CN102550169B - 步进电机驱动智能控制播种装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种步进电机驱动式智能控制播种装置，其特征在于：包括支架、播种箱、播种器和步进电机，所述的支架支撑在播种箱的下部，所述的步进电机安装在支架上，步进电机与播种器相连接。本发明结构简单、安装方便，使用步进电机驱动排种器，能够快速准确地调节排种轴转速，避免地轮打滑对播种产生不利影响。

Description

步进电机驱动智能控制播种装置

技术领域

本发明涉及一种播种装置，尤其是一种步进电机作为播种器驱动的步进电机驱动式智能控制播种装置。

背景技术

近年来，精量播种已成为现代播种技术的主要特征及发展方向。

传统播种机排种装置多采用以下传动方式：播种机向前运动，带动机架下方的地轮旋转运动，地轮通过链条或者其他方式带动播种器进行旋转，但由于地轮阻力大，或者经常被泥土堵塞，出现打滑的情况，地轮在与地面的滚动摩擦变为滑动摩擦，不能准确的带动播种机进行播种，出现播种效果不好和漏种现象，难以保证精播作业质量，需要人工进行补苗。

现有的播种机都是顶部放置一个播种箱体，箱体下端设有与之连通的播种管。

已有的播种箱有以下问题：

随着播种的进行，播种箱内的种子越来越少，直至空箱，播种的时候播种人员不可能时时关注箱内种子的量，一般发现没有种子时可能已经空种了一段距离，需要放种后折回重新播种，比较麻烦，效率比较低。

而播种管有时候会出现堵塞的现象，出现堵塞后一般察觉不到，等到补苗的时候重新找苗，费时费工。

同时，需要种植不同品种的农作物或者根据实际种植需要时，会存在株距要求不一样的问题，现有的种植器不能调节，适应性不高；

另外，由于播种量的调节通常是通过人工计算并手动调节播种器，费时费力，难以提高工作效率达到精量播种的要求。

发明内容

为了克服以上缺陷，本发明的目的在于提供一种步进电机驱动自适应播种装置，本发明和现有技术相比，使用步进电机驱动排种器并根据动力装置的前进速度控制步进电机，并设有检测空箱与堵塞传感器，能够快速准确地调节排种轴转速，避免地轮打滑对播种产生不利影响。

本发明的技术方案是：

一种步进电机驱动智能控制播种装置，包括支架、播种箱、播种器，所述的播种装置还包括有电源，与所述电源连接有第一单片机和步进电机；与所述第一单片机连接有第一传感器、驱动电路；所述驱动电路的另一端连接步进电机；所述步进电机输出端连接上述播种器，所述传感器安装在牵挂播种装置动力装置上并检测动力装置轮转速。

上述的播种装置，还包括固定在动力装置上的第二单片机系统，上述传感器采用旋转编码传感器并连接第二单片机，与第二单片机还连接有无线发射装置，与无线发射装置对应有无线接收装置，所述的无线接收装置连接在第一单片机上。

上述的播种装置，与所述第一单片机连接有第二、第三传感器，其中第二传感器位于箱体内部，第三传感器位于播种器的播种管内。

上述的播种装置，所述第二传感器位于箱体底部但不贴近箱底。

上述的播种装置，与所述单片机连接有用于控制步进电机转动的控制按钮；所述的控制按钮设有增大和减小的两个按钮；与单片机连接有显示面板，所述显示面板固定有显示器和控制按钮。

上述的播种装置，所述的播种器内有排种轴，所述的播种器为双线播种器。

上述的播种装置，所述的传感器为光电传感器。

上述的播种装置，所述的无线接收装置与无线发射装置为蓝牙无线装置。

本发明的有益效果体现在：

本发明用步进电机代替地轮作为执行操作机构，带动排种器转动,这样就减小了地轮打滑对播种均匀性的影响；另外，用步进电机拖动播种器可以通过编程手段，直接对播种量等参数进行设置,使用方便且系统稳定性好,切实保障排种器转盘与播种机具前进速度同步，从而提高播种机精播智控的准确性和播量均匀性。当控制信号驱动步进电机时，步进电机改变转角，转角的连续变化即为步进电机的转速输出。排种器的轴向位移固定为最大值或定值时，步进电机驱动排种器主轴，实现播量变化。工作时需通过速度传感器采集机具前进速度信号、直接读取码盘上要输入的播种量，从而达到自动控制排种器的目的。

因动力装置一般都是拆卸式的与播种机连接，而且动力装置一般只有在播种过程中才会与播种机连接，因此采用第二单片机。第二单片机固定在动力装置上，两者采用无线对接方式，这样传感器的数据线不必要经动力装置一直延伸或缠绕到播种机上，方便非播种时间动力装置与播种机的分离，且结构简单，可靠性高。

采用单片机系统并使用两个传感器进行检测，单片机获取传感器信号，并根据信号单片机通过报警器进行报警。

两个传感器中，其中一个传感器安装在箱体内，用于检测箱体内剩余种子的情况，并根据情况报警，避免出现空种的现象。

另一个传感器安装在播种管内，检测播种管是否被种子堵塞，从而也避免空种的现象。

用于检测播种箱内种子余量的检测器，其位置高于播种箱的底面，两者之间存在一段距离，可以在箱内存有不多的种子情况下进行及时报警，而不是在出现播种箱全部漏空的情况下才报警。

当控制信号驱动步进电机时，步进电机改变转角，转角的连续变化即为步进电机的转速输出。排种器的轴向位移固定为最大值或定值时，步进电机驱动排种器主轴，实现播量变化。

附图说明

图1为本发明一种播种装置结构示意图；

图2为控制面板示意图；

图3为电路框图连接示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种步进电机驱动智能控制播种装置，包括支架1、播种箱2、播种器3，所述的播种装置还包括有电源，与所述电源连接有第一单片机11、第二单片机12和步进电机4；与第一单片机11连接有驱动电路17；所述驱动电路17的另一端连接步进电机4；所述步进电机4输出端连接上述播种器3，所述传感器13安装在牵挂播种装置动力装置上并检测动力装置轮转速。

所述的第二单片机12固定在动力装置上，上述传感器13采用旋转编码传感器并连接第二单片机12，与第二单片机12还连接有蓝牙无线发射装置和第一传感器13，与蓝牙无线发射装置对应有蓝牙无线接收装置，所述的蓝牙无线接收装置连接在第一单片机11上。

与所述第一单片机11连接有预警模块20，所述的预警模块包括第二、第三光电传感器5、6，其中第二传感器5位于箱体内部，第三传感器6位于播种器3的播种管7内；所述第二传感器5位于播种箱2的箱体底部但不贴近箱底，与单片机连接有报警蜂鸣器22。

与所述第二单片机12连接有人机对话模块14，与人机对话模块14连接有液晶屛15和键盘16，如图3所示，与第二单片机12连接有显示面板，所述显示面板固定有液晶屏15和控制按钮用于控制步进电机转动的“增大”和“减小”控制按钮以及切换功能键的键盘“功能”按钮。

本发明改变过去地轮驱动方式，而采用步进电机的驱动方式，避免了地轮打滑或者不转时不能同步带动播种器的问题，使得机具对不同地面状况的田间作业适应性更强。

使用时，将首先根据播种的具体需要调整株距，如果需要大株距，按动增大“按钮”直至调整到要求，同样如果需要小株距，按动 “减小”按钮直至调整到要求。

旋转编码器传感器13安装在动力装置——拖拉机的轮毂的一侧，检测轮毂行走，然后将信号传递给第二单片机12，第二单片机12经无线蓝牙系统发射给第一单片机11，第一单片机11根据第二单片机12传送的信息通过驱动电路17控制步进电机，作出适应性调整。

随着拖拉机向前运动，动力装置带动播种装置，种子下漏，当播种箱内的种子剩余量不多时，光电传感器导通，检测到余量不多，第一单片机报警提醒；当播种管内出现堵塞的现象时，传感器检测不到信号，第一单片机报警提醒。

Claims (6)

1.一种步进电机驱动智能控制播种装置，包括支架、播种箱、播种器，其特征在于：所述的播种装置还包括有电源，所述电源连接有第一单片机和步进电机；所述第一单片机连接有第一传感器、驱动电路；所述驱动电路的另一端连接步进电机；所述步进电机输出端连接上述播种器，所述第一传感器安装在牵挂播种装置动力装置上并检测动力装置轮转速;还包括固定在动力装置上的第二单片机，上述第一传感器采用旋转编码传感器并连接第二单片机；第二单片机还连接有无线发射装置，无线发射装置对应有无线接收装置；所述的无线接收装置连接在第一单片机上；所述第一单片机连接有第二、第三传感器，其中第二传感器位于箱体内部，第三传感器位于播种器的播种管内；所述第二传感器位于箱体底部但不贴近箱底；所述第一单片机连接有用于控制步进电机转动的控制按钮。

2.根据权利要求1 所述的播种装置，其特征在于：所述的控制按钮设有增大和减小的两个按钮。

3.根据权利要求1 所述的播种装置，其特征在于：单片机连接有显示面板，所述显示面板固定有显示器和控制按钮。

4.根据权利要求1 所述的播种装置，其特征在于：所述的播种器内有排种轴，所述的播种器为双线播种器。

5.根据权利要求1 所述的播种装置，其特征在于：所述的传感器为光电传感器。

6.根据权利要求1 所述的播种装置，其特征在于：所述的无线接收装置与无线发射装置为蓝牙无线装置。