本發明專利技術公開了一種田間育秧精密播種機機電式調平裝置，涉及農業機械領域。該裝置包括PLC控制器、控制開關盒、信號采集單元、支撐腿升降系統、報警單元和水平狀態檢測單元。調平時，首先觀察水平儀的數值，依據相應調平方法，經PLC控制器控制伺服電機轉動，進而控制支撐腿的升降，實現田間育秧播種機的準確調平。其優點是：操作簡單、方便，工作安全可靠，結構緊湊，調平快速、準確，能夠提高精密播種機的工作效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及農業機械的精密播種機
，特別涉及一種基于PLC控制器的田間育秧精密播種機機電式調平裝置。
技術介紹
播種是農業生產過程中的一個重要技術環節，播種機則是實現機械化精密播種的核心部件。近年來，我國超級稻種植面積不斷擴大，與常規水稻相比較，超級稻具有株型高大、莖桿粗壯、分粟力強、穗大粒多等優點，均采用稀疏種植，有利于分粟發生和單株生長，形成高產群體結構，平均比常規稻每畝少栽5000 7000穴。這對播種育秧技術提出了更高的標準，要求播種精度由3 5粒/穴提高至I 2粒/穴，精密播種已成為現代播種技術的主要特征。田間育秧氣吸振動盤式精密播種機是利用種盤振動使物料形成“準流體”，使種子相互分離，以便氣力吸種部件完成精密播種。在種子被拋擲過程中要求振動種盤做上下振動，種子做豎直上下運動。然而由于田間工況的不同，必然存在有的地方不平整的情況，這就需要一種水平調節裝置使播種機振動種盤在播種過程中保持水平狀態。本專利技術的調平裝置是一種基于PLC控制器的機電式調平裝置，采用四點支撐結構，控制其中三個支腿的升降進行調平，可以精確實現兩個方向角度調節的要求。裝置在調平過程中，首先在播種機振動種盤橫梁上安裝兩角度數碼水平儀，水平儀能夠即時顯示x、y軸兩個垂直方向上的傾斜角度。依據調平規則，確定需要調節的支腿，通過控制電機的轉動從而控制支腿的升降，實現播種機調平，為實現氣吸振動盤式田間育秧精密播種提供條件。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供一種田間育秧精密播種機機電式調平裝置，可實現空間二維水平度的調節，滿足播種機振動種盤保持水平狀態的要求。 實現本專利技術的技術方案為:調平裝置包括PLC控制器、控制開關盒、信號采集單元、支撐腿升降系統、報警單元和水平狀態檢測單元。支撐腿升降系統一共四個，與精密播種機底部橫梁相連，呈矩形對稱布置；支撐腿升降系統的輸入端接PLC控制器輸出端；支撐腿升降系統由機架連接件、緊固螺釘、伺服電機、伺服電機驅動器、支撐架、圓錐滾子軸承、上行程接近開關、移動塊、塑料導軌、下行程接近開關、行走輪連接件、軸承端蓋、蝸輪、緊固螺釘、金屬外殼、橡膠保護套、絲杠、螺母、支撐推桿、深溝球軸承、聯軸器、固定螺孔、蝸桿組成；所述機架連接件與播種機底部橫梁相連，用螺栓固定；金屬外殼為圓柱筒形；緊固螺釘將機架連接件固定在金屬外殼上部；緊固螺釘固定在金屬外殼外側，緊固螺釘與固定螺孔相連；伺服電機為無刷直流伺服電機，采用閉環控制，內置制動器；支撐架用螺釘固定在金屬外殼上，伺服電機被固定在支撐架上；伺服電機經聯軸器與蝸桿相連，伺服電機驅動蝸桿轉動；伺服電機驅動器輸出端接伺服電機輸入端；蝸桿與蝸輪組成蝸輪蝸桿減速機構，蝸桿的展開螺旋角小于蝸桿蝸輪嚙合齒間的當量摩擦角，蝸輪蝸桿傳動機構為具有自鎖性的蝸輪蝸桿傳動機構；軸與蝸輪用平鍵固定連接，蝸輪轉動帶動軸轉動，軸與絲杠相連，絲杠與螺母組成絲杠螺母傳動機構，絲杠伸出金屬外殼外；蝸輪、軸、絲杠和螺母四者中軸線在同一條直線上；支撐推桿為空心圓筒，支撐推桿套在絲杠外，螺母與支撐推桿的上端焊接，當螺母移動時，帶動支撐推桿移動；支撐推桿的下端與行走輪連接件焊接，行走輪連接件與播種機行走輪連接；橡膠保護套為圓柱筒狀，橡膠保護套套在支撐推桿外，橡膠保護套的上端通過強力膠與金屬外殼下端相連；塑料導軌通過支撐架固定在橡膠保護套外側，塑料導軌的軸線與支撐推桿的軸線平行，支撐推桿下端經連接件與移動塊相連；移動塊放置在塑料導軌中，支撐推桿移動帶動移動塊在塑料導軌內移動；移動塊帶有磁性，在塑料導軌上下兩端分別裝有上行程接近開關和下行程接近開關，安裝位置對應支撐推桿的上、下極限位置，上行程接近開關和下行程接近開關為霍爾接近開關，上行程接近開關和下行程接近開關通過螺釘固定在塑料導軌上，并與電機及電機供電電源串聯。所述信號采集單元由壓電式壓力傳感器、應變式扭矩傳感器及調理電路組成，所述壓電式壓力傳感器采用貼片形式安裝在支撐腿升降系統的支撐推桿下端，應變式扭矩傳感器安裝于所述與蝸輪連接軸和所述絲杠之間的連接處，信號采集單元的輸出端連接PLC控制器的輸入端；報警單元為LED燈聲光報警器，報警單元的輸入端連接PLC控制器的輸出端；水平狀態檢測單元采用二維數碼電子水平儀，所述二維數碼電子水平儀固定在播種機振動種盤橫梁上；連接所述伺服電機的驅動器輸入端接PLC控制器的輸出端。所述控制開關盒連接PLC控制器，控制開關盒上有九個按鈕開關和一個八位置選擇旋轉開關，控制開關盒輸出端接PLC控制器輸入端；九個按鈕開關分別貼有“快升”、“慢升”、“快降”、“慢降·”、“電機停止”、“調平開始”、“故障判斷報警關”、“虛腿檢測處理關”、“調平結束”九個標簽，按鈕開關全部配有LED背景燈；“快升”按鈕控制支撐腿的快速上升；“慢升”按鈕控制支撐腿的慢速上升；“快降”按鈕控制支撐腿的快速下降；“慢降”按鈕控制支撐腿的慢速下降；“調平開始”和“調平結束”按鈕分別控制調平主程序的開始和結束；“故障判斷報警關”按鈕控制“故障判斷報警”操作的結束，“虛腿檢測處理關”按鈕控制“虛腿檢測處理”操作的結束；八位置選擇旋轉開關分別貼有“I號支腿”、“2號支腿”、“3號支腿”、“4號支腿”、“1、2號支腿”、“2、4號支腿”、“3、4號支腿”、“1、3號支腿”八個標簽，其中旋轉開關“I號支腿”位置控制“I號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“2號支腿”位置控制“2號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“3號支腿”位置控制“3號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“4號支腿”位置控制“4號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“1、2號支腿”位置控制“1、2號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“2、4號支腿”位置控制“2、4號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“3、4號支腿”位置控制“3、4號支腿”等速、同方向移動；旋轉開關“1、3號支腿”位置控制“ 1、3號支腿”等速、同方向移動。調平裝置的軟件包括主程序、故障判斷報警子程序、信號采集子程序、電機控制子程序、“虛腿”檢測處理子程序和報警子程序。信號采集子程序用于控制壓力傳感器測量壓力值和控制扭矩傳感器測量扭矩值，報警子程序用于啟動聲光報警器報警。電機控制子程序通過控制伺服電機驅動器，從而控制伺服電機。主程序內容:系統自檢正常后，調用故障判斷報警子程序，故障判斷報警操作結束后，調用“虛腿”檢測處理子程序。“虛腿”檢測處理操作結束后，若接收到停止指令，主程序結束，調平完成。若沒有接收到停止指令，主程序返回，重新調用故障判斷報警子程序，直至接收到停止指令。故障判斷報警子程序通過分析扭矩數值，判斷傳動機構是否出現故障，并決定是否報警。“虛腿”檢測處理子程序通過分析支撐腿壓力數值，判斷是否存在“虛腿”，并使“虛腿”正常著地。本專利技術的優點在于: (1)調平裝置結構簡單、操作方便、易于控制、調平時間短、精確度高。(2)調平裝置結構緊湊，采用電機驅動，工作效率高，且能適應惡劣環境下的調平。(3)調平時，當傾斜角度大于設定值時，通過控制開關，控制支腿快速移動。當角度小于設定值時，支撐腿慢速移動，不僅縮短了調平時間，而且有利于提高調平的準確性。(4)將機械支撐傳動技術和信號采集控制技術結合在一起，增強了該裝置的實用性和可靠性。附圖說明本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種田間育秧精密播種機機電式調平裝置，其特征在于：包括PLC控制器、控制開關盒、信號采集單元、支撐腿升降系統、報警單元和水平狀態檢測單元；支撐腿升降系統一共四個，與精密播種機底部橫梁相連，呈矩形對稱布置；支撐腿升降系統的輸入端接PLC控制器輸出端；支撐腿升降系統由機架連接件（1）、緊固螺釘（2）、伺服電機（3）、伺服電機驅動器、支撐架（4）、圓錐滾子軸承（5）、上行程接近開關（7）、移動塊（8）、塑料導軌（9）、下行程接近開關（10）、行走輪連接件（11）、軸承端蓋（12）、蝸輪（13）、緊固螺釘（14）、金屬外殼（15）、橡膠保護套（16）、絲杠（17）、螺母（18）、支撐推桿（19）、深溝球軸承（21）、聯軸器（22）、固定螺孔（23）、蝸桿（24）組成；所述機架連接件（1）與播種機底部橫梁相連，用螺栓固定；金屬外殼(15)為圓柱筒形；緊固螺釘(2)將機架連接件(1)固定在金屬外殼(15)上部；緊固螺釘(14)固定在金屬外殼(15)外側，緊固螺釘(14)與固定螺孔(23)相連；伺服電機(3)為無刷直流伺服電機，采用閉環控制，內置制動器；支撐架(4)用螺釘固定在金屬外殼(15)上，伺服電機(3)被固定在支撐架（4）上；伺服電機（3）經聯軸器（22）與蝸桿（24）相連，伺服電機（3）驅動蝸桿（24）轉動；伺服電機驅動器輸出端接伺服電機（3）輸入端；蝸桿（24）與蝸輪（13）組成蝸輪蝸桿減速機構，蝸桿（24）的展開螺旋角小于蝸桿蝸輪嚙合齒間的當量摩擦角，蝸輪蝸桿傳動機構為具有自鎖性的蝸輪蝸桿傳動機構；軸與蝸輪（13）用平鍵固定連接，蝸輪（13）轉動帶動軸轉動，軸與絲杠（17）相連，絲杠（17）與螺母（18）組成絲杠螺母傳動機構，絲杠（17）伸出金屬外殼（15）外；蝸輪（13）、軸、絲杠（17）和螺母（18）四者中軸線在同一條直線上；支撐推桿（19）為空心圓筒，支撐推桿（19）套在絲杠（17）外，螺母（18）與支撐推桿（19）的上端焊接，當螺母（18）移動時，帶動支撐推桿（19）移動；支撐推桿（19）的下端與行走輪連接件（11）焊接，行走輪連接件（11）與播種機行走輪連接；橡膠保護套（16）為圓柱筒狀，橡膠保護套（16）套在支撐推桿（19）外，橡膠保護套（16）的上端通過強力膠與金屬外殼（15）下端相連；塑料導軌（9）通過支撐架固定在橡膠保護套（16）外側，塑料導軌（9）的軸線與支撐推桿（19）的軸線平行，支撐推桿（19）下端經連接件與移動塊（8）相連；移動塊（8）放置在塑料導軌（9）中，支撐推桿（19）移動帶動移動塊（8）在塑料導軌（9）內移動；移動塊（8）帶有磁性，在塑料導軌（9）上下兩端分別裝有上行程接近開關（7）和下行程接近開關（10），安裝位置對應支撐推桿（19）的上、下極限位置，上行程接近開關（7）和下行程接近開關（10）為霍爾接近開關，上行程接近開關（7）和下行程接近開關（10）通過螺釘固定在塑料導軌（9）上，并與電機及電機供電電源串聯；所述信號采集單元由壓電式壓力傳感器（20）、應變式扭矩傳感器（6）及調理電路組成，所述壓電式壓力傳感器（20）采用貼片形式安裝在支撐腿升降系統的支撐推桿（19）下端，應變式扭矩傳感器（6）安裝于所述與蝸輪連接軸和所述絲杠（17）之間的連接處，信號采集單元的輸出端連接PLC控制器的輸入端；報警單元為LED燈聲光報警器，報警單元的輸入端連接PLC控制器的輸出端；水平狀態檢測單元采用二維數碼電子水平儀，所述二維數碼電子水平儀固定在播種機振動種盤橫梁上；連接所述伺服電機（3）的驅動器輸入端接PLC控制器的輸出端；所述控制開關盒連接PLC控制器。...
【技術特征摘要】
1.一種田間育秧精密播種機機電式調平裝置，其特征在于:包括PLC控制器、控制開關盒、信號采集單元、支撐腿升降系統、報警單元和水平狀態檢測單元； 支撐腿升降系統一共四個，與精密播種機底部橫梁相連，呈矩形對稱布置；支撐腿升降系統的輸入端接PLC控制器輸出端；支撐腿升降系統由機架連接件(I)、緊固螺釘(2)、伺服電機(3)、伺服電機驅動器、支撐架(4)、圓錐滾子軸承(5)、上行程接近開關(7)、移動塊(8)、塑料導軌(9)、下行程接近開關(10)、行走輪連接件(11)、軸承端蓋(12)、蝸輪(13)、緊固螺釘(14)、金屬外殼(15)、橡膠保護套(16)、絲杠(17)、螺母(18)、支撐推桿(19)、深溝球軸承(21)、聯軸器(22)、固定螺孔(23)、蝸桿(24)組成；所述機架連接件(I)與播種機底部橫梁相連，用螺栓固定；金屬外殼(15)為圓柱筒形；緊固螺釘(2)將機架連接件(I)固定在金屬外殼(15)上部；緊固螺釘(14)固定在金屬外殼(15)外側，緊固螺釘(14)與固定螺孔(23)相連；伺服電機(3)為無刷直流伺服電機，采用閉環控制，內置制動器；支撐架(4)用螺釘固定在金屬外殼(15)上，伺服電機(3)被固定在支撐架(4)上；伺服電機(3)經聯軸器(22)與蝸桿(24)相連，伺服電機(3)驅動蝸桿(24)轉動；伺服電機驅動器輸出端接伺服電機(3)輸入端；蝸桿(24)與蝸輪(13)組成蝸輪蝸桿減速機構，蝸桿(24)的展開螺旋角小于蝸桿蝸輪嚙合齒間的當量摩擦角，蝸輪蝸桿傳動機構為具有自鎖性的蝸輪蝸桿傳動機構；軸與蝸輪(13)用平鍵固定連接，蝸輪(13)轉動帶動軸轉動，軸與絲杠(17)相連，絲杠(17)與螺母(18)組成絲杠螺母傳動機構，絲杠(17)伸出金屬外殼(15)外；蝸輪(13)、軸、絲杠(17)和螺母(18)四者中軸線在同一條直線上；支撐推桿(19)為空心圓筒，支撐推桿(19)套在絲杠(17)外，螺母(18)與支撐推桿(19)的上端焊接，當螺母(18)移動時，帶動支撐推桿(19)移動；支撐推桿(19)的下端與行走輪連接件(11)焊接，行走輪連接件(11)與播種機行走輪連接；橡膠保護套(16)為圓柱筒狀，橡膠保護套(16)套在支撐推桿(19)外，橡膠保護套(16)的上端通過強力膠與金屬外殼(15)下端相連；塑料導軌(9)通過支撐架固定在橡膠保護套(16)外側，塑料導軌(9)的軸線與支撐推桿(19)的軸線平行，支撐推桿(19)下端經連接件與移動塊(8)相連；移動塊(8)放置在塑料導軌(9)中，支撐推桿(19)移動帶動移動塊(8)在塑料導軌(9)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳進，李耀明，李建華，龔智強，杭超，龔麗霞，季園園，王澤杰，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：
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