基于農作物的裝運系統設計與制作

林盛昌 王世光 李 奎 王嘉輝

（南通理工學院 電氣與能源工程學院，南通 226002）

目前，農作物的買賣大多還依靠人力來完成，農民的糧食想要賣出去，需要多個中間商才能出售到各個加工廠。在這個過程中，中間商會從中拿取一部分利潤，甚至有些黑心商人還會在秤上作假，多拿農民的谷物謀取利益。

為了使農民和各大加工廠利益最大化，可使廠家直接與農民對接進行買賣，避免中間商賺差價。本產品可對整個買賣過程進行全程無死角的監控與管理。農民只需將農作物運送到指定位置，按下啟動按鈕，整個系統就會精準有序地運行，同時農民可拿起手機加入特定的局域網，對整個過程進行查看。

1 硬件設計

1.1 農作物裝運系統

本系統部件由南通理工學院自主設計，利用數控加工完成。其工作原理為：控制系統控制電機進行運轉，進而驅動雙氣缸進行作業，使相應的機械部件按預定順序進行動作，完成所要求的調制工作。該裝運系統對所需農作物進行準確計量，避免了人工失誤，減少了人力消耗，有效提高了服務效率，調配系統結構如圖1所示。

圖1 農作物調配系統結構

1.2 搬運機器人和運輸機器人

搬運機器人的任務是將裝袋后的農作物送給運輸機器人。它的機構原動力由氣泵提供，通過可編程控制器控制雙作用氣缸，從而實現相應機械部件按預定順序進行動作，實物如圖2所示。運輸機器人接過搬運機器人手中的糧袋，進行封口，最后將其運送到貨車上，實物如圖3所示。

1.3 微網控制系統

微網控制系統主要用來遠程監控管理，這樣廠家和農民可以隨時隨地地對農作物裝到袋中；搬運傳送帶上進行封口；封口后的糧袋裝車，這個過程進行實時監控。如果出現突發情況可第一時間進行處理。農民還可以通過攝像頭向廠家反饋情況及意見，從而提高自身的滿意度。農作物裝運系統流程如圖4所示。

圖2 搬運機器人

圖3 運輸機器人

圖4 農作物裝運系統

2 原理圖

2.1 電氣控制原理圖

當操作人員按下啟動按鈕時，PLC會收到一個輸入信號，這時農作物裝運系統開始工作：Y0首先輸出推動糧袋到達指定位置；1s后Y1輸出將設定好重量的農作物裝入袋中，然后Y2輸出把農作物送到指定位置；2s后Y3、Y4、Y5、Y6間隔1s順序接通，機械手夾取糧食以后Y5、Y4、Y3、Y6間隔1s順序失電，搬運機器人把糧食交給運輸機器人；1s后Y7輸出把糧食送到封口機旁，Y10輸出封口把糧食運輸到貨車上；最后整個系統復位重復以上操作，直到按下停止按鈕時，系統停止工作。電氣控制原理如圖5所示。本機器人采用氣動控制原理如圖6所示。

2.2 監控控制

整個系統電源接通以后，攝像頭、路由器也同時啟動，管理者可加入特定的局域網，觀看整個系統的運營情況，實施管理。

3 結語

圖5 電氣控制原理

圖6 氣動原理

農作物的裝運系統設計與制作已經完成，并且投入生產，有效避免了黑心商家欺瞞農民，從交易過程中牟利。從機械、電氣線路的設計到機械加工、工件焊接以及程序的調試，經歷了很多困難，筆者重新學習了機械方面的知識，鞏固了基礎，為以后的設計工作打下堅實的基礎。