[發明專利]一種田園圖案有序栽植系統及栽植方法

在審

• 申請號: 201711129623.9
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107750552A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 金鑫;彭林;黃嶸彪;付俊發;莫秀興;吳作發;崔志瑩
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: A01C11/02
• 分類號: A01C11/02;A01G2/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 孫笑飛

技術領域

本發明涉及農業機械技術領域，具體的說是一種田園圖案有序栽植系統及栽植方法。

背景技術

近年來，創意農業在我國快速發展，各地興起了利用不同作物或同種作物不同花色或葉色品種種植創意文化圖案用于觀光旅游的熱潮。以稻田彩繪為例，在田地里將創意文化圖案種植成功，通常情況下，需要預先在田地里用九宮格經過各種繁瑣的定位后，再經數百名村民協作進行栽植，是一件費工、費時、費力的工作。如果能實現機械化精準定位移栽圖案種植，將會使稻田彩繪的栽植成本和周期大幅減少，栽植的精度也能大幅提高，從而能夠大范圍、多領域推廣此項技術，對在勞動力日益減少的中國農村具有深遠的意義，對國家提出的“一二三產業深度融合”具有積極的促進作用。在國外，田間彩繪藝術起源于日本，然后通過中國臺灣傳到大陸，但日本并沒有專用于圖案移栽的移栽機器。在國內，關于田間彩繪種植，均采用傳統的九宮格定位、人工種植的方式，作業環節多、用工量多、勞動強度大、生產率低且移栽質量難以保證。目前，在國家大力發展休閑農業的時代背景下，圖案栽植采用人工種植的落后作業方式已經不能符合時代的需求，因此研制一種可以進行機械化乃至自動化圖案移栽的機器是具有時代意義的。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種田園圖案有序栽植系統及栽植方法，該系統能夠保證低傷苗率、高直立率，并能夠在田間實現精準定位，然后實現田園圖案自動化有序栽植，具有重要的科學意義和明確的應用前景。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為：一種田園圖案有序栽植系統，該栽植系統包括一個行走栽植機構和若干組執行機構，所述行走栽植機構包括行走輪和鴨嘴式栽植單元，各執行機構輸出的缽苗通過一個導苗管與鴨嘴式栽植單元對應承接，鴨嘴式栽植單元將接收的缽苗進行栽植，每組執行機構均包括取苗投苗系統和控制系統；

所述取苗投苗系統包括：

用于實現苗盤在豎直方向移動的豎直輸送機構，所述豎直輸送機構包括第一步進電機，第一步進電機由第一驅動器驅動；

用于實現苗盤在水平方向移動的水平輸送機構，所述水平輸送機構包括第二步進電機，第二步進電機由第二驅動器驅動；

用于將苗盤分離成缽苗和空苗盤的頂針機構，所述頂針機構包括第三步進電機，第三步進電機由第三驅動器驅動；

用于抓取頂針機構頂出的缽苗并輸送的抓取機構，所述抓取機構包括取苗機構和輸送機構，取苗機構包括用于取苗的苗爪以及用于驅動苗爪工作的第七驅動器，輸送機構包括第四步進電機，第四步進電機由第四驅動器驅動；

用于接住取苗機構投放的缽苗，并將缽苗運送至預設位置進行栽植的投苗機構，所述投苗機構包括第五步進電機，第五步進電機由第五驅動器驅動；

所述控制系統包括總控制器、開關組和GPS/INS組合導航系統，所述總控制器還連接有：

第一控制器，第一控制器與所述第一驅動器電連接；

第二控制器，第二控制器與所述第二驅動器電連接；

第三控制器，第三控制器與所述第三驅動器電連接；

第四控制器，第四控制器與所述第四驅動器電連接；

第五控制器，第五控制器與所述第五驅動器電連接；

第六控制器，第六控制器與所述行走輪的驅動器電連接；

第七控制器，第七控制器與所述第七驅動器電連接；

所述GPS/INS組合導航系統和第六控制器電連接，用于實時接收GPS坐標信號，對行走輪的行進路線進行跟蹤以及修正。

作為一種優選方案，該栽植系統包括三組執行機構。

作為一種優選方案，所述開關組包括三個開關，分別是第一開關、第二開關和第三開關，且該三個開關均設置在豎直輸送機構上。

作為一種優選方案，利用如上所述的一種田園圖案有序栽植系統的栽植方法，包括如下步驟：

步驟一、通過圖形像素分析軟件，導出像素坐標；

步驟二、第五控制器根據像素坐標控制投苗機構投放相應的缽苗，第六控制器控制行走輪通過規劃好的路線進行移動栽植工作；

步驟三、在移動栽植工作過程中，使用GPS/INS組合導航系統進行路線跟蹤；

步驟四、GPS/INS組合導航系統判斷行走輪與按照規劃好的路線進行移動栽植工作路線是否偏航；若偏航，第六控制器獲取GPS/INS組合導航系統中的INS數據對行走輪的行走路線進行修正，并繼續完成移動栽植工作；若無偏航，繼續完成移動栽植工作。