[发明专利]一种多级缓存的穴盘补种装置及其控制方法

权利要求书

1.一种多级缓存的穴盘补种装置，包括传动穴盘部、识别穴盘空穴部、穴盘补种单元，其特征在于，所述的穴盘补种单元包括双级缓存模块；

所述的双级缓存模块包括：一级缓存单元、二级缓存单元，所述一级缓存单元用于将待补种种子补种入被识别出的空穴中，所述二级缓存单元用于选取待补种的种子；

所述一级缓存为舵机阵列缓存单元，所述二级缓存为二维运动取种缓存单元；所述舵机阵列缓存单元用于：将储存在所述舵机阵列缓存单元中的待补种种子补种入被识别出的空穴中；所述二维运动取种缓存单元用于：在识别所述舵机阵列缓存单元中无待补种种子时，对所述舵机阵列缓存单元进行续种；

所述舵机阵列缓存单元，包括：种仓、供种子落入空穴的种仓门，所述种仓门与所述种仓连通设置；还包括控制主板、编码器和光电开关，所述舵机阵列缓存单元感知穴盘在补种工作台上的精确位置、识别穴盘内的空穴，并计算对空穴补种时间点，控制驱动所述种仓门开、合以实现补种动作完成，进一步，完成空穴补种后：更新所述控制主板中的补种信息、所述二维运动取种缓存单元重复取种并放入对应的排空种仓中；

所述二维运动取种缓存单元，包括气动阀、取种吸嘴、种槽、X滑轴、Y滑轴和步进电机；所述取种吸嘴固定于所述Y滑轴的皮带上，通过两个所述步进电机牵引所述皮带转动，以实现取种吸嘴沿X滑轴方向运动，速度记为V_x，或者沿Y滑轴方向运动，速度记为V_y，速度矢量叠加后，其与X滑轴方向夹角θ为：所述种槽通过所述气动阀进行上升、下降；取种吸嘴吸取种子运行至舵机阵列缓存单元时，将种子装填到已空种仓，取种吸嘴所吸附的种子，通过舵机阵列缓冲单元中种仓设置的小挡板刮落至已空的种仓里；完成装填动作后，若舵机阵列缓冲单元的种仓里还有空的，则取种吸嘴紧接着返回种槽继续吸取新的种子。

2.如权利要求1所述多级缓存的穴盘补种装置的控制方法，其特征在于，包括：

首先，设立空穴坐标，并建立内存数组；其中，开辟一块可读写的三维数组内存array[x][y][z]，所述x表示当前待补穴盘编号id值，所述y和z分别为穴孔在穴盘位置中的横纵坐标值；所述空穴坐标包括空穴在穴盘位置中的横纵坐标值、根据空穴是否需要补种情况值；

其次，根据识别出空穴的二维坐标后，在所述三维数组内存array[x][y][z]中对应进行待补空穴标记；

如若标记为待补空穴，且舵机阵列缓存单元第一排的对应种仓有缓存的种子，则对其补种；同时控制主板驱动取种吸嘴从种槽取种子填充已空的种仓；

所述舵机阵列缓存单元每进行一次补种，所述空穴坐标的三维数组内存array[x][y][z]刷新一次，将已经补充过的空穴标记为不需要补种的穴；

所述多级缓存的穴盘补种的控制方法还包括基于OPT页面置换算法的缓存补充方法，包括：在穴盘补种单元运行时，若出现空穴时需要执行补种操作；

所述一级缓存单元没有种子时，则从二级缓存单元向其提供种子进行续种；

具体实现如下：

Step1：通过识别出待补穴盘的空穴二维坐标，在控制主板已开辟的array[x][y][z]内存中进行待补空穴标记；

Step2：识别出空穴后，将空穴位置根据从右到左，从上到下的顺序进行入队操作，形成页面置换队列；

Step3：根据所述页面置换队列，二级缓存单元为一级缓存单元进行续种，页面置换队列中元素依次出队，直至页面置换队列为空。

3.如权利要求2所述多级缓存的穴盘补种装置的控制方法，其特征在于，若舵机阵列缓存单元第一排对应种仓的种子已用完还未及时填充，则使用第二排中对应的种仓对待补空穴进行补种。

4.如权利要求2所述多级缓存的穴盘补种装置的控制方法，其特征在于，所述多级缓存的穴盘补种的控制方法还包括基于LRU页面置换算法的缓存预测性补充方法，包括：

Step1：通过识别出待补穴盘的空穴二维坐标，在控制主板已开辟的array[x][y][z]内存中进行待补空穴标记；

Step2：初始化一个循环链表，初始时头指针指向第一个穴盘位置，之后始终保持头指针指向最近出现空穴的位置；

Step3：当出现空穴时，将空穴位置序号插入到头指针后；

Step4：当穴盘补种单元空闲时，按照所述循环链表顺序二级缓存单元向一级缓存单元进行续种，此时将头指针指向下一个元素。