一种智能移动栽培架装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高架作物栽培装置及其控制方法，特别是一种智能移动栽培架装置及其控制方法。属于农业机械技术领域。
【背景技术】
[0002]近些年，随着高架作物栽培的需要，为了减轻劳动强度，国外设施农业发达国家已开始设计各种作物栽培系统，尤其以日本的高设栽培和荷兰的悬挂式栽培系统最为典型。传统栽培架多为固定式结构，按照南北向排放，排放时各栽培架模块都固定于地面上，各模块间取一定的栽培架间距，以供作业人员田间管理与收获。
[0003]随着单位面积产出量逐年提高的要求，温室大棚的空间利用率也由原来不足45%提高到75%，原有的固定式栽培架之间的过道已造成了一种资源浪费，各国已开始研究高架作物(草莓)生产的移动栽培系统，目前通过检索发现已有为数不多的移动栽培架装置方面的技术报道，申请号为ZL201310148671.8的专利文件中，公开了用于承载温室栽培架的可移动底盘装置，采用伺服电机、减速器、链传动机构将动力传递到主动轴系，然后带动三个从动轴系运动，通过控制部件总成实现架体模块的运动，此专利文件确实一定程度上提高了温室空间利用率，但仍存在一定的局限性，其一此装置机械结构复杂，且只适合栽培架模块较少的场合，不能满足目前温室内多组栽培架装置联动作业的状况；其二，此栽培架模块间是通过齿轮轴系机构传动的，栽培架模块间的间距不可灵活调节，不能同时满足不同身材的作业人员作业，同时也不能满足收获时小型拖车行走所需的间距要求，整体结构及操作使用上已经满足不了现代大型规模化和智能化生产管理的需求。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种栽培架之间的作业空间可根据需要灵活调节的智能移动栽培架装置，满足了高架作物栽培时田间管理与收获环节中所需要的不同栽培架间距要求，且操作方式多样化，满足不同人群操作习惯，提高了工作效率，并节本省力。
[0005]为了解决以上技术问题，本发明提供一种智能移动栽培架装置，包括安置在作业空间的一对导轨，所述导轨上安置一组可滑移的栽培架模块，所述栽培架模块上装有相邻位置传感器，所述相邻位置传感器的信号输出端接PLC的信号输入端，所述PLC的控制信号输出端接位于液压马达供油油路中伺服阀的受控端，所述液压马达与栽培架模块底部的滚动轴传动连接，所述PLC含有:
设置模块，用于接受所需操作空间决定的栽培架设置间隔；
接收模块，用于接收相邻位置传感器的传感信号，并确定栽培架间隔决定的当前位置；
选择模块，用于根据所述当前位置选择最大间隔所在位置；
比较模块，用于比较最大间隔是否大于等于设置间隔，如是则启动指示模块，如否则通过相应的伺服阀控制液压马达，将数量较少一侧的栽培架移动至间隔大于等于设置间隔，再启动指不t旲块；
指示模块，用于指示最大间隔所在位置。
[0006]本发明进一步限定的技术方案是:
优选的，所述栽培架模块包括架体总成和传感控制总成；所述架体总成包括支撑架；所述支撑架底部和上部的左右两端在垂直平行导轨的方向上分别设有一个连接轴；所述底部的左右连接轴分别嵌套一个空心的滚动轴，所述上部的左右连接轴分别嵌套一个空心的长杆，所述滚动轴支撑在两平行导轨上可左右移动构成移动副；
所述传感控制总成包括伺服阀、液压马达、链传动机构以及固定安装于支撑架底端一侧的位移传感器；所述PLC控制器的一端通过导线与位移传感器连接，其另一端通过导线与伺服阀连接；所述伺服阀通过液压油管与液压马达连接，所述液压马达固定安装在支撑架上，液压马达的输出端连接链传动机构；所述链传动机构通过链轮与滚动轴动力传动，控制滚动轴在两个平行导轨上旋转运动。
[0007]优选的，还包括液压栗以及与液压栗通过进油管连接的分流器；所述分流器与伺服阀连接，所述分流器将液压栗输入的油液等量或成比例地分成多路输出给每个栽培架模块的伺服阀。
[0008]优选的，所述长杆的外侧安装有固定无纺布的U形卡槽；所述无纺布通过卡簧压于U形卡槽内；所述滚动轴的两端的外圆表面固定套设有凸挡圈。
[0009]优选的，所述凸挡圈与两根平行导轨内侧的安装距离为厘米；所述位移传感器的探头部位安装位置与滚动轴的侧边缘齐平；所述支撑架底部的连接轴与滚动轴嵌套连接处设有?毫米的间隙；所述支撑架上部的连接轴与长杆嵌套处为过盈配合。
[0010]本发明还涉及一种智能移动栽培架装置的控制方法，其特征在于包含以下步骤:设置步骤，用于接收所需操作空间决定的栽培架设置间隔；
接收步骤，用于接收相邻位置传感器的传感信号，并确定栽培架间隔决定的当前位置；
选择步骤，用于根据所述当前位置选择最大间隔所在位置；
比较步骤，用于比较最大间隔是否大于等于设置间隔，如是则启动指示步骤，如否则通过相应的伺服阀控制液压马达，将数量较少一侧的栽培架移动至间隔大于等于设置间隔，再启动指示步骤；
指示步骤，用于指示最大间隔所在位置。
[0011]本发明进一步限定的技术方案是:
优选的，在所述接收步骤中，各个栽培架模块上的位移传感器检测与其右侧相邻模块之间的直线距离；并传至PLC;
选择步骤，PLC选择出相邻栽培架模块η和η-1之间的间隔最大值；
比较步骤，比较最大间隔是否大于等于设置间隔H，如是则启动指示装置，关闭所有伺服阀，所有模块处于静止状态；如否则由PLC通过相应的伺服阀来控制对应的液压马达，将最大间隔两侧的栽培架模块中数量较少一侧的栽培架模块η向模块η+1方向移动，移动至间隔大于等于设置间隔H，再启动指示装置；
指示步骤，PLC指示出最大间隔所在位置的模块；工作人员进入该区域工作。
[0012]优选的，在所述比较步骤中；栽培架模块η向模块η+1移动的同时，模块η+1上的位移传感器检测其与η模块之间的距离d并传至PLC ;
(a)若d彡5cm;则PLC控制模块η+1的伺服阀，使其处于关闭状态；
(b)若d<5cm;则PLC控制模块η+1的伺服阀，使其处于打开状态，从而控制模块η+1向模块η+移动；
(c)重复上述检测过程。
[0013]优选的，还包括返回步骤；在工作人员完成模块η和η-1区域的工作后，PLC控制模块η的液压马达反向转动，从而控制模块η向模块η-1移动；移动的同时η模块上的移动传感器检测其与η-1模块之间的距离d，当d=5cm时，PLC发送中断指令至模块η的伺服阀，伺服阀关闭，模块η停止移动。
[0014]优选的，还包括再次选择步骤；在模块η移动至模块η-1距离5cm时，模块η和模块η-1上的位移传感器关闭，其它模块上位移传感器打开，并将检测到的间隔值信号传递至PLC，PLC选出所有间隔值信号中的最大值，将最大间隔值再与设置间隔H比较，然后重复比较检测过程。
[0015]本发明的工作原理为:启动液压栗，液压油将通过进油管进入到分流器内，分流器将输入的油液等量或成比例地分成多路输出给各栽培移动架模块的伺服阀；同时PLC控制器根据选定的工作模式要求，发出相应的指令给各栽培移动架模块的伺服阀，从而使得部分或全部伺服阀将使得液压油输入给液压马达，从而将运动传递给链传动机构，使得链传动机构产生顺时针方向的运动，链传动机构中下部链轮安装于滚动轴上，故使得滚动轴也产生向右的移动；在滚动轴右移的过程中，由于位移传感器安装在架体总成的下端右部，并且其探头与滚动轴的右边缘对齐，因而该位移传感器可实时检测与前方相邻模块之间的直线距离；之后各工作模块将位移传感器检测到的电信号全部传递至PLC控制器，并与预置参数相比较，若达到理想值，则传递指令控制相关模块的伺服阀处于关闭状态；相反，仍然控制相关伺服阀处于开启状态，继续使得液压油流入进相关模块的液压马达，使得该模块的架体总成继续右移，如此反复检测循环控制，直至完成达到上述需要的工作模式状态。
[0016]本发明的有益效果是:本发明可根据作业工作空间要求，选择合适的工