本發(fā)明屬于機(jī)械控制，具體涉及一種根莖類中藥材種苗自動(dòng)分離封裝收卷機(jī)的控制系統(tǒng)及控制方式。

背景技術(shù)：

1、根莖類中藥材如丹參、黨參和黃芪等，在中藥材市場(chǎng)中占有重要地位。

2、目前根莖類中藥材的主要種植方式為“直播育苗+移栽種植”，其中，移栽種植中的移栽方式以半自動(dòng)移栽方式為主，開溝器開出苗槽，通過人工輔助放苗，由輸送裝置將種苗投入苗槽，同時(shí)進(jìn)行覆土、覆膜等作業(yè)。

3、上述移栽方式由于部分依賴于人工，不僅造成極高的人工成本，而且投苗效率低，嚴(yán)重制約根莖類中藥材移栽全自動(dòng)化的步伐。

4、鑒于此，設(shè)計(jì)一種根莖類中藥材種苗自動(dòng)分離封裝收卷機(jī)的控制系統(tǒng)及控制方式，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提出的問題。本發(fā)明提供了一種根莖類中藥材種苗自動(dòng)分離封裝收卷機(jī)的控制系統(tǒng)及控制方式，具有自動(dòng)化，能夠減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，同時(shí)更能保證移栽的株距和行距要求，移栽深度統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于大規(guī)模推廣的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明的另一目的是提供一種根莖類中藥材種苗自動(dòng)分離封裝收卷機(jī)的控制系統(tǒng)的控制方式。

3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種根莖類中藥材種苗自動(dòng)分離封裝收卷機(jī)的控制系統(tǒng)，包括：

4、操作平臺(tái)，設(shè)置在地面，用于支撐；

5、分離模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端靠近根莖類中藥材種苗進(jìn)苗側(cè)，用于分離根莖類中藥材種苗；

6、封裝收卷模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端靠近根莖類中藥材種苗出苗側(cè)，用于封裝收卷根莖類中藥材種苗；

7、人機(jī)交互觸摸屏，設(shè)置在操作平臺(tái)側(cè)邊，用于人機(jī)交互，發(fā)送控制指令，同時(shí)顯示控制數(shù)據(jù)；

8、主控制器，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端位于封裝收卷模組一側(cè)，與人機(jī)交互觸摸屏間通過串口通信，用于接收人機(jī)交互觸摸屏發(fā)送的控制指令并控制分離模組和封裝收卷模組分離、封裝和收卷根莖類中藥材種苗；

9、電源器，設(shè)置在操作平臺(tái)側(cè)邊，為分離模組、封裝收卷模組、人機(jī)交互觸摸屏和主控制器提供24v直流電源或5v或3.3v直流電，其中，24v直流電源通過降壓電路降壓為5v或3.3v直流電；

10、分離模組包括：

11、種箱振動(dòng)模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端靠近根莖類中藥材種苗進(jìn)苗側(cè)，用于振動(dòng)根莖類中藥材種苗，以使其初步分離；

12、槽輪模組，設(shè)置在種箱振動(dòng)模組下方，用于承接種箱振動(dòng)模組初步分離后的根莖類中藥材種苗并旋轉(zhuǎn)，以使其二次分離；

13、毛刷模組，設(shè)置在槽輪模組下方，用于承接槽輪模組二次分離后的根莖類中藥材種苗并旋轉(zhuǎn)，以對(duì)其梳刷使其三次分離；

14、封裝收卷模組包括：

15、輸送模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端靠近種箱振動(dòng)模組、槽輪模組和毛刷模組側(cè)，用于承接毛刷模組三次分離后的根莖類中藥材種苗并輸送；

16、封裝模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端位于輸送模組的上下側(cè)，用于承接輸送模組輸送的根莖類中藥材種苗；

17、檢測(cè)模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端位于封裝模組間，用于檢測(cè)輸送模組上是否具有根莖類中藥材種苗；

18、加熱模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端位于封裝模組間且遠(yuǎn)離檢測(cè)模組側(cè)，用于封裝根莖類中藥材種苗；

19、收卷模組，設(shè)置在操作平臺(tái)頂端遠(yuǎn)離封裝模組側(cè)，用于收卷封裝后的根莖類中藥材種苗；

20、種箱振動(dòng)模組、槽輪模組、毛刷模組、檢測(cè)模組、加熱模組和收卷模組與主控制器電連接，主控制器通過stm單片機(jī)豐富的定時(shí)器功能輸出多路pwm，基于檢測(cè)模組的檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算不同占空比和不同頻率的pwm信號(hào)波，協(xié)同控制種箱振動(dòng)模組、槽輪模組、毛刷模組、加熱模組和收卷模組工作，以實(shí)現(xiàn)根莖類中藥材種的分離、封裝和收卷。

21、進(jìn)一步的，所述操作平臺(tái)包括：

22、操作底架，設(shè)置在地面，用于基礎(chǔ)支撐；

23、操作臺(tái)面，設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)操作臺(tái)面固接在操作底架的頂端兩側(cè)，兩個(gè)操作臺(tái)面間具有間距，用于基礎(chǔ)支撐；

24、分離模組安裝支架，設(shè)置在操作底架靠近根莖類中藥材種苗進(jìn)苗側(cè)壁，用于支撐種箱振動(dòng)模組、槽輪模組和毛刷模組；

25、輸送模組安裝支架，設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)輸送模組安裝支架固接在兩個(gè)操作臺(tái)面底端相互靠近側(cè)，用于支撐輸送模組；

26、封裝模組前安裝支架，固接在兩個(gè)操作臺(tái)面頂端，用于支撐封裝模組；

27、檢測(cè)模組安裝支架，設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)檢測(cè)模組安裝支架固接在兩個(gè)操作臺(tái)面頂端位于遠(yuǎn)離封裝模組前安裝支架側(cè)，用于支撐檢測(cè)模組；

28、加熱模組安裝支架，固接在一側(cè)操作臺(tái)面頂端位于遠(yuǎn)離同側(cè)檢測(cè)模組安裝支架側(cè)，用于支撐加熱模組；

29、封裝模組后安裝支架，固接在兩個(gè)操作臺(tái)面頂端位于遠(yuǎn)離加熱模組安裝支架側(cè)，用于與封裝模組前安裝支架配合支撐封裝模組；

30、收卷模組安裝支架，固接在一側(cè)操作臺(tái)面頂端遠(yuǎn)離封裝模組后安裝支架側(cè)，用于支撐收卷模組。

31、進(jìn)一步的，所述種箱振動(dòng)模組包括：

32、種箱a，固定套接在分離模組安裝支架上，用于承放根莖類中藥材種苗；

33、振動(dòng)電機(jī)，固接在種箱a外側(cè)壁底端，用于為種箱a提供振動(dòng)能量，以帶動(dòng)種箱a中的根莖類中藥材種苗振動(dòng)，對(duì)根莖類中藥材種苗進(jìn)行初步分離；

34、振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，固接在種箱a外側(cè)壁上，與振動(dòng)電機(jī)和主控制器電連接，用于接收主控制器傳遞的pwm信號(hào)，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)電機(jī)按照相應(yīng)的頻率工作，控制種苗振動(dòng)分離的振幅和振動(dòng)頻率；

35、槽輪模組包括：

36、種箱b，固定套接在分離模組安裝支架上位于種箱a下方，用于承接種箱a掉落的初次分離的根莖類中藥材種苗；

37、槽輪電機(jī)安裝板，固接在種箱b外側(cè)壁，用于支撐；

38、槽輪電機(jī)，固接在槽輪電機(jī)安裝板上，用于驅(qū)動(dòng)；

39、硅膠滾筒，設(shè)置在種箱b內(nèi)部，一端通過聯(lián)軸器與槽輪電機(jī)輸出端連接，另一端通過軸承與種箱b內(nèi)壁連接，用于通過槽輪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；

40、硅膠隔板，設(shè)置有若干個(gè)，若干個(gè)硅膠隔板沿周向等間距固接在硅膠滾筒外徑端壁，相鄰硅膠隔板間僅能容納一根根莖類中藥材種苗，用于旋轉(zhuǎn)輸送根莖類中藥材種苗；

41、槽輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，固接在種箱b外側(cè)壁上，與槽輪電機(jī)和主控制器電連接，用于接收主控制器傳遞的pwm信號(hào)，驅(qū)動(dòng)槽輪電機(jī)按照相應(yīng)的頻率工作，對(duì)種箱b中的根莖類中藥材種苗進(jìn)行強(qiáng)制分離，完成根莖類中藥材種苗二次分離作業(yè)；

42、毛刷模組包括：

43、種箱c，固定套接在分離模組安裝支架上位于種箱b下方，用于承接種箱b掉落的二次分離的根莖類中藥材種苗；

44、毛刷電機(jī)安裝板，固接在種箱c外側(cè)壁，用于支撐；

45、毛刷電機(jī)，固接在種箱c上，用于驅(qū)動(dòng)；

46、滾筒毛刷，設(shè)置在種箱c內(nèi)部，一端通過聯(lián)軸器與毛刷電機(jī)輸出端連接，另一端通過軸承與種箱c內(nèi)壁連接，用于通過毛刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；

47、毛刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，固接在種箱c外側(cè)壁上，與毛刷電機(jī)和主控制器電連接，用于接收主控制器傳遞的pwm信號(hào)，驅(qū)動(dòng)毛刷電機(jī)按照相應(yīng)的頻率工作，帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)根莖類中藥材種苗進(jìn)行梳刷作業(yè)強(qiáng)制分離根莖類中藥材種苗，完成根莖類中藥材種苗三次分離作業(yè)。

48、進(jìn)一步的，所述輸送模組包括：

49、輸送滾筒，設(shè)置有兩個(gè)，一個(gè)輸送滾筒設(shè)置在兩個(gè)輸送模組安裝支架間靠近種箱c側(cè)，另一個(gè)輸送滾筒設(shè)置在兩個(gè)輸送模組安裝支架間遠(yuǎn)離種箱c側(cè)，兩個(gè)輸送滾筒兩端通過軸承與兩個(gè)輸送模組安裝支架內(nèi)壁連接，用于滾動(dòng)輸送；

50、輸送皮帶，活動(dòng)套接在兩個(gè)輸送滾筒外位于兩個(gè)輸送模組安裝支架間，用于與兩個(gè)輸送滾筒配合摩擦傳動(dòng)輸送根莖類中藥材種苗；

51、封裝模組包括：

52、第二傳動(dòng)軸，兩端通過軸承連接在封裝模組前安裝支架靠近種箱c側(cè)，用于轉(zhuǎn)動(dòng)；

53、上層種苗帶輪，固定套接在第二傳動(dòng)軸上，用于隨第二傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以放出上層種苗帶；

54、第一傳動(dòng)軸，兩端通過軸承連接在兩個(gè)輸送模組安裝支架間，用于轉(zhuǎn)動(dòng)；

55、下層種苗帶輪，固定套接在第一傳動(dòng)軸上，用于隨第一傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以放出下層種苗帶；

56、第三傳動(dòng)軸，兩端通過軸承連接在封裝模組前安裝支架遠(yuǎn)離第二傳動(dòng)軸側(cè)，用于轉(zhuǎn)動(dòng)；

57、第二海綿柱，固定套接在第三傳動(dòng)軸上，用于隨第三傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以擠壓上下層種苗帶；

58、第四傳動(dòng)軸，兩端通過軸承連接在封裝模組后安裝支架上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)；

59、第一海綿柱，固定套接在第四傳動(dòng)軸，用于隨第四傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以擠壓上下層種苗帶；

60、檢測(cè)模組包括：

61、對(duì)射式光電傳感器，設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)對(duì)射式光電傳感器固接在兩個(gè)檢測(cè)模組安裝支架上，用于檢測(cè)輸送皮帶上是否具有根莖類中藥材種苗；

62、加熱模組包括：

63、直角支撐板，固接在加熱模組安裝支架上，用于支撐；

64、夾合電機(jī)，固接在直角支撐板上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；

65、曲柄，通過聯(lián)軸器與夾合電機(jī)輸出端連接，用于驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)；

66、連桿，與曲柄鉸接，用于驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)；

67、滑塊，與連桿鉸接，用于驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)；

68、伸縮桿，與滑塊固接，用于驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)；

69、熱熔片安裝板，固接在伸縮桿底端，用于安裝；

70、熱熔片，設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)熱熔片固接在熱熔片安裝板兩側(cè)，與主控制器電連接，用于接收主控制器傳遞的pwm信號(hào)，控制熱熔上下層種苗帶，以實(shí)現(xiàn)根莖類中藥材種苗的封裝；

71、測(cè)溫傳感器，設(shè)置有若干個(gè)，若干個(gè)測(cè)溫傳感器均勻固接在兩個(gè)熱熔片外側(cè)壁，與主控制器電連接，用于測(cè)量熱熔片的溫度傳輸至主控制器；

72、夾合電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，固接在直角支撐板側(cè)壁上，與夾合電機(jī)和主控制器電連接，用于接收主控制器傳遞的pwm信號(hào)，驅(qū)動(dòng)夾合電機(jī)按照相應(yīng)的頻率工作，以控制熱熔片上下移動(dòng)熱熔封裝；

73、收卷模組包括：

74、收卷電機(jī)，固接在收卷模組安裝支架上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；

75、收卷軸，通過軸承連接在收卷模組安裝支架上，驅(qū)動(dòng)端通過聯(lián)軸器與收卷電機(jī)輸出端連接，用于收卷封裝后的根莖類中藥材種苗；

76、主動(dòng)鏈條齒輪，固定套接在收卷軸上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；

77、通槽，開設(shè)在操作臺(tái)面上，用于方便安裝；

78、從動(dòng)鏈條齒輪，固定套接在一個(gè)輸送滾筒上，用于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；

79、鏈條，套接在主動(dòng)鏈條齒輪與從動(dòng)鏈條齒輪外，且嚙合傳動(dòng)，用于與主動(dòng)鏈條齒輪與從動(dòng)鏈條齒輪配合嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；

80、收卷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，固接在收卷模組安裝支架上，與收卷電機(jī)和主控制器電連接，用于接收主控制器傳遞的pwm信號(hào)，驅(qū)動(dòng)收卷電機(jī)按照相應(yīng)的頻率工作，以控制收卷軸收卷速度和輸送皮帶輸送速度。

81、進(jìn)一步的，所述人機(jī)交互觸摸屏包括：

82、內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體，固接在操作底架上，用于安裝結(jié)構(gòu)；

83、參數(shù)輸入窗口，固接在內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體上，與內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體內(nèi)的單片機(jī)電連接，用于輸入?yún)?shù)，包括設(shè)定振動(dòng)電機(jī)振動(dòng)頻率、槽輪電機(jī)轉(zhuǎn)速、毛刷電機(jī)轉(zhuǎn)速、輸送皮帶停止時(shí)間、熱熔片溫度、熱熔片粘合時(shí)間和收卷電機(jī)轉(zhuǎn)速；

84、參數(shù)顯示窗口，固接在內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體上位于參數(shù)輸入窗口下方，與內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體內(nèi)的單片機(jī)電連接，用于顯示參數(shù)，包括熱熔片實(shí)時(shí)溫度及對(duì)射式光電傳感器檢測(cè)的已收卷根莖類中藥材種苗個(gè)數(shù)，通過測(cè)溫傳感器的反饋，得到真實(shí)的當(dāng)前熱熔片的溫度，同時(shí)通過兩個(gè)對(duì)射式光電傳感器的計(jì)數(shù)獲得已經(jīng)通過工作區(qū)的根莖類中藥材種苗；

85、執(zhí)行按鍵窗口，固接在內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體上位于參數(shù)顯示窗口下方，與內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體內(nèi)的單片機(jī)電連接，用于發(fā)送控制指令，包括開始加熱、停止加熱、確認(rèn)參數(shù)、全部清除、清零、開始和停止按鍵，其中，全部清除按鍵為清除參數(shù)輸入窗口已經(jīng)輸出的參數(shù)，清零按鍵為清零參數(shù)顯示窗口的實(shí)時(shí)溫度及已收卷根莖類中藥材種苗個(gè)數(shù)；

86、內(nèi)設(shè)單片機(jī)機(jī)體內(nèi)的單片機(jī)與主控制器電連接。

87、所述的一種根莖類中藥材種苗自動(dòng)分離封裝收卷機(jī)的控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

88、s1：在種箱a內(nèi)喂入待分離的根莖類種苗；

89、s2：將兩個(gè)可降解種苗帶分別置于上層種苗帶輪和下層種苗帶輪上，并將兩個(gè)可降解種苗帶的一端扯出，依次穿過第二海綿柱和第一海綿柱，一同拉扯至收卷軸上；

90、s3：打開系統(tǒng)電源，開啟人機(jī)交互觸摸屏；

91、s4：根據(jù)根莖類中藥材種苗品種，在參數(shù)輸入窗口界面輸入對(duì)應(yīng)的作業(yè)參數(shù)；

92、s5：在執(zhí)行按鍵窗口界面點(diǎn)擊開始加熱按鍵，熱熔片開始加熱，測(cè)溫傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)熱熔片的溫度，并顯示在參數(shù)顯示窗口上，直至達(dá)到設(shè)定溫度，點(diǎn)擊開始案件，系統(tǒng)開始工作；

93、s6：振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制振動(dòng)電機(jī)以特定頻率進(jìn)行振動(dòng)，帶動(dòng)種箱a振動(dòng)，槽輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制槽輪電機(jī)以特定頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)硅膠滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)若干個(gè)硅膠隔板轉(zhuǎn)動(dòng)，毛刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制毛刷電機(jī)以特定頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾筒毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)，收卷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制收卷電機(jī)以特定頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)收卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)鏈條齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)嚙合傳動(dòng)的鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)嚙合連接的從動(dòng)鏈條齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接的輸送滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，連接的輸送滾筒帶動(dòng)摩擦傳動(dòng)的輸送皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，輸送皮帶帶動(dòng)摩擦傳動(dòng)的另一輸送滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)輸送滾筒協(xié)同帶動(dòng)輸送皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)；

94、s7：種箱a內(nèi)喂入的根莖類中藥材種苗在振動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)作用下初步分離并進(jìn)入種箱b，種箱b內(nèi)的根莖類中藥材種苗在相鄰硅膠隔板的轉(zhuǎn)動(dòng)剝離下二次分離進(jìn)入種箱c，種箱c內(nèi)的根莖類中藥材種苗在滾筒毛刷的轉(zhuǎn)動(dòng)梳刷下三次分離進(jìn)入輸送皮帶，輸送皮帶輸送根莖類中藥材種苗；

95、s8：收卷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)上下可降解種苗帶向前輸送；

96、s9：根莖類中藥材種苗在輸送過程中會(huì)進(jìn)入到上下可降解種苗帶間，并通過第二海綿柱擠壓實(shí)現(xiàn)上下可降解種苗帶緊密貼合，當(dāng)兩個(gè)對(duì)射式光電傳感器檢測(cè)到上下可降解種苗帶上出現(xiàn)根莖類中藥材種苗后，夾合電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制夾合電機(jī)以特定頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，夾合電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中帶動(dòng)曲柄、連桿和滑塊下壓，帶動(dòng)伸縮桿下壓，帶動(dòng)熱熔片安裝板下壓，帶動(dòng)熱熔片下壓，與上可降解種苗帶接觸，加熱，使上下可降解種苗帶熱貼合封裝，實(shí)現(xiàn)根莖類中藥材種苗前后緊固；

97、s10：完成封裝的根莖類中藥材種苗通過第一海綿柱擠壓再次壓實(shí)后，由轉(zhuǎn)動(dòng)的收卷軸收卷至收卷軸上，完成收卷；

98、s11：直到完成目標(biāo)作業(yè)量，點(diǎn)擊停止按鍵，關(guān)閉電源，完成工作。

99、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

100、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)根莖類中藥材種苗的自動(dòng)分離、封裝和收卷，與移栽機(jī)搭配移栽可以提高移栽機(jī)的移栽效率，同時(shí)由于自動(dòng)化，能夠減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，同時(shí)更能保證移栽的株距和行距要求，移栽深度統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于大規(guī)模推廣。