一种动态播深调节装置及方法制造方法及图纸

一种动态播深调节装置及方法，该装置包括机架；双轴分层旋耕刀组，安装在机架上并位于机架前部下方；侧阻压辊机构，安装在机架上并位于该双轴分层旋耕刀组后方；空间曲面挡板机构，安装在机架上并位于该侧阻压辊机构上方，与该侧阻压辊机构配合实现阻

【技术实现步骤摘要】
一种动态播深调节装置及方法


[0001]本专利技术涉及农业机械，特别是一种动态播深调节装置及方法。

技术介绍

[0002]播种是农业种植生产的起点，更是农作物生长发育和丰产丰收的基础。随着科学技术的进步和现代农业技术的不断发展，农业装备向大型、精准、智能和节约的方向快速发展，精量播种已成为播种作业的主要趋势。精密播种技术是将定量的良种按照农艺要求的行距、株距和播种深度(播深)进行穴播和种肥深施的机械化播种技术，因其节本增效的突出优势而得到高度重视和广泛应用。精密播种机是实现精密播种的关键，其播种粒距均匀性和播深稳定性直接影响出苗质量和最终作物产量。
[0003]播深影响种子出苗时间、出苗率、冠层结构和光合特性，进而影响作物产量。对于特定的土壤环境，保持适宜且一致的播深和压实度，能确保种子和土壤的良好接触，使种子易于从土壤中汲取水分，有利于种子快速出苗且出苗整齐。现阶段播深控制技术已成为播种技术研究领域的主要方向，也是农机与农艺融合和交叉的前沿研究领域。
[0004]由于播种作业条件较为复杂，土壤质地变化和地形变化是影响播深变异性的主要因素。现有技术主要通过两种途径提升播深控制性能：一种是通过优化传统播种单体上的被动调节结构，集中在优化原机械弹簧的施力方式、减小开沟阻力等方面，但存在应用范围窄、调节能力较弱等问题；另一种是采用主动调节技术，通过自适应调节装置代替传统播种单体上的被动调节结构，即采用传感器直接或间接测量播种深度，采用电液、电气组合方式实现播种深度控制，逐渐成为新的技术发展趋势。但主要播种地块通常会伴有秸秆残茬，导致现有播种机在开沟环节回土较多、种沟有大土块、沟壑不平整造成种子落入种沟时弹跳滚动严重，严重影响种子播深一致性；另外种沟加工完成后，种子易落在沟侧导致沟底与沟侧的种子无法保持播深一致，将直接影响出苗率和作物产量。因此解决当前开沟回土较多、种沟内有大土块、沟壑不平整造成的种子播深一致性差，以及种子易落在沟侧导致沟底与沟侧的种子无法保持播深一致等，是本领域提升播种质量和作物产量亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种动态播深调节装置及方法，以提高播深合格率和一致性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种动态播深调节装置，其中，包括：
[0007]机架；
[0008]双轴分层旋耕刀组，安装在所述机架上并位于所述机架前部下方，用于实现碎/抛土及秸秆粉碎；
[0009]侧阻压辊机构，安装在所述机架上并位于所述双轴分层旋耕刀组后方，用于阻止抛出的土壤，并控制播种深度；
[0010]空间曲面挡板机构，安装在所述机架上并位于所述侧阻压辊机构上方，用于挡掉
抛出的土壤，并与所述侧阻压辊机构配合实现阻
‑
挡耦合的动态播深调节；
[0011]播后镇压辊，安装在所述机架上，与所述侧阻压辊机构之间具有设定的高度差，用于保持土壤压实度；
[0012]传动机构，安装在所述机架上，分别与所述双轴分层旋耕刀组、侧阻压辊机构和空间曲面挡板机构连接；以及
[0013]测控系统，安装在所述机架上并分别与所述传动机构、侧阻压辊机构、空间曲面挡板机构和播后镇压辊连接，用于实时检测并控制工作参数，以提升播深合格率和一致性。
[0014]上述的动态播深调节装置，其中，所述双轴分层旋耕刀组包括：
[0015]前旋耕刀组，通过前轴承座安装在所述机架上；
[0016]后旋耕刀组，通过后轴承座安装在所述机架上，并位于前旋耕刀组后方，所述前旋耕刀组与后旋耕刀组之间具有高度差。
[0017]上述的动态播深调节装置，其中，所述侧阻压辊机构包括：
[0018]侧阻滑轨，对称安装在所述机架两侧，所述侧阻滑轨内安装有滚动轴承；
[0019]侧阻悬臂，对称设置在所述机架两侧，并通过滚动轴与所述滚动轴承连接；
[0020]侧阻压辊，两端分别安装在对应的所述侧阻悬臂上，用于阻止所述双轴分层旋耕刀组抛出的土壤；以及
[0021]侧阻电推缸，固定端安装在所述机架上，所述侧阻电推缸的移动端与所述侧阻悬臂连接，用于控制所述侧阻压辊的移动。
[0022]上述的动态播深调节装置，其中，所述机架每侧的所述侧阻滑轨为平行并排排列的一组轨道，以利于所述侧阻压辊平稳移动。
[0023]上述的动态播深调节装置，其中，所述空间曲面挡板机构包括：
[0024]曲面挡板，通过连接件安装在所述机架上，用于挡掉所述双轴分层旋耕刀组抛出的土壤；以及
[0025]挡板电推缸，固定端安装在所述机架上，所述挡板电推缸的移动端与所述连接件连接，用于控制所述曲面挡板移动。
[0026]上述的动态播深调节装置，其中，所述连接件包括支撑杆和连接块，所述连接块安装在所述机架上，所述支撑杆的一端安装在所述连接块上，所述支撑杆的另一端与所述曲面挡板连接，所述挡板电推缸的移动端与所述支撑杆连接。
[0027]上述的动态播深调节装置，其中，所述测控系统包括：
[0028]超声波测距传感器，安装在所述机架上并位于所述侧阻压辊机构后方，与所述播后镇压辊位于同一水平线上，用于检测所述侧阻压辊机构的离地高度；
[0029]倾角传感器，安装在所述播后镇压辊上，用于检测所述播后镇压辊的倾斜角度；
[0030]拉线位移传感器，分别安装在所述侧阻电推缸和挡板电推缸上，用于检测所述侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移；以及
[0031]工控机，安装在所述机架上，用于接收各传感器检测值，并发出控制指令；所述工控机的输入端分别与所述倾角传感器、超声波测距传感器和拉线位移传感器的输出端连接，所述工控机的输出端分别与所述侧阻电推缸和挡板电推缸的输入端连接。
[0032]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种动态播深调节方法，其中，包括如下步骤：
[0033]S100、确定机具参数，确保旋耕刀能够粉碎秸秆和有效地切削土壤，并完成抛土运动；
[0034]S200、根据超声波测距传感器检测的侧阻压辊机构阻止抛出的土壤后的离地高度h，及倾角传感器检测的播后镇压辊的倾斜角度θ，确定播种深度：
[0035]s＝h
‑
(L
AB
sinθ+r)；
[0036]S300、根据拉线位移传感器检测的侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移，通过调节所述侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移，以控制播种深度，实现阻挡耦合协同播深调节；以及
[0037]S400、重复步骤S200
‑
S300，完成阻挡耦合协同播深调节。
[0038]上述的动态播深调节方法，其中，步骤S300中，进一步包括：
[0039]S301、播深调节前，播种深度为s1＝h1‑
(L
AB
sinθ1+r)，拉线位移传感器检测的所述侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移分别为x1、y1，向后抛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态播深调节装置，其特征在于，包括：机架；双轴分层旋耕刀组，安装在所述机架上并位于所述机架前部下方，用于实现碎/抛土及秸秆粉碎；侧阻压辊机构，安装在所述机架上并位于所述双轴分层旋耕刀组后方，用于阻止抛出的土壤，并控制播种深度；空间曲面挡板机构，安装在所述机架上并位于所述侧阻压辊机构上方，用于挡掉抛出的土壤，并与所述侧阻压辊机构配合实现阻
‑
挡耦合的动态播深调节；播后镇压辊，安装在所述机架上，与所述侧阻压辊机构之间具有设定的高度差，用于保持土壤压实度；传动机构，安装在所述机架上，分别与所述双轴分层旋耕刀组、侧阻压辊机构和空间曲面挡板机构连接；以及测控系统，安装在所述机架上并分别与所述传动机构、侧阻压辊机构、空间曲面挡板机构和播后镇压辊连接，用于实时检测并控制工作参数，以提升播深合格率和一致性。2.如权利要求1所述的动态播深调节装置，其特征在于，所述双轴分层旋耕刀组包括：前旋耕刀组，通过前轴承座安装在所述机架上；后旋耕刀组，通过后轴承座安装在所述机架上，并位于前旋耕刀组后方，所述前旋耕刀组与后旋耕刀组之间具有高度差。3.如权利要求1或2所述的动态播深调节装置，其特征在于，所述侧阻压辊机构包括：侧阻滑轨，对称安装在所述机架两侧，所述侧阻滑轨内安装有滚动轴承；侧阻悬臂，对称设置在所述机架两侧，并通过滚动轴与所述滚动轴承连接；侧阻压辊，两端分别安装在对应的所述侧阻悬臂上，用于阻止所述双轴分层旋耕刀组抛出的土壤；以及侧阻电推缸，固定端安装在所述机架上，所述侧阻电推缸的移动端与所述侧阻悬臂连接，用于控制所述侧阻压辊的移动。4.如权利要求3所述的动态播深调节装置，其特征在于，所述机架每侧的所述侧阻滑轨为平行并排排列的一组轨道，以利于所述侧阻压辊平稳移动。5.如权利要求1或2所述的动态播深调节装置，其特征在于，所述空间曲面挡板机构包括：曲面挡板，通过连接件安装在所述机架上，用于挡掉所述双轴分层旋耕刀组抛出的土壤；以及挡板电推缸，固定端安装在所述机架上，所述挡板电推缸的移动端与所述连接件连接，用于控制所述曲面挡板移动。6.如权利要求5所述的动态播深调节装置，其特征在于，所述连接件包括支撑杆和连接块，所述连接块安装在所述机架上，所述支撑杆的一端安装在所述连接块上，所述支撑杆的另一端与所述曲面挡板连接，所述挡板电推缸的移动端与所述支撑杆连接。7.如权利要求1或2所述的动态播深调节装置，其特征在于，所述测控系统包括：超声波测距传感器，安装在所述机架上并位于所述侧阻压辊机构后方，与所述播后镇压辊位于同一水平线上，用于检测所述侧阻压辊机构的离地高度；
倾角传感器，安装在所述播后镇压辊上，用于检测所述播后镇压辊的倾斜角度；拉线位移传感器，分别安装在所述侧阻电推缸和挡板电推缸上，用于检测所述侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移；以及工控机，安装在所述机架上，用于接收各传感器检测值，并发出控制指令；所述工控机的输入端分别与所述倾角传感器、超声波测距传感器和拉线位移传感器的输出端连接，所述工控机的输出端分别与所述侧阻电推缸和挡板电推缸的输入端连接。8.一种动态播深调节方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、确定机具参数，确保旋耕刀能够粉碎秸秆和有效地切削土壤，并完成抛土运动；S200、根据超声波测距传感器检测的侧阻压辊机构阻止抛出的土壤后的离地高度h，及倾角传感器检测的播后镇压辊的倾斜角度θ，确定播种深度s：s＝h
‑
(L
AB
sinθ+r)；其中，h为播后镇压辊与机架连接点到侧阻压辊机构阻止抛出土壤后地面的离地高度，L
AB
为播后镇压辊点A到点B的距离，θ为播后镇压辊的倾斜角度，r为播后镇压辊半径；S300、根据拉线位移传感器检测的侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移，通过调节所述侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移，以控制播种深度，实现阻挡耦合协同播深调节；以及S400、重复步骤S200
‑
S300，完成阻挡耦合协同播深调节。9.如权利要求8所述的动态播深调节方法，其特征在于，步骤S300中，进一步包括：S301、播深调节前，播种深度为s1＝h1‑
(L
AB
sinθ1+r)，拉线位移传感器检测的所述侧阻电推缸和挡板电推缸的移动位移分别为x1、y1，向后抛土覆土厚度为T1＝H1×
P1；S302、所述侧阻电推缸播深调节后，播种深度为s2＝h2‑
(L
AB
sinθ2+r)，所述拉线位移传感器检测的所述侧阻电推缸的移动位移为x2，向后抛土覆土厚度为T2＝H2×
P2，所述侧阻电推缸的移动单位位移阻止的向后抛土厚度为：U1＝(T2‑
T1)/(x2‑
x1)＝(H2×
P2‑
H1×
P1)/(x2‑
x1)；所述侧阻电推缸的移动单位位移调节的播种深度为：s
’
＝(s2‑
s1)/(x2‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：白圣贺，苑严伟，牛康，周利明，唐炜，赵博，伟利国，刘立晶，郑元坤，薛冰，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：