[发明专利]一种穴盘苗移栽机自适应喂苗控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种穴盘苗移栽机自适应喂苗控制系统及方法，主要包括喂苗机构，控制系统，钵苗检测系统；钵苗检测系统对经过的苗杯进行实时检测，判断苗杯中有无穴盘苗，综合检测的连续无苗苗杯个数，运用灰新息GM(1,3)理论，实现自适应控制完成喂苗补偿；作为动力输出部件的步进电机驱动整个喂苗机构，协调控制步进电机和栽植器，改变喂苗速度，使无钵苗的苗杯到达待喂苗位置时快速“跳”过，保证有苗的苗杯中钵苗准确喂入栽植器，完成喂苗、扶苗动作，实现各部件的协调同步运行。本发明主要用于半自动穴盘苗移栽机，能够提高半自动移栽作业时喂苗效率和成功率，解决半自动移栽机人工喂苗效率低，且易造成操作员疲劳并导致漏栽的问题。

技术领域

本发明涉及一种穴盘苗移栽机自适应喂苗控制系统及方法，主要用于蔬菜、花卉等半自动小型钵苗移栽机以增加喂苗效率、提高穴盘钵苗成活率并降低漏栽率，属于农业机械技术领域。

背景技术

钵苗移栽与传统植播方式相比有明显优点是：能缩短蔬菜生长周期，有利茬口安排，提高土地利用率，增加经济收入；钵苗移栽后根系发达、开花成熟一致，可为后续的管理、收获等环节提供便利条件。长期以来，钵苗移栽一直是一项劳动密集型产业，劳动力成本占总生产成本的50％以上。人工移栽的劳动强度大，作业效率低，移栽质量差，难以实现大面积移栽，从而导致生产规模小，生产效益低下。移栽机能够大大降低人工移栽作业的劳动强度，提高移栽效率、质量和钵苗成活率，还能提高经济效益和社会效益，因此机械化钵苗高速移栽已成为目前迫切需要解决的问题。

目前国内旱地作物的机械化主要以半自动移栽机械为主，取苗喂苗需要人工进行，人员劳动强度大，受取喂苗人员工作频率的影响，整体移栽效率不高，若提高移栽效率，容易造成工作人员喂苗不及时，漏栽率提高。因此取喂苗装置是提高半自动移栽机移栽效率的关键部件，如何提高移栽效率并降低漏栽率成为半自动移栽机的关键问题。本发明在自主研发的半自动移栽机喂苗装置的基础上，设计钵苗识别与喂苗补偿控制系统，实现苗杯中钵苗的检测，步进电机快进的喂苗补偿策略，以提高移栽效率，解决设施蔬菜移栽机漏栽问题。

发明内容

为解决半自动移栽机人工取苗喂苗效率低，长时间工作易造成疲劳容易导致的漏栽问题，本发明提供了一种穴盘苗移栽机自适应喂苗控制系统及方法。首先将钵苗放入喂苗机构，钵苗依次经过钵苗检测系统进行自动喂苗，当鸭嘴栽植器到达接苗位置时，由喂苗机构实时喂入钵苗，完成移栽作业，当检测到缺苗时，步进电机进行“快进”动作以“跳”过无苗的分苗杯，使正常的穴盘钵苗喂入栽植器；本设计能够实现苗杯中钵苗的检测，自适应喂苗控制补偿策略，能够提高移栽效率，解决设施蔬菜移栽机漏栽问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的。

为了解决人工取苗喂苗效率低，长时间工作易造成疲劳容易导致的漏栽问题，本发明通过设计钵苗检测系统、自适应喂苗控制系统及方法来达到目的，其中系统主要包括喂苗机构1、控制系统2、钵苗检测系统3和机架4，其特征在于：所述的喂苗机构1包括分苗杯11、步进电机12、同步带13、同步带齿轮14、侧板15、分苗调剂槽16、位姿矫正部件17、安装板18、可调轴承座及轴承19；所述的控制系统2主要由控制器21、喂苗步进电机驱动器22、苗杯计数传感器23、编码器24、栽植器位置检测传感器25组成。

所述的分苗杯11以相同间距固定安装在同步带13上，步进电机12和可调轴承座及轴承19分别安装于侧板15两端位置之一的外侧，侧板15安装于分苗调剂槽16并可滑动调节喂苗的位置；分苗调剂槽16固定安装在机架4上，其上方固定用于支撑侧板15进而支持整个喂苗机构1，步进电机12固定安装在侧板15，位姿矫正部件17固定安装于安装板18上；所述的钵苗检测系统3由检测支架31和漫反射式光电传感器32组成，漫反射光电传感器31固定在喂苗机构1上的侧板15上，与苗杯水平距离为30mm，设置检测高度为90mm，为了增加钵苗识别成功率，同时采用多个传感器。

自适应喂苗控制方法主要包括钵苗检测、检测连续的无苗苗杯个数和喂苗速度的控制，通过对以上内容的判断分析，运用灰新息GM(1,3)理论，自适应控制完成喂苗补偿策略的实现：