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1、气吸式穴盘育苗播种机设计AirSuctionSeedingMachine20XX年5月12日气吸穴盘育苗播种机设计摘要研究现有穴盘育苗播种机适应性不强，播种精度不高，费用昂贵等缺点。本文基于可编程控制器采用气吸的方式来完成播种工作，采用数字控制系统以实现人力的解放大大提高生产效率。可编程控制器具有许多的优点，在实际生产中运用较多普及较广。采用气吸式播种比传统机械式播种机适应性好且不伤种，用简单轻便的机构代替原有的复杂机构，并使传动部件的一次行程完成两次播种。着重考虑系统的气密性和种盒振动对吸种性能的影响，机械传动部分与控制系统部分的精密配合。关键词：可编程控制器；气吸式；生产率AirSucti
2、onSeedingMachineABSTRACTTheshortcomingsoftheexistingplugseedlingseederarepooradaptability,lowseedingaccuracyandhighcost.Inthispaper,basedonprogrammablecontroller,airsuctionisadoptedtocompletetheseedingwork.Thedigitalcontrolsystemisadoptedtorealizetheliberationofmanpowerandgreatlyimprovetheproduction
3、efficiency.Programmablelogiccontrollerhasmanyadvantages,anditiswidelyusedinactualproduction.Theapplicationofairsuctionsowingisbetterthanthetraditionalmechanicalseederanddoesnothurttheseed.Thesimpleandlightmechanismisusedinsteadoftheoriginalcomplexmechanism,andtheonestrokeofthetransmissioncomponentis
4、sowingtwotimes.Theeffectsofairtightnessandseedboxvibrationontheperformanceofsuctionareemphaticallyconsidered,andthemechanicaltransmissionpartandthecontrolsystempartarepreciselymatched.Keywords:Programmablecontroller；Gassuction；Productivity摘要IABSTRACTIl表目录H图目录Ill符号及其计量单位说明IV1序言11. 1引言1111研究背景11.1 1.2
5、国内外研究现状112研究目的12播种机的设计21.2 播种机的工作原理21.3 吸种机构的设计32. 3压穴滚筒设计32. 4限位机构的设计42. 5种盒的设计43带式输送机的设计53.1输送带的选择53. 2传动滚筒的设计63. 3改向滚筒的设计63. 4托棍的设计63.5电机的选择74气动系统和真空系统设计94.1气动系统的组成部分94. 2气动系统的工作原理94.3气缸与空气压缩机选型104. 5真空系统的设计135控制系统设计144.1 可编程控制器P1.C144.2 P1.C选型及I/O接口145. 3电气原理图165. 4梯形图165. 5编程程序175.6传感器选择与位置确定18
6、6结论与展望196. 1结论197. 2展望19参考文献20致谢21表目录表1孔径与真空度表2输入输出（I/O）分配表图目录图1运动机构2图2吸种头3图3真空管3图4压穴滚筒4图5气压原理图10图6输入输出（I/O）接线图16图7电气原理图16图8梯形图17符号及其计量单位说明Fm振动激振力，单位N；m偏心块的重量,单位kg；r为偏心块的质心与回转轴的距离，单位m；w电机旋转的角频率，单位rad/s；N振动振次，单位次；S振动的幅度，单位Inn1；FU圆周驱动力，单位N；七主要阻力，单位N；氏附加阻力，单位N；尸Sl特种主要阻力，单位N；产S2特种附加阻力，单位N；倾斜阻力，单位N；乜传动滚筒
7、轴功率，单位w；治为电机的功率，单位w；F气压缸上的最大外负载，单位N；P气压缸的工作压力，单位Mpa；11气缸的机械效率；气吸穴盘育苗播种机设计1序言1.1 引言本文研究气吸式穴盘育苗播种机，以提高气吸式播种机的性能和适用性。解决播种时出现的伤种情况和不同种子对穴盘的不同要求，目前气吸式播种机只考虑了对不同种子的适应性，忽略了种子生长所需环境。所以本文在前人的基础上对穴盘的适应性深入研究，以使小苗能茁壮成长。解决不同穴盘尺寸都能很好播种。1.1.1 研究背景如今穴盘育苗已然成为农业栽培技术中的主流，随着我国农业生产的专业化规模化，越来越多的农业生产开始采用穴盘育苗技术。所以研究一种不伤种高效
8、节能的自动化穴盘育苗播种机机是非常有必要的。112国内外研究现状国外穴盘育苗播种机起步较早，已有50多年的发展研制历程。经过多年的发展，国外研制出了多种机型，各类产品比较成熟，自动化程度较高。目前，国外比较知名的穴盘育苗播种机生产厂商主要是美国的Blackmore公司和SEEDERMAN公司，英国的Hamilton公司，意大利的MoSA公司，荷兰的VISSER公司，澳大利亚的WilIiarneS公司，还有韩国的大东机电公司等等。与国外穴盘育苗播种机的研究相比，我国存在巨大的差距。“八五”期间国家农业部与国家科技部在全国建立了五大穴盘育苗示范基地，并且将该技术研究列为重点科研项目。全国的农机化科
9、研单位和生产企业也跟进研究相关技术，研发了多种穴盘育苗播种机，使我国的穴盘育苗播种机得到了快速的发展，减少了与国外的差距。1.2研究目的综合国内外的研究历程，发现此类研究往往注重播种机对不同种子的适应性。而忽视了对不同尺寸穴盘的适应性和播种机自身的稳定性，所以本文研究的目的是在已有的播种机基础上提高播种性能，提高对不同尺寸穴盘的适应性和稳定性。2播种机的设计2.1播种机的工作原理在基于P1.C控制系统和气动系统的情况下，当有穴盘从输送带上到达播种位置时。传感器把接收到的信号发送到P1.C控制系统，P1.C控制气动系统运动和真空系统产生负压从种盒吸附种子，并运动到达排钟管时真空系统产生正压使种子
10、从排钟管顺利落下，到达穴盘指定位置实现精确播种。具体的工作流程如下：按下启动按钮时，输送带开始连续不断的运动，空气压缩机、真空泵、振动电机也开始工作。装满基质的穴盘放在输送带上并开始向前运动，当穴盘运动到播种位置时。使安装在输送带两侧的光电传感器接受到信号，光电传感器把信号输入到可编程控制器。可编程控制器再把输入信号转变为输出信号给电磁换向阀真空阀，使吸种针吸附种子并使处于闲置的气缸开始沿导轨运动。由于可编程控制器有时间延时功能，所以设置一个延时当吸种针到达排钟管正上方时，控制真空阀产生正压实现播种。就这样在输送带不断的运动下，吸种机构在导轨中往复运动实现播种。运动机构简图如图1所示：图1运动
11、机构2.2吸种机构的设计吸种头直接与种子相接触，对种子的吸种性能有很大的影响。对于不同的种子需要不同的吸种头，吸种头与真空管要方便拆卸更换不同孔径的吸种头。所以吸种头与真空管采用螺纹连接。吸种头如图2所示：图2吸种头真空管的设计应满足密封且牢固，并且与吸种头的连接固定要牢靠保持良好的气密性。真空管如图3所示：图3真空管2.3压穴滚筒设计压穴装置主要负责把填满基质的穴盘，压出整齐等深的小孔，以使种子落到穴盘中位置相同合适。由于压穴装置是一个体积比较大的机构，并且承受的力不大。所以压穴装置的材料选择塑料成形,根据需求与经济性塑料的型号选择尼龙。压穴装置由压穴滚筒和滚筒可调装置等组成，压穴滚筒上有一
12、个个圆周排列的近似梯形。圆周排列的弧度与穴盘距离相对应，当穴盘从输送带上移动时带动压穴滚动转动。从而在穴盘上压下整齐等深的空穴，压穴滚筒通过滚筒轴的螺纹与梅花手轮安装在滚筒可调装置上。从而通过梅花手轮可调节滚筒的高度，且可以更换大小不同的压穴滚筒，以适应不同穴数的穴盘。压穴滚筒如图4所示：图4压穴滚筒2. 4限位机构的设计穴盘的宽度在28Omnl到375mm之间，而输送带的宽度为50Onm1。因此穴盘不能很好的在输送带上直线运动，会出现穴盘碰撞机架两侧的情况。当穴盘到达播种位置时，穴孔不能准确的也排钟管相对应。这将直接导致播种失败，所以需要一个限位机构。来保证穴盘的直线运动，在保证穴盘直线运动
13、的同时也适应了不同宽度穴盘。限位板采用铝型材作为材料，在限位板两端有个小弧度这样方便穴盘更好的进入限位板。限位板与圆柱吕材相连，圆柱吕材通过机架上的固定装置用螺栓压紧。当需要调整是旋开梅花手柄即可进行调整。3. 5种盒的设计种盒的设计关系到吸种性能，种盒中的种子由于种盒的振动处于沸腾状态。使吸种头能稳定可靠的吸附种子,不会出现漏吸的现象。种盒形状是一个V形槽,在V形槽下端装有振动电机，振动电机用固定支架与种盒底部相连。为使振动效果更佳种盒与弹簧相连接，使种盒处于高速的振动达到种子的沸腾状态。所以需要进行激振力的计算，根据要求确定振次为N=2000次min,振幅为2-4mm,种盒的质量为182g
14、,在种盒在装满约三分之二的种子所以种子的质量大约为930g,初选振动电机的质量大约在20Og左右。总的质量1312g=1.3kg,所以参振重量为130N。振动电机初选为直流24VRS-545,直径36mm,长度75mm转速9000rpm。振动电机激振力的计算公式：激振力Fm=mrw2式中：m为偏心块的重量r为偏心块的质心与回转轴的距离w电机旋转的角频率Fm=0.014X0.009x942x942=160N130N振幅S=1.8/(N/100)X2工,/G式中：N为振次尸为激振力G为参振重量S=1.8/(2000/100)X2X160/1.3=2.21mm2mm所选的振动电机满足使用的要求。弹簧
15、的选取：由设计要求可知种盒的下部连接4个弹簧，种盒和振动电机重约400g,放入种子后总的重量约为1.4kg,弹簧最大可压缩量为2mm,弹簧高度不得超过90mm,弹簧的外径不超过20mm。因此可知弹簧安装后的负载耳二IN,弹簧的工作负载Fz=3.5N,工作行程f=2mm.己知耳、F2、f,则弹簧刚度按F=Uf得f=二33=2.8mm由以上条件查机械设计实用手册第三版F1.25表4-2-11,选规格YA1.6X16X85。3带式输送机的设计3.1输送带的选择由于输送机在这里主要是输送装满基质的穴盘，输送的重量轻距离短，所以这里选择特轻型带式输送机。查阅相关资料后，确定穴盘的宽度在28011mr37
16、511m之间。带宽的选择应留有余量，所以选择输送带的宽度为500mm速度为0.03mso特轻型带式输送机由于滚筒的直径较小，故输送带选择ZW3的橡胶输送带。橡胶输送带选择尼龙减层芯型号为VP-30厚度为2mm,这里选用两层。当带宽为50Onml时最大的工作张力1.5KN。带的接头方式优先采用热硫化胶接或冷胶法。3.2传动滚筒的设计传动滚筒的作用是把电机的扭矩提供给输送带，使输送带能平稳的运输物品。所以说传动滚筒是带式输送机系统中比较关键的部件。传动滚筒有两种典型的结构如图所示，所以传动滚筒一般由滚筒筒体、辐板、轮毂和滚筒轴等部件组成。筒体的材料一般首选是无缝钢管或者是优质碳素钢，本设计中选Q2
17、35无缝钢管。辐板一般选铸钢结构Q235或ZG20Mn5V,本设计中选用辐板为ZG20Mn5V.轮毂一般选ZG2OM115V或者ZG230-450Z,本设计中选用ZG20Mn5Vo滚筒轴一般选用45钢。由输送带带宽500mm,查运输机械设计选用手册的特轻型带式输送机部分。可得传动滚筒直径D为178mm,长1.为55Onmb与联轴器相联轴的直径d为30mm长k为55mm键槽宽IOmm深4.2mm,许用扭矩150Nno轴承座之间的距离1为618mmo筒体的厚度t=0.005D+3=0.005x178+3=3.8911un,圆整后取为4mmo由于初选d=30mm所以知道轴的最小直径为30mmo轮毂的
18、宽度计算1.N=1.2d=l.2x36=43.2mm,圆整后取为44mmo轮毂的外径。汽2(1.55-1.66)d=55.8-59.76,取为60mm0辐板宽度为Iomnb辐板的间距。=+O=434mm圆24整为450mmo3. 3改向滚筒的设计输送带的运行方向通过改向滚筒来改变，输送带包围角的增加也通过改向滚筒来实现。改向滚筒与传动滚筒的外形尺寸一样，不同之处在于轮毂和轴不需要键槽。因为改向滚筒不传递扭矩，所以轮毂与轴只需采用过盈配合。改向滚筒这里还承担着张紧的工作，因为传送带在使用过程中慢慢的会发生疲劳，以致输送带张紧得不到保证严重时甚至不能传递力。改向滚筒轴与带滑座的轴承座相连，轴承座在
19、螺栓的作用下可朝张紧输送带的方向移动起到张紧的作用。3. 4托棍的设计托辑支承着输送带使输送带上所承载的物料平稳的运行，是保证输送带稳定运行的装置。托根的筒体材料选用尼龙，托辑轴选用45钢。根据运输机械设计选用手册的特轻型带式输送机部分，可知托辑的直径为50mm长55011m托辑轴最小直径12mm。上托辑直接放在已开好的侧板槽中，托辐安装的间距为250mm,中心距刚好可以支承输送带。下托辑通过托辐连接板连接，托辐连接板的中心距也刚好可以支承输送带。4. 5电机的选择电机在输送带中作为动力元件，是输送带中重要组成部分。电机的性能直接关系到输送带上穴盘运行的平稳性，从而对播种的精确性影响较大。所以
20、电机的选择应严格根据传动滚筒轴的功率来选择，计算过程如下。FU=Fh+&+Fsi+Es?+Fs（3-4）式中弓圆周驱动力弓主要阻力FN附加阻力Fs特种主要阻力产52特种附加阻力77门倾斜阻力五种阻力中，弓和国是所有输送机都有的，其他三类阻力由设计者自行选择。主要阻力的计算：FH=f1.gcro+（2qB+qc）cos（3-3）式中f输送带与滚筒的摩擦系数1.输送机的长度g重力加速度qr。承载分支托辑组每米长度旋转部分重量GRO=-%其中Gl承载分支每组托辑旋转部分质量a。承载分支托辑间距托辑已经选好G=5kg,间距ao=250mm=0.25mG10,q=40%0.25回程分支托辑组每米长度旋转
21、部分重量ru与q。相同Qg每米长度输送物料质量Q3.6V153.6x0.06=70kg每米长度输送带的质量q=KkgltnFh=gqRo+qRtz+(2qB+%)COS司=0.023xl.8xlOX40+40+(2x20+70)CoSo=78N由于F=78N其它部分阻力可不用计算，在圆周驱动力时修正即可。所以用二尸=78N进行修正后取为K)ON。(3-5)P=M.a1000式中2传动滚筒轴功率V输送带的速度100x0.61000=60w(3-6)式中4为电机的功率传动效率,一般在0.85至0.95之间选取;7联轴器效率，机械式联轴器效率0.98；生减速器传动效率，二级减速096,三级减速0.9
22、4；7电压降系数，0.9至0.95之间选取；多电机不平衡系数，一般取0.9到0.95,单驱动取1PM=85wM0.85x0.98x0.94x0.9根据计算出的4值，查电机型号按就大不就小的原则选择电动机功率。所选电机功率选定为120w,电机的型号为5IK120RGN-CF。3.6机架的设计机架支承起全部的装置，所受的力较大综合考虑经济性和可靠性。这里选择材料40x40的矩形钢管，机架采用焊接的方式连接。与输送带通过螺栓螺母连接，这样方便拆卸与维修且连接可靠。机架的下端焊接有两个横梁，用于安放空气压缩机与真空泵。机架的宽度根据传送带的宽度确定79611un为，高度定为67Onimo4气动系统和真
23、空系统设计4.1气动系统的组成部分气动系统主要由动力元件、执行元件、传动控制调节元件、系统辅助元件等组成。在气动系统中动力元件是指空气压缩机，它通过电动机的旋转把空气进行压缩使空气具有巨大的能量。气动系统中的执行元件包括气缸和气动马达，本设计中选用气缸的直线运动和力来实现往复运动。传动控制调节元件主要是气动回路中的各种阀，用于控制气动回路中的气体的流动方向、压力和流量。来实现执行元件的的启动、停止等等。系统辅助元件是辅助其它元件来完成执行动作的元件，它们对系统的性能、效率、噪声、寿命等影响很大，在气动回路的设计过程中应给予充分重视。本设计中气动系统的组成包括：空气压缩机、截止阀、气罐、空气过滤
24、器、减压阀、油雾器、压力继电器、电磁换向阀、单向节流阀、气缸、消声器等。所有的元件均是根据系统要求选取，选用标准元件不但互换性好，而且还便于使用和维修。4.2气动系统的工作原理播种装置的传动系统采用气压传动，实现吸种机构的往复运动。气缸与连杆相较接，通过P1.C控制气缸的伸出与缩回，实现吸种位置与播种位置的转换。考虑到为使吸种机构平稳快速的运行，所以这里使用两个气缸安装在两侧。其工作原理如下：空气压缩机压缩空气储存在气罐中，以减少气体的不连续和波动。压缩的气体经管道来到流过空气过滤器、减压阀、油雾器，来到三位四通电磁换向阀，当三位四通出于中位时并且压力升到很大。连接在油雾器与电磁阀之间的压力继
25、电器开始工作，当P1.C控制电磁阀接通右位时，压缩空气经过单向节流阀来到无杆腔。使气杆伸出推动四杆机构运动。当P1.C控制电磁阀接通左位时，压缩空气经过单向节流阀来到有杆腔。使气杆缩回拉动四杆机构运动。就这样控制电磁阀左右位的接通，来控制气杆的伸出与缩回，实现吸播种位置转换。其工作原理图5所示：气压源截止汲气罐空气过速器成压阙油雾器图5气压原理图吸种：气源一截止阀一气罐一空气过滤器一减压阀一油雾器一电磁换向阀右位一单向节流阀一气缸无杆腔播种：气源一截止阀一气罐一空气过滤器一减压阀一油雾器一电磁换向阀左位一单向节流阀一气缸有杆腔4.3气缸与空气压缩机选型气缸的选择：气缸在本设计中主要的作用是通过
26、往复运动，来推动播种机构左右移动进行播种。所以气缸主要的负载就是推动力。45钢的密度7.85gcm*3304不锈钢密度7.93gcm*3连杆和连块的体积431cn连杆和连块的质量3383g吸种机构的体积186cm3吸种机构的质量1475g总的质量4858g考虑到摩擦及安全设定气缸的总负载为F=60N查表可知气缸的机械效率在0.7至0.95之间，这里选取气缸机械效率为0.8o气压传动控制系统的工作压力一般为0.5MPa左右。计算气缸的内径D：式中：F气压缸上的最大外负载P气压缸的工作压力q气缸的机械效率=0.0138m=13.8mmI4F_I4x60VV3.14x5x105x0.8为了安全考虑园
27、整直径取值：D=15mm计算活塞杆直径d：为了实现伸缩速度相等，采用差动连接d=0.707D,所以d=0.707x20=10.6圆整为d=llmm查机械设计手册单行本气压传动与控制选取气缸的标准缸径D=20mm,气缸的行程s=60三o所以选择气缸的型号为：QGCX-20x60,单耳式安装。验算气缸力的大小：F=W1.二3出。.026哈。.8二.6n60N44所选气缸满足使用条件。空气压缩机的选择：本设计中空压机主要给两个气缸进行供气，所以只需根据两个气缸耗气量和管道损失等来选择空压机。耗气量的计算：选取气缸的容积效率为09,气缸运动全程的时间为2s,气缸的行程60m11ioHD2S4t111(
28、D2-J2)Sq缩二；4t2式中：S气缸的行程t活塞杆伸出与缩回的时间4x2x0.9四二3皿。.02，.06二05xl()5m3s4t_Ji(D2-d2)S_3.14x(0.022-0.0112)x0.06口缩一4t4x2x0.9=7.3x10r113s计算缸的自由空气量q伸二q伸P+0.1013=l05xi5x0,5+0,1013=6.23xIO5mis0.10130.1013q缩一q缩P+(U(H3二7.3x10x0501013M.33x1。-”0.10130.1013计算缸的理论用气量n111.a%】心二二i=1r=l1名为一台用气设备上的气缸总用气量，m3/5；n为用气设备的台数；m为
29、一台设备上用气执行元件的个数；a为气缸在一个周期内单程作用次数；q,/为一台设备中某一气缸在一个周期内的平均用气量，m3/5；t为某一气缸一个单行程的时间，S；T为某设备的一次工作循环时间，So气缸的理论用气量为(1x6.23xlO5+1x4.33x105)/2=5.28x105m3Is(=计算设备利用率0.95,漏损系数1=1.2,备用系数k2=1.30则空压机的理论用气量为qj=klk2Z/二O.95xl.2xl.3x5.28xlO5=7.82x105m35=4.7x103m3min?=1按供气压力20.5MPa和流量q,查机械设计手册单行本气压传动与控制选用JGZT/3型空压机，其额定排
30、气压力为0.3MPa,额定排气量为0.016m3mino4.4控制元件的选择根据系统对控制元件工作压力及流量的要求，选定各控制阀。这些控制阀均为控制气路上的阀，所以可选通径较小的阀，此处通径选为6mm。下列各阀均查机械设计手册单行本气压传动与控制得来。减压阀：考虑系统要求的流量、压力，同时考虑两个气缸同步工作的特点，减压阀按两个气缸同步工作时的要求选取，选择减压阀的型号为AR1000-M5o换向阀：由设计可知这里所需换向阀可以控制气缸的往复运动，并且这个运动动作被可编程控制器控制。所以考虑换向阀为三位四通电磁换向阀，根据要求的压力、流量选择电磁换向阀的型号为DSHG-06-3C2。节流阀：用于
31、气缸的调速，在综合考虑以后选择单向节流阀，型号为K1.A-1.6。空气过滤器：过滤掉气动回路中不必要的杂质，使气体连续稳定保证执行元件的精密性和寿命，这里选择QG1.-6。油雾器：向气动系统中提供油雾减少机械摩擦，使系统出于润滑，这里选择油雾器的型号为QYI-6。消声器：压缩后的空气是高速气体，而高速气体在排放时会产生很大的噪声，所以这里需要用到消声器，选择的消声器型号为QXS-1.6。压力继电器：气动系统实现保护与控制元件，当压力升至某一值时，接电点动作用于切断供电或卸荷，这里选择压力继电器型号为TKT0。4. 5真空系统的设计真空系统关系到整个播种的稳定性与精确性，好的真空系统能提高播种性
32、能。所以所设计的真空系统的真空度必须达到要求，真空系统和气动系统一样，也是由动力元件、控制调节元件、执行元件、辅助元件等组成。真空泵的选择：根据真空度来选择真空泵，根据农业机械学排钟性能的因素分析来选择系统的真空度。吸孔直径与与所需真空度如表1所示：表1孔径与真空度作物玉米大豆高粱向日葵花生吸孔直径55.53.44.52-2.52.5-3.55.5(mm)吸室真空度2.752.75-2.942.162.352.35-2.555.887.85(kpa)2.94所以根据穴盘育苗机的适用范围，选择真空度在2.16-2.35之间。所以选择真空泵为FUJIWARAo5控制系统设计4.1 可编程控制器P1
33、.C随着计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的传统控制领域。现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一要求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的。可编程控制器是一种数字运算操作的电子装置，是直接应用于工业环境，用程序来改变控制功能的，易于与工业控制系统连成一体的的工业计算机。4.2 P1.C选型及I/O接口目前可供选择的P1.C系统很多，就目前而言比较主流的是德国的西门子法国的施耐德日本的欧姆龙和三菱，这些都是各大工厂运用的系统。这里选择三菱P1.C,然后计
34、算输入输出(I/O)点位。输入输出点数应保留有一定的余量，最后再根据点数进行增加10%到20%左右的扩展量，输入输出点数就是扩展量数据。所以根据对系统控制的要求，可知播种设备中输入输出点数不超过20位。综合经济性等考虑所选的P1.C为三菱RX32MR,输入输出分配如表2所示。表2输入输出(I/O)分配表输入信号输出信号输入点代号定义输出点代号定义XOSBl输送带电机启动按YOKMl输送带电机接触器钮XlSB2输送带电机停止按钮YOKMl输送带电机接触器X2SB3空压机电机停止按钮YlKM2空压机电机接触器X3SB4真空泵电机停止按钮Y2KM3真空泵电机接触器X4B1.光电传感启动开关Y3KM4
35、振动电机接触器X5Y4YVl真空换向阀左位X6Y5YV2电磁换向阀左位X7Y6YV3真空换向阀右位XlO1.S行程启动开关Y4YVl真空换向阀左位XllY7YV4电磁换向阀右位X12Y6YV3真空换向阀右位X13SB5总停止按钮图6输入输出（I/O）接线图5. 3电气原理图电气原理图是用来表明设备电气的工作原理及各电器元件的作用，相互之间的关系的一种表示方式。运用电气原理图的方法和技巧，对于分析电气线路,排除机床电路故障是十分有益的。电气原理图般由主电路、控制电路、保护、配电电路等几部分组成。本设计的电气原理图如图7所示：KWr-t21-lw311Cl2n,4v-lra11YYlj图7电气原理
36、图5.4梯形图梯形图被称为P1.C的第一编程语言,是简单直观的表达P1.C运行流程的图形。也是程序编写的模板，本设计的梯形图如图8所示：XOXlX12图8梯形图5. 5编程程序控制系统的程序如下：1.DXOANDYOORIXlORIX12OUTYO1.DYOANDYlORIX2ORIX12OUTYl1.DYlANDY2ORIX3ORIX12OUTY21.DX4OUTY3UOTY4OUTTOSPK801.DTOOUTY51.DX7OUTY3OUTY6OUTTlSPK801.DTlOUTY6END5. 6传感器选择与位置确定传感器的作用是把检测的其他信号转化为计算机能进行处理的电信号，实现自动控制
37、的重要部件。传感器的种类繁多，原理也各不相同，所以要根据运用的场合进行选择。一般常用的传感器有光电传感器、压力传感器、电磁传感器等，由于被检测的对象为在输送带上运行的穴盘。采用压力传感器的话安装布置不容易，且精确性得不到保证。采用电磁传感器布置简便容易，且传感器的检测精度高。但由于穴盘是非金属材料，如果采用电磁传感器的话还得对穴盘进行处理成本较高且生产繁琐。所以综合各种因素后选择光电传感器，光电传感器的类型有槽型光电传感器、对射型光电传感器、反光板型光电传感器、扩散反射型光电传感器。根据生产环境和布置的要求，这里选择对射型光电传感器选择的型号为E3F-5DN151.o光电传感器的位置应由输送带
38、的速度、气缸运动行程的实际、落种的时间等来决定，由设计机构可知吸种头距离输送带的距离150mm,输送带的速度为0.06ms,气缸运动一次的时间为1s,这里假设穴盘的两个穴孔之间的距离为60mm。计算过程如下：落种的时间，根据2ax=v；v；V=A得t=、回二、区=0.075s所以落种的tV2aV2x10时间为O075so所以完成一次吸种播种的时间，T=0.1+1=1.075s。所以当传感器检测到信号以后，穴孔的中心应距离导种管中心距离1=0.06x1.075=0.0645m=64.5mm。所以传感器安装在离导种管中心65m11处，传感器正对安装。6结论与展望5.1 结论经过自己的努力终于把播种
39、机完成了，播种机在可编程控制器的基础是能实现小粒种子的精确播种。并且能实现气缸一次行程完成两次播种，极大的提高了劳动生产率。但由于设计经验不足，在输送机侧板的选择上犯错误。选择了钢板作为输送机的侧板，致使输送机的刚度不足，在工作过程中会产生振动等不良的影响。以后自己在设计中会综合考虑各因素，避免一些低级错误的发生。6. 2展望未来的农业是机械化、自动化、智能化，系统化和信息化的，所以未来的播种机械应该会更加的完善。在播种的精密性与稳定性方面会取得更加大的进步，播种机械也逐步向轻、短、小发展。参考文献1姜新桥石建华可编程控制器应用基础华中科技大学出版社2杨长能张兴毅可编程序控制器基础及应用重庆大
40、学出版社3宋锦春液压与气压传动第三版科学出版社4何存兴张铁华液压与气压传动第二版华中科技大学出版社5机械设计手册编委会王文斌机械设计手册单行本气压传动与控制机械工业出版社6运输机械设计选用手册编辑委员会袁纽运输机械设计选用手册化学工业出版社7周兆元李翔英互换性与测量技术基础机械工业出版社8张钺新型圆管带式输送机设计手册化学工业出版社9吴宗泽机械设计实用手册第三版化学工业出版社10陈定国吴立言机械设计第九版高等教育出版社11王世辉机械设计基础重庆大学出版12王泓机械制造基础北京理工大学出版社13刘鸿文材料力学高等教育出版社14葛文杰机械原理第八版高等教育出版社15张祖立机械设计基础第二版中国农业大学出版社16奇民机械工程材料大连理工大学出版社17王万均农业机械设计手册18中国农业机械化科学研究院农田机械设计手册19周兆元互换性与测量技术机械工业出版社20JohannBorenstein.ExperimentalResultsfromInternalOdometryErrorCorectionwiththeOmniMateMobileRobotJ.IEEETranslationsonRoboticsandutomation.
