林盛昌 王世光 李 奎 王嘉輝

（南通理工學(xué)院 電氣與能源工程學(xué)院，南通 226002）

目前，農(nóng)作物的買賣大多還依靠人力來完成，農(nóng)民的糧食想要賣出去，需要多個(gè)中間商才能出售到各個(gè)加工廠。在這個(gè)過程中，中間商會(huì)從中拿取一部分利潤(rùn)，甚至有些黑心商人還會(huì)在秤上作假，多拿農(nóng)民的谷物謀取利益。

為了使農(nóng)民和各大加工廠利益最大化，可使廠家直接與農(nóng)民對(duì)接進(jìn)行買賣，避免中間商賺差價(jià)。本產(chǎn)品可對(duì)整個(gè)買賣過程進(jìn)行全程無死角的監(jiān)控與管理。農(nóng)民只需將農(nóng)作物運(yùn)送到指定位置，按下啟動(dòng)按鈕，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)精準(zhǔn)有序地運(yùn)行，同時(shí)農(nóng)民可拿起手機(jī)加入特定的局域網(wǎng)，對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行查看。

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 農(nóng)作物裝運(yùn)系統(tǒng)

本系統(tǒng)部件由南通理工學(xué)院自主設(shè)計(jì)，利用數(shù)控加工完成。其工作原理為：控制系統(tǒng)控制電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)雙氣缸進(jìn)行作業(yè)，使相應(yīng)的機(jī)械部件按預(yù)定順序進(jìn)行動(dòng)作，完成所要求的調(diào)制工作。該裝運(yùn)系統(tǒng)對(duì)所需農(nóng)作物進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，避免了人工失誤，減少了人力消耗，有效提高了服務(wù)效率，調(diào)配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 農(nóng)作物調(diào)配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 搬運(yùn)機(jī)器人和運(yùn)輸機(jī)器人

搬運(yùn)機(jī)器人的任務(wù)是將裝袋后的農(nóng)作物送給運(yùn)輸機(jī)器人。它的機(jī)構(gòu)原動(dòng)力由氣泵提供，通過可編程控制器控制雙作用氣缸，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)機(jī)械部件按預(yù)定順序進(jìn)行動(dòng)作，實(shí)物如圖2所示。運(yùn)輸機(jī)器人接過搬運(yùn)機(jī)器人手中的糧袋，進(jìn)行封口，最后將其運(yùn)送到貨車上，實(shí)物如圖3所示。

1.3 微網(wǎng)控制系統(tǒng)

微網(wǎng)控制系統(tǒng)主要用來遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，這樣廠家和農(nóng)民可以隨時(shí)隨地地對(duì)農(nóng)作物裝到袋中；搬運(yùn)傳送帶上進(jìn)行封口；封口后的糧袋裝車，這個(gè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果出現(xiàn)突發(fā)情況可第一時(shí)間進(jìn)行處理。農(nóng)民還可以通過攝像頭向廠家反饋情況及意見，從而提高自身的滿意度。農(nóng)作物裝運(yùn)系統(tǒng)流程如圖4所示。

圖2 搬運(yùn)機(jī)器人

圖3 運(yùn)輸機(jī)器人

圖4 農(nóng)作物裝運(yùn)系統(tǒng)

2 原理圖

2.1 電氣控制原理圖

當(dāng)操作人員按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，PLC會(huì)收到一個(gè)輸入信號(hào)，這時(shí)農(nóng)作物裝運(yùn)系統(tǒng)開始工作：Y0首先輸出推動(dòng)糧袋到達(dá)指定位置；1s后Y1輸出將設(shè)定好重量的農(nóng)作物裝入袋中，然后Y2輸出把農(nóng)作物送到指定位置；2s后Y3、Y4、Y5、Y6間隔1s順序接通，機(jī)械手夾取糧食以后Y5、Y4、Y3、Y6間隔1s順序失電，搬運(yùn)機(jī)器人把糧食交給運(yùn)輸機(jī)器人；1s后Y7輸出把糧食送到封口機(jī)旁，Y10輸出封口把糧食運(yùn)輸?shù)截涇嚿希蛔詈笳麄€(gè)系統(tǒng)復(fù)位重復(fù)以上操作，直到按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)停止工作。電氣控制原理如圖5所示。本機(jī)器人采用氣動(dòng)控制原理如圖6所示。

2.2 監(jiān)控控制

整個(gè)系統(tǒng)電源接通以后，攝像頭、路由器也同時(shí)啟動(dòng)，管理者可加入特定的局域網(wǎng)，觀看整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)情況，實(shí)施管理。

3 結(jié)語

圖5 電氣控制原理

圖6 氣動(dòng)原理

農(nóng)作物的裝運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作已經(jīng)完成，并且投入生產(chǎn)，有效避免了黑心商家欺瞞農(nóng)民，從交易過程中牟利。從機(jī)械、電氣線路的設(shè)計(jì)到機(jī)械加工、工件焊接以及程序的調(diào)試，經(jīng)歷了很多困難，筆者重新學(xué)習(xí)了機(jī)械方面的知識(shí)，鞏固了基礎(chǔ)，為以后的設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。