[发明专利]一种田园图案有序栽植系统及栽植方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体的说是一种田园图案有序栽植系统及栽植方法。

背景技术

近年来，创意农业在我国快速发展，各地兴起了利用不同作物或同种作物不同花色或叶色品种种植创意文化图案用于观光旅游的热潮。以稻田彩绘为例，在田地里将创意文化图案种植成功，通常情况下，需要预先在田地里用九宫格经过各种繁琐的定位后，再经数百名村民协作进行栽植，是一件费工、费时、费力的工作。如果能实现机械化精准定位移栽图案种植，将会使稻田彩绘的栽植成本和周期大幅减少，栽植的精度也能大幅提高，从而能够大范围、多领域推广此项技术，对在劳动力日益减少的中国农村具有深远的意义，对国家提出的“一二三产业深度融合”具有积极的促进作用。在国外，田间彩绘艺术起源于日本，然后通过中国台湾传到大陆，但日本并没有专用于图案移栽的移栽机器。在国内，关于田间彩绘种植，均采用传统的九宫格定位、人工种植的方式，作业环节多、用工量多、劳动强度大、生产率低且移栽质量难以保证。目前，在国家大力发展休闲农业的时代背景下，图案栽植采用人工种植的落后作业方式已经不能符合时代的需求，因此研制一种可以进行机械化乃至自动化图案移栽的机器是具有时代意义的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种田园图案有序栽植系统及栽植方法，该系统能够保证低伤苗率、高直立率，并能够在田间实现精准定位，然后实现田园图案自动化有序栽植，具有重要的科学意义和明确的应用前景。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种田园图案有序栽植系统，该栽植系统包括一个行走栽植机构和若干组执行机构，所述行走栽植机构包括行走轮和鸭嘴式栽植单元，各执行机构输出的钵苗通过一个导苗管与鸭嘴式栽植单元对应承接，鸭嘴式栽植单元将接收的钵苗进行栽植，每组执行机构均包括取苗投苗系统和控制系统；

所述取苗投苗系统包括：

用于实现苗盘在竖直方向移动的竖直输送机构，所述竖直输送机构包括第一步进电机，第一步进电机由第一驱动器驱动；

用于实现苗盘在水平方向移动的水平输送机构，所述水平输送机构包括第二步进电机，第二步进电机由第二驱动器驱动；

用于将苗盘分离成钵苗和空苗盘的顶针机构，所述顶针机构包括第三步进电机，第三步进电机由第三驱动器驱动；

用于抓取顶针机构顶出的钵苗并输送的抓取机构，所述抓取机构包括取苗机构和输送机构，取苗机构包括用于取苗的苗爪以及用于驱动苗爪工作的第七驱动器，输送机构包括第四步进电机，第四步进电机由第四驱动器驱动；

用于接住取苗机构投放的钵苗，并将钵苗运送至预设位置进行栽植的投苗机构，所述投苗机构包括第五步进电机，第五步进电机由第五驱动器驱动；

所述控制系统包括总控制器、开关组和GPS/INS组合导航系统，所述总控制器还连接有：

第一控制器，第一控制器与所述第一驱动器电连接；

第二控制器，第二控制器与所述第二驱动器电连接；

第三控制器，第三控制器与所述第三驱动器电连接；

第四控制器，第四控制器与所述第四驱动器电连接；

第五控制器，第五控制器与所述第五驱动器电连接；

第六控制器，第六控制器与所述行走轮的驱动器电连接；

第七控制器，第七控制器与所述第七驱动器电连接；

所述GPS/INS组合导航系统和第六控制器电连接，用于实时接收GPS坐标信号，对行走轮的行进路线进行跟踪以及修正。

作为一种优选方案，该栽植系统包括三组执行机构。

作为一种优选方案，所述开关组包括三个开关，分别是第一开关、第二开关和第三开关，且该三个开关均设置在竖直输送机构上。

作为一种优选方案，利用如上所述的一种田园图案有序栽植系统的栽植方法，包括如下步骤：

步骤一、通过图形像素分析软件，导出像素坐标；

步骤二、第五控制器根据像素坐标控制投苗机构投放相应的钵苗，第六控制器控制行走轮通过规划好的路线进行移动栽植工作；

步骤三、在移动栽植工作过程中，使用GPS/INS组合导航系统进行路线跟踪；

步骤四、GPS/INS组合导航系统判断行走轮与按照规划好的路线进行移动栽植工作路线是否偏航；若偏航，第六控制器获取GPS/INS组合导航系统中的INS数据对行走轮的行走路线进行修正，并继续完成移动栽植工作；若无偏航，继续完成移动栽植工作。