一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，属于甘蔗预切种设备领域，包括甘蔗分拣传送装置、图像采集装置、切种平台和液压站，甘蔗分拣传送装置包括分拣机构和传送链，传送链设置在分拣机构的输出端，图像采集装置设置在传送链的上方，切种平台设置在传送链的输出端，液压站设置在切种平台的侧边。以编码器为切刀绝对位置检测机构，将切刀的实时位置反馈到控制中心，识别出可切位置并计算出应切位置，结合编码器反馈的切刀所在位置，规划出一条6把切刀同时移动的最优路径，进一步由光电传感器检测甘蔗是否到达指定位置，以此使控制单元发出切刀调节信号进行切刀位置调节。置调节。置调节。

【技术实现步骤摘要】
一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机


[0001]本技术涉及甘蔗预切种设备领域，尤其涉及一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机。

技术介绍

[0002]食糖作为我国重要的糖料生产原料，90％来源于蔗糖。因此，甘蔗的生产力直接关系到我国糖类的供给能力。传统的甘蔗种植过程基本由人工完成，自动化程度很低，所耗费的人力物力很大，种植效率低。在种植过程中，蔗种的供给是极为关键的一部分，若供种不足或蔗芽破损过多，不仅会在种植阶段产生不良影响，还会影响发芽率和产量。目前，我国甘蔗的种植方式为主要是实时切种种植方式，其主要方法是在种植时通过人工将蔗种送入切割机器中切成等长段状，该方法容易损伤蔗芽，同时没有对切口进行处理，伤口易感染，降低发芽率。预切种式种植方法是将蔗种预先切割为段状后，用消毒药水浸泡进行消毒杀菌后再进行种植。预切种方法减少了蔗种切口的感染率，大大提高了发芽率，因此具有良好的应用价值。然而目前我国蔗种切种过程基本采用人工或半机械方式，人工切种不精准，切口不平整，成本高且效率低；半自动化切种的弊端在于采用定长切割，没有识别蔗节和避芽功能，因此伤芽率较高；其中专利技术专利“一种基于图像识别的横向甘蔗预切种机”(专利号：ZL2017 2 0642807.4)虽然具有蔗节识别功能和定位切割功能，很大程度上提高了预切种的效率，但存在切刀切种后需要回到初始位置的“回零”状态才能进行下一次的切种工作，切种效率仍可进一步提高。对比人工切种，半机械化切种在效率上虽然有一定的提高，但对于大规模种植，依然不能满足蔗种量需求。因此，提供一种高效智能化甘蔗预切种机，对降低甘蔗种植成本、减少人工劳动强度、提高切种效率及提高我国蔗糖国际竞争力具有及其重要的意义。
[0003]目前，我国甘蔗种植方式主要为实时切种种植方式，其主要方法是在种植时直接将蔗种切成等长段状，该方法容易损伤蔗芽，同时没有对切口进行处理，容易使伤口感染，降低发芽率。预切种式种植方法，是将蔗种预先切割为段状后，用消毒药水浸泡进行消毒杀菌。预切种方法减少了蔗种切口的感染率，大大提高了发芽率，因此具有良好的应用价值。然而目前我国蔗种切种过程基本采用人工或半机械方式，人工切种不精准，切口不平整，成本高且效率低；半机械化切种的弊端在于采用定长切割，没有识别蔗节和避芽功能，因此伤芽率较高；其中专利技术专利“一种基于图像识别的横向甘蔗预切种机”(专利号：ZL2017 2 0642807.4)虽然具有蔗节识别功能和定位切割功能，很大程度上提高了预切种的效率，但存在切刀切种后需要回到初始位置的“回零”状态才能进行下一次的切种工作，切种效率仍可进一步提高。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，解决
技术介绍
汇总提到的技术问题。
[0005]在甘蔗切种时可以准确快速规划出6把切刀同时行走的路径，完成蔗种切割动作，很大程度上提高切种机的切种效率，同时减少人工的劳动强度和甘蔗种植成本。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，包括甘蔗分拣传送装置、图像采集装置、切种平台和液压站，甘蔗分拣传送装置包括分拣机构和传送链，传送链设置在分拣机构的输出端，图像采集装置设置在传送链的上方，切种平台设置在传送链的输出端，液压站设置在切种平台的侧边。
[0008]进一步地，分拣机构包括传送槽、二级耙和分拣直流电机，二级耙可旋转横跨在传送槽上，分拣直流电机与二级耙转动连接。
[0009]进一步地，图像采集装置包括黑箱、摄像头和白炽灯，黑箱横跨设在传送链上，白炽灯设置在黑箱的内部，摄像头设置在黑箱内部的正上方。
[0010]进一步地，切种平台包括切割台支架、平行导轨和若干个切割台，平行导轨设置在切割台支架上，切割台可移动设置在平行导轨上。
[0011]进一步地，切割台包括步进电机、连接板、联轴器、编码器、行星减速器、平行滑块、刀片、甘蔗凹槽、液压缸、位置连接钢板、传动齿轮和钢管，位置连接钢板固定在钢管上，平行滑块设置在钢管的两端底部，步进电机固定在位置连接钢板的底部，编码器通过联轴器与步进电机连接，连接板固定在步进电机与编码器，行星减速器与步进电机的转轴连接，传动齿轮与行星减速器连接，液压缸设置在位置连接钢板的顶端，刀片设置在液压缸的前端，甘蔗凹槽设置在与刀片相对位置，并固定在钢管上。
[0012]进一步地，甘蔗凹槽的侧边设置有塑料软管，液压站与液压缸之间设置有换向阀。
[0013]本技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
[0014](1)本技术基于编码器闭环控制的的智能化甘蔗预切种机，以编码器为切刀绝对位置检测机构，将切刀的实时位置反馈到控制中心，识别出可切位置并计算出应切位置，结合编码器反馈的切刀所在位置，规划出一条多把切刀同时移动的最优路径，进一步由光电传感器检测甘蔗是否到达指定位置，以此使控制单元发出切刀调节信号进行切刀位置调节，切刀调节完成后则由控制单元向液压系统发出信号，驱动液压缸使切刀产生推力进行甘蔗切割动作，最后由光电开关检测切割动作是否完成，从而使电磁阀换向收回切刀，用作下一次的切割准备；
[0015](2)通过6个编码器与6把切刀分别对应，各编码器之间相互独立，不受彼此影响，安装方式方便可靠，检测精准度高，能降低安装条件和工作环境条件。通过闭环控制，去除了切刀“回零”过程，减少了切割台的调节时间，提高了甘蔗切种机的切种效率，在很大程度上提高了甘蔗切种机的切种速度和稳定性，同时减少了人工工作时间和劳动强度，弥补了当前农业上甘蔗切种机在速度、稳定性和自动化方面的不足，满足了其在实际应用中的需要。
附图说明
[0016]图1是本技术切种机结构示意图；
[0017]图2是本技术切种平台结构示意图；
[0018]图3是本技术切割台的结构示意图；
[0019]图4是本技术编码器与步进电机的连接结构示意图；
[0020]图5是本技术切种机立体结构示意图。
[0021]附图中，1
‑
步进电机；2
‑
连接板；3
‑
联轴器；4
‑
编码器；5
‑
行星减速器；6
‑
平行滑块；7
‑
刀片；8
‑
分拣机构；9
‑
图像采集装置；10
‑
切割台；11
‑
液压站；12
‑
传送链；13
‑
甘蔗凹槽；14
‑
液压缸；15
‑
塑料软管；16
‑
位置连接钢板；17
‑
传动齿轮；18
‑
摄像头；19
‑
白炽灯；20
‑
二级耙；21
‑
第一光电传感器安装处；22
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，其特征在于：包括甘蔗分拣传送装置、图像采集装置(9)、切种平台(27)和液压站(11)，甘蔗分拣传送装置包括分拣机构(8)和传送链(12)，传送链(12)设置在分拣机构(8)的输出端，图像采集装置(9)设置在传送链(12)的上方，切种平台(27)设置在传送链(12)的输出端，液压站(11)设置在切种平台(27)的侧边。2.根据权利要求1所述的一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，其特征在于：分拣机构(8)包括传送槽、二级耙(20)和分拣直流电机(26)，二级耙(20)可旋转横跨在传送槽上，分拣直流电机(26)与二级耙(20)通过减速器连接。3.根据权利要求1所述的一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，其特征在于：图像采集装置(9)包括黑箱、摄像头(18)和白炽灯(19)，黑箱横跨设在传送链(12)上，白炽灯(19)设置在黑箱的内部，摄像头(18)设置在黑箱内部的正上方。4.根据权利要求1所述的一种基于编码器闭环控制的智能甘蔗预切种机，其特征在于：切种平台(27)包括切割台支架(29)、平行导轨(28)和6个切割台(10)，平行导轨(28)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘伟光，李尚平，文春明，李凯华，廖义奎，何永玲，闫清林，李威，钟家勤，叶滢敏，王聪，陈成，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：新型
国别省市：