CN101828449B - 大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，包括蒜种箱(1)、取蒜瓣器(2)、输蒜种管(3)和下蒜种管(4)构成，其特征在于在输蒜种管(3)的中部设有测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器(7)，在输蒜种管(3)的下口上对接上可翻转的漏斗形口(8)，在可翻转的漏斗形口(8)的底口部设有判定蒜鳞芽的对射式光电传感器(9)；在下蒜种管(4)的底端设有开沟铲(12)，在开沟铲(12)的下种口的两侧设有覆土轮(13)。由于该装置采用了机械方式结合光电传感检测技术，解决鳞芽方向识别控制，并进行直播，所以可降低劳动强度、提高劳动效率、并提高蒜瓣鳞芽尖朝上的准确率、自动化程度高。

Description

大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置

技术领域

本发明涉及一种大蒜播种设备的改进，属农业机械领域，具体地说是一种大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置。

背景技术

大蒜是我国北方的一种重要经济作物，具有杀菌、抑菌、抗毒等医疗和保健功能，对高血脂、糖尿病、心脏病及胃肠等癌症有减轻症状及治疗作用，因此不少人有食蒜的习惯，也产生了大蒜的加工系列产品。我国是全球最主要的大蒜生产国、消费国和出口国，年产量大约占世界总产量的1/3，种植面积逐年扩大。但是，由于大蒜蒜瓣包括了鳞芽尖、膨大体和根部，具有明显的方向性，在播种过程中一般要求蒜瓣的鳞芽尖朝上直立播种，这就导致了机械播种的困难。目前的播种方法，大多采用人工一瓣一瓣的插播，虽能保证鳞芽尖朝上的播种要求，但存在着劳动强度大、费时费力、劳动效率低、生产成本高的不足，不适应大面积种植的要求。为了克服以上不足，许多科技人员做出了不懈的努力，如有的研制了“大蒜平播机”，虽然经过试验平播不影响产量，但在蒜头的外形上有些变化，其蒜茎略有偏斜，在出口销售中多少受点影响，另外，也不符合通常播种的习惯，难以推广应用；再如一种“大蒜点播技术”，为蒜瓣的鳞芽尖朝上提出了方案，首先压出种穴，然后再用机械将蒜瓣送入种穴，蒜瓣在送入过程中，蒜鳞尖朝向处于自由状态，当投送到种穴内时，由于重心的作用，蒜鳞尖自然朝上，这种方案虽有一定效果，但劳动效率低，准确率低，垂直率低，所以也难以用于实践；还有一种“大蒜播种技术”，由蒜瓣分配机构、播穴管、按种杆组成，该技术基本上解决了蒜瓣的鳞芽尖向上问题，但所述的蒜瓣分配机构是用人工将蒜瓣的鳞芽尖朝向排好，所以，其劳动效率仍然较低；还有一种“大蒜栽植机”，包括机架、动力装置、行走机构、传动机构、排种器、蒜瓣鳞芽尖方向控制器、播种器构成，所述的蒜瓣鳞芽尖方向控制器为一后斜螺纹或波纹管体，蒜瓣在进入后斜螺纹或波纹管体内时，如蒜鳞芽尖已经朝上，蒜瓣在自身的重力下顺利通过，如果蒜鳞芽尖横着或向下，则蒜瓣鳞芽尖与波纹或螺纹发生碰撞，在阻力和蒜瓣的重力下，蒜瓣翻转，使鳞芽尖朝上，再进入播种器；所述的播种器为一直管，蒜瓣从直管内送入开出的蒜沟，最后覆土。这种“大蒜栽植机”虽有蒜瓣鳞芽尖方向控制器和播种器，但蒜瓣鳞芽尖朝上的准确率仍较低。目前，未见通过识别技术判定蒜瓣鳞芽尖朝向然后再翻转技术的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用机械方式结合光电传感检测技术解决大蒜蒜瓣鳞芽方向识别控制问题，并同时进行直播，从而降低劳动强度、提高劳动效率、并能提高蒜瓣鳞芽尖朝上的准确率、自动化程度高的大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，包括蒜种箱、取蒜瓣器、输蒜种管和下蒜种管，取蒜瓣器通过链条和链轮带动转动，链轮再与机架下部的地轮连接传动，从而使取蒜瓣器旋转，通过取蒜瓣器实现单瓣蒜按方向的取出，取蒜瓣器取出的单个蒜瓣送入输蒜种管内，其特征在于在输蒜种管的中部设有测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器，通过对射式光电传感器测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过，当蒜瓣通过对射式光电传感器之间时，如果挡住了对射式光电传感器发射的光，其接收端不能感光或者感光少，则表示有一个蒜瓣在限定时间内通过，从而判定是否缺株；在输蒜种管的下口上对接上可翻转的漏斗形口，在可翻转的漏斗形口的底口部设有判定蒜鳞芽的对射式光电传感器，测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器均与AT89S52单片机连接，AT89S52单片机连接张口控制电机和翻转电机，翻转电机的主动轮与可翻转的漏斗形口的销轴端部齿轮连接，由于受漏斗形口形状的限制，蒜瓣的根部较大，所以蒜瓣的根部不能进入漏斗形口的底口内，判定蒜鳞芽的对射式光电传感器的发射光没有被阻挡，则表示蒜瓣鳞芽朝上，此时，张口控制电机启动使可翻转的漏斗形口的下口张开，蒜瓣将直接落入下种管进行播种，如果判定蒜鳞芽的对射式光电传感器的发射光被阻挡，则表示蒜瓣的鳞芽尖朝下，则通过判定蒜鳞芽的对射式光电传感器采集到的转换电信号传给AT89S52单片机处理后再启动翻转电机，由翻转电机启动使可翻转的漏斗形口进行翻转，将漏斗形口内倒置的蒜瓣翻转后倒入下蒜种管的侧管内，进入侧管的蒜瓣则成为蒜鳞芽尖朝上了，其每翻转一次所用的时间与可翻转的漏斗形口的下口每张开一次所用的时间相同，且不得超过株距行走间隔时间的一半，以避免株距产生不一致或有的株距太小；在下蒜种管的底端设有开沟铲，在开沟铲的下种口的两侧设有覆土轮；

所述的测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器均与AT89S52单片机相互连接，AT89S52单片机再与控制可翻转的漏斗形口的翻转电机和张口控制电机相连接，张口控制电机连接可翻转的漏斗形口的张口控制装置，翻转电机通过链轮连接可翻转的漏斗形口的销轴的轴端齿轮，当测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，AT89S52单片机作出缺株提示；当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器的接收模块接收到发射模块的发射光时，表示鳞芽朝下，将接收到的转换电信号传给AT89S52单片机，AT89S52单片机处理后作出指令，启动可翻转的漏斗形口的翻转电机，翻转电机驱动可翻转的漏斗形口翻转，翻转150度并立即恢复可翻转的漏斗形口朝上的位置，使可翻转的漏斗形口停止在与输蒜种管下口相对的位置上，所述的翻转时间不得超过一个株距的行走时间的一半；当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，表示鳞芽朝上，AT89S52单片机对张口控制电机作出启动的指令，张口控制电机通过其凸轮使漏斗形口的张口控制装置张口，蒜瓣可直接下落；所述的测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器包括发射模块和接收模块，分别安装在相应的壁孔内，此为现有技术，故不多述；

所述的可翻转的漏斗形口的张口控制装置，是在可翻转的漏斗形口下部的一侧壁上设有开口，在开口上设有半锥片，半锥片通过销轴连接在开口的上壁沿上，在半锥片的下口沿的张合处设有拉簧，在半锥片的下口沿的中部设有拉线，拉线由张口控制电机的凸轮拉动，当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，表明蒜瓣的芽尖朝上，AT89S52单片机作出张口控制电机驱动的指令，拉动拉线使可翻转的漏斗形口下口半锥片张口，蒜瓣可直接下落。

所述的下蒜种管和侧管相交成“Y”形，管腔相通，通过同一个下种口播种，在下种口的前侧设开沟铲，覆土轮对称的设两个，其轴座焊接在下蒜种管的侧壁上，其覆土轮的拨动齿轮通过链轮连接界轮，界轮通过主动力机传动；

所述的取蒜瓣器为一硬橡胶圆盘，圆盘的厚度为2.5cm，圆盘的直径为45cm，在圆盘的周壁上设有等距排列的蒜瓣穴，蒜瓣穴的形状与蒜瓣的形状相似，其鳞芽尖背向圆盘的旋转方向，蒜瓣穴的最深处为1.5cm，相当于蒜瓣最大直径的三分之二，相邻蒜瓣穴之间的弧度段长与播种株距相一致，圆盘的轴端齿轮通过链条与链轮相连接，链轮通过地轮带动；所述的蒜种箱为扁形斗状箱，其前壁和两侧壁为垂直壁，其后壁为斜壁，在其前壁的下部和底壁的前部设有开口，开口的宽度与取蒜瓣器圆盘的厚度一致，取蒜瓣器的圆盘卡入蒜种箱的开口内，其卡入深度超过取蒜瓣器的圆盘的四分之一，在前壁所述开口的上沿上设有拖布，当取蒜瓣器转动时，由于圆盘的四分之一在蒜种箱内转动，每一个蒜瓣穴都要在蒜种箱内运行较长的距离，许多蒜瓣有落入蒜瓣穴内的机会，当有一个蒜瓣按照蒜瓣穴的形状卡入时，在转动中，蒜瓣则很难被带出蒜瓣穴，如果蒜瓣没有按照蒜瓣穴的形状卡入时，此时蒜瓣凸出的较多，在转动中则很容易被带出，当蒜瓣穴转出开口时，拖布可将多余的蒜瓣挡至蒜种箱内，并不擦伤蒜瓣。

所述的大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，在大蒜播种机上使用时，安装的个数与播种的行数一致，并排的安装在同一个机架上，其机架和传动机构为现有技术。

本发明的有益效果在于：与目前在大蒜播种机中所使用的蒜瓣方向控制装置相比，由于采用了机械方式结合光电传感检测技术解决大蒜蒜瓣鳞芽方向识别控制的问题，并进行直播，所以降低了劳动强度、提高了劳动效率、并能提高蒜瓣鳞芽尖朝上的准确率、自动化程度高。可广泛用于大蒜播种机。

附图说明

图1、为本发明结构主视局剖示意图。

图2、为本发明的对射式光电传感器和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器的电路原理示意框图。

图3、为本发明可翻转的漏斗形口及其张口控制装置侧视示意图。

图4、为本发明沿图1A-A剖视示意图。

图5、为本发明的取蒜瓣器的侧视放大示意图。

图6、为本发明沿图5B-B剖视放大示意图。

图7、为本发明蒜种箱剖视示意图。

具体实施方式

实施例

参照附图1、2、3、4、5、6、7制作实施例。该大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，包括蒜种箱1、取蒜瓣器2、输蒜种管3和下蒜种管4，取蒜瓣器2通过链条5和链轮6带动转动，链轮6再与机架下部的地轮连接传动，从而使取蒜瓣器2旋转，通过取蒜瓣器2实现单瓣蒜按方向的取出，取蒜种器2取出的单个蒜瓣送入输蒜种管3内，其特征在于在输蒜种管3的中部设有测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器7，通过对射式光电传感器7测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过，当蒜瓣通过对射式光电传感器7之间时，如果挡住了对射式光电传感器7发射的光，其接收模块不能感光或者感光少，则表示有一个蒜瓣在限定时间内通过，从而判定是否缺株，如果缺株，需及时人工补种；在输蒜种管3的下口上对接上可翻转的漏斗形口8，在可翻转的漏斗形口8的底口部设有判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9，测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器7和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9均与AT89S52单片机14连接，AT89S52单片机14连接张口控制电机10和翻转电机10′，翻转电机10′的主动轮与可翻转的漏斗形口8的销轴15端部齿轮连接，由于受漏斗形口8形状的限制，蒜瓣的根部较大，所以蒜瓣的根部不能进入漏斗形口8的底口内，当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9的发射光没有被阻挡时，此时，张口控制电机10启动可翻转的漏斗形口8的下口张开，蒜瓣将直接落入下蒜种管4进行播种，如果判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9的发射光被阻挡，则表示蒜瓣的鳞芽尖朝下，则通过对射式光电传感器9采集到的转换电信号传给AT89S52单片机14处理后再启动翻转电机10′，由翻转电机10′启动可翻转的漏斗形口8进行翻转，将可翻转的漏斗形口8内倒置的蒜瓣翻转后倒入下蒜种管4的侧管11内，进入侧管11的蒜瓣则成为蒜鳞芽尖朝上了，其每翻转一次所用的时间与可翻转的漏斗形口8的下口每张开一次所用的时间相同，以避免株距产生不一致；在下蒜种管4的底端设有开沟铲12，在开沟铲12的下种口的两侧设有覆土轮13，覆土轮13可有两个作用，一是防止堵塞下种口，二是对垂直播下的蒜瓣随时覆土；

所述的测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器7和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9均与AT89S52单片机14相互连接，AT89S52单片机14再与控制可翻转的漏斗形口8的翻转电机10′和张口控制电机10相连接，张口控制电机10连接可翻转的漏斗形口8的张口控制装置16，翻转电机10′通过链轮连接可翻转的漏斗形口8的销轴15的轴端齿轮，当测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器7的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，AT89S52单片机14作出缺株提示，需及时人工补种；当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9的接收模块接收到发射模块的发射光时，将接收到的转换电信号传给AT89S52单片机14，AT89S52单片机14处理后作出指令，启动可翻转的漏斗形口8的翻转电机10′，翻转电机10′驱动可翻转的漏斗形口8翻转，翻转150度并立即恢复可翻转的漏斗形口8朝上的位置，使可翻转的漏斗形口8停止在与输蒜种管3下口相对的位置上；当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，AT89S52单片机14对张口控制电机10作出启动指令，张口控制电机10通过其凸轮使可翻转的漏斗形口8的张口控制装置16张口，蒜瓣可直接下落；所述的测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器7和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9包括发射模块和接收模块，分别安装在相应的壁孔内，此为现有技术，故不多述；

所述的可翻转的漏斗形口8的张口控制装置16，是在可翻转的漏斗形口8下部的一侧壁上设有开口，在开口上设有半锥片16a，半锥片16a通过销轴16b连接在开口的上壁沿上，在半锥片16a的下口沿的张合处设有拉簧16c，在半锥片16a、的下口沿的中部设有拉线16e，拉线16e由张口控制电机10的凸轮驱动，当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器9的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，表明蒜瓣的鳞芽尖朝上，AT89S52单片机14作出张口控制电机10驱动的指令，拉动拉线16e使可翻转的漏斗形口8下口半锥片16a张口，蒜瓣可直接下落；

所述的下蒜种管4和侧管11相交成“Y”形，管腔相通，通过同一个下种口播种，在下种口的前侧设开沟铲12，覆土轮13对称的设两个，其轴座13a焊接在下蒜种管4的侧壁上，其覆土轮13的拨动齿轮13b通过链条13c连接界轮13d，界轮13d通过主动力机传动；

所述的取蒜瓣器2为一硬橡胶圆盘，圆盘的厚度为2.5cm，圆盘的直径为45cm，在圆盘的周壁上设有等距排列的蒜瓣穴2a，蒜瓣穴2a的形状与蒜瓣的形状相似，其鳞芽尖背向圆盘的旋转方向，蒜瓣穴2a的最深处为1.5cm，相当于蒜瓣最大直径的三分之二，相邻蒜瓣穴2a之间的弧度段2b长与播种株距相一致，圆盘的轴端齿轮2c通过链条5与链轮6相连接，链轮6通过地轮带动传动；所述的蒜种箱1为扁形斗状箱，其前壁和两侧壁为垂直壁1a，其后壁为斜壁1b，在其前壁1a的下部和底壁的前部设有开口1c，开口1c的宽度与取蒜瓣器2圆盘的厚度一致，取蒜瓣器2的圆盘卡入蒜种箱1的开口1c内，其卡入深度超过取蒜瓣器2的圆盘的四分之一，在前壁1a所述开口1c的上沿上设有拖布1d，当取蒜瓣器2转动时，由于圆盘的四分之一在蒜种箱1内转动，每一个蒜瓣穴2a都要在蒜种箱1内运行较长的距离，许多蒜瓣有落入蒜瓣穴2a内的机会，当有一个蒜瓣按照蒜瓣穴2a的形状卡入时，在转动中，蒜瓣则很难被带出蒜瓣穴2a，如果蒜瓣没有按照蒜瓣穴2a的形状卡入时，此时蒜瓣凸出的较多，在转动中则很容易被带出，当蒜瓣穴2a转出开口1c时，拖布1d可将多余的蒜瓣挡至蒜种箱1内，并不擦伤蒜瓣。

在本实施例中，所述的大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置只安装了一个，经过在整平的地上试验，结果是：当定为株距为10cm、单行时，每行走100m测量一次，共10行，每行100株，共1000株。测量结果：共缺株20穴，缺株率为2％；鳞芽垂直朝上者共330株，垂直率为38％；倾斜10-20度者共450株，占41％；有150株倾斜角度超过了20度。如果将倾斜角度不大于20度作为合格，那么合格率为83％。试验效果比较理想。另外，蒜的株距平均为10.6cm，有120穴蒜的株距为12-16cm，分析其原因，是在蒜通过侧管下种时产生了时间的后延。

Claims (3)

1.一种大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，包括蒜种箱(1)、取蒜瓣器(2)、输蒜种管(3)和下蒜种管(4)，取蒜瓣器(2)通过链条(5)和链轮(6)带动转动，其特征在于在输蒜种管(3)的中部设有测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器(7)，在输蒜种管(3)的下口上对接上可翻转的漏斗形口(8)，在可翻转的漏斗形口(8)的底口部设有判定蒜鳞芽的对射式光电传感器(9)；在下蒜种管(4)的底端设有开沟铲(12)，在开沟铲(12)的下种口的两侧设有覆土轮(13)；

所述的测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器(7)和判定蒜鳞芽的对射式光电传感器(9)均与AT89S52单片机(14)相互连接，AT89S52单片机(14)再与控制可翻转的漏斗形口(8)的翻转电机(10′)和张口控制电机(10)相连接，张口控制电机(10)连接可翻转的漏斗形口(8)的张口控制装置(16)，翻转电机(10′)通过链轮连接可翻转的漏斗形口(8)的销轴(15)的轴端齿轮，当测出在限定时间内是否有单个蒜瓣通过的对射式光电传感器(7)的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，AT89S52单片机(14)作出缺株提示，需及时人工补种；当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器(9)的接收模块接收到发射模块的发射光时，将接收到的转换电信号传给AT89S52单片机(14)，AT89S52单片机(14)处理后作出指令，启动可翻转的漏斗形口(8)的翻转电机(10′)，翻转电机(10′)驱动可翻转的漏斗形口(8)翻转，翻转150度并立即恢复可翻转的漏斗形口(8)朝上的位置，使可翻转的漏斗形口(8)停止在与输蒜种管(3)下口相对的位置上；当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器(9)的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，AT89S52单片机(14)对张口控制电机(10)作出启动指令，张口控制电机(10)通过其凸轮使漏斗形口(8)的张口控制装置(16)张口，蒜瓣可直接下落；

所述的可翻转的漏斗形口(8)的张口控制装置(16)，是在可翻转的漏斗形口(8)下部的一侧壁上设有开口，在开口上设有半锥片(16a)，半锥片(16a)通过销轴(16b)连接在开口的上壁沿上，在半锥片(16a)的下口沿的张合处设有拉簧(16c)，在半锥片(16a)的下口沿的中部设有拉线(16e)，拉线(16e)由张口控制电机(10)的凸轮拉动，当判定蒜鳞芽的对射式光电传感器(9)的接收模块没有接收到发射模块的发射光时，表明蒜瓣的鳞芽尖朝上，AT89S52单片机(14)作出张口控制电机(10)驱动的指令，拉动拉线(16e)使可翻转的漏斗形口(8)下口半锥片(16a)张口，蒜瓣可直接下落。

2.根据权利要求1所述的大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，其特征在于所述的下蒜种管(4)和侧管(11)相交成“Y”形，管腔相通，通过同一个下种口播种，在下种口的前侧设开沟铲(12)，覆土轮(13)对称的设两个，其轴座(13a)焊接在下蒜种管(4)的侧壁上，其覆土轮(13)的拨动齿轮(13b)通过链条(13c)连接界轮(13d)。

3.根据权利要求1所述的大蒜蒜瓣鳞芽方向识别播种装置，其特征在于所述的取蒜瓣器(2)为一硬橡胶圆盘，圆盘的厚度为2.5cm，圆盘的直径为45cm，在圆盘的周壁上设有等距排列的蒜瓣穴(2a)，蒜瓣穴(2a)的形状与蒜瓣的形状相似，其鳞芽尖背向圆盘的旋转方向，蒜瓣穴(2a)的最深处为1.5cm，相当于蒜瓣最大直径的三分之二，相邻蒜瓣穴(2a)之间的弧度段(2b)长与播种株距相一致，圆盘的轴端齿轮(2c)通过链条(5)与链轮(6)相连接；所述的蒜种箱(1)为扁形斗状箱，其前壁和两侧壁为垂直壁(1a)，其后壁为斜壁(1b)，在其前壁(1a)的下部和底壁的前部设有开口(1c)，开口(1c)的宽度与取蒜瓣器(2)圆盘的厚度一致，取蒜瓣器(2)的圆盘卡入蒜种箱(1)的开口(1c)内，其卡入深度为取蒜瓣器(2)的圆盘的四分之一，在前壁(1a)所述开口(1c)的上沿上设有拖布(1d)。

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