基于农作物的装运系统设计与制作

林盛昌 王世光 李 奎 王嘉辉

（南通理工学院 电气与能源工程学院，南通 226002）

目前，农作物的买卖大多还依靠人力来完成，农民的粮食想要卖出去，需要多个中间商才能出售到各个加工厂。在这个过程中，中间商会从中拿取一部分利润，甚至有些黑心商人还会在秤上作假，多拿农民的谷物谋取利益。

为了使农民和各大加工厂利益最大化，可使厂家直接与农民对接进行买卖，避免中间商赚差价。本产品可对整个买卖过程进行全程无死角的监控与管理。农民只需将农作物运送到指定位置，按下启动按钮，整个系统就会精准有序地运行，同时农民可拿起手机加入特定的局域网，对整个过程进行查看。

1 硬件设计

1.1 农作物装运系统

本系统部件由南通理工学院自主设计，利用数控加工完成。其工作原理为：控制系统控制电机进行运转，进而驱动双气缸进行作业，使相应的机械部件按预定顺序进行动作，完成所要求的调制工作。该装运系统对所需农作物进行准确计量，避免了人工失误，减少了人力消耗，有效提高了服务效率，调配系统结构如图1所示。

图1 农作物调配系统结构

1.2 搬运机器人和运输机器人

搬运机器人的任务是将装袋后的农作物送给运输机器人。它的机构原动力由气泵提供，通过可编程控制器控制双作用气缸，从而实现相应机械部件按预定顺序进行动作，实物如图2所示。运输机器人接过搬运机器人手中的粮袋，进行封口，最后将其运送到货车上，实物如图3所示。

1.3 微网控制系统

微网控制系统主要用来远程监控管理，这样厂家和农民可以随时随地地对农作物装到袋中；搬运传送带上进行封口；封口后的粮袋装车，这个过程进行实时监控。如果出现突发情况可第一时间进行处理。农民还可以通过摄像头向厂家反馈情况及意见，从而提高自身的满意度。农作物装运系统流程如图4所示。

图2 搬运机器人

图3 运输机器人

图4 农作物装运系统

2 原理图

2.1 电气控制原理图

当操作人员按下启动按钮时，PLC会收到一个输入信号，这时农作物装运系统开始工作：Y0首先输出推动粮袋到达指定位置；1s后Y1输出将设定好重量的农作物装入袋中，然后Y2输出把农作物送到指定位置；2s后Y3、Y4、Y5、Y6间隔1s顺序接通，机械手夹取粮食以后Y5、Y4、Y3、Y6间隔1s顺序失电，搬运机器人把粮食交给运输机器人；1s后Y7输出把粮食送到封口机旁，Y10输出封口把粮食运输到货车上；最后整个系统复位重复以上操作，直到按下停止按钮时，系统停止工作。电气控制原理如图5所示。本机器人采用气动控制原理如图6所示。

2.2 监控控制

整个系统电源接通以后，摄像头、路由器也同时启动，管理者可加入特定的局域网，观看整个系统的运营情况，实施管理。

3 结语

图5 电气控制原理

图6 气动原理

农作物的装运系统设计与制作已经完成，并且投入生产，有效避免了黑心商家欺瞒农民，从交易过程中牟利。从机械、电气线路的设计到机械加工、工件焊接以及程序的调试，经历了很多困难，笔者重新学习了机械方面的知识，巩固了基础，为以后的设计工作打下坚实的基础。