智能化晒谷场..ppt

,智能化晒谷场,基于Solidworks三维建模基于DXP电路设计基于Keil环境的C程序编写,农民从田间收割的谷物大多是潮湿的，达不到储存要求，需要干燥，而用阳光暴晒是最节能的干燥方法。人工晒谷包括翻谷、收谷、防雨、驱鸟等工序，劳动强度不算很大，但是农民需要在40、烈日暴晒的环境下工作，并且对于小面积的晒谷场也需要专人看管，误工费时。夏季多短时强降雨，如果农民离开晒谷场时天降暴雨，就会使晾晒工作白费。智能化晒谷场无需专人看管，能给农民带来极大便利，并且目前国内尚无同类课题，这是我们的设计具有很大的意义。,研究背景,晒谷场系统总述,电磁循迹小车（以下简称小车）停靠在起点，主人在晒谷区铺开谷子，给小车上电，设定好翻晒的时间间隔（如半小时）后便可离开了。小车等待半小时后，将工作模式转换为翻晒模式，然后启动驱动电机，并依靠电磁循迹自动按照预先设定的路径行驶，完成翻晒任务后回到起点。起点处埋设强磁铁，给小车的单片机一个外部中断，小车停车。小车停车后继续等待下一次翻晒工作，如此往复。,晒谷场系统总述,如果主人预感到有雷雨降临，或者到了傍晚，需要收谷时，可远程遥控小车，给小车的单片机一个外部中断。小车立即将工作模式转换为收谷模式，然后同样循迹行驶，将谷子收到晒谷场两侧的储谷槽中。小车完成收谷后回到起点，检测到停车中断时停车，并给防雨设备一个红外遥控信号。防雨设备接收到信号后启动，打开雨布将储谷槽覆盖。,防雨设备工作原理,在降雨之前，小车已根据远程遥控（我们简化为手动提供的单片机外部中断）完成推谷工作，谷子全部集中在晒谷场两侧的储谷槽中。小车给防雨设备一个红外遥控信号（遥控不作详述），此时防雨设备启动。电动机带动轮1转动，轮1卷收细绳，从而将轮2上的雨布扯开，覆盖住储谷槽。雨布两端每隔一米固定一个重物，这样可以防止大风掀翻雨布。,智能化晒谷场核心部件智能小车,小车上安装了三个工作机构：翻耙、推斗和扫帚。翻耙是翻晒机构，位于前轮和后轮之间；推斗和扫帚同属收谷机构，推斗在前轮之前，扫帚在后轮之后，推斗用于将谷子集中，推斗推谷后剩余的谷子，由扫帚清扫干净。三个工作机构分属两个工作模式，由一台步进电机将它们抬起或放下，从而完成工作模式的转换。,智能化晒谷场核心部件智能小车,小车是一辆四轮车：由后轮驱动，两台直流减速电机直接驱动后轮；由前轮转向，舵机转过一定角度通过连杆带动前轮转向。伸出车身前的四个电感是小车的“眼睛”，它能够检测磁场强度，将信号反馈给“大脑”单片机，单片机根据信号判断电线的位置，并控制舵机转向，使小车始终沿着电线行驶。,翻耙能充分将下层稻谷翻整到上层（我们做了以下实验：将染色的稻谷铺在下层代表湿谷子，将未染色的稻谷铺在上层代表干谷子，经过齿耙翻整后，上层染色稻谷的比例达到50%以上）；在作业区均匀平整，不会出现起堆或仅在表层漂移现象。翻耙与车体连接处为转动副，当需要工作模式转换时，可由细绳将其抬起或放下。,翻晒机构翻耙,该机构是我们仿照推土机的推斗设计出来的。考虑到推谷量和受力的矛盾，我们设定推斗倾角为45度。推斗面为等腰梯形，符合谷物在推斗面上堆积的状态，又可节省材料。推斗两侧加装挡板，可减少推谷时谷子从两侧漏出。推斗由一根钢轴与车身连接，同时可绕轴转动，当需要工作模式转换时，细绳将推斗拉离地面。,收谷机构推斗,推斗推完谷子后，必然会有少量残留，扫帚的功能就是将残留的谷子扫入储谷槽。该扫帚不同于普通的固定扫帚，而是用滚动的毛刷扫地。直流减速电机安装上层支架上，两根皮带将动力传输给扫帚，通过控制电机的转动使毛刷工作。通过调整两侧定向轮的位置，可以改变绒毛压地的深浅，从而调整扫帚扫地的力度。扫帚由小车拖动，与车体连接处为两个竖直方向的滑动副，当需要工作模式转换时，细绳通过滑动副将扫帚提起，使绒毛离开地面一定距离。,清扫机构扫帚,工作模式转换机构原理,转盘两侧各安装三个螺钉，呈正三角形排布。由扫帚和推斗牵引出的细绳缠绕并固定在转盘外侧螺钉上，由翻耙牵引出的细绳固定并缠绕在转盘内侧螺钉上，转盘直接固定在步进电机轴上。调整好位置后，步进电机正转一圈，推斗和扫帚被放下，翻耙被提起，小车由翻晒模式向收谷模式转换；步进电机反转一圈，推斗和扫帚被提起，翻耙被放下，小车由收谷模式向翻晒模式转换。,工作模式转换机构原理,28BYJ-485V步进电机转速低，扭矩大，完全能胜任模式转换任务。独特的三角形线圈设计，让三个机构在转盘上产生的力矩有相互平衡趋势，且步进电机的减速比大（1:64），使得小车完成工作模式转换后机构自锁良好。,舵机主轴上安装舵盘，舵盘通过拉杆与前轮连接。控制舵机转到某一位置，前轮便转过相应角度，从而起到转向控制的作用。在程序中，我们设定了五个位置：左大拐、左小拐、回正、右小拐、右大拐。,转向机构,电路及软件设计,硬件电路以STC12C5A60S2为核心。单片机通过两块L298N模块驱动三台直流减速电机，其中两台为后轮驱动电机，第三台为扫帚驱动电机。单片机通过ULN2003模块驱动28BYJ-485V步进电机。四个电磁传感器检测磁场强度，得到05V电压的模拟信号，经由片内ADC将其转化为数字信号，再由循迹程序识别数字信号判断小车的位置，产生相应地脉冲控制舵机摆角。干簧管电路可为单片机提供INT0外部中断，控制小车停车，遥控推谷电路可提供外部中断，控制小车转换出推谷工作模式。,前轮闭环控制流程图,改进展