本發(fā)明屬于大豆播種技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)裝置及方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，幾千年來傳統(tǒng)的播種方式沿襲至今。傳統(tǒng)的播種方法雖然在一定程度上為農(nóng)戶提供了便利，但同時(shí)該播種方法也存在一些缺點(diǎn)，首先全靠人工調(diào)節(jié)，占用勞動(dòng)力，并且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)調(diào)節(jié)不及時(shí)的情況；其次不能準(zhǔn)確定量的進(jìn)行播種，浪費(fèi)種子，也不符合當(dāng)今精細(xì)農(nóng)業(yè)的要求。

播種量調(diào)節(jié)需要占用大量的人力、物力和時(shí)間，會(huì)造成種子的浪費(fèi)，同時(shí)影響大豆種子品質(zhì)和發(fā)芽率?，F(xiàn)有播種調(diào)節(jié)設(shè)備種類很多，但都需要人工手動(dòng)操作，操作復(fù)雜，存在占用大量的人力和時(shí)間，播種不均勻等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種使用效果好的基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)裝置，播種機(jī)上設(shè)有地輪和排種器，排種器包括排種軸，包括plc控制器、無級(jí)變速箱和固定于無級(jí)變速箱上的直流伺服電機(jī)；直流伺服電機(jī)的輸出軸與無級(jí)變速箱的調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)軸通過膜片式聯(lián)軸器同軸傳動(dòng)連接；無機(jī)變速箱的動(dòng)力輸入軸與播種機(jī)的地輪鏈傳動(dòng)連接，無級(jí)變速箱的動(dòng)力輸出軸上與播種機(jī)的排種軸鏈傳動(dòng)連接；同時(shí)，無機(jī)變速箱的動(dòng)力輸出軸上設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出端連接plc控制器的輸入端，plc控制器的輸出端輸出信號(hào)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)編碼器包括連接軸和殼體，旋轉(zhuǎn)編碼器的連接軸上設(shè)有鎖套，鎖套與無級(jí)變速箱的動(dòng)力輸出軸同軸連接；旋轉(zhuǎn)編碼器的殼體與無級(jí)變速箱固連。

旋轉(zhuǎn)編碼器的殼體依次通過第一安裝架和第二安裝架與無級(jí)變速箱連接。

旋轉(zhuǎn)編碼器的殼體與第一安裝架通過連接螺釘連接；第一安裝架和第二安裝架通過定位螺釘連接，第二安裝架與無級(jí)變速箱焊接。

第一安裝架包括兩個(gè)相互平行的第一安裝板，其中一個(gè)第一安裝板連接旋轉(zhuǎn)編碼器，另外一個(gè)第一安裝板連接第二安裝板；在兩個(gè)第一安裝板之間連接有連接件。

連接件包括兩個(gè)相連的弧形板，兩個(gè)弧形板開口方向相反，兩個(gè)弧形板的端部分別連接兩個(gè)第一安裝板；兩個(gè)第一安裝板和兩個(gè)弧形板材質(zhì)均為彈性鋼板。

第二安裝架包括兩個(gè)垂直相連的第二安裝板，其中一個(gè)第二安裝板與第一安裝架螺接，另外一個(gè)第二安裝板上垂直連接有焊接板，焊接板與無級(jí)變速箱焊接。

直流伺服電機(jī)與無級(jí)變速箱通過電機(jī)固定架連接。

電機(jī)固定架包括兩個(gè)相互平行的側(cè)板和與兩個(gè)側(cè)板垂直連接的連接板；其中一個(gè)側(cè)板通過緊固螺釘連接無級(jí)變速箱，另外一個(gè)側(cè)板通過螺栓連接直流伺服電機(jī)。

一種利用上述裝置進(jìn)行的基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)方法，依次包括如下步驟：

（1）直流伺服電機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)，此時(shí)無極變速箱的傳動(dòng)比為無窮大；

（2）通過鍵盤輸入需要的株距，plc控制器運(yùn)算出無級(jí)變速箱需要旋轉(zhuǎn)的角度，plc控制器輸出信號(hào)通過膜片式聯(lián)軸器帶動(dòng)調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)無極變速箱到達(dá)合適的傳動(dòng)比；其中，株距與無級(jí)變速箱需要旋轉(zhuǎn)的角度之間的關(guān)系為：

y=0.000000001103969x⁶-0.000000872555058x⁵+0.000284307505054x⁴-0.049518771205159x³+5.00508999615901x²-298.265760455065x+10578.709211617；

其中，y為無級(jí)變速箱需要旋轉(zhuǎn)的角度；x為株距；

（3）開始作業(yè)，旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)檢查無級(jí)變速箱的轉(zhuǎn)速，當(dāng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)速變化時(shí)，plc控制器輸出信號(hào)控制直流伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，直流伺服電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)；

（4）在播種機(jī)行進(jìn)過程中根據(jù)工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)株距或者畝播量。

通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：（1）本發(fā)明所述的基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)無級(jí)變速箱的動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速利用伺服電機(jī)調(diào)整無級(jí)變速箱的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)可靠，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)保證了播種的均勻性，進(jìn)而保證了播種質(zhì)量。（2）旋轉(zhuǎn)編碼器的殼體依次通過第一安裝架和第二安裝架與無級(jí)變速箱連接，連接穩(wěn)定，具有較好的靈活性。（3）所述的連接件包括兩個(gè)相連的弧形板，連接可靠，同時(shí)具有彈性，應(yīng)力分布均勻，極大降低了振動(dòng)對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器的影響。（4）所述的第二安裝架實(shí)現(xiàn)了第二安裝架和無級(jí)變速箱的焊接，工作過程中具有彈性，可以降低振動(dòng)對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器的影響。（5）直流伺服電機(jī)與無級(jí)變速箱通過電機(jī)固定架連接，連接方便，易于拆卸。（6）所述的電機(jī)固定架實(shí)現(xiàn)了直流伺服電機(jī)和無級(jí)變速箱的連接，實(shí)現(xiàn)方便，連接穩(wěn)定性高。（7）本發(fā)明所述的方法步驟緊湊，通過檢測(cè)無級(jí)變速箱的轉(zhuǎn)速利用直流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速箱的動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速的調(diào)整實(shí)現(xiàn)方便，同時(shí)保證了播種的可控性和可調(diào)節(jié)性，也保證了播種過程中種子間距的可控，實(shí)現(xiàn)方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1立體圖；

圖3為電機(jī)安裝架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為第一安裝架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為第二安裝架結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

播種機(jī)為現(xiàn)有技術(shù)，在現(xiàn)有的播種機(jī)上設(shè)有地輪和排種器，排種器包括排種軸，排種軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)排種。

如圖1~5所示，一種基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)裝置，包括plc控制器、無級(jí)變速箱1和固定于無級(jí)變速箱1上的直流伺服電機(jī)2。

其中，直流伺服電機(jī)2固定于無級(jí)變速箱1上，其中，固定方式為：直流伺服電機(jī)2與無級(jí)變速箱1通過電機(jī)固定架14連接。其中，電機(jī)固定架14包括兩個(gè)相互平行的側(cè)板141和與兩個(gè)側(cè)板141垂直連接的連接板142；其中一個(gè)側(cè)板141通過緊固螺釘7連接無級(jí)變速箱1，另外一個(gè)側(cè)板141通過m5的螺栓8連接直流伺服電機(jī)2；兩個(gè)側(cè)板141上均設(shè)有穿孔143，從而實(shí)現(xiàn)無機(jī)變速箱的調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)軸4以及直流伺服電機(jī)2的輸出軸6的穿過。

直流伺服電機(jī)2的輸出軸6與無級(jí)變速箱1的調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)軸4通過膜片式聯(lián)軸器5同軸傳動(dòng)連接，從而通過直流伺服電機(jī)2的輸出軸6可以對(duì)無級(jí)變速箱1的傳動(dòng)比進(jìn)行調(diào)節(jié)。

無機(jī)變速箱的動(dòng)力輸入軸與播種機(jī)的地輪鏈傳動(dòng)連接，連接方式為：可以通過鏈輪連接。

無級(jí)變速箱1的動(dòng)力輸出軸上與播種機(jī)的排種軸鏈傳動(dòng)連接，連接方式也可以選用鏈輪，當(dāng)然也可以選用傳動(dòng)皮帶。

為了便于控制，在無機(jī)變速箱的動(dòng)力輸出軸上設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器3，旋轉(zhuǎn)編碼器3的信號(hào)輸出端連接plc控制器的輸入端，plc控制器的輸出端輸出信號(hào)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過plc控制器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)為成熟的現(xiàn)有技術(shù)。

旋轉(zhuǎn)編碼器3市售產(chǎn)品，旋轉(zhuǎn)編碼器3包括連接軸和殼體，旋轉(zhuǎn)編碼器3的連接軸上設(shè)有鎖套，鎖套與無級(jí)變速箱1的動(dòng)力輸出軸同軸連接；旋轉(zhuǎn)編碼器3的殼體與無級(jí)變速箱1固連。其中，旋轉(zhuǎn)編碼器3的殼體依次通過第一安裝架10和第二安裝架11與無級(jí)變速箱1連接。旋轉(zhuǎn)編碼器3的殼體與第一安裝架10通過連接螺釘12連接；第一安裝架10和第二安裝架11通過定位螺釘13連接，第二安裝架11與無級(jí)變速箱1焊接。

其中，第一安裝架10包括兩個(gè)相互平行的第一安裝板101，其中一個(gè)第一安裝板101連接旋轉(zhuǎn)編碼器3，該第一安裝板101上設(shè)有連接孔103，連接螺釘12穿設(shè)于連接孔103中；另外一個(gè)第一安裝板101連接第二安裝板111，該第二安裝板111上設(shè)有第一調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔104，定位螺釘13穿設(shè)于第一調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔104中。

在兩個(gè)第一安裝板101之間連接有連接件，連接件包括兩個(gè)相連的弧形板102，兩個(gè)弧形板102開口方向相反，兩個(gè)弧形板102的端部分別連接兩個(gè)第一安裝板101；兩個(gè)第一安裝板101和兩個(gè)弧形板102材質(zhì)均為彈性鋼板。

第二安裝架11包括兩個(gè)垂直相連的第二安裝板111，其中一個(gè)第二安裝板111與第一安裝架10螺接，在該第二安裝板111上設(shè)有第二調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔113，定位螺釘13從第一調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔104中穿過，并貫穿該第二調(diào)節(jié)長(zhǎng)孔113設(shè)置。在另外一個(gè)第二安裝板111上垂直連接有焊接板112，焊接板112與無級(jí)變速箱1焊接。

一種上述裝置進(jìn)行的基于plc控制的大豆播種機(jī)播量調(diào)節(jié)方法，依次包括如下步驟：

（1）直流伺服電機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)，此時(shí)無極變速箱的傳動(dòng)比為無窮大；

（2）通過鍵盤輸入需要的株距，plc控制器得出無級(jí)變速箱需要旋轉(zhuǎn)的角度，plc控制器輸出信號(hào)通過膜片式聯(lián)軸器帶動(dòng)調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)無極變速箱到達(dá)合適的傳動(dòng)比；其中，株距與無級(jí)變速箱需要旋轉(zhuǎn)的角度之間的關(guān)系為：

y=0.000000001103969x⁶-0.000000872555058x⁵+0.000284307505054x⁴-0.049518771205159x³+5.00508999615901x²-298.265760455065x+10578.709211617；

其中，y為無級(jí)變速箱需要旋轉(zhuǎn)的角度；x為株距；

（3）開始作業(yè)，旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)檢查無級(jí)變速箱的轉(zhuǎn)速，當(dāng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)速變化時(shí)，plc控制器輸出信號(hào)控制直流伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，直流伺服電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)；

（4）在播種機(jī)行進(jìn)過程中根據(jù)工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)株距或者畝播量。

本發(fā)明所述的裝置和方法可以實(shí)現(xiàn)播種機(jī)播種量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了植物的均勻播種。