[发明专利]一种基于直流无刷电机的吊杯式栽植器驱动系统

摘要

本发明公开了一种基于直流无刷电机的吊杯式栽植器驱动系统，栽植器用于幼苗移栽时的打孔成穴、栽苗作业。基于无刷直流电机的吊杯栽植器包括控制器模块、驱动器模块、蓄电池电源模块、直流无刷电机、反馈模块、减速器、传动机构、吊杯移栽机构。传动机构传递动力，驱动曲柄摇杆机构运动，当运动到最高点，吊杯承接投入的钵苗；当运行到最低点时，吊杯打土、入穴，钵苗被投入穴孔内完成栽苗作业。驱动控制部分主要由控制器、直流无刷电机、驱动器和反馈模块组成，驱动系统能够通过对电机速度和转矩的高精度闭环控制准确地控制吊杯的运动，本发明公开的驱动系统可驱动吊杯遵循特定的运行特性稳定地完成栽植运动，提高投苗的频率和可靠性，并能够实现小株距密植移栽作业。

主权项

一种基于直流无刷电机的吊杯式栽植器驱动系统，其特征在于，该系统能够通过对电机速度和转矩的闭环控制准确控制吊杯的运动，并驱动吊杯遵循特定的运行特性稳定地完成栽植运动，以提高投苗的频率和可靠性，该系统包括控制器模块、驱动器模块、蓄电池电源模块、直流无刷电机、反馈模块、减速器、传动机构、吊杯移栽机构；其中：所述控制器模块作为逻辑控制与数据运算核心，是整个驱动系统的核心器件，接收反馈信号并输出控制信号，完成对直流无刷电机转速和转矩的控制；所述驱动器模块包括信号转换电路和直流无刷电机驱动器，所述信号转换电路用于将控制器输出的PWM波形转换为直流无刷电机驱动器可接受的PWM波形，所述直流无刷电机驱动器直接驱动电机运转；所述蓄电池电源模块包括蓄电池、电压检测电路和直流降压电路，所述蓄电池用于给整个驱动系统提供电源，直接给直流无刷电机驱动器供电，所述电压检测电路用于检测蓄电池的端电压，所述控制器模块接收电压检测电路输出的电压信号并进行模数转换，所述直流降压电路对蓄电池电压作降压处理后给系统中的低压模块提供电源；所述直流无刷电机自带位置传感器，可检测并输出转子的位置信息；所述反馈模块包括电流检测电路和光电隔离电路，电流检测电路用于采样电机母线电流，所述光电隔离电路用于将直流无刷电机的位置传感器输出信号与控制器模块隔离，所述控制器模块接收电流检测电路输出的电压信号并进行模数转换，并对电机进行速度和电流双闭环控制，速度环为外环，电流环为内环；所述减速器用于降低转速和增大扭矩，是在直流无刷电机与传动机构之间进行速度和扭矩转换的设备；所述传动机构由联轴器和连杆机构组成，将电机的轴向运动转化为吊杯移栽机构的上下往复加减速运动；所述吊杯移栽机构用于运送和栽植钵苗，当吊杯运动到顶端时，钵苗被投入到吊杯中，当吊杯转动到预定位置时，钵苗落入穴内，接着覆土填压，完成栽植。