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烟草打顶能增加烟叶产量,提高烟叶质量。打顶后,腋芽会消耗大量养分,影响叶片的生长和物质积累,所以烟株打顶的同时,必须控制腋芽的生长。设计研制的智能烟草打顶机能同时完成烟草智能打顶和抑芽作业,能改善我国烟草人工打顶抑芽、机械打顶和抑芽分步操作的落后局面,避免了以往打顶机“一刀切”的打顶状况。烟草智能打顶机主要完成烟草智能打顶和抑芽剂精准喷施,控制系统主要控制烟草智能打顶系统和抑芽剂喷施系统以保证作业机组正常作业。主要研究内容如下:(1)控制系统总体方案的确定。根据设计要求并结合烟草生产实际状况确定了一种既能满足设计要求又能在实际生产中应用的研究方案。(2)烟草智能打顶系统的设计。烟草智能打顶系统主要完成烟草高度的自动识别和刀架的自动升降,从而实现智能打顶。根据其工作原理选用了烟草高度识别装置为15个E3F-DS30C4型红外光电传感器,执行元件为86BYGH450C-02步进电机。工作时,15个红外光电传感器对每株烟草的高度进行精确测量,将测量信息传给单片机系统,单片机系统通过控制步进电机的正反转及旋转角度,对刀架的打顶高度进行精确调节,完成智能打顶。(3)抑芽剂喷施系统的设计。抑芽剂喷施系统主要完成打顶后烟秆的检测和抑芽剂的精准喷施。根据其工作原理选用了烟秆检测元件为1个E3F-DS30C4型红外光电传感器,抑芽剂喷施执行元件为3WE5A6.0F/AG24NZ5L型电磁阀。抑芽剂喷施装置安装在打顶装置后面,打顶后的烟草从红外光电传感器前经过,传感器检测到信号,把信号传给单片机系统,单片机控制电磁阀阀芯换位开始喷施抑芽剂,喷施一定时间后电磁阀阀芯回位喷药结束。(4)键盘与液晶显示模块的设计。键盘与液晶显示模块主要完成人机通讯,操作者可以通过键盘操作完成所需要的工作,同时可以通过显示模块随时观察控制系统的工作状态。可靠性试验结果表明:①烟草智能打顶系统能精确测量烟草高度,采用的光电传感器成本低且工作可靠,有效识别率达到100%,测量准确度达到98%以上,精准打顶率达到93%以上,满足使用要求。②电磁阀最佳工作条件为:开启时间为0.125 s,工作压力为0.325 MPa～0.5 MPa,电磁阀单次喷量为20～25 mL,满足实际需要。