專利名稱：：一種步進電機控制的自動變量施肥器的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種步進電機控制的自動變量施肥器，屬農業機械領域。
背景技術：
：隨著人們環境意識的加強和農產品由數量型向質量型的轉變，精準施肥將是提高土壤環境質量，減少7jC和土壤污染，提高作物產量和質量的有效途徑。傳統的施肥方式是在一個區域內或一個地塊內使用一個平均施肥量。由于土壤肥力在地i央不同區域差別較大，所以平均施肥使肥力低而其它生產性狀好的區敏封雄肥量不足，而在某種養始量高而豐產性狀不好的區域則引起過量施肥，其結果是浪劑巴料資源.影響產量，污染環境.精準施肥則根據土壤化驗、糧食產量圖、田問海拔高度、作物品種以及當時的氣候^f牛等.ffl31專家決策系統，制定湖巴數量.并將娜輸入到自動變量施肥器，實現按需卿巴的目的。
發明內容本實用新型的目的是提供一種步進電機驅動控制的自動變量施肥器，它以可編程運動控制卡為核心，驅動步進電機，步進電機與排肥機構相聯，可根據施肥量信息，計^m禾MJ^S制步進電機糊變化，從而控制排肥機構肥料排出量，達到自動變量細巴的目的。解決發明的技術問題所采用的方案是由計算機、運動控制卡、步進電機、步進電機驅動器和直流電源、排肥機構構成，計^m與運動控制卡相連，運動控制卡與步進電機驅動器連接，步進電機驅動器與步進電機連接，步進電機與排肥機構相連；排肥機構包括軸承、軸、螺旋葉片、排月巴口、未端軸承、排肥槽、進肥口、肥料倉，螺旋葉片焊接于軸上，軸通過聯軸器與步進電機相聯，軸與螺旋葉片安裝在密封的排肥槽內、軸ffl3l軸承支承于機架上，排肥槽設有進月巴口和排肥口、進肥口與肥聯接；驅動裝置由步進電機、聯軸器組成。自動變量施肥器主要由可編程運動控制卡、步進電機、步進電機驅動器和直流電源和排肥機構組成，結合可編程運動控制卡所對應的函數庫或軟件包開發的控制系統軟件，由運動控制卡控制步進電機皿和轉角，步進電機驅動排肥機構旋轉，排肥器中3I3i帶有螺旋葉片的轉動軸在一封閉的有進料口和出料口的料槽內旋轉，使SA槽內的化肥由于本身重力及其對槽的摩擦力的作用，沿槽內向前移動，從排料口中排除，以達到自動變量排出肥料的目的。1.計算機計算機是控制系統軟件運行的平臺，通過處理，把施肥信息ffi3iii當的運算轉化為電機控制信息送到運動控制卡，控制驅動器來驅動步進電機。2.可編程運動控制卡可編程運動控制卡是指以中央邏輯處理單元為楊"以傳感器為信號敏感元件，以電機等執3行單元為控制對象的一種控制裝置，它的主要任務是根據作業的要求和傳件的信號進行必要的邏輯和數學運算，為驅動裝置提供正確的控制信號。實現運動控制和邏輯控制。本申i轉利選用6020-3運動控制卡，6020-3運動控制器可精確控制所發出的脈沖頻率(電機速度)、脈沖個數(電機轉角)及頻率變化率(電機加速度)，它能滿足步進電機的各種復雜控制要求，能同時控制三個電機的運動。在6020-3運動控制器上有一個37芯D型母插頭。3.步進電機采用了步進電機作為驅動執行元件，步進電機常用于經濟型控制系統，其相對簡單方便，且價格也較便宜。步進電機是將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的電磁機械裝置，是一種輸出與輸入數字脈沖對應的增量驅動元件。只要控制輸入脈沖的數量、頻率以及電機繞組通電相序即可獲得所需的轉角、轉速及轉向，容易用微機實現數字控制。而且步進電機的外形尺寸、接口、性能等都標準化。本申請專利選用杭州中達公司生產的57BYG250A型步進電機為例。4.步進電機驅動器步進電機驅動器的功能是，將具有一定頻率f、一定數量N和方向的進給脈沖轉換成控制步進電機各相定子繞組通斷電的電平信號。電平信號的變化頻率、變化次數和通斷電順序與進給指令脈沖的數量、頻率、方向對應。根據所選用的步進電機，與之配套的驅動器選用杭州中達電機公司的ZD"HB2024D型驅動器。ZD"HB2024D型步進電機驅動器接線端口如圖2所示。對主要接線端口說明如下(1)信號接口CP—步進脈沖信號,下降沿有效。這是最重要的一劇言號，因為步進電機驅動器的原理就是要把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移，或者說驅動器敏受一個脈沖信號CP，就驅動步進電機旋轉一步距角，CP的頻率和步進電機的,成正比，CP的脈沖個數決定了步進電機旋轉的角度。這樣，控制系統M:脈沖信號cp就可以達到電機調速和定位的目的。CW/CCW—方向控制信號，此信號決定電機的旋轉方向。此信號為高電平時電機為順時針旋轉，此信號為低電平時電機則為反方向逆時針旋轉。此種換向方式，稱之為單脈沖方式。FREE--脫機信號，當此信號為低電平時(低電平有效)，電機勵磁鎖定，處于自由無力矩狀態；當此信號為高電平或懸空不接時時電機勵磁電源被關斷，電機處于脫機自由狀態。COM^r入信號公共端，低電平有效,此時對應的內部光藕導通，控制信號輸入驅動器中。(2)指示燈該驅動器有兩個指示燈電源指示燈(綠色)和保護指示燈(黃色)。驅動器加電后電源指示燈亮；如果驅動器發生保護動作，則^跌指示燈亮(驅動器內部設有過流、過溫^W電路)。(3)電機接口驅動器上的電機接口爿、^、B、S分別與步進電機的^、2、B、^相連p4(4)電源根據該驅動器的要求，選用了A81517DG型直流電源，它能,24V直流電壓，2A的電流。本實用新型針對精準農業關鍵技術之一精準施肥，根據給定的不同卿巴量信息，應用運動控制卡、步進電機和綱巴機構，頓步進電機控制系統的用于自動變量控制施肥技術中，根據控制信號，精準控制步進電機的轉速，從而控制施肥量。把步進電機與排肥機構相連接。由于排肥量與排月巴機構的,有一定的對應關系.因M31控制排肥機構的,就可以達到按需施肥的目的。該施肥器可用于化肥精密施肥，實現精準施肥，達到按需施肥、節約化肥、減少污染的目的。為精準農業的實現^f共相關的基礎技術。本實用新型的優點及積極效果1.艦步進電機控制的自動變量施肥器，用于化月鵬密施肥,達至啦需施肥、施肥均勻的目標，實現精準施肥。為精準農業的實現Jii共了基礎技術設備。2.結合可編程運動控制卡所對應的函數庫或軟件包開發的控帝孫統軟件，由運動控制卡控制步進電機織和轉角，容易實i賺雜制。以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體結構，但本實用新型的結構不限于附圖所示。圖l是本實用新型的主體方案示意圖。歐是本實用新型的步進電機驅動離口圖。圖3是本實用新型的運動控制卡與頻電機驅動器的接線圖。圖4是本實用新型的步進電機驅動器與步進電機的接線圖。圖5是本實用新型的步進電機控制的排肥機構結構示意圖。圖中1—步進電機；2—聯軸器；3軸承；4—軸；5螺旋葉片；6排肥口；7—未端軸承；8一排月巴槽；9一進月巴口；10—月巴料倉。具體實船式1.計^+幾與6020-3控制卡的連接在4維制卡插APC主機的ISA插槽之前，先要正確設置好板地址和板J^踐。(1)ISA1/0地址設置(Sl)6020-3控制卡出廠缺省板地址為300H，該板共占用16個I/0口，如板地址為300H，則該板將占用300H-30FH的PC機I0地址。在設置板地址時，根據PC機I/0地址圖，利用其中空閑的部分，結合Sl撥段開關的省缺設置，見表l。選用其中的A(9)和A(8)設置為OFF(1)，A(7)A(4)設置為ON(0)即控制卡的默認設置。(2)脈沖輸出方式選擇(J4、J5、J6)6020系列板卡ffi31板上調線，可設置針軸的驅動信號為CW(正轉)+CCW(反轉)或CW(正轉)+方向控制信號兩種形式。瑕機設置見表2。表isi撥a^的省缺^a<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(3)設置好以上I/0瑞口的基地址和DSP的中斷線后，關閉主機電源打開機箱，^維制卡插入主板上的ISA插槽，用螺絲鎖mM動控制器。2.運動控制卡與步進電機驅動器的連接連接接線圖如圖3所示。3.步進電機驅動器與步進電機的連接其接線圖如圖4所示。4.步進電機與排肥機構的機械構成步進電機控制的綱巴機構結構的結構如圖5所示。主要包括軸承3、軸4、螺旋葉片5、排肥口6、未端軸承7、排肥槽8、進肥口9、月巴料倉10。驅動裝置由步進電機l、聯軸器2組成。螺旋葉片5焊接于軸4上，軸4iia聯軸器2與步進電機l相聯，軸4與螺旋葉片5安M密封的排肥槽8內、軸4通過軸承3頓于機架上，排肥槽8設有進肥口9和排月巴口6、進月巴口9與肥料倉10聯接。5.控制軟件控制軟件iliiM動控制卡器所對應的函數庫或軟件包，在主機操作系統環境Windows2000。利用應用軟件開發語彭isualBasic開發工具開發得到。把施肥信息通艦當的運難化為電機控制信息。權利要求1、一種步進電機控制的自動變量施肥器，其特征在于由計算機、運動控制卡、步進電機、步進電機驅動器和直流電源、排肥機構構成，計算機與運動控制卡相連，運動控制卡與步進電機驅動器連接，步進電機驅動器與步進電機連接，步進電機與排肥機構相連。2、根據權利要求l所述的步進電機控制的自動變量施肥器，其特征在于排肥機構包括軸承(3)、軸(4)、螺旋葉片(5)、排月巴口(6)、未端軸承(7)、排肥槽(8)、進月巴口(9)和肥料倉(10)，螺旋葉片(5)焊接在軸(4)上，軸(4)通過聯軸器(2)與步進電機(1)相聯，軸(4)與螺旋葉片(5)在密封的排肥槽(8)內、軸(4)通過軸承(3)支承于機架上，排肥槽(8)設有進肥口(9)和排肥口(6)，進肥口(9)與肥料倉(10)聯接。專利摘要本實用新型涉及一種步進電機控制的自動變量施肥器，由計算機、運動控制卡、步進電機、步進電機驅動器和直流電源、排肥機構構成。本實用新型針對精準農業關鍵技術之一精準施肥，把步進電機控制系統用于自動變量控制施肥技術中，根據控制信號，精準控制步進電機的轉速，從而控制施肥量。該施肥器可用于化肥精密施肥，實現精準施肥，達到按需施肥、節約化肥、減少污染的目的。為精準農業的實現提供相關的基礎技術設備。結合可編程運動控制卡所對應的函數庫或軟件包開發的控制系統軟件，由運動控制卡控制步進電機轉速和轉角，容易實現數字控制。文檔編號A01C15/00GK201290231SQ2008200814公開日2009年8月19日申請日期2008年7月23日優先權日2008年7月23日發明者張金娣,楊曉京,田小龍申請人:昆明理工大學