Diseño y experimento del sistema automático de colocación para bandeja de plántulas de arroz
Autores: Zhou, Qiaojun; Xia, Xudong; Wang, Jian; Zhou, Yun; Chen, Jianneng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño y experimento del sistema automático de colocación para bandeja de plántulas de arroz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Bandejas
Sistema de colocación
Automático
Eficiencia
Estrategias de control
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En el proceso de crianza de plántulas de arroz, es necesario colocar manualmente las bandejas de plántulas una por una en el campo de plántulas, lo cual es intensivo en mano de obra y de baja eficiencia. Para resolver este problema, de acuerdo con las condiciones reales del campo de plántulas de arroz, este documento diseña y desarrolla un sistema automático de colocación de bandejas de arroz, que consta de una unidad de movimiento de travesaño de puente, una unidad de carro de colocación de bandejas, una unidad de mecanismo de colocación de bandejas y una unidad de control de sensores. A través del movimiento y la coordinación de tiempo de los árboles de levas en la unidad de mecanismo de colocación, se diseñan cuatro acciones de agarre, sujeción, colocación y restauración para realizar la colocación ordenada y automática de las bandejas de plántulas apiladas una por una. Para cumplir con los requisitos agronómicos del espaciado horizontal y vertical de las bandejas de siembra, especialmente la eficiencia de la colocación de bandejas de arroz, se simularon, seleccionaron y optimizaron las estrategias de control de las partes clave del sistema. Para el movimiento longitudinal del travesaño de puente, se adopta la estrategia de control de acoplamiento cruzado para realizar la detección y corrección de compensación del error de posición sincrónico de los dos motores de accionamiento. En cuanto al motor de accionamiento del carro de colocación y el mecanismo de colocación, se adopta el método de control maestro-esclavo optimizado para mejorar la eficiencia y precisión. Los resultados de la simulación y el experimento de campo muestran que cuando el carro de bandejas se mueve en el travesaño de puente a una velocidad de 7.5 cm/s, el travesaño de puente se mueve a una velocidad de 35 cm/s en la dirección longitudinal, y cuando la altura del mecanismo de colocación de bandejas es de 100 mm desde el suelo y la velocidad del motor es de 375 rpm, el espaciado horizontal de la bandeja se puede mantener en 25 +/- 5 mm y el espaciado vertical en 15 +/- 5 mm. La eficiencia de la colocación de bandejas puede aumentar en un 35.7%, hasta 380 bandejas/h, cumpliendo con los requisitos técnicos de la colocación de bandejas en campo mecanizada.
Descripción
En el proceso de crianza de plántulas de arroz, es necesario colocar manualmente las bandejas de plántulas una por una en el campo de plántulas, lo cual es intensivo en mano de obra y de baja eficiencia. Para resolver este problema, de acuerdo con las condiciones reales del campo de plántulas de arroz, este documento diseña y desarrolla un sistema automático de colocación de bandejas de arroz, que consta de una unidad de movimiento de travesaño de puente, una unidad de carro de colocación de bandejas, una unidad de mecanismo de colocación de bandejas y una unidad de control de sensores. A través del movimiento y la coordinación de tiempo de los árboles de levas en la unidad de mecanismo de colocación, se diseñan cuatro acciones de agarre, sujeción, colocación y restauración para realizar la colocación ordenada y automática de las bandejas de plántulas apiladas una por una. Para cumplir con los requisitos agronómicos del espaciado horizontal y vertical de las bandejas de siembra, especialmente la eficiencia de la colocación de bandejas de arroz, se simularon, seleccionaron y optimizaron las estrategias de control de las partes clave del sistema. Para el movimiento longitudinal del travesaño de puente, se adopta la estrategia de control de acoplamiento cruzado para realizar la detección y corrección de compensación del error de posición sincrónico de los dos motores de accionamiento. En cuanto al motor de accionamiento del carro de colocación y el mecanismo de colocación, se adopta el método de control maestro-esclavo optimizado para mejorar la eficiencia y precisión. Los resultados de la simulación y el experimento de campo muestran que cuando el carro de bandejas se mueve en el travesaño de puente a una velocidad de 7.5 cm/s, el travesaño de puente se mueve a una velocidad de 35 cm/s en la dirección longitudinal, y cuando la altura del mecanismo de colocación de bandejas es de 100 mm desde el suelo y la velocidad del motor es de 375 rpm, el espaciado horizontal de la bandeja se puede mantener en 25 +/- 5 mm y el espaciado vertical en 15 +/- 5 mm. La eficiencia de la colocación de bandejas puede aumentar en un 35.7%, hasta 380 bandejas/h, cumpliendo con los requisitos técnicos de la colocación de bandejas en campo mecanizada.