基于自动控制系统的播种机技术方案

基于自动控制系统的播种机。它涉及高精度的播种机自动控制系统，它解决了纯机械播种机在播种过程中无法实时检测播种情况，无法灵活改变播种株距及排肥量的问题。排种器驱动电机动力输出轴与排种器动力输入轴同轴连接，光电码盘测量孔与地轮转轴同轴连接，排肥盒驱动电机动力输出轴与排肥盒动力输入口同轴连接，种子监控传感器设置在排种器的出口处；光电码盘转速信号输出端与控制器转速信号输入端连接，种子监控传感器的计数信号输出端连控制器计数信号输入端；控制器的排种器驱动信号输出端连排种器驱动电机的驱动信号输入端，控制器的排肥盒驱动信号输出端连排肥盒驱动电机的驱动信号输入端。本实用新型专利技术适用于各种机械播种机的使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高精度的播种机，具体涉及双核嵌入式系统构成的自动控制系统的播种机。
技术介绍
播种机在国内已经基本实现机械化播种，机械化播种对提升播种效率有很大帮助。但是纯机械化播种机的灵活程度低，不能准确反映当前播种状况，无法对总体播种情况进行评估，也无法灵活改变播种株距和排肥量。目前国内播种机都是纯机械化构造，不具备播种检测性能，针对播种情况只能根据厂家给出的统计数据预测，很不方便也不精确。需要更改播种株距及排肥量时，只能通过人工换掉变速链轮实现，效率低下且很不方便。国外进口播种机虽然具备播种检测功能，但是仍需要进行人工更换变速链轮实现变速，灵活性不足。
技术实现思路
本技术为了解决纯机械播种机在播种过程中无法实时检测播种情况，无法灵活改变播种株距及排肥量的问题，而提出了一种基于自动控制系统的播种机。本技术基于自动控制系统的播种机包括机架、肥箱、N个起土铲、N个播种单元和地轮；机架上方设置有肥箱，肥箱包括储肥箱和N个排肥盒，储肥箱下部的排肥口上均设置有一个排肥盒，起土铲、排肥盒和播种单元均依次设置于机架的运动方向上，机架的前进方向设施有N个起土铲，机架的后退反方向设施有N个播种单元，所述的播种单元包括播种箱和排种器；基于自动控制系统的播种机还包括排种器驱动电机、光电码盘、排肥盒驱动电机、种子监控传感器和控制器，排种器驱动电机的动力输出轴与排种器动力输入轴同轴连接，光电码盘的测量孔与地轮的转轴同轴连接，排肥盒驱动电机的动力输出轴与排肥盒动力输入口同轴连接，种子监控传感器设置在排种器的出口处；光电码盘的转速信号输出端与控制器的转速信号输入端连接，种子监控传感器的计数信号输出端与控制器的计数信号输入端连接；控制器的排种器驱动信号输出端与排种器驱动电机的驱动信号输入端连接，控制器的排肥盒驱动信号输出端与排肥盒驱动电机的驱动信号输入端连接。本技术利用挂载在播种机地轮轴上的光电码盘测算出播种机行走里程及行进速度地轮是播种机上的支撑轮，在传统的纯机械化播种机中，地轮负担着播种变速系统的动力传输功用。在本技术中，由于采用全电气化设备，变速传动系统被电机驱动取代，地轮不在承担动力输出功能，只起到支撑播种机本体的作用，由于其行走在垄沟中，与土壤接触较充分，压力较大，打滑情况相对小，所以将光电码盘安装在地轮轴上面，并配合一定的增速比，提高地轮转速检测精度。本技术利用步进电机驱动排肥器及排种器，步进电机具备低廉价格，稳定性能，长寿命的优势。其低转速高扭矩特性可以完美胜任排肥器和排种器的驱动工作。配置较高时，可选用伺服电机。电机直接传动排肥器和排种器，也可以通过传动轴间接传动排肥器和排种器等传动形式。附图说明图I和图2是本技术的基于自动控制系统的夏季播种机结构示意图，图I中排种器驱动电机6的数量小于排种器42并且排肥盒驱动电机8的数量小于排肥盒22，图2中排种器驱动电机6的数量等于排种器42并且排肥盒驱动电机8的数量等于排肥盒22 ；图3是本技术的基于自动控制系统的春季播种机的前视图；图4是本技术的基于自动控制系统的春季播种机的后视图；图5是光电码盘7安装于地轮5上的结构示意图；图6是光电码盘7的结构示意图；图7是监控传感器9与排种器42连接的结构示意图；图8是监控传感器9的结构示意图；图9和图10是具体实施方式六的结构示意图，图9是动力输出链轮、动力输入链轮和链条 连接的示意图，图10是输出锥齿轮箱、输入锥齿轮箱和万向节传动轴连接的示意图；图11是具体实施方式八的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一结合图I至图10说明本实施方式，本实施方式包括机架I、肥箱2、N个起土铲3、N个播种单元和地轮5 ;机架I上方设置有肥箱2，肥箱2包括储肥箱21和N个排肥盒22，储肥箱21下部的排肥口上均设置有一个排肥盒22，起土铲3、排肥盒22和播种单元均依次设置于机架I的运动方向上，机架I的前进方向设施有N个起土铲3，机架I的后退反方向设施有N个播种单元，所述的播种单元包括播种箱41和排种器42 ;还包括排种器驱动电机6、光电码盘7、排肥盒驱动电机8、种子监控传感器9和控制器，排种器驱动电机6的动力输出轴与排种器42动力输入轴同轴连接，光电码盘7的测量孔与地轮5的转轴同轴连接，排肥盒驱动电机8的动力输出轴与排肥盒22动力输入口同轴连接，种子监控传感器9设置在排种器42的出口处；光电码盘7的转速信号输出端与控制器的转速信号输入端连接，种子监控传感器9的计数信号输出端与控制器的计数信号输入端连接；控制器的排种器驱动信号输出端与排种器驱动电机6的驱动信号输入端连接，控制器的排肥盒驱动信号输出端与排肥盒驱动电机8的驱动信号输入端连接。其中，控制器包括现场可编程门阵列FPGA和ARM处理器；现场可编程门阵列FPGA用于传感器信号采集，并通过并行总线传给ARM处理器信息；ARM处理器用于运算及任务调度工作以及发出驱动信号，两个处理器通过并行总线通信，完成控制任务；具体实施方式二 结合图6说明本实施方式，本实施方式与上述具体实施方式不同点在于光电码盘7包括外壳71、大齿轮72、小齿轮73、光电编码器74和两个滚动球轴承75 ;外壳71由两部分扣合而成，每部分均开有一个大圆孔和一个小圆孔，大齿轮72的轴孔上安装有轴承座，所述的两个滚动球轴承75分别安装在大齿轮72两侧的轴承座上，轴承座的两端分别穿过外壳71的两个大圆孔，大齿轮72与小齿轮73咬合，光电编码器74的信号采集轴依次穿过外壳71的一个小圆孔、小齿轮73的轴孔和外壳71的另一个小圆孔与小齿轮73同轴连接。光电码盘7用于测量地轮转速，提高地轮转速检测精度，从而测算出播种机行走里程及行进速度；其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。具体实施方式三结合图8说明本实施方式，本实施方式与上述具体实施方式不同点在于种子监控传感器9包括传感器壳体91和光电计数器92，传感器壳体91的四壁为不透光材料，传感器壳体91的上端开口与排种器42的出口紧密配合，光电计数器92嵌放在传感器壳体91的壳体内部。种子监控传感器9用于检测记录种子数目，种子监控传感器9为光电不透明物体检测传感器，无论大豆还是玉米种子，均为不透明物体，这就为不透明物体光电检测传感器检测种子数目提供了可能性；其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。具体实施方式四结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式与上述具体实施方式不同点在于光电码盘7的数量小于等于地轮5的数量。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。具体实施方式五结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式与上述具体实施方式不同点在于排种器驱动电机6的数量等于排种器42的数量，排种器驱动电机6安装在排种器42上,排种器驱动电机6的动力输出轴与排种器42动力输入轴直接连接。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。具体实施方式六结合图I、图9和图10说明本实施方式，本实施方式与上述具体实施方式不同点在于排种器驱动电机6的数量小于排种器42的数量，排种器驱动电机6安 装在机架I上，排种器驱动电机6的动力输出轴上固定安装有与排种器42的数量相同的动力输出链轮，每一个排种器42的动力输入轴均固定安装有动力输入链轮，动力输出链轮与动力输入链轮之间采本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于自动控制系统的播种机，它包括机架(1)、肥箱(2)、N个起土铲(3)、N个播种单元和地轮(5)；机架(1)上方设置有肥箱(2)，肥箱(2)包括储肥箱(21)和N个排肥盒(22)，储肥箱(21)下部的排肥口上均设置有一个排肥盒(22)，起土铲(3)、排肥盒(22)和播种单元均依次设置于机架(1)的运动方向上，机架(1)的前进方向设施有N个起土铲(3)，机架(1)的后退反方向设施有N个播种单元，所述的播种单元包括播种箱(41)和排种器(42)；其特征在于它还包括排种器驱动电机(6)、光电码盘(7)、排肥盒驱动电机(8)、种子监控传感器(9)和控制器，排种器驱动电机(6)的动力输出轴与排种器(42)动力输入轴同轴连接，光电码盘(7)的测量孔与地轮(5)的转轴同轴连接，排肥盒驱动电机(8)的动力输出轴与排肥盒(22)动力输入口同轴连接，种子监控传感器(9)设置在排种器(42)的出口处；光电码盘(7)的转速信号输出端与控制器的转速信号输入端连接，种子监控传感器(9)的计数信号输出端与控制器的计数信号输入端连接；控制器的排种器驱动信号输出端与排种器驱动电机(6)的驱动信号输入端连接，控制器的排肥盒驱动信号输出端与排肥盒驱动电机(8)的驱动信号输入端连接。...

【技术特征摘要】
1.基于自动控制系统的播种机，它包括机架(I)、肥箱(2)、N个起土铲(3)、N个播种单元和地轮(5);机架(I)上方设置有肥箱(2)，肥箱(2)包括储肥箱(21)和N个排肥盒(22)，储肥箱(21)下部的排肥口上均设置有一个排肥盒(22)，起土铲⑶、排肥盒(22)和播种单元均依次设置于机架(I)的运动方向上，机架(I)的前进方向设施有N个起土铲(3)，机架(I)的后退反方向设施有N个播种单元，所述的播种单元包括播种箱(41)和排种器(42)；其特征在于它还包括排种器驱动电机￠)、光电码盘(7)、排肥盒驱动电机(8)、种子监控传感器(9)和控制器，排种器驱动电机(6)的动力输出轴与排种器(42)动力输入轴同轴连接，光电码盘(7)的测量孔与地轮(5)的转轴同轴连接，排肥盒驱动电机⑶的动力输出轴与排肥盒(22)动力输入口同轴连接，种子监控传感器(9)设置在排种器(42)的出口处；光电码盘(7)的转速信号输出端与控制器的转速信号输入端连接，种子监控传感器(9)的计数信号输出端与控制器的计数信号输入端连接；控制器的排种器驱动信号输出端与排种器驱动电机￠)的驱动信号输入端连接，控制器的排肥盒驱动信号输出端与排肥盒驱动电机(8)的驱动信号输入端连接。2.根据权利要求I所述的基于自动控制系统的播种机，其特征在于光电码盘(7)包括外壳(71)、大齿轮(72)、小齿轮(73)、光电编码器(74)和两个滚动球轴承(75);外壳(71)由两部分扣合而成，每部分均开有一个大圆孔和一个小圆孔，大齿轮(72)的轴孔上安装有轴承座，所述的两个滚动球轴承(75)分别安装在大齿轮(72)两侧的轴承座上，轴承座的两端分别穿过外壳(71)的两个大圆孔，大齿轮(72)与小齿轮(73)咬合，光电编码器(74)的信号采集轴依次穿过外壳(71)的一个小圆孔、小齿轮(73)的轴孔和外壳(71)的另一个小圆孔与小齿轮(73)同轴连接。3.根据权利要求I或2所述的基于自动控制系统的播种机，其特征在于种子监控传感器(9)包括传感器壳体(91)和光电计数器(92)，传感器壳体(91)的四壁为不透光材料，传感器壳体(91)的上端开口与排种器(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈中山，邵忠喜，胡金星，饶俊，史华，富宏亚，
申请(专利权)人：黑龙江省海轮王农机制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：