基于作業(yè)速度的移栽機(jī)取苗送苗控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

崔財(cái)豪，曹衛(wèi)彬，楊 萌，馬 銳，任 玲

(石河子大學(xué) 機(jī)械與電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832000)

0 引言

新疆地處我國(guó)西北地區(qū)，屬北部高緯度(北緯37°～47°之間)，晝夜溫差大，光照充足,適合加工番茄、線辣椒等農(nóng)作物的生長(zhǎng)；由于降雨量小,農(nóng)作物主要以灌溉為主,可控系統(tǒng)有利于調(diào)節(jié)植株長(zhǎng)勢(shì)、提高單位面積產(chǎn)量及改善產(chǎn)品質(zhì)量[1]。目前，新疆已成為全國(guó)最大的棉花、番茄、甜菜、紅花等經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)基地。其中，番茄生產(chǎn)能力居世界第三，番茄制品占全球貿(mào)易總量的20%以上。近年來(lái)，新疆番茄種植面積達(dá)6.7萬(wàn) hm2，加工番茄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為規(guī)模宏大的紅色產(chǎn)業(yè)[2 -3]。

作物移栽主要分為人工移栽和機(jī)械移栽兩種方式[4]。目前，市面上推廣的移栽機(jī)多數(shù)為半自動(dòng)移栽機(jī)，栽植過(guò)程中需要人工投苗，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，無(wú)法滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。全自動(dòng)移栽機(jī)與半自動(dòng)移栽機(jī)區(qū)別在于取喂苗方式上方式有所不同，由機(jī)械或人工喂入多組秧苗(如多張苗盤(pán))，移栽機(jī)自動(dòng)完成苗盤(pán)輸送、送苗取苗以及栽植工作。全自動(dòng)移栽機(jī)一定程度上無(wú)需人工干預(yù)，工作效率大大提高，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度[5-6 ]。

全自動(dòng)移栽機(jī)存在送苗精度低、株距不穩(wěn)定、高速工作時(shí)苗手與苗盤(pán)之間具有干涉等問(wèn)題。為此，提出了基于作業(yè)速度自動(dòng)移栽機(jī)送苗與取苗裝置的控制系統(tǒng)，旨在提高送苗精度、株距精度，以及解決高速工作時(shí)取苗手與苗盤(pán)之間的干涉問(wèn)題。

1 總體設(shè)計(jì)

1.1 取苗和送苗相干涉解決方案的設(shè)計(jì)

使用接近開(kāi)關(guān)作為苗盤(pán)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)輸入，在取苗手接近開(kāi)關(guān)從低電平變成高電平時(shí)，表示取苗手插入基質(zhì)，苗盤(pán)靜止；……