一体化步进伺服电机在烟叶采收机中的应用

 

烟草是一种重要的经济作物，在我国的国民经济中占有重要地位。随着农业现代化进程的加快，当需要在大面积烟田上进行采收作业时, 手工采收显然已经不能满足农业要求，而机械化的烟叶采收机采收效率高，能够及时完成采收作业。

烟叶采收机作为烟草种植领域的重要机械设备，其性能与效率直接关系到烟草生产的成本与质量。近年来，一体化步进电机在烟叶采收机中的应用日益广泛，极大地提升了采收机的作业性能与稳定性。

 

01.设备简介

机械采收参考人工采收的动作, 利用采收机械产生的外力完成采收作业, 结合烟叶的传送与收集, 完成烟叶采收机械化过程。

某进口全自动烟叶采收机

全自动烟叶采收机主要由驾驶室、主机架、采收机构、传送机构、风机和烟筐等组成, 如图所示。

全自动烟叶采收机结构示意图

根据烟叶采收功能的要求, 一台全自动烟叶采收机主要由行走、采收和存储三大部分组成。

由于烟叶采收机主要是在烟田上低速行驶, 对行走系统的工况要求相对简单, 类比其他农用机械的设计, 简化整机的悬挂系统、转向机构和行走机构, 为采收机构和存储机构的布置提供空间。

02.解决方案

烟叶采收相对于其它作物采收有其特殊性, 烟叶具有易破损的特点, 采收时要保证其较小的破损率, 否则其经济价值会大大下降。

传统的电控系统一般采用PC+PLC+触摸屏+驱动器+步进电机等控制方案，这样不仅布线繁琐、空间占用大，而且整个控制流程也十分复杂，大大增加了开发周期。

立迈胜一体化电机结构系统图

而一体化步进电机，集成了步进电机、驱动器、编码器、I/O、制动器等，具有结构紧凑、体积小、接线方便、控制精确、响应迅速等特点。所以在烟叶采收机中，我们使用一体化步进电机对采摘装置等关键部件进行方案升级。

传统方案：

升级方案：

 

电机型号：STM57B

 

基于一体化电机的紧凑设计我们对烟叶采收机进行改造升级。对采摘装置部分采用STM57系列一体化步进伺服电机，使得烟叶采收机更加轻便、灵活，提高了作业效率，同时也降低了设备的维护成本。

首先，一体化步进电机为烟叶采收机提供了精确的控制能力。在采收过程中，采摘装置需要根据烟叶的生长情况与位置进行精确地调整，以确保烟叶的完整采摘并减少损伤。一体化步进电机通过精确的步进角度与高度可重复的定位精度，实现了对采摘装置的精确控制，提高了采收效率与烟叶质量。

其次，一体化步进电机的高效性能使得烟叶采收机能够应对高强度的作业需求。在烟草收获季节，采收机需要连续、高效地进行作业，以完成大量的烟叶采收任务。一体化步进电机具有快速启动、停止和反转的特性，能够迅速响应控制信号，实现高效、稳定的采收作业。

此外，一体化步进电机的稳定性也是烟叶采收机所依赖的重要特性。在田间作业中，采收机面临着复杂多变的工作环境，如泥泞的田地、多变的天气等。一体化步进电机采用高品质的材料和先进的制造工艺，具有优异的耐久性和稳定性，能够确保采收机在恶劣环境下长时间稳定运行。

【一体化步进伺服电机优势】

高集成度提升设备便携性：一体化步进伺服电机集成了步进电机、伺服驱动器、编码器和控制器等功能模块，大大减少了设备的体积和重量。同时，简化系统布线、减少潜在故障点。

灵活性满足多样化需求：一体化步进伺服电机支持CANopen/Modbus通信，可以根据需要进行灵活的控制和调整，适应不同的工作需求。

高精度定位提升测量精度：一体化步进伺服电机具有较高的定位精度，能够实现移动设备的高精度定位。

多种控制模式：支持 PP、 VM、 PV、 PT、 HM、 IP、 CSP、 CSV、 CST 标准模式；支持NiMotion位置模式、NiMotion速度模式、NiMotion力矩模式。

高速响应提升设备效率：一体化步进伺服电机具有快速的响应速度，能够快速调整设备的角度和位置。这意味着机器人可以更快速地获取环境信息，提高设备的工作效率和响应能力。

完善的报警功能：一体化步进伺服电机上电自检诊断，能及时发现硬件故障，避免影响系统运行搭载多种安全保护功能， 通过 LED 闪烁警报，直观显示电机当前状态，同时具备过压/欠压、过热、过流、堵转报警等保护功能。

 

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