[发明专利]一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，适用于由内燃机驱动的四轮插秧机，属于农用机械领域。

背景技术

水稻是我国种植面积最大、单产最高、总产最多的主要粮食作物，其常年种植面积和总产约占我国粮食作物的28％和40％。种植方式主要为传统的人工插秧。虽然我国在20世纪60年代已开始水稻种植机械化研究，对插秧机关键部件的设计与研究有所突破。但使用成本高，可操作性差，与我国经济社会的发展状况不协调，严重制约了我国水稻生产的发展。成为制约水稻生产全程机械化的瓶颈．也限制了我国水稻生产的规模化、专业化、商品和现代化的发展。

在现有技术中，一般的四轮插秧机驱动电机速度固定，插秧株距调节需要用手动挡位调节来实现，操作两个手柄，分为五个挡位，分别为：12，14，16，18，21cm。在田间作业之前手动设置好插秧株距，作业过程中只能保持这种株距，如果需要修改插秧株距，必须停止运动再进行手动设置，操作不便且为有级调节；而且由于不具有智能控制系统，无法实现实时的插秧数据统计，不符合现代农业数字化发展趋势。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，可直接实现无极变速控制插秧间距，无需停机换挡，而且能快速计算并记录插秧各项数据。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，包括控制器，速度传感器、显示模块、电机驱动模块、步进电机、变速箱以及电源模块，其中，速度传感器与控制器的输入端相连，显示模块和电机驱动模块分别与控制器的输出端相连，步进电机与电机驱动模块相连，电源模块分别为控制器、电机驱动模块和显示模块供电；上述速度传感器安装在四轮插秧机的机轮上，步进电机通过变速箱与插秧爪的传动轴相连。 

上述速度传感器采用光电转速传感器。

上述电机驱动模块主要由功率放大元器件组成，电机驱动模块主要用于对控制器输出的电信号进行功率放大。

显示模块采用液晶显示器。

步进电机采用反应式及混合式电机，步进电机通过固定支架安装在插秧机构的侧边。

电源模块采用铅酸蓄电池或采用锂电池，分别向控制器模块、电机驱动模块进行供电。

上述控制器采用微型计算机控制。

上述插秧机构控制系统工作时，首先，启动插秧机，通过四轮插秧机的内燃机带动插秧机运动；当四轮插秧机开始运动时，装在四轮插秧机轮上的速度传感器将当前行驶速度传送至控制器，控制器根据输入数据大小，分析运动状态，输出相应信号至电机驱动模块，调节电机驱动模块的输出脉冲；物料从送料轨道落下进入送料器，步进电机通过变速箱与传动轴的相连，进而带动插秧爪转动，使插秧爪绕插秧连杆旋转，插秧爪完成从送料器取秧动作和插秧动作。当插秧机完成插秧作业时，控制器根据速度数据，工作时间和步进电机转速进行统计计算，得到当日插秧面积和插秧量，最终上传至显示模块反馈给作业员，同时作业员也可以下载数据至控制器，控制插秧机按照规定参数运作。

采用上述插秧机构控制系统，通过步进电机驱动插秧爪的“取秧——插秧”动作，直接改变插秧频率，实现无极变速控制插秧间距，无需停机换挡改变插秧间距；此外，可以根据速度，工作时间和步进电机转速计算并记录插秧次数及计算插秧面积，最终由显示模块直接反馈给作业者，实现作业全自动化。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本实施例的插秧机构控制系统模块框图；

图2为本实施例的插秧机构结构示意图；

图3为本实施例的插秧机构插秧爪取秧时的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于四轮插秧机的插秧机构控制系统，包括控制器1，速度传感器2、显示模块3、电机驱动模块4、步进电机5、变速箱6以及电源模块7，其中，速度传感器2与控制器1的输入端相连，显示模块3和电机驱动模块4分别与控制器1的输出端相连，步进电机5与电机驱动模块4相连，电源模块7分别为控制器1、电机驱动模块4和显示模块3供电；上述速度传感器2安装在四轮插秧机的机轮上，步进电机5通过变速箱6与插秧爪8的传动轴9相连。步进电机5和变速箱6通过固定支架10安装在插秧机构的侧边。