以及解决高速工作时取苗手与苗盘之间具有干涉的问题。本文设计了取苗手和苗盘进给的控制方案,提高了取苗送苗精度,解决了传统移栽机取苗和送苗之间的干涉问题,提高了取苗成功率;控制系统与拖拉机的速度相互配合,保证了移栽苗之间株距的稳定。该控制系统的使用极大地促进了番茄、辣椒等新疆特色农作物产业的发展,对兵团机械自动化水平的提高具有重要意义。     

变步长穴苗盘精准步进输送的研究与试验

针对目前半自动移栽机人工喂苗效率低的问题,设计了可适应不同规格穴盘的变步长穴苗盘精准步进输送装置。该装置通过输送带将穴苗盘输送到目标位置,先将苗株从穴盘中成排顶出再进行取苗投苗。装置将气液阻尼缸的往复运动转化成同步带的单向步进输送,通过PLC程序控制电磁阀,进而控制气液阻尼缸的伸缩,实现了步长可调和精准输送,提高了机具的适应性和准确性。同时,分析了一些主要参数对机构的影响,并进行了苗盘输送装置精准定位的性能试验。试验结果表明,利用气液阻尼缸驱动步进机构有较好的稳定性(99%),但是阻尼缸运动惯性产生滞后,且滞后的脉冲数比较固定,需要在PLC程序中增加补偿模块来消除误差。     

移栽机整排取送苗控制系统的设计与试验

针对目前全自动移栽机取送苗机构运动轨迹复杂、伤苗率高和工作效率低等问题,设计一种全自动移栽机整排取送苗控制系统。控制系统采用PLC作为控制核心控制步进电机和气缸驱动取苗机构完成整排穴盘苗的夹持、取送和苗盘的更换。根据装置工作要求,构建电气控制系统。通过台架试验,进行单因素试验验证,得到夹苗气缸的行程和压力分别为0.7 mm、0.6 MPa。在不同取送频率下对控制系统的定位精度以及整机的工作性能进行试验,试验结果表明:当取送频率为8次/min时取送效果最佳,此时取苗成功率为94.8%,送苗成功率为95.3%,综合损伤率为3.9%,说明该控制系统稳定可靠,定位精度高,满足穴盘苗整排取送的控制要求,可为穴盘苗的整排取送的实现提供参考。     

单链式苗盘输送装置设计

苗盘输送装置是苗盘精密播种机关键部件之一,常用苗盘输送装置采用橡胶输送带、同步带输送及双链式输送。采用橡胶输送带、同步带输送苗盘,由于苗盘与输送带的摩擦因数小,输送过程中苗盘有跑偏及打滑现象,输送精度难以控制;另外,在较远距离输送时,由于苗盘和输送带重力作用,使得皮带出现弯曲变形,影响穴盘的输送精度。而采用双链式输送装置,可实现较远距离输送,但由于输送过程生产振动影响苗盘输送精度。为此,设计了一种新型的单链式苗盘输送装置,以克服苗盘输送过程中出现问题,提高苗盘输送精度。     

基于Arduino的移栽机取送苗控制系统的设计

针对目前蔬菜移栽自动化程度不高、机电控制成本高等问题,结合所设计的穴盘苗移栽机取送苗装置,提出了以Arduino为核心的取送苗系统,通过2个步进电机和4个气缸相互协调完成对穴盘苗的顶苗、输送和抓取,并使用Arduino IDE软件编写程序。构建电气控制系统并进行了取送苗试验,结果表明:取苗频率对取苗成功率的影响均呈负相关,取苗频率在40～60株/min时,取苗成功率在91%以上,系统稳定可靠,可为后续自动化控制系统的研究提供思路。     

气动下压式高速移栽机自动控制系统设计与试验

针对气动下压式高速移栽机有序供盘和高速取苗作业自动控制需求,本文基于Arduino微控制器设计移栽机自动控制系统.该系统包括苗盘位移监测、有序供盘、高速取苗等任务模块,以苗盘位置和苗盘位移为主要控制条件,根据供盘速度-送盘速度、高速取苗间隔-苗盘位移等参数匹配要求确定供盘速度和取苗间隔控制方法,建立有序供盘、高速取苗两...     

夹取振动复合式取苗机构的结构设计

在不改变现市场上通用的育苗盘的基础上,设计了一种蔬菜移栽机夹取振动复合式取苗机构.所设计的取苗机构主要由夹取苗机构、振动装置等组成.其工作原理过程为通过振动装置将钵苗振动松脱,再用夹取苗装置将钵苗取出,减轻原始取苗过程中的人力资源.建立了苗盘単振动周期动力学分析模型和多自由度系统微分方程,求出振动电机的频率和振幅以及钵...     

基于LabVIEW的自动移栽机整排取投苗控制系统设计

针对目前半自动移栽机作业效率低、控制系统性能不稳定等问题,提出一种整排取苗、双接苗带投苗的取投方案,并设计开发了控制系统。工作时,双苗盘每次进给一排,使钵苗到达取苗位,取苗机械手整排取苗后输送到放苗位;机械手放苗,钵苗进入接苗带栅格中,接苗带转动投苗。系统采用PC机作为上位机,由LabVIEW构建控制系统操作界面;PLC作为下位机,接受传感器的检测信号和上位机发送的指令信号,通过控制步进电机和气缸协同工作来完成整排穴盘苗的取投。试验表明:实时操作上位机可以控制系统的运行,监测机械手运动位置和取投苗过程,实现了整排穴盘苗取投过程的监视与控制。     

基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计

针对目前全自动移栽机作业效率低、稳定性低的问题。结合自主设计的全自动移栽机装置,基于可编程控制器PLC设计一种穴盘苗的取喂苗控制系统,并进行田间试验。试验表明,系统通过PLC控制多个气缸与步进电机,能够实现取苗、喂苗的协调配合。在移栽速率为60～120株/min范围内,取喂苗成功率与苗株完整率均大于95%。控制系统能适应不同移栽速率下的自动移栽作业,最终实现高效稳定自动移栽。