導語：溫室旋平機控制研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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。平土板為圓弧型設計，長度為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。該機采用蓄電池作直流電源，在機器的前端設置旋耕刀。旋耕刀由直流電機驅(qū)動減速器帶動旋轉(zhuǎn)，行走由旋耕刀旋溫室地面地產(chǎn)生向前運動的力帶動，但是由于產(chǎn)生的動力不足，在機器的后部防陷輪上加入電機，驅(qū)動防陷輪行走，從而推動旋平機前進。調(diào)節(jié)部分由兩個電動推桿分別推動代輪板上的推動桿來調(diào)節(jié)旋平機構(gòu)以及整機的高低;調(diào)節(jié)高低的驅(qū)動信號由激光接收信號給電氣控制箱內(nèi)的控制器控制電推桿動作。在旋平機工作時，電動推桿根據(jù)激光測控系統(tǒng)發(fā)送的指令伸縮，通過電推桿推動代輪板運動使旋平機構(gòu)平行于激光發(fā)射器掃描而形成的基準平面。被電動推桿推動的代輪板為有一定弧度的滑板，該板可以實現(xiàn)精確調(diào)整，同時與地面接觸面積比較大，可以有效地減輕鎮(zhèn)壓。當遇到低洼的地面時，激光接收器接收到信號后，經(jīng)過控制器，控制電動推桿收縮，使整機以后輪為支點而抬高，旋平組件抬高，從而使多余的土填補在低洼的地面上，當遇到高坡的地面時，電動推桿伸長，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钚盘枺l(fā)送相應的控制信號對溫室電動旋平機的電推桿調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時控制，使其始終保持水平前進。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32位定時器、8路10位ADC，以及SPI串行通信接口等豐富的片內(nèi)外設資源。使用LED顯示、電機驅(qū)動、激光傳感器等元件實現(xiàn)整機自動控制，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，與單片機共陰連接，可實現(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，設置激光旋轉(zhuǎn)速率后，開啟旋平機，使旋平機開始正常工作，激光接收器檢測到經(jīng)過濾光處理的光信號后，光電傳感器把光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給控制器，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平面，如激光接收器沒有檢測到信號，則說明地表平整，無須進行調(diào)整。其主程序控制流程圖如圖6所示。

4旋平試驗及分析

4．1旋平試驗旋平機主要工作部分參數(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/m2。旋平實驗時，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，旋平機開始旋平作業(yè)。旋平作業(yè)完成后，測量旋平地面并記錄數(shù)據(jù)，如表1所示。依據(jù)表1的試驗數(shù)據(jù)，利用Origin軟件模擬旋平試驗地形圖，如圖7所示。4．2試驗分析計算平均相對高程，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)所有測點處地面相對高程的標準差Sd來定量描述。則Sd=∑i=10，j=10i=1，j=1(hij－h(huán))2/(n－1槡)其中，n為采樣點的總數(shù)。所測地塊平整精度標準偏差值不超過0．9cm，符合溫室地表對平整精度的要求。

5結(jié)論

溫室電動旋平機是集光、機、電為一體的自動化自動旋平設備，采用蓄電池作為動力，節(jié)能環(huán)保;以單片機為核心組建激光測控系統(tǒng)，電推桿調(diào)平機構(gòu)實現(xiàn)整機調(diào)平，既能旋耕又能平整溫室地表。試驗表明:該機旋平精度高，滿足溫室設施農(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