本技術(shù)涉及移栽機(jī)的，尤其是涉及一種移栽機(jī)的姿態(tài)與作業(yè)高度自動調(diào)節(jié)裝置與方法。

背景技術(shù)：

1、目前農(nóng)作物的移栽是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，尤其對于甘薯等裸苗作物，移栽質(zhì)量直接影響著作物的生長和產(chǎn)量。傳統(tǒng)的移栽技術(shù)在很多地區(qū)仍依賴于大量的人工操作，效率低且勞動強(qiáng)度大。而隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，機(jī)械化移栽逐漸成為發(fā)展趨勢，但現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備在復(fù)雜地形和不平整的土壤條件下表現(xiàn)出一定的局限性。

2、當(dāng)前的移栽機(jī)大多數(shù)依賴鏈傳動或齒輪傳動進(jìn)行栽植作業(yè)，雖然這種方式可以在平坦地形上較為高效地進(jìn)行作業(yè)，但在地形變化較大的情況下，栽植深度和角度的精確控制較為困難。同時，現(xiàn)有設(shè)備大多缺乏姿態(tài)調(diào)節(jié)功能，無法根據(jù)地形的起伏和傾斜自動調(diào)節(jié)栽植機(jī)構(gòu)的高度和水平角度，容易導(dǎo)致栽植深度不一致、秧苗栽植不穩(wěn)等問題。特別是在裸苗栽植中，由于裸苗沒有基質(zhì)保護(hù)，稍有不慎就容易損傷苗木，影響成活率。

3、而在相關(guān)技術(shù)中，隨著丘陵、山地等復(fù)雜地形區(qū)域的農(nóng)業(yè)開發(fā)對機(jī)械化的需求增加，傳統(tǒng)移栽機(jī)的局限性日益顯現(xiàn)。在這些復(fù)雜地形下，地表高度變化頻繁，栽植機(jī)構(gòu)如果不能自動調(diào)整高度和水平姿態(tài)，栽植效果將受到影響。現(xiàn)有技術(shù)中，也有部分設(shè)備嘗試在移栽機(jī)中引入高度和水平姿態(tài)調(diào)節(jié)功能，但其精準(zhǔn)度和自動化水平不足，難以滿足作業(yè)要求。此外，當(dāng)前的鏈傳動栽植機(jī)構(gòu)在栽植速度和株距調(diào)整方面缺乏靈活性，無法根據(jù)作業(yè)要求進(jìn)行精確控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種移栽機(jī)的姿態(tài)與作業(yè)高度自動調(diào)節(jié)裝置與方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，也有部分設(shè)備嘗試在移栽機(jī)中引入高度和水平姿態(tài)調(diào)節(jié)功能，但其精準(zhǔn)度和自動化水平不足，難以滿足作業(yè)要求。此外，當(dāng)前的鏈傳動栽植機(jī)構(gòu)在栽植速度和株距調(diào)整方面缺乏靈活性，無法根據(jù)作業(yè)要求進(jìn)行精確控制的問題。

2、一方面，本技術(shù)提供的一種移栽機(jī)的姿態(tài)與作業(yè)高度自動調(diào)節(jié)裝置與方法采用如下的技術(shù)方案：

3、一種移栽機(jī)的姿態(tài)與作業(yè)高度自動調(diào)節(jié)裝置，包括移栽機(jī)本體，所述移栽機(jī)本體的一側(cè)轉(zhuǎn)動設(shè)置有第一轉(zhuǎn)動座，所述移栽機(jī)本體的另一側(cè)轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二轉(zhuǎn)動座，所述第一轉(zhuǎn)動座和所述第二轉(zhuǎn)動座之間鉸接有鉸接架，所述鉸接架和所述移栽機(jī)本體之間設(shè)置有電驅(qū)動系統(tǒng)、水平姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)；

4、所述電驅(qū)動系統(tǒng)包括設(shè)置于所述鉸接架上的步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端設(shè)置有與所述鉸接架相鉸接的聯(lián)動結(jié)構(gòu)，所述聯(lián)動結(jié)構(gòu)上設(shè)置有栽植機(jī)構(gòu)；

5、所述水平姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括設(shè)置于所述移栽機(jī)本體上的減速電機(jī)，所述減速電機(jī)的輸出端連接有驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿的一端與所述第二轉(zhuǎn)動座的一側(cè)相連接；

6、所述高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括鉸接設(shè)置于所述鉸接架一側(cè)上的單作用油缸，所述單作用油缸的輸出端與所述鉸接架的另一側(cè)相鉸接，所述單作用油缸上還設(shè)置有單向電磁閥，所述單作用油缸還與所述液壓系統(tǒng)相連接。

7、進(jìn)一步地，所述液壓系統(tǒng)包括設(shè)置于所述移栽機(jī)本體一側(cè)上的液壓油箱，所述液壓油箱的一側(cè)設(shè)置有液壓泵，所述液壓泵的輸入端與所述液壓油箱相連通，所述液壓泵的輸出端通過液壓管路與所述單作用油缸的輸入端相連接。

8、進(jìn)一步地，所述水平姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括水平陀螺儀，所述水平陀螺儀設(shè)置于所述移栽機(jī)本體上，所述水平陀螺儀與所述栽植機(jī)構(gòu)相配合，以實(shí)時檢測所述栽植機(jī)構(gòu)的左右傾斜狀態(tài)。

9、進(jìn)一步地，所述高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括紅外測距儀和隨動反射板，所述紅外測距儀和隨動反射板分別設(shè)置于所述移栽機(jī)本體的底部，所述紅外測距儀用于實(shí)時測量所述栽植機(jī)構(gòu)與地表之間的距離，所述隨動反射板與所述紅外測距儀相互配合，且所述隨動反射板貼合于地表、并隨地形變化自動調(diào)整反射高度。

10、進(jìn)一步地，所述移栽機(jī)本體上還設(shè)置有plc控制器，所述plc控制器同時與所述步進(jìn)電機(jī)、所述減速電機(jī)、所述單向電磁閥、所述水平陀螺儀、所述紅外測距儀相連接。

11、另一方面，本技術(shù)提供的一種移栽機(jī)的姿態(tài)與作業(yè)高度自動調(diào)節(jié)方法采用如下的技術(shù)方案：

12、一種移栽機(jī)的姿態(tài)與作業(yè)高度自動調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

13、s1：啟動階段，移栽機(jī)本體的動力系統(tǒng)首先被激活，電源為步進(jìn)電機(jī)、減速電機(jī)、單作用油缸、單向電磁閥以及plc控制器提供動力支持；

14、s2：步進(jìn)電機(jī)啟動，步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動栽植機(jī)構(gòu)開始按照預(yù)定的栽植路徑和速度運(yùn)行，使得栽植機(jī)構(gòu)在移栽過程中保持持續(xù)的插植動作；

15、s3：單作用油缸啟動，液壓泵將液壓油箱內(nèi)的液壓油通過液壓管路輸送至單作用油缸內(nèi)，液壓油的流動由單向電磁閥控制，使得單向電磁閥控制單作用油缸的升降，使得在單作用油缸的驅(qū)動作用下，鉸接架帶動栽植機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降，從而確保高度調(diào)節(jié)的精確性；

16、s4：減速電機(jī)啟動，使得減速電機(jī)的輸出端驅(qū)動第二轉(zhuǎn)動座進(jìn)行轉(zhuǎn)動，然后在第一轉(zhuǎn)動座的作用下，使得鉸接架帶動栽植機(jī)構(gòu)進(jìn)行左右擺動，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)栽植機(jī)構(gòu)的左右高度差；

17、s5：作業(yè)結(jié)束后，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行，栽植機(jī)構(gòu)回到初始位置，液壓泵停止工作，液壓油回流至液壓油箱內(nèi)，液壓系統(tǒng)停止動作，單作用油缸復(fù)位；紅外測距儀、水平陀螺儀分別停止數(shù)據(jù)傳輸，plc控制器停止發(fā)出調(diào)整指令，全部系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

18、進(jìn)一步地，在步驟s2的作業(yè)過程中，紅外測距儀被激活，開始測量栽植機(jī)構(gòu)與地表之間的距離，紅外測距儀通過發(fā)射紅外線，并接收反射回來的紅外信號，以實(shí)現(xiàn)測量栽植機(jī)構(gòu)與地表的高度。

19、進(jìn)一步地，紅外測距儀的測量結(jié)果通過數(shù)據(jù)線傳輸至plc控制器，plc控制器根據(jù)設(shè)定的高度參數(shù)對比實(shí)際測量數(shù)據(jù)，判斷栽植機(jī)構(gòu)的高度是否符合要求，當(dāng)plc控制器判斷高度偏差時，會發(fā)出控制指令，指揮單向電磁閥和單作用油缸調(diào)整栽植機(jī)構(gòu)的高度。

20、進(jìn)一步地，在步驟s3的作業(yè)過程中，地表的高度發(fā)生變化時，隨動反射板通過與地表的緊密接觸，提供給紅外測距儀一個穩(wěn)定的反射面，確保紅外線的反射能夠準(zhǔn)確返回紅外測距儀內(nèi)；而地表高度的變化會使隨動反射板自動調(diào)整與地表的接觸位置，確保紅外線能夠持續(xù)反射，從而保證測距的準(zhǔn)確性；同時，利用紅外測距儀與隨動反射板的配合工作，能夠?qū)崿F(xiàn)栽植機(jī)構(gòu)的實(shí)時高度調(diào)節(jié)。

21、進(jìn)一步地，在步驟s4的作業(yè)過程中，水平陀螺儀被激活，水平陀螺儀用于監(jiān)測栽植機(jī)構(gòu)的左右水平狀態(tài)，即水平陀螺儀的任務(wù)是檢測栽植機(jī)構(gòu)在地表傾斜時的姿態(tài)變化，監(jiān)控栽植機(jī)構(gòu)左右兩側(cè)的高度差；當(dāng)栽植機(jī)構(gòu)出現(xiàn)傾斜時，水平陀螺儀將其左右傾斜角度反饋至plc控制器，plc控制器根據(jù)水平陀螺儀反饋的數(shù)據(jù)，判斷左右兩側(cè)的傾斜程度，并發(fā)出調(diào)整指令，以控制減速電機(jī)啟動。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果在于：

23、通過設(shè)置電驅(qū)動系統(tǒng)、水平姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)相互配合的結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)復(fù)雜地形以及裸苗移栽作業(yè)場景，具有自動高度調(diào)節(jié)和水平姿態(tài)控制功能，從而不但能夠提高了移栽作業(yè)的精準(zhǔn)度和作業(yè)效率，而且減少對人工操作的依賴。

24、同時，通過電驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)置，提高了栽植速度和株距調(diào)節(jié)的靈活性，從而避免了傳統(tǒng)鏈傳動的局限。而通過水平姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)利用減速電機(jī)的精確控制，能夠自動調(diào)整栽植機(jī)構(gòu)在左右傾斜條件下的水平狀態(tài)，確保秧苗的植入角度一致，從而提高了作物的成活率。液壓系統(tǒng)通過plc控制器控制，實(shí)現(xiàn)了對栽植機(jī)構(gòu)高度和姿態(tài)的自動調(diào)節(jié)，減少了人工干預(yù)，提升了移栽作業(yè)的效率。

25、另外，通過紅外測距儀和隨動反射板的配合工作，確保了高度調(diào)節(jié)的精度，使得栽植機(jī)構(gòu)能夠適應(yīng)不同地形的變化，保持穩(wěn)定的栽植深度。

26、因此，通過各個系統(tǒng)的協(xié)同配合工作，能夠在復(fù)雜地形條件下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效的移栽作業(yè)，使得栽植機(jī)構(gòu)能夠維持預(yù)設(shè)的栽植深度和水平姿態(tài)，提升了作物的成活率和作業(yè)效率，從而提升作業(yè)質(zhì)量。