[发明专利]一种电动式土壤取样器控制装置及其方法

权利要求书

1.一种电动式土壤取样器控制装置及其方法，其特征在于，包括：安装盒，运动控制器及分别与其电路连接的电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块；所述运动控制器、电机驱动器、数据采集系统、定位模块分别固定于所述安装盒内，所述人机交互模块固定于所述安装盒上侧；

所述运动控制器，用于与外部单元的通讯、决策以及下发指令；

所述电机驱动器，接收运动控制器的指令，与电动式土壤取样器的电机电连接并驱动其运转，由电机带动电动式土壤取样器的取土机构作业；

所述数据采集系统，通过传感技术进行数据采集；

所述定位模块，用于进行定位监测；

所述供电模块，用于供电；

所述人机交互模块，用于显示和监控取样器的基本参数和故障信息。

2.根据权利要求1所述的控制装置及其方法，其特征在于，所述运动控制器分别与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块通过CAN总线或RS485通信方式进行连接；所述运动控制器包括主控单元，所述主控单元安装有主控程序、对设备进行决策调度和规划控制，所述运动控制器分别与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块通过抗干扰电路连接，运动控制器通过螺柱固定在所述安装盒内。

3.根据权利要求2所述的控制装置及其方法，其特征在于，所述数据采集系统包括数据采集模块、传感器，所述数据采集模块通过螺柱固定在安装盒内、设于所述运动控制器上，采用CAN总线方式与传感器进行数据传输，传感器将数据采集后经数据采集模块，发送至运动控制器；

所述传感器包括土壤温度传感器、湿度传感器、硬度传感器、电机转速传感器、功率传感器、电量传感器、钻头钻进的压力传感器；所述钻头钻进的压力传感器设于电动式土壤取样器的钻头上。

4.根据权利要求3所述的控制装置及其方法，其特征在于，所述安装盒上侧设有带显示孔、操控安装孔的操控面板，所述人机交互模块包括操控钮、显示屏，所述操控钮、显示屏分别固定安装于操控安装孔、显示孔上；

所述显示屏采用触摸显示屏；

所述操控钮包括急停按钮、电机启动和停止按钮、电机正转和反转按钮、电机调速旋钮。

5.根据权利要求4所述的控制装置及其方法，其特征在于，所述控制装置还包括外部客户端，所述运动控制器还包括无线通信模块，所述无线通信模块与外部客户端数据连接。

6.根据权利要求5所述的控制装置及其方法，其特征在于，所述定位模块采用螺栓固定在安装盒内部的一个侧壁上，包括北斗定位单元和/或GPS定位单元；

所述供电模块安装在安装盒内底部，采用螺栓固定；

所述电机驱动器通过螺栓固定于安装盒内部，位于所述运动控制器下方、供电模块上方，其接收运动控制器的指令，控制电机的运动。

7.根据权利要求1-6所述的控制装置及其方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1.启动控制装置，运动控制器与电机驱动器、数据采集系统、人机交互模块、供电模块、定位模块建立电路连接，主控单元按程序设置进行自检；

S2.运动控制器接收到人机交互模块或外部客户端传来的控制指令，经主控单元分析处理后，发送指令至所述电机驱动器；

S3.电机驱动器收到传来的指令数据，驱动电动式土壤取样器的电机完成正、反转或调速动作，电机带动电动式土壤取样器的齿轮机构运动，从而控制钻头向下钻进、退刀；

S4.运动控制器接收数据采集系统传来的数据，电机的运动状态通过电机驱动器所设的编码器反馈至运动控制器，钻头钻进的压力传感器将钻进力信息反馈至运动控制器，运动控制器对信息数据进行分析和处理，根据钻进力的大小，控制电机驱动器，自动匹配电机转速和功率，实现对电动式土壤取样器的自适应钻进；

S5.运动控制器经过分析和处理后，将结果传输至人机交互模块，发送至显示屏进行显示。