智能烟草打顶抑芽机控制系统.pdf

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1、第27卷第2期2011年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，b1．27No．2Feb．201l129智能烟草打顶抑芽机控制系统马敏1，张晓辉眯，宋涛1，耿爱军1，牟汉宗1，曹胜柱2(1．山东农业大学机械与电子工程学院，泰安271018：2．兖州市新兖镇农机站，兖州272100)摘要：为实现烟草打顶抑芽同步进行以及对烟草高度的精确仿形，改善人工打顶抑芽及“一刀切”打项的状况，研制了智能烟草打项抑芽机，烟草打项和抑芽剂精量喷施同步进行，其控制系统中的烟草智能打顶系统由15个红外光电传感器对烟草高度精确仿形，由单片机系统对步进电机的转动方向和转

2、角的大小进行控制，步进电机带动刀架提升或降低，在烟草合适的高度实现烟草打顶；抑芽剂喷施系统由红外光电传感器对烟草进行检测，当检测到烟草时就喷施不少于15mL的抑芽剂，反之就不会喷施抑芽剂，从而实现了抑芽剂的准时精量喷施。试验结果表明：烟草高度识别系统识别精度达到98％，抑芽剂喷施系统给每棵烟草的抑芽剂喷施量达到15mL以上，控制系统能实现烟草打顶高度的精确控制以及打顶后抑芽剂的准时精量喷施。关键词：烟草，机具，控制系统，步进电机，红外光电传感器，电磁阀doi：lO．39698．issn．1002—6819．2011．02．021中图分类号：$224．4文献标志码：

3、A文章编号：1002—6819(2011)-02一129-07马敏，张晓辉，宋涛，等．智能烟草打顶抑芽机控制系统[J]．农业工程学报，2011，27(2)：129—135．MaMin,ZhaagXiaohui，SongTao，eta1．Controlsystemofintelligentizedtobaccotoppingandsuckercontrollingmachine[J]．TransactionsoftheCSAE，2011，27(2)：129—135．(inChinesewithEnglishabstract)0引言目前全国烟叶种植面积近1．3×106

4、hra2，烟草成为中国的主要经济作物之一，种植烟草已成为增加农民收入和财政税收的重要组成部分⋯。打顶是烟草栽培过程中一项重要而又特殊的技术措施，打顶能增加烟叶产量，提高烟叶质量【2．31。打顶后，烟株的每一个叶腋可再生2～3个或多个腋芽，如任其生长，会消耗大量养分，影响叶片的生长和物质积累，所以在烟草生产上，强调在烟株打顶的同时，注意控制腋芽的生长【4】。目前中国烟草打项和喷施抑芽剂都由人工完成，劳动强度大，生产效率低，严重制约了烟草行业的发展。目前国内烟草田间管理机械相对较为落后，烟草打顶机械发展缓慢，2009年8月，山东农业大学研制成功了3DX．1烟草打顶作业

5、装置，实现了烟草的机械打顶。但是该打顶机存在以下3个缺陷：1)一刀切的打顶方式，可能出现漏打或打项过度，造成重复劳动或损害烟草：2)消毒装置不完善，造成烟草植株间的病毒传染；3)无抑芽剂喷施装置，机械打顶后还需要人工喷施抑芽剂，劳动强度大，生产效率下降。本文所述的智能烟草打顶抑芽机集烟草打顶装置、消毒装置、抑芽剂喷施装置于一体，克服了以往打顶机收稿日期：201m04-08修订日期；2010-06-18基金项目：山东省烟草专卖局科技重大专项资助项目(200838)作者简介：马敏(1986一)，女，山东莘县人，主要从事农业机械设计及理论研究。泰安山东农业大学机械与电子

6、工程学院，271018．Email：aolphimm@163．corn※通信作者：张晓辉(1961一)，男，山东东阿人，教授，博士生导师。主要从事农业机械设计及理论研究．泰安山东农业大学机械与电子工程学院，271018．Email：zhangxhgsoau．edu．c11的诸多缺陷，特别是控制系统中的烟草智能打顶系统实现了对烟草高度的精确仿形，实现烟草智能化打顶：抑芽剂喷施系统对打顶后的烟草定时定量喷施抑芽剂。经过试验证明该系统可靠，控制效果较好。1智能烟草打顶抑芽机结构与工作原理1．1智能烟草打顶抑芽结构智能烟草打顶抑芽机集烟草智能打顶装置、消毒装置、抑芽剂喷施

7、装置于一体，其中智能打顶装置由烟草智能打项系统控制，烟草智能打项系统包括单片机系统、15个红外光电传感器、步进电机驱动器和步进电机；抑芽剂喷施装置由抑芽剂喷施系统控制，抑芽剂喷施系统包括1个红外光电传感器、单片机系统、电磁阀。1．2智能烟草打顶抑芽机工作原理智能打顶抑芽机放置于2ZYLJ．1型多功能作业机上作业，可实现对烟草高度的精确仿形，烟草打顶和喷施抑芽剂同步进行。如图1所示，烟草智能打顶系统的15个红外光电传感器对每株烟草的高度进行精确测量，将测量信息传给单片机系统，单片机系统将信息处理后计算出相对于当前位置刀架应提升或下降的高度，再换算成旋转轴的旋转角度，

8、然后将数据