水稻育秧播种流水线控制系统设计【电控】【1张图纸】

水稻育秧播种流水线控制系统设计

41页 23000字数+说明书+开题论证+任务书+1张CAD图纸

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水稻育秧播种流水线控制系统设计说明书.doc

选题审批表.doc

目    录

摘要…………………………………………………………………………………………1

关键词………………………………………………………………………………………1

1  前言……………………………………………………………………………………2

    1.1  课题研究的目的和意义………………………………………………………2

    1.2  国内外发展现状………………………………………………………………3

　　  1.3  主要研究内容与方法…………………………………………………………5

2  水稻育秧播种流水线关键装置研究…………………………………………………5

    2.1  国内的流水线总体现状………………………………………………………5

    2.2  水稻秧盘育秧播种流水线的关键技术现状…………………………………8

        2.2.1  播种装置 ………………………………………………………………8

        2.2.2  秧盘育秧同步播种控制………………………………………………9

    2.3  振动气吸式播种装置结构及工作原理………………………………………9

        2.3.1  2QB_330 型振动气吸式播种机已存在的问题及解决方案…………9

        2.3.2  振动气吸式盘育秧播种流水线的总体方案…………………………12    

    2.4  本章小结 ……………………………………………………………………12

3  吸盘式水稻育秧播种流水线控制系统设计…………………………………………13

    3.1  铺土装置………………………………………………………………………13

        3.1.1  铺土装置的构造………………………………………………………13

　　　     3.1.2  自动控制系统…………………………………………………………14

    3.2  播种装置………………………………………………………………………16

        3.2.1  播种装置的构造………………………………………………………17

        3.2.2  自动控制系统…………………………………………………………18

    3.3  覆土装置………………………………………………………………………22

    3.4  洒水装置………………………………………………………………………22

        3.4.1  洒水装置的构成………………………………………………………22

        3.4.2  自动控制系统…………………………………………………………23

    3.5  电源电路设计…………………………………………………………………23

    3.6  总硬件电路设计………………………………………………………………23

    3.7  本章小结………………………………………………………………………23

4  控制系统程序设计…………………………………………………………………24

    4.1  铺土装置………………………………………………………………………24

    4.2  播种装置………………………………………………………………………24

        4.2.1  播种的工作过程………………………………………………………24

        4.2.2  吸种盘移动及定位控制………………………………………………26

        4.2.3  秧盘移动及定位控制…………………………………………………26

    4.3  洒水装置………………………………………………………………………27

    4.4  本章小结………………………………………………………………………27

5  抗干扰措施……………………………………………………………………………28

    5.1  硬件的抗干扰…………………………………………………………………29

    5.2  软件的抗干扰…………………………………………………………………29

6  结论……………………………………………………………………………………31

参考文献 …………………………………………………………………………………32

致谢………………………………………………………………………………………34

附录………………………………………………………………………………………34

　　　摘 要：本课题以研制的气吸振动式播种器为对象，研究自动播种控制技术及实现快速、高精度播种的控制方法，目的是实现穴盘精密播种器高精度和高效率的自动播种。分析气吸振动式精密播种器的工作原理基础上，制定了自动控制系统总体方案。运用单片机控制技术，以AT89C51为核心，设计并研制微控制器、传感器检测电路、并从软、硬件两个方面采取相应的保护措施进行系统抗干扰设计，完成气吸振动式密播种器自动控制系统设计。播种器的工作质量及自动化水平高。通过对播种盘和穴盘输送自动控制以及气力排种元件的电流反馈控制，实现了播种器高精度、高效率自动播种。整个系统运行稳定、准确、可靠。            

　　关键词：气吸振动；自动控制；单片机；育秧； 1.2.2水稻秧盘育秧播种流水线的发展趋势

　　　为适应超级稻的种植技术要求，目前的水稻秧盘育秧播种流水线在播种精度、投种位置准确性、排土均匀性和检测等方面还需进一步研究。

  （1）秧盘育秧同步播种控制

　　　目前还需应用机、电、气等技术，利用气缸限位等方法研究并配备简单实用的低成本秧盘育秧同步播种控制系统，以满足高速育秧精准播种的要求。另外采用振动或机器视觉等先进技术，用来识别种子的形态，并实现种子的精量提取和在秧盘上有规律的摆放，也将是今后高科技育秧播种器的研究热点。同时对于毯状秧盘在铺底土后，为了防止种子触土后的弹跳滚动，可以增加压沟工序，采用压沟和振动相结合，在沟底产生薄层细土，设计防滚屏障，更进一步保证投种位置的精确性。对满足抛秧作业的钵体秧盘在铺底土后，也有要求压实底土，由于软塑秧盘不同以往的硬塑盘，盘体较软，不易推动从动辊压穴，需要压穴辊主动转动压穴，因此为保证与输送秧盘同步，控制压穴定位精度也是今后使用软塑秧盘进行水稻育秧播种急需研究解决的关键问题之一[6]。

  （2）铺/覆土装置

　　 以往的铺/覆土装置都采用相同的形式，仅通过开口量的大小调节排出的土量，实际上应根据铺/覆土工序所需土量的多少和水分含量的高低等因素，选择不同形式的排土装置，会达到较理想的效果[7]。另外，铺/覆土装置的排土口开口的大小直接影响床土颗粒的大小，为了降低床土的加工经济成本，可通过加大传动比的方法，降低排土速度，增大排土口开度，可减少打滑和大粒土壤的堵塞，提高排土均匀性。

   (3) 检测技术

　　 目前针对播后水稻秧盘播种情况的检测技术研究还处于空白，该项技术可用于检测播种器性能和空穴情况，若能够实现播种量控制和补种过程，对提高水稻秧盘育秧的成秧率具有重要作用。

1.3 主要研究内容与方法

　　　随着超级稻种植的推广，能适应其农艺要求的秧盘育秧播种技术及装备将是今后研究的主攻目标，因而从精量取种、准确播种、减少空穴等方面深入研究更加精密的播种器、更加简单实用的同步播种控制系统和秧盘检测等关键技术，尽快研制性能优良、工作可靠的新型精密育秧播种设备，进一步完善秧盘育秧播种体系，使水稻秧盘育秧播种机向着高速化、高精度、高自动化、低成本的方向发展，从而更好的满足超级稻秧盘育秧的精密播种需求[8]。

论文研究的主要如下：

   (1) 将铺/覆土装置、播种装置、洒水装置所构成的水稻育秧播种流水线控制系统典型设计进行讨论并对其优点进行学习，比较各种装置的优点从而构造自己的流水线组成。

   (2) 设计铺/覆土装置、播种装置、洒水装置的控制系统。对各个流水线的运动动作，使用光电开关 行程开关、继电器、光电传感器、单片机、步进电机等硬件设计自动控制电路。

　　 (3) 对设计的自动控制系统进行总结，表述铺/覆土装置、播种装置、洒水装置的控制系统的过程控制，并作出相应的控制流程图。