CN109005921A - 一种荔枝采摘机驱动控制***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荔枝采摘机驱动控制***，包括控制芯片、电机驱动模块、电机堵转保护模块、传感器检测模块和电机，传感器检测模块安装于电机上，控制芯片的输入端与传感器检测模块的输出端连接而检测电机的工作电流和动刀片的位置；控制芯片的输出端与电机驱动模块连接而控制电机的工作状态；电机堵转保护模块与电机驱动模块连接而在电机工作电流过大时断开电机的工作电流。本发明还公开了一种控制方法。在工作时，电机驱动动刀片运动。控制芯片通过传感器检测模块检测电机的工作电流值和动刀片的位置，然后控制芯片输出控制到电机驱动模块，以控制电机的工作状态，从而控制动刀片切割果枝或复位，实现自动化、高效率和低成本控制采摘机的目的。

Description

一种荔枝采摘机驱动控制***及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种驱动控制***及其控制方法，尤其是指一种荔枝采摘机驱动控制***及其控制方法。

背景技术

荔枝是我国特色的亚热带水果，主要分布在广东、广西、福建和海南等省区，其种植面积和总产量均居世界第一。近年来，广东在全省积极推行无公害、标准化荔枝生产技术，生产出大量符合标准的产品，提高了荔枝的市场竞争力。但是，现在果农们采摘荔枝依然主要靠人工手动采摘。由于果实分布高低不均，人们还时常需要借助梯子得工具攀爬才能采摘到，作业范围大，整个采摘过程费时费力，工作强度大，效率低，人工成本投入高。

因此，设计一种能提高荔枝采摘效率、降低劳动强度和采摘成本的荔枝采摘机驱动控制***及其控制方法，保障荔枝成品质量具有重要的社会和经济效益，应用前景广阔。

发明内容

本发明的目的在于解决现有荔枝采摘存在依靠人工进行手工作业，整个过程费时费力，采摘麻烦、工作强度大且效率低，使得人工成本投入高的问题，提供一种能提高荔枝采摘效率、降低劳动强度和采摘成本的荔枝采摘机驱动控制***及其控制方法。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种荔枝采摘机驱动控制***，包括控制芯片、电机驱动模块、电机堵转保护模块、传感器检测模块和电机，所述传感器检测模块安装于所述电机上，所述控制芯片的输入端与所述传感器检测模块的输出端连接而检测电机的工作电流和动刀片的位置；所述控制芯片的输出端与电机驱动模块连接而控制电机的工作状态；所述电机堵转保护模块与电机驱动模块连接而在电机工作电流过大时断开电机的工作电流。

所述电机驱动模块包括电阻R7～R9和电容C1，所述电容C1的一端与所述电阻R7和电阻R8的一端连接，电容C1的另一端接地；所述电阻R7的另一端与控制芯片的第一个A/D接口连接，电阻R8的另一端与电阻R9和电机的负极连接，所述电机的正极连接DC12V，所述电阻R9的另一端接地。

所述传感器模块包括用于检测电机工作电流的电流传感器，用于检测动刀片张开到最大处的第一霍尔传感器，用于检测动刀片张开到最小处的第二霍尔传感器，以及电阻R2和R3；电流传感器的输出端与所述控制芯片的输入端连接，所述第一霍尔传感器的输出端与电阻R3和控制芯片的TOSC2脚连接，电阻R3的另一端接5V；所述第二霍尔传感器的输出端与电阻R2和控制芯片的TOSC1脚连接，电阻R2的另一端接+5V。

所述电机堵转保护模块包括电阻R4至电阻R6，所述电阻R4的一端分别与电阻R7、控制芯片的第一个A/D和控制芯片的第二个A/D连接；所述电阻R5的一端分别与电阻R7、控制芯片的第一个A/D和控制芯片的第三个A/D连接；电阻R6的一端分别与电阻R7、控制芯片的第一个A/D和控制芯片的第四个A/D连接；所述电阻R4至电阻R6的另一端接+5V。

所述控制芯片的电源输入端连接电源转换稳压电路的+5V输出端。

所述电源转换稳压电路包括IC芯片、电容C3和C4，所述IC芯片的1脚与电容C4有一端和DC12V电源连接，所述电容C4的另一端与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与IC芯片的3脚和控制芯片的电源输入端连接，所述IC芯片的2脚接地。

所述IC芯片为7805三端稳压集成电路。

所述控制芯片采用ATmega16 AVR。

一种荔枝采摘机驱动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制芯片通过第一霍尔传感器和第二霍尔传感器检测动刀片的张开位置；

2)闭合开关后断开，控制芯片控制电机反向转动；电机驱动动刀片张开至最大处时，动刀片触发第一霍尔传感器；第一霍尔传感器发送信号给控制芯片，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动；

3)再次闭合开关，控制芯片控制电机正向转；电机驱动动刀片张开至最小处时，动刀片触发第二霍尔传感器；第二霍尔传感器发送信号给控制芯片，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动；在该过程中，若断开开关，控制芯片控制电机反向转动；电机驱动动刀片张开至最大处时，动刀片触发第一霍尔传感器；第一霍尔传感器发送信号给控制芯片，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动；

所述步骤2和3中，控制芯片通过电流传感器检测电机的工作电流，并将获得的电流数据发送到上位机；当电流值大于设定值时，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明的控制***在工作时，电机驱动动刀片运动。控制芯片通过传感器检测模块检测电机的工作电流值和动刀片的位置，然后控制芯片输出控制到电机驱动模块，以控制电机的工作状态，使电机正转、反转或保持静止状态，从而控制动刀片切割果枝或复位，实现自动化、高效率和低成本控制采摘机的目的。

2、本发明的控制方法通过控制芯片接收开关的动作信号，并能根据开关的动作信号的次序自动和灵活地控制电机的工作状态，使电机驱动动刀片前进、后退或停止，从而实现对果枝进行切割和释放的目的。整个过程中，控制芯片能根据电流传感器检测电机的工作电流，并上传到上位机，从而实现远程监控，并且当电机出现卡堵而导致电流超过设定值时，电机堵转保护模块切断电机的供电电源，防止电机被烧坏，保证了电机的使用安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明荔枝采摘机驱动控制***的结构示意图；

图2是本发明荔枝采摘机驱动控制方法的流程框图；

图3是本发明荔枝采摘机驱动控制方法的逻辑控制结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参见图1至图3，本实施例涉及电机驱动控制***，包括控制芯片1、电机驱动模块2、电机堵转保护模块3、传感器检测模块4和电机5，所述传感器检测模块4安装于所述电机5上，所述控制芯片1的输入端与所述传感器检测模块4的输出端连接而检测电机5的工作电流和动刀片的位置；所述控制芯片1的输出端与电机驱动模块2连接而控制电机5的工作状态；所述电机堵转保护模块3与电机驱动模块2连接而在电机5工作电流过大时断开电机5的工作电流。

在工作时，电机5驱动动刀片运动。控制芯片1通过传感器检测模块4检测电机5的工作电流值和动刀片的位置，然后控制芯片1输出控制到电机驱动模块2，以控制电机5的工作状态，使电机5正转、反转或保持静止状态，从而控制动刀片切割果枝或复位，实现自动化、高效率和低成本控制采摘机的目的。

为了提高电机5的使用寿命，在电机5的工作电流超过预设的电流上限值时，电机堵转保护模块3自动工作切断电流的工作电流，令电机5处于堵转电流过大时的停止工作，以保护电机5安全。

所述电机驱动模块2包括电阻R7～R9和电容C1，所述电容C1的一端与所述电阻R7和电阻R8的一端连接，电容C1的另一端接地；所述电阻R7的另一端与控制芯片1的第一个A/D接口连接，电阻R8的另一端与电阻R9和电机5的负极连接，所述电机5的正极连接DC12V，所述电阻R9的另一端接地。

所述传感器模块包括用于检测电机5工作电流的电流传感器，用于检测动刀片张开到最大处的第一霍尔传感器，用于检测动刀片张开到最小处的第二霍尔传感器，以及电阻R2和R3；电流传感器的输出端与所述控制芯片1的输入端连接，所述第一霍尔传感器的输出端与电阻R3和控制芯片1的TOSC2脚连接，电阻R3的另一端接5V；所述第二霍尔传感器的输出端与电阻R2和控制芯片1的TOSC1脚连接，电阻R2的另一端接+5V。控制芯片1通过电流传感器检测电机5的工作电流；当电流值大于设定值时，控制芯片1通过电机堵转保护模块3控制电机5停止转动。

所述电机堵转保护模块3包括电阻R4至电阻R6，所述电阻R4的一端分别与电阻R7、控制芯片1的第一个A/D和控制芯片1的第二个A/D连接；所述电阻R5的一端分别与电阻R7、控制芯片1的第一个A/D和控制芯片1的第三个A/D连接；电阻R6的一端分别与电阻R7、控制芯片1的第一个A/D和控制芯片1的第四个A/D连接；所述电阻R4至电阻R6的另一端接+5V。

所述控制芯片1的电源输入端连接电源转换稳压电路6的+5V输出端。

所述电源转换稳压6电路包括IC芯片、电容C3和C4，所述IC芯片的1脚与电容C4有一端和DC12V电源连接，所述电容C4的另一端与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与IC芯片的3脚和控制芯片1的电源输入端连接，所述IC芯片的2脚接地。IC芯片的1脚输入DC12V，将12V的电压轮换为5V的电压并通过3脚输出，为控制芯片1的工作提供合适的工作电压。

所述IC芯片为7805三端稳压集成电路。

所述控制芯片1采用ATmega16 AVR。当然，其它具有本发明所需功能的芯片也适用于本发明。

本实施例还提供一种荔枝采摘机驱动控制方法，如图2和图3所示，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制芯片1通过第一霍尔传感器和第二霍尔传感器检测动刀片的张开位置；

2)闭合开关后断开，控制芯片1控制电机5反向转动；电机5驱动动刀片张开至最大处时，动刀片触发第一霍尔传感器；第一霍尔传感器发送信号给控制芯片1，控制芯片1通过电机堵转保护模块3控制电机5停止转动；

3)再次闭合开关，控制芯片1控制电机5正向转；电机5驱动动刀片张开至最小处时，动刀片触发第二霍尔传感器；第二霍尔传感器发送信号给控制芯片1，控制芯片1通过电机堵转保护模块3控制电机5停止转动；在该过程中，若断开开关，控制芯片1控制电机5反向转动；电机5驱动动刀片张开至最大处时，动刀片触发第一霍尔传感器；第一霍尔传感器发送信号给控制芯片1，控制芯片1通过电机堵转保护模块3控制电机5停止转动；

所述步骤2和3中，控制芯片1通过电流传感器检测电机5的工作电流，并将获得的电流数据发送到上位机；当电流值大于设定值时，控制芯片1通过电机堵转保护模块3控制电机5停止转动。

该控制方法通过控制芯片1接收开关的动作信号，并能根据开关的动作信号的次序自动和灵活地控制电机5的工作状态，使电机5驱动动刀片前进、后退或停止，从而实现对果枝进行切割和释放的目的。整个过程中，控制芯片1能根据电流传感器检测电机5的工作电流，并上传到上位机，从而实现远程监控，并且当电机5出现卡堵而导致电流超过设定值时，电机堵转保护模块3切断电机5的供电电源，防止电机5被烧坏，保证了电机5的使用安全。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于：包括控制芯片、电机驱动模块、电机堵转保护模块、传感器检测模块和电机，所述传感器检测模块安装于所述电机上，所述控制芯片的输入端与所述传感器检测模块的输出端连接而检测电机的工作电流和动刀片的位置；所述控制芯片的输出端与电机驱动模块连接而控制电机的工作状态；所述电机堵转保护模块与电机驱动模块连接而在电机工作电流过大时断开电机的工作电流。

2.根据权利要求1所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述电机驱动模块包括电阻R7～R9和电容C1，所述电容C1的一端与所述电阻R7和电阻R8的一端连接，电容C1的另一端接地；所述电阻R7的另一端与控制芯片的第一个A/D接口连接，电阻R8的另一端与电阻R9和电机的负极连接，所述电机的正极连接DC12V，所述电阻R9的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述传感器模块包括用于检测电机工作电流的电流传感器，用于检测动刀片张开到最大处的第一霍尔传感器，用于检测动刀片张开到最小处的第二霍尔传感器，以及电阻R2和R3；电流传感器的输出端与所述控制芯片的输入端连接，所述第一霍尔传感器的输出端与电阻R3和控制芯片的TOSC2脚连接，电阻R3的另一端接5V；所述第二霍尔传感器的输出端与电阻R2和控制芯片的TOSC1脚连接，电阻R2的另一端接+5V。

4.根据权利要求1所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述电机堵转保护模块包括电阻R4至电阻R6，所述电阻R4的一端分别与电阻R7、控制芯片的第一个A/D和控制芯片的第二个A/D连接；所述电阻R5的一端分别与电阻R7、控制芯片的第一个A/D和控制芯片的第三个A/D连接；电阻R6的一端分别与电阻R7、控制芯片的第一个A/D和控制芯片的第四个A/D连接；所述电阻R4至电阻R6的另一端接+5V。

5.根据权利要求1所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述控制芯片的电源输入端连接电源转换稳压电路的+5V输出端。

6.根据权利要求5所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述电源转换稳压电路包括IC芯片、电容C3和C4，所述IC芯片的1脚与电容C4有一端和DC12V电源连接，所述电容C4的另一端与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与IC芯片的3脚和控制芯片的电源输入端连接，所述IC芯片的2脚接地。

7.根据权利要求6所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述IC芯片为7805三端稳压集成电路。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种荔枝采摘机驱动控制***，其特征在于，所述控制芯片采用ATmega16 AVR。

9.根据权利要求1所述的一种荔枝采摘机驱动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制芯片通过第一霍尔传感器和第二霍尔传感器检测动刀片的张开位置；

2)闭合开关后断开，控制芯片控制电机反向转动；电机驱动动刀片张开至最大处时，动刀片触发第一霍尔传感器；第一霍尔传感器发送信号给控制芯片，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动；

3)再次闭合开关，控制芯片控制电机正向转；电机驱动动刀片张开至最小处时，动刀片触发第二霍尔传感器；第二霍尔传感器发送信号给控制芯片，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动；在该过程中，若断开开关，控制芯片控制电机反向转动；电机驱动动刀片张开至最大处时，动刀片触发第一霍尔传感器；第一霍尔传感器发送信号给控制芯片，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动。

10.根据权利要求9所述的一种荔枝采摘机驱动控制方法，其特征在于，所述步骤2和3中，控制芯片通过电流传感器检测电机的工作电流，并将获得的电流数据发送到上位机；当电流值大于设定值时，控制芯片通过电机堵转保护模块控制电机停止转动。