[发明专利]一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式

权利要求书

1.一种蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其整体控制硬件包括：微控制器、速度传感器、行程开关、步进电机、步进电机驱动器、角度传感器。

微控制器作为整体控制信号处理的中枢，接收传感器的信号，下达控制指令；速度传感器与蔬菜育苗流水线传送带的传动轴同轴转动，实现对传送带实际速度的检测；行程开关安装在针孔气吸式播种滚筒下方的指定位置，实现对流水线上育苗穴盘的检测；步进电机通过齿轮传动，带动针孔气吸式播种滚筒转动；步进电机驱动器实现对步进电机的驱动；角度传感器与针孔气吸式播种滚筒同轴转动，实现对播种滚筒转动角度的检测。

2.根据权利要求1所述的蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其控制方式的研究基础包括，针孔气吸式播种滚筒、72孔黑色聚乙烯吸塑穴盘、蔬菜育苗流水线传送带、具有正负压功能的气泵。

针孔气吸式播种滚筒是该发明的主要被控对象。其中72孔黑色聚乙烯吸塑穴盘是装有一定量土壤培养基质，并且压过种穴的穴盘，该种穴的深度和直径满足种子发芽生长所需的农艺要求。蔬菜育苗流水线具有能顺利传送穴盘、固定针孔气吸式播种滚筒的功能。气泵应同时具备正压吹气和负压吸气的功能。

3.根据权利要求1所述的蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其特征在于，整条流水线在刚通上电的时候，针孔气吸式播种滚筒要实现自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程。并且是先进行自动初始化角度，再进行自动初始化吸附种子。步进电机为完成自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程。通过公式(1)计算两个过程共计需要脉冲数量，公式(1)为：

y＝y₁+y₂ (1)

其中y是步进电机为完成自动初始化角度、自动初始化吸附种子两个过程共需要的脉冲数量；y₁是步进电机为了实现角度初始化，需要转动的脉冲数量；y₂是步进电机完成自动初始化吸附种子，需要转动的脉冲数量。

4.根据权利要求3所述的针孔气吸式播种滚筒自动初始化角度过程，其特征在于，与针孔气吸式播种滚筒同轴转动的角度传感器采集实时的角度值对应的数字量，然后与设定的初始角度数字量进行对比，当实际角度值不等于设定的初始角度值时，步进电机转动相应的角度，以实现滚筒转到设定的初始角度位置。通过公式(2)计算步进电机具体转动的角度对应的脉冲数量，公式(2)为：

其中y₁是步进电机为了实现自动初始化角度，需要转动的脉冲数量；n是针孔气吸式播种滚筒齿轮数与步进电机齿轮数传动比；N是步进电机驱动器设置的步数；b是角度传感器转一周对应的最大数字量；a是针孔气吸式播种滚筒针孔气吸口总行数；i是角度传感器检测到的当前的播种滚筒对应的针孔气吸口行数；x是角度传感器检测到的数字量。

5.根据权利要求3所述的针孔气吸式播种滚筒自动初始化吸附种子过程，其特征在于，当针孔气吸式播种滚筒完成自动初始化角度过程后，需要完成自动初始化吸附种子过程，微控制器给步进电机驱动器相应数量的脉冲，步进电机驱动播种滚筒实现相应角度的转动。完成自动初始化吸附种子过程，通过公式(3)计算微控制器给步进电机驱动器的脉冲的数量，公式(3)为：

其中y₂是步进电机完成自动初始化吸附种子过程，需要转动的脉冲数量；n是针孔气吸式播种滚筒齿轮数与步进电机齿轮数传动比；N是步进电机驱动器设置的步数；a是针孔气吸式播种滚筒针孔气吸口总行数。

6.根据权利要求1所述的蔬菜育苗流水线针孔气吸式播种滚筒精准控制方式，其特征在于，速度传感器与育苗流水线传送带传动轴同轴转动，检测育苗流水线传送带的速度，通过公式(4)计算得出育苗流水线上穴盘的实际速度值，公式(4)为：

其中v是传送带的实际速度值，单位为米每秒，m/s；d是育苗流水线按传送带传动轴的直径，单位为米，m；t是育苗流水线传送带传动轴转一周所用的时间，单位为秒，s。