一种投苗装置控制系统及投苗装置控制方法与流程

1.本发明涉及移栽机械领域，具体涉及一种投苗装置控制系统及投苗装置控制方法。


背景技术：

2.黄芪等中药材在种植过程中，先在育苗室内由种子长成苗，再将苗移栽至田地中继续生长。在移栽的过程中，需要将苗以垂直角度种在固定深度的地下，这样生长出的药材品相较好，出药率高。
3.现有移栽机械的投苗装置，无法有效控制投苗的角度，且当装苗量较大时，苗与苗之间不能做到有效地分离，容易出现断苗、连苗等情况，影响投苗的连续性。如何提高苗移栽的效率，设计适用于苗特点的自动化移栽设备，使苗可按固定的株距进行自动种植，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对上述存在的问题，本发明提供一种投苗装置控制系统及投苗装置控制方法，可有效避免投苗时出现断苗、连苗等情况，确保装苗容器可实现连续投苗，提高投苗效率，还可通过控制开门机构的开启频次实现苗可按固定的株距进行自动种植。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种投苗装置控制系统，包括控制模块、用于检测装苗容器移动状态数据的检测模块和控制开门机构开合的开门驱动模块；所述检测模块与控制模块信号连接，所述开门驱动模块信号连接并受控于控制模块；所述装苗容器由转轴和多个用于装载单个苗的投苗部组成，多个所述投苗部围绕转轴排列形成多圈层结构；所述装苗容器可转动连接有出苗单元，所述出苗单元上设有多个出苗口，多个所述出苗口与投苗部形成多个圈层一一对应，每个出苗口处对应设有控制该出苗口开合的开门机构。
7.由于采用了上述技术方案，多圈层结构确保装苗容器可以装载满足移栽机械需求的装苗量；驱动装苗容器相对出苗单元转动，并通过检测模块检测装苗容器移动状态的数据，并将该数据传递至控制模块，控制模块依据装苗容器移动状态的数据控制开门机构进行投苗，可有效避免投苗时出现断苗、连苗等情况，确保装苗容器可实现连续投苗，提高投苗效率。
8.进一步地，所述移动状态数据包括转动圈数n和转动角度θ数据，所述检测模块向控制模块实时传递装苗容器转动圈数n和转动角度θ的数据；所述控制模块依据转动圈数n和转动角度θ数据向开门驱动模块传递控制信号。
9.由于采用了上述技术方案，依据转动圈数n和转动角度θ数据可以控制投苗的频率，使得相邻两苗之间投苗的间隔时间一致，确保苗可按固定的株距进行自动种植。
10.进一步地，所述检测模块包括用来检测转轴旋转角度θ的旋转编码器，所述旋转编
码器与装苗容器的转轴匹配。
11.由于采用了上述技术方案，通过旋转编码器检测转轴的旋转角度θ，结构简单，检测的数据准确。
12.进一步地，所述检测模块还包括计数装置，所述旋转编码器与计数装置信号连接，并向计数装置传递有装苗容器转动角度θ的数据，所述计数装置依据装苗容器转动角度θ的数据得到转动圈数n的数据。
13.由于采用了上述技术方案，旋转编码器每检测到转轴旋转360
°
后，计数装置便计数装苗容器旋转一圈。
14.进一步地，所述投苗部的圈层数为k，k为大于等于1的整数，靠近转轴的圈层为内圈层，由内向外，第k圈层所含投苗部的数量为a＝kx，x为最内圈层所包含投苗部的数量；所述控制模块控制第k圈层的开门机构每经过k个投苗部开门一次。
15.由于采用了上述技术方案，在转轴速率恒定的情况下，每一圈层的旋转的角速度不变但线速度呈线性关系，故通过控制开门机构的开启频次实现苗可按固定的株距进行自动种植。
16.进一步地，还包括供电单元，所述供电单元可向控制模块、检测模块和开门驱动模块提供电能。
17.进一步地，所述开门机构为推拉式电磁铁。
18.相应地，本发明还公开了一种投苗装置控制方法，应用于投苗装置，所述投苗装置包括装苗容器和出苗单元，所述装苗容器由转轴和多个用于装载单个苗的投苗部组成，多个所述投苗部围绕转轴排列形成多圈层结构；所述装苗容器可转动连接有出苗单元，所述出苗单元上设有多个出苗口，多个所述出苗口与投苗部形成多个圈层一一对应，每个出苗口处对应设有控制该出苗口开合的开门机构；包括如下步骤：
19.采集装苗容器数据步骤：启动转轴，通过转轴带动装苗容器相对出苗单元转动，检测模块检测装苗容器移动状态的数据，并向控制模块实时传递该数据；
20.开门决策步骤：控制模块依据装苗容器移动状态的数据向开门驱动模块传递控制信号；
21.投苗步骤：开门驱动模块接收到控制模块的控制信号后，驱动对应的开门机构开启，使苗从对应的出苗口投下。
22.由于采用了上述技术方案，驱动装苗容器相对出苗单元转动，并通过检测模块检测装苗容器移动状态的数据，并将该数据传递至控制模块，控制模块依据装苗容器移动状态的数据控制开门机构进行投苗，可有效避免投苗时出现断苗、连苗等情况，确保装苗容器可实现连续投苗，提高投苗效率。
23.进一步地，在采集装苗容器数据步骤中，所述检测模块通过旋转编码器检测转轴的旋转角度，所述旋转编码器将采集的装苗容器转动角度θ的数据传递至计数装置，由计数装置依据装苗容器转动角度θ的数据计算得到转动圈数n的数据，所述检测模块将装苗容器转动圈数n和转动角度θ的数据实时传递至控制模块。
24.由于采用了上述技术方案，依据转动圈数n和转动角度θ数据可以控制投苗的频率，使得相邻两苗之间投苗的间隔时间一致，确保苗可按固定的株距进行自动种植；旋转编码器可直接检测转轴的旋转角度θ，结构简单，检测的数据准确，且每检测到转轴旋转360
°
后，计数装置便计数装苗容器旋转一圈。
25.进一步地，所述投苗部的圈层数为k，k为大于等于1的整数，第k圈层所含投苗部的数量为a＝kx，x为最内圈层所包含投苗部的数量；在开门决策步骤中，第k圈层的开门机构每经过k个投苗部开门一次，第k圈层的苗在转轴旋转k圈后投完。
26.由于采用了上述技术方案，在转轴速率恒定的情况下，每一圈层的旋转的角速度不变但线速度呈线性关系，故通过控制开门机构的开启频次实现苗可按固定的株距进行自动种植。
27.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
28.1、本发明可有效避免投苗时出现断苗、连苗等情况，确保装苗容器可实现连续投苗，提高投苗效率。
29.2、本发明可通过控制开门机构的开启频次实现苗可按固定的株距进行自动种植。
30.3、本发明通过旋转编码器检测转轴的旋转角度θ，结构简单，检测的数据准确。
31.4、本发明可通过计数装置检测装苗容器的转动圈数。
32.5、本发明能在保证自动化作业的情况下有较大的装苗量。
33.6、本发明实现了自动化投苗，且无需人工辅助。
附图说明
34.图1是本发明投苗装置控制系统的流程示意图；
35.图2是本发明投苗装置的结构示意图；
36.图3是本发明投苗装置的俯视图；
37.图4是本发明投苗装置的仰视图。
38.图中标记：1
‑
装苗容器，2
‑
出苗单元，101
‑
投苗部，102
‑
转轴，201
‑
出苗口，202
‑
开门机构。
具体实施方式
39.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.实施例1
42.一种投苗装置控制系统，如图1
‑
4所示，包括控制模块、用于检测装苗容器1移动状态数据的检测模块和控制开门机构202开合的开门驱动模块；所述检测模块与控制模块信号连接，所述开门驱动模块信号连接并受控于控制模块；所述装苗容器1由转轴102和多个用于装载单个苗的投苗部101组成，多个所述投苗部101围绕转轴102排列形成16圈层结构；所述装苗容器1可转动连接有出苗单元2，所述出苗单元2上设有多个出苗口201，多个所述出苗口201与投苗部101形成多个圈层一一对应，每个出苗口201处对应设有控制该出苗口201开合的开门机构202。具体地说，多圈层结构确保装苗容器1可以装载满足移栽机械需求的装苗量；驱动装苗容器1相对出苗单元2转动，并通过检测模块检测装苗容器1移动状态的数据，并将该数据传递至控制模块，控制模块依据装苗容器1移动状态的数据控制开门机构
202进行投苗，可有效避免投苗时出现断苗、连苗等情况，确保装苗容器1可实现连续投苗，提高投苗效率。
43.所述移动状态数据包括转动圈数n和转动角度θ数据，所述检测模块向控制模块实时传递装苗容器1转动圈数n和转动角度θ的数据；所述控制模块依据转动圈数n和转动角度θ数据向开门驱动模块传递控制信号。具体地说，依据转动圈数n和转动角度θ数据可以控制投苗的频率，使得相邻两苗之间投苗的间隔时间一致，确保苗可按固定的株距进行自动种植。
44.所述检测模块包括用来检测转轴102旋转角度θ的旋转编码器，所述旋转编码器与装苗容器1的转轴102匹配。具体地说，通过旋转编码器检测转轴102的旋转角度θ，结构简单，检测的数据准确。
45.所述检测模块还包括计数装置，所述旋转编码器与计数装置信号连接，并向计数装置传递有装苗容器1转动角度θ的数据，所述计数装置依据装苗容器1转动角度θ的数据得到转动圈数n的数据。具体地说，旋转编码器每检测到转轴102旋转360
°
后，计数装置便计数装苗容器1旋转一圈。
46.所述投苗部101的圈层数为k，k为大于等于1的整数，靠近转轴102的圈层为内圈层，由内向外，第k圈层所含投苗部101的数量为a＝kx，x为最内圈层所包含投苗部101的数量；所述控制模块控制第k圈层的开门机构202每经过k个投苗部101开门一次。具体地说，在转轴102速率恒定的情况下，每一圈层的旋转的角速度不变但线速度呈线性关系，故通过控制开门机构202的开启频次实现苗可按固定的株距进行自动种植。
47.优选地，最内圈投苗部101的个数为x(x可根据工况不同而不同)，由内向外第二圈投苗部101的个数为2x，由内向外第3圈投苗部101的个数为3x，以此类推。投最内圈的苗时，对应最内圈投苗部101的出苗口201始终开启，其余十五个出苗口201关闭，装苗容器1旋转一圈后将最内圈的苗全部投完。投完第一圈苗后，关闭对应第一圈苗的出苗口201，此时因第二圈投苗部101的个数为2x，装苗容器1的转速比不变，所以第二圈的角速度不变线速度为第一圈的2倍，即每转一圈能投2x根苗，但为确保苗可按固定的株距进行自动种植，当检测模块检测到第一圈投苗结束并进行第二圈投苗工作时，每经过两个投苗部101，控制模块控制对应第二圈投苗部101的出苗开启一次，即装苗容器1会在转动两圈后将第二圈的苗投完。当检测模块检测到第二圈投苗结束并进行第三圈投苗工作时，每经过三个投苗部101，控制模块控制对应第三圈投苗部101的出苗口201开启一次，即装苗容器1会在转动三圈后将第三圈的苗投完。以此类推，投完装苗容器1中所有的苗，确保苗以固定的株距进行自动种植。
48.还包括供电单元，所述供电单元可向控制模块、检测模块和开门驱动模块提供电能。
49.所述开门机构202为推拉式电磁铁。
50.实施例2
51.一种投苗装置控制方法，如图1
‑
4所示，应用于投苗装置，所述投苗装置包括装苗容器1和出苗单元2，所述装苗容器1由转轴102和多个用于装载单个苗的投苗部101组成，多个所述投苗部101围绕转轴102排列形成多圈层结构；所述装苗容器1可转动连接有出苗单元2，所述出苗单元2上设有多个出苗口201，多个所述出苗口201与投苗部101形成多个圈层
一一对应，每个出苗口201处对应设有控制该出苗口201开合的开门机构202；包括如下步骤：
52.采集装苗容器数据步骤：启动转轴102，通过转轴102带动装苗容器1相对出苗单元2转动，检测模块检测装苗容器1移动状态的数据，并向控制模块实时传递该数据；
53.开门决策步骤：控制模块依据装苗容器1移动状态的数据向开门驱动模块传递控制信号；
54.投苗步骤：开门驱动模块接收到控制模块的控制信号后，驱动对应的开门机构202开启，使苗从对应的出苗口201投下。
55.具体地说，驱动装苗容器1相对出苗单元2转动，并通过检测模块检测装苗容器1移动状态的数据，并将该数据传递至控制模块，控制模块依据装苗容器1移动状态的数据控制开门机构202进行投苗，可有效避免投苗时出现断苗、连苗等情况，确保装苗容器1可实现连续投苗，提高投苗效率。
56.在采集装苗容器1数据步骤中，所述检测模块通过旋转编码器检测转轴102的旋转角度，所述旋转编码器将采集的装苗容器1转动角度θ的数据传递至计数装置，由计数装置依据装苗容器1转动角度θ的数据计算得到转动圈数n的数据，所述检测模块将装苗容器1转动圈数n和转动角度θ的数据实时传递至控制模块。
57.具体地说，依据转动圈数n和转动角度θ数据可以控制投苗的频率，使得相邻两苗之间投苗的间隔时间一致，确保苗可按固定的株距进行自动种植；旋转编码器可直接检测转轴102的旋转角度θ，结构简单，检测的数据准确，且每检测到转轴102旋转360
°
后，计数装置便计数装苗容器1旋转一圈。
58.所述投苗部101的圈层数为k，k为大于等于1的整数，第k圈层所含投苗部101的数量为a＝kx，x为最内圈层所包含投苗部101的数量；在开门决策步骤中，第k圈层的开门机构202每经过k个投苗部101开门一次，第k圈层的苗在转轴102旋转k圈后投完。
59.具体地说，在转轴102速率恒定的情况下，每一圈层的旋转的角速度不变但线速度呈线性关系，故通过控制开门机构202的开启频次实现苗可按固定的株距进行自动种植。
60.本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
62.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。