1.一种木耳菌棒的全自动摆场机,其特征在于:
包括:料箱(1)、料箱升降机构、推杆机构(2)、间距传送带机构(4)、扶正机构(5)、行走车体(6);
料箱(1),设有若干菌棒通道,其用于装载菌棒;
料箱升降机构为丝杆—伺服电机升降机构,其用于实现料箱(1)的换层,以便推杆机构(2)逐层推送菌棒;
推杆机构(2),设有推杆(24),用于推送菌棒,推杆(24)沿着料箱(1)每一层底部的方管移动,达到推送菌棒的目的;
菌棒放入料箱(1)后,料箱(1)升降至待摆放的层与推杆机构(2)在同一高度,推杆机构(2)推动菌棒进入间距传送带机构(4)中;
间距传送带机构(4),设有间距传送带(41),用于对从料箱(1)里推出的菌棒进行同步输送;
扶正机构(5)为一种菌棒的扶正机构;
行走车体(6),设有电机或汽油机, 其用于在菌棒摆放之前,装载和运输菌棒到田地摆放点;菌棒摆放时,其间歇前进控制每排菌棒的摆放距离;
一种菌棒的扶正机构,包括一个或多个用于扶正下落菌棒的伸缩件、能够驱动伸缩件拉长或/和缩短的驱动源;
伸缩件设有容纳菌棒的腔道,其能在驱动源的带动下,形成菌棒下落通道;
伸缩件为伸缩风琴管(58)或伸缩U型管或布袋;
驱动源为伺服电机;伸缩件为伸缩风琴管(58);
伺服电机通过一升降组件驱动一个或多个伸缩风琴管(58)伸缩移动,扶正下落的菌棒,使得菌棒能直立于土地上;
升降组件包括下压支撑平台(51)、铝型材框架(52)、圆柱直线导轨、同步带(55)、梯形丝杆(56)、菌棒换向器(57);
伺服电机通过联轴器与梯形丝杆(56)连接,通过同步带(55)和同步轮结构带动下压支撑平台(51)升降;
当菌棒从间距传送带(41)落下来之前,下压支撑平台(51)下降,把伸缩风琴管(58)拉长形成下落通道,然后菌棒从通道中下落,能避免因落地冲击导致的翻倒,当菌棒落稳后下压支撑平台(51)上升,扶正机构(5)整体前进,进入下一行菌棒的摆场流程。
2.如权利要求1所述的一种木耳菌棒的全自动摆场机,其特征在于:
料箱(1)的菌棒通道宽度为120mm,菌棒通道挡板高度为40mm,相邻菌棒通道间隔距离为267mm;料箱(1)为前后贯通的箱体,至少有八层,每一层底部由三根横梁支撑,每一层至少有六个菌棒通道,每个菌棒通道能装载菌棒;
或/和,丝杆—伺服电机升降机构包括:升降平台(33)框架(31)、圆柱直线导轨一(32)、升降平台(33)、丝杆升降机(34)、推杆悬停平台、电机换向器(35);伺服电机通过位于料箱升降机构底部的换向器,同时输出两个扭矩给左右两边的丝杆升降机(34),同步驱动丝杆升降机(34)正转或反转,带动升降平台(33)上升或下降。
3.如权利要求1所述的一种木耳菌棒的全自动摆场机,其特征在于:
推杆机构(2)包括:四零系列伺服电机一(21)、减速机(22)、齿轮(23)、推杆(24)、四零系列伺服电机二(25)、支撑底座(26);推杆(24)为左右对称结构,由四零系列伺服电机一(21)、四零系列伺服电机二(25)驱动齿轮(23)在齿条上行走,在支撑底座(26)上带槽的滚轮的导向下,推杆(24)沿着料箱(1)每一层底部的方管移动,达到推送菌棒的目的;
或/和,间距传送带机构(4)包括间距传送带(41)、安装机架(42)和无刷直流电机(43)和链轮传动机构组成;间距传送带(41)是一台具有6个通道的间距传送带(41),能同时输送
6列菌棒,且每一通道上面均匀分布有隔板,同时最多装载3个菌棒;链轮传动机构能同时带动6个通道同步转动,用于间距传送带(41)转动的动力来源;间距传送带(41)用于对从料箱(1)里推出的菌棒进行同步输送,将菌棒平稳地输送到下压刺孔机构;
或/和,扶正机构(5)包括:驱动源、伸缩风琴管(58)、下压支撑平台(51)、铝型材框架(52)、圆柱直线导轨二(53)、同步带(55)、梯形丝杆(56)、菌棒换向器(57);
驱动源为八零系列伺服电机(54),伸缩件为伸缩风琴管(58);
八零系列伺服电机(54)通过联轴器与丝杆直接连接,通过同步带(55)和同步轮结构带动下压支撑平台(51)升降;在菌棒从间距传送带(41)落下来之前,下压支撑平台(51)下降,把风琴管拉长形成下落通道,然后菌棒从通道中下落;
或/和,行走车体(6)包括:车体、四十八伏锂电池、逆变器、六项异步电机、六项异步电机驱动器、光电测速编码器、调速模块、换挡模块;行走车体(6)在菌棒摆放之前,装载和运输菌棒到田地摆放点;菌棒摆放时,其间歇前进控制每排菌棒的摆放距离;行走车体(6)通过电机或汽油机驱动行走,且油电分离,能够手动操作控制或通过单片机控制实现电动智能控制;行走车体(6)的方向通过方向盘控制;行走车体(6)的速度通过调速模块设定;摆场机行进距离,单片机通过光电编码器的反馈,从而控制车体行进时间,到达固定距离后刹车停止,从而实现车体固定距离的行进,进而精确保证了菌棒摆放的排距。
4.如权利要求3所述的一种木耳菌棒的全自动摆场机,其特征在于:
还包括摆场机的控制系统包括:主控电柜、电源线、传感器、485通讯总线、手机APP和串口屏;
485通讯总线的一端连接主控电柜,其另一端连接伺服电机驱动器;
电源线的一端连接主控电柜,其另一端连接电机;电源线以逆变器从底盘锂电池取电,驱动各部分组件的交流伺服电机和相关电机完成全自动摆场机的运作;
传感器主要包括槽型光电传感器、机械式碰撞开关和光电编码器;
对于料箱升降机构,其上装有槽型光电传感器、机械式碰撞开关;料箱升降机构的竖直型材机架上固定有黑色挡片,料箱升降机构上的槽型光电传感器用于检测物体的位置;料箱(1)升降过程中,会带着固定在料箱(1)上的槽型光电传感器同时升降,当槽口被黑色挡片阻挡,单片机系统能够捕捉槽型光电传感器的电压信号的变化,从而能够认为有物体进入或离开槽口;且竖直型材机架上固定有8个黑色挡片,与料箱(1)的层一一对应;当槽型光电传感器经过某一黑色挡片处,意味着到达某一对应料箱(1)层,用于料箱(1)工作时的精确换层;料箱升降机构的机械式碰撞开关固定在行走车体(6)机架上,始终位于料箱(1)之下,不与料箱(1)相连;当料箱(1)下降过程中,料箱(1)底部碰到此限位开关时就会停止下降,此时料箱(1)回到原点,也就是最低点,完成位置复位;
对于推杆机构(2),机械式碰撞开关固定在推杆机构(2)外固定机架上,当推杆(24)将料箱(1)某一层内菌棒推完后,料箱(1)换层时推杆(24)需要回归到推杆机构(2)外固定机架处,当推杆(24)碰到机械式碰撞开关时,单片机系统立即控制停止推杆(24)的运动,于是推杆(24)完成位置的回归;
对于扶正机构(5),机械式碰撞开关固定在扶正机构(5)的固定机架型材的上部,下压支撑平台(51)在下压扶正工作时下降,当下压支撑平台(51)上升碰到机械式碰撞开关后,下压支撑平台(51)停止上升,从而完成位置的回归;
对于间距传送带机构(4),机械式碰撞开关固定在间距传送带机构(4)的固定机架型材上,由于间距传送带(41)需要准确接收推杆机构(2)推下来的菌棒和将菌棒送入扶正机构(5)中,则其具有时停止时运行的特点,且间距传送带(41)每转动一个间距时后立即停止;
当间距传送带(41)转动过程中,其上的间距挡片碰到机械式碰撞开关后,单片机系统立即控制停止间距传送带(41)的运动,于是间距传送带(41)完成一个间距的位移。
5.如权利要求4所述的一种木耳菌棒的全自动摆场机,其特征在于:
主控电柜包括主机STM32单片机控制器、光耦隔离模块、蓝牙模块、无极调速装置和继电器模块;
主机STM32单片机控制器为STM32ZET6单片机,用来控制伺服电机转动,其包括推杆机构(2)、扶正机构(5)、料箱升降机构上的伺服电机控制,采用发送PWM脉冲的方式控制,以控制底盘行走机构行进及行进的距离,通过发出有无模拟电压的方式控制电机驱动器的速度输入接口,进而控制电机的启动和停止;
同时STM32ZET6单片机,能用来开关量信号检测,并利用复位电路对MCU进行复位,实现控制系统的初始化;
光耦隔离模块,使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接,用于防止因有电连接而引起的干扰,隔离作用发生在伺服电机驱动器的与单片机的输出信号之间;光耦隔离模块还具有电平转换作用,将单片机输出的3.3V电压转换成5V输出给伺服电机驱动器;
蓝牙模块,用来实现手机APP与单片机的串口通讯;
无级调速装置,用来实现间距传送带机构(4)上的无刷直流电机(43)的速度调节;通过转动调速模块实现功能;
继电器模块,与单片机连用,单片机输出高低电平控制继电器的开关进而控制无刷直流电机(43)的开启与停止;
手机APP,用来实时控制摆场机的动作和实时反馈摆场机的状态信息;其中,手机APP能实现远程控制;
串口屏,通过串口与单片机通讯,通过RS485接口与伺服电机驱动器通讯,也是用来实时控制摆场机的动作和实时反馈摆场机的状态信息;其中,串口屏能实现远程控制,其控制界面包括手机APP的控制界面的所有功能;串口屏控制界面还有操作伺服电机驱动器的读和写的功能,能够监视伺服电机的状态信息,状态信息包括报警信息或/和参数配置信息或/和电机实际速度或/和脉冲接收值;也能够通过控制单片机进而控制各个电机速度;此外,串口屏能够显示,摆场机的工作信息,工作信息包括菌棒摆放个数、机构机器行进速度。
6.一种用于木耳菌棒的全自动摆场控制方法,其特征在于:
应用于如权利要求1‑5任一所述的一种木耳菌棒的全自动摆场机,其包括以下步骤:步骤一、将若干个菌棒装填进摆场机的料箱(1)内,所述料箱(1)设有若干菌棒通道,其用于装载菌棒;
步骤二、将机器开到田间后,将机器行走档位拨到前进档,并将方向盘打正,将车体行走切换到自动控制,单片机上电,用电池给单片机供电,摆场机的急停开关拉开整机上电,并按下伺服电机系统的供电线路开关;使用手机蓝牙调试器APP连接单片机的蓝牙;
步骤三、使用手机蓝牙调试器APP或串口屏进行机器控制;按下料箱(1)复位和间距传送带(41)复位按钮完成料箱(1)和间距传送带(41)的位置回零;
步骤四、按下一层自动按钮,摆场机会自动从料箱(1)最上层的进行菌棒的田间摆放,完成后,料箱(1)自动上升一层,完成料箱(1)的换层;
步骤五、料箱(1)换层结束后,继续按下一层自动按钮,且一层自动按钮按N次后,整车菌棒摆放结束,操作人员按下急停。
7.如权利要求6所述的一种用于木耳菌棒的全自动摆场控制方法,其特征在于:
进行一层菌棒田间摆放的方法如下:
S1、推杆(24)在料箱(1)内前进二个菌棒的距离;第一个菌棒的距离:推杆(24)进入料箱(1)内部,第二个菌棒的距离:第一排菌棒推入间距传送带(41)的隔板间距中;
S2、间距传送带(41)转动一个间距,推杆(24)前进一个菌棒的距离,第二排菌棒推入间距传送带(41)的隔板间距中,间距传送带(41)转动一个间距,推杆(24)前进一个菌棒的距离,第三排菌棒推入间距传送带(41)的隔板间距中;
S3、扶正机构(5)的下压支撑平台(51)下降,使扶正机构(5)上的套筒伸展完成;间距传送带(41)转动一个间距,将菌棒输送至扶正机构(5)的换向导槽中;竖直掉落地面;扶正机构(5)上升回到原点,扶正机构(5)上的套筒在下压机构的带动下收缩;行走车体(6)自动向前行走小段固定距离;
S4、推杆(24)前进一个菌棒的距离,第四排菌棒推入间距传送带(41)的隔板间距中;
S5、重复S3;
S6、推杆(24)前进一个菌棒的距离,第五排菌棒推入间距传送带(41)的隔板间距中;之后推杆(24)回归原点;
S7、重复S3三次;
S8、料箱(1)上升一层。