一種留種花生自動剝殼控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動化控制領域，具體地講，涉及一種留種花生自動剝殼控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]留種花生剝殼是用于種植花生最基礎的一部分，只有保證花生種的完整，才能培育出好的花生。傳統的留種花生剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以花生產區廣大農民迫切要求用機器來代替手工剝殼。留種花生剝殼機的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產區的農民不必再采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農民的體力勞動，同時還提高了花生剝殼的效率。
[0003]自留種花生自動剝殼是一門新興技術，國內起步較晚。目前國內花生脫殼機從其脫殼原理、結構和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿一一鋼柵條凹板以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動凹板兩大類，但脫殼質量均不高，破損率都大于8 %，剝出的花生米只能用于榨油和食用，滿足不了外貿出口和作種子的要求。探索先進的脫殼原理是解決脫殼機現存問題的重要途徑。而本發明采用仿生原理，完全模仿人工剝花生，是現有技術所不具備的。
[0004]花生生產機械化是農業現代化的重要組成部分，是農業和農村經濟持續快速發展的重要保證，在一些地區，用作種子和特殊用途的花生仁仍采用傳統的手工剝殼，勞動生產率低，區域性發展不平衡。隨著花生種植業的不斷發展，國內外對花生留種剝殼的需求不斷增大，提高花生脫殼機械化作業水平成為必然。花生留種脫殼機器人在提高勞動生產率，減輕勞動強度方面起到了積極的作用，促進了花生加工業的科技進步，為花生脫殼機械的發展提供了空間。
[0005]
【發明內容】
:
本發明要解決的技術問題是提供一種留種花生自動剝殼控制系統及控制方法，實現花生剝殼的自動化控制。
[0006]本發明采用如下技術方案實現發明目的:
一種留種花生自動剝殼控制系統，包括單片機主控單元，其特征是:所述單片機主控單元分別連接步進電機驅動單元、光電傳感器單元、12864液晶顯示單元、8路繼電器控制單元、操縱鍵盤單元以及開關復位單元。
[0007]作為對本技術方案的進一步限定，所述單片機主控單元采用MK60單片機控制器。
[0008]作為對本技術方案的進一步限定，所述步進電機驅動單元包括42系列的步進電機、步進電機驅動器和DC/DC電壓轉換電路，所述MK60單片機控制器的PTA8和PTA9引腳連接所述步進電機驅動器的方向信號接口和脈沖信號接口，所述步進電機設置于花生輸送機構上。
[0009]作為對本技術方案的進一步限定，所述光電傳感器單元包括兩個光電開關，所述MK60單片機控制器的PTA15和PTA16引腳分別與兩個所述光電開關相連，所述MK60單片機控制器的PTD0-PTD7引腳以及PTD8-PTD12引腳分別與所述12864液晶顯示單元連接，所述MK60單片機控制器的PTB0-PTB7引腳連接所述8路繼電器控制單元，所述MK60單片機控制器的PTB0-PTB7引腳PTC0-PTC7引腳連接所述操縱鍵盤單元，所述開關復位單元包括電源開關和復位開關，所述MK60單片機控制器的VCC引腳和RESET引腳連接所述電源開關和復位開關。
[0010]作為對本技術方案的進一步限定，所述花生輸送機構設置于機架組件上，所述機架組件上還設置有花生擺正器、花生推送機構和移動組件機構，所述花生輸送機構的下端正對所述花生擺正器，所述花生推送機構位于所述花生擺正器的一側，所述移動組件機構上設置有花生剝殼機構，所述花生剝殼機構位于所述花生擺正器的另一側，所述花生推送機構將所述花生擺正器內的花生推送到所述花生剝殼機構內。
[0011]作為對本技術方案的進一步限定，所述花生輸送機構包括左立梁和右立梁，所述左立梁連接左斜梁，所述右立梁連接右斜梁，所述左斜梁和右斜梁上設置有漏斗和傳送帶機構，所述傳送帶機構包括兩個大帶輪和撥齒帶，其中一個所述大帶輪通過光軸連接小帶輪，所述小帶輪通過短平帶連接步進電機的輸出軸，所述傳送帶機構上端的下側還設置有滑道，所述滑道的下端正對所述花生擺正器，所述漏斗的下端開口正對所述撥齒帶，所述撥齒帶位于所述左斜梁和右斜梁之間。
[0012]作為對本技術方案的進一步限定，所述花生推送機構包括單臂氣缸，所述單臂氣缸固定在氣缸支架上，所述單臂氣缸的推桿上連接花生推板。
[0013]作為對本技術方案的進一步限定，所述移動組件機構包括上移動光軸和下移動光軸，所述上移動光軸和下移動光軸上設置有對稱的能夠左右移動的左支撐角鋁和右支撐角鋁，所述左支撐角鋁上連接左氣缸推動機構，所述右支撐角鋁上連接右氣缸推動機構，所述左氣缸推動機構包括連接在所述左支撐角鋁上的左氣缸推，所述左氣缸推連接左橫向氣缸，所述左橫向氣缸固定在左氣缸支撐座上，所述右氣缸推動機構包括連接在所述右支撐角鋁上的右氣缸推，所述右氣缸推連接右橫向氣缸，所述右橫向氣缸固定在右氣缸支撐座上，所述左氣缸支撐座和右氣缸支撐座固定在所述機架組件上，所述上移動光軸和下移動光軸分別通過左上滑動塊、右上滑動塊、左下滑動塊和右下滑動塊與所述左支撐角鋁和右支撐角鋁連接。
[0014]作為對本技術方案的進一步限定，所述花生剝殼機構包括固定在所述左支撐角鋁上的左上氣缸和左上機械爪以及左下氣缸和左下機械爪、固定在所述右支撐角鋁上的右上氣缸和右上機械爪以及右下氣缸和右下機械爪，所述左上機械爪、左下機械爪、右上機械爪和右下機械爪在氣缸的推動下配合使用，所述左上機械爪、左下機械爪、右上機械爪和右下機械爪均為扇形，且所述左上機械爪、左下機械爪、右上機械爪和右下機械爪閉合時能夠圍成一個圓形，所述左上機械爪、左下機械爪、右上機械爪和右下機械爪的圓心角均為85度，弧長均為16.3mm。
[0015]一種留種花生自動剝殼控制方法，其特征是:包括以下步驟:
(I)將花生放入漏斗中，單片機主控單元驅動步進電機帶動短平帶轉動，短平帶帶動撥齒帶轉動，撥齒帶上的撥齒撥動漏斗開口處的花生，單個花生落入撥齒帶上，撥齒帶運動帶動花生前移，花生從撥齒帶的前端掉落，花生穿過左斜梁和右斜梁之間的間隙掉落到滑道，再沿滑道豎直掉落入花生擺正器； (2)光電傳感器單元檢測到滑到內有花生落下并將檢測信息發送到單片機主控單元，單片機主控單元驅動移動組件機構將花生剝殼機構推送到正對花生擺正器的位置；
(3)單臂氣缸的推桿通過花生推板將花生擺正器內的花生推送到花生剝殼機構；
(4)左上機械爪、右上機械爪、左下機械爪和右下機械爪在各自氣缸的推動下閉合；
(5)移動組件機構的左橫向氣缸和右橫向氣缸收縮，帶動左支撐角鋁和右支撐角鋁反向運動，左上機械爪、左下機械爪與右上機械爪、右下機械爪分離，花生殼被剝開，完成一次剝殼工作，然后移動組件結構和花生剝殼機構復位。
[0016]與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是:本發明的單片機主控單元用于處理采集信號和發出控制指令；步進電機驅動單元對花生進行搬運，完成花生的自動搬運工作。光電傳感器單元采集花生的位置信息上傳到單片機主控單元，12864液晶顯示單元主要用于實時