導(dǎo)語(yǔ)：溫室旋平機(jī)控制研究論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1旋平工作部件

旋平機(jī)構(gòu)由旋耕刀、旋耕刀輥、平土板和減速器組成，如圖1所示。旋耕刀安裝在減速箱的刀輥上，該減速箱與機(jī)架的槽鋼連接固定，平土板固定在該槽鋼上。平土板為圓弧型設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為900mm，該板可以上下自由調(diào)節(jié)，可根據(jù)溫室內(nèi)作業(yè)條件和土質(zhì)情況調(diào)整平土板的高低。該機(jī)采用蓄電池作直流電源，在機(jī)器的前端設(shè)置旋耕刀。旋耕刀由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，行走由旋耕刀旋溫室地面地產(chǎn)生向前運(yùn)動(dòng)的力帶動(dòng)，但是由于產(chǎn)生的動(dòng)力不足，在機(jī)器的后部防陷輪上加入電機(jī)，驅(qū)動(dòng)防陷輪行走，從而推動(dòng)旋平機(jī)前進(jìn)。調(diào)節(jié)部分由兩個(gè)電動(dòng)推桿分別推動(dòng)代輪板上的推動(dòng)桿來(lái)調(diào)節(jié)旋平機(jī)構(gòu)以及整機(jī)的高低;調(diào)節(jié)高低的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由激光接收信號(hào)給電氣控制箱內(nèi)的控制器控制電推桿動(dòng)作。在旋平機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)推桿根據(jù)激光測(cè)控系統(tǒng)發(fā)送的指令伸縮，通過電推桿推動(dòng)代輪板運(yùn)動(dòng)使旋平機(jī)構(gòu)平行于激光發(fā)射器掃描而形成的基準(zhǔn)平面。被電動(dòng)推桿推動(dòng)的代輪板為有一定弧度的滑板，該板可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)整，同時(shí)與地面接觸面積比較大，可以有效地減輕鎮(zhèn)壓。當(dāng)遇到低洼的地面時(shí)，激光接收器接收到信號(hào)后，經(jīng)過控制器，控制電動(dòng)推桿收縮，使整機(jī)以后輪為支點(diǎn)而抬高，旋平組件抬高，從而使多余的土填補(bǔ)在低洼的地面上，當(dāng)遇到高坡的地面時(shí)，電動(dòng)推桿伸長(zhǎng)，旋平組件降低，從而推走高坡的土，使地面平整。電推桿調(diào)平機(jī)構(gòu)如圖2所示。

2控制系統(tǒng)硬件

系統(tǒng)硬件主要由激光發(fā)射器、激光接受器、控制器和電推桿驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件等組成，如圖3所示?？刂破饕晕⑻幚砥鳛楹诵模罁?jù)系統(tǒng)的功能要求，根據(jù)激光接收器傳輸?shù)奈恢闷钚盘?hào)，發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)對(duì)溫室電動(dòng)旋平機(jī)的電推桿調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制，使其始終保持水平前進(jìn)。系統(tǒng)采用基于ARM核的微處理器LPC2102，該芯片采用非常小的48腳封裝、極低的功耗、多個(gè)32位定時(shí)器、8路10位ADC，以及SPI串行通信接口等豐富的片內(nèi)外設(shè)資源。使用LED顯示、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、激光傳感器等元件實(shí)現(xiàn)整機(jī)自動(dòng)控制，硬件具體連接如圖4所示。該調(diào)平控制系統(tǒng)使用電推桿伸縮模塊，與單片機(jī)共陰連接，可實(shí)現(xiàn)電推桿伸縮調(diào)整。電推桿伸縮輸入控制端共陰接法如圖5所示。

3控制系統(tǒng)軟件

調(diào)平激光發(fā)射器，設(shè)置激光旋轉(zhuǎn)速率后，開啟旋平機(jī)，使旋平機(jī)開始正常工作，激光接收器檢測(cè)到經(jīng)過濾光處理的光信號(hào)后，光電傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給控制器，控制器判斷旋平部件的水平偏差，通過調(diào)節(jié)電推桿調(diào)整旋平部件高低，使旋平部件平行于基準(zhǔn)平面，如激光接收器沒有檢測(cè)到信號(hào)，則說(shuō)明地表平整，無(wú)須進(jìn)行調(diào)整。其主程序控制流程圖如圖6所示。

4旋平試驗(yàn)及分析

4．1旋平試驗(yàn)旋平機(jī)主要工作部分參數(shù):旋切速度300r/min;旋切幅寬0．9m;作業(yè)深度0．15m;整機(jī)高度調(diào)解范圍20mm;生產(chǎn)率3m2/min;旋平精度±10mm/100m。采樣面積為10m×10m，采樣間隔為10點(diǎn)/m2。旋平實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先安裝激光發(fā)射器，并保證其精度，然后把其置于特制三腳架初找平，并將控制器控制面板上的數(shù)值清零。手動(dòng)調(diào)整激光接收器的位置使其能正常接收發(fā)射器的信號(hào)，旋平機(jī)開始旋平作業(yè)。旋平作業(yè)完成后，測(cè)量旋平地面并記錄數(shù)據(jù)，如表1所示。依據(jù)表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Origin軟件模擬旋平試驗(yàn)地形圖，如圖7所示。4．2試驗(yàn)分析計(jì)算平均相對(duì)高程，即h=∑i=10，j=10i=1，j=1hij/100=1．28其中，hij為表1中采樣數(shù)據(jù)(cm)。土地平整精度通常采用田塊內(nèi)所有測(cè)點(diǎn)處地面相對(duì)高程的標(biāo)準(zhǔn)差Sd來(lái)定量描述。則Sd=∑i=10，j=10i=1，j=1(hij－h(huán))2/(n－1槡)其中，n為采樣點(diǎn)的總數(shù)。所測(cè)地塊平整精度標(biāo)準(zhǔn)偏差值不超過0．9cm，符合溫室地表對(duì)平整精度的要求。

5結(jié)論

溫室電動(dòng)旋平機(jī)是集光、機(jī)、電為一體的自動(dòng)化自動(dòng)旋平設(shè)備，采用蓄電池作為動(dòng)力，節(jié)能環(huán)保;以單片機(jī)為核心組建激光測(cè)控系統(tǒng)，電推桿調(diào)平機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整機(jī)調(diào)平，既能旋耕又能平整溫室地表。試驗(yàn)表明:該機(jī)旋平精度高，滿足溫室設(shè)施農(nóng)業(yè)要求。

本文作者：劉江濤崔保健姜海勇工作單位：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)