CN102645907A - 一种对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化控制技术领域，提供了一种对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统，采用加装力矩传感器和驱动电动机，有效地解决了在播种过程中排种轴转动停止而引起的漏播现象问题，可在不停止作业的情况下继续播种；红外信号检测器对播种机的播种状态进行实时检测，实现了对播种机的及时调整，保障了播种机的正常运作，有效地防止了漏播、卡种现象的出现；采用先进传感技术和单片机控制技术，实现了播种量的实时检测与控制，解决了排种轴的转动停止问题和对排种时排种器漏播及卡种问题，确保了播种机在播种作业时正常有序地进行，具有较高的可靠性、实时性和准确性，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，尤其涉及一种对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统。 

背景技术

传统的油菜的种植大多采用人工播种，这种方法不仅劳动强度大、效率低、浪费种子，而且播撒不均匀，有的地方播得太稀造成土地浪费，有的地方播得太密在出苗后需要进行间苗等工作，这样增加了劳动量，影响了作业效果和播种质量，进而使得作物产量下降，投入成本较高；也有使用播种机进行种植作业的，现有的油菜播种机在播种过程中很容易产生排种轴停转、排种器漏播和卡种等问题，因为机器作业，播种人员不能在第一时间内发现这些问题，这些问题一直没有被很好地解决，这在一定程度上影响了油菜播种机的发展。 

发明内容

本发明提供了一种对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统，旨在解决现有技术提供的播种机在播种过程中，不能对播种机的播种状态进行实时检测和及时调整，很容易产生排种轴停转、排种器漏播和卡种的问题。 

本发明的目的在于提供一种对播种机的播种状态进行显示及报警的系统，该系统包括：红外信号检测器、信号调理模块、模数转换模块、第一中央处理器、播种状态显示器、异常播种状态报警器； 

所述红外信号检测器与所述信号调理模块相连接，所述信号调理模块与所述模数转换模块相连接，所述模数转换模块与所述第一中央处理器相连接，所 述第一中央处理器分别与所述播种状态显示器及异常播种状态报警器相连接。 

进一步，所述红外信号检测器包括：红外信号发射器、红外信号接收器； 

所述红外信号发射器及红外信号接收器安装在播种机的排种管上，并且所述红外信号发射器的发射点与所述红外信号接收器的接收点处于同一水平位置上，所述红外信号发射器发出的红外光束的广角为30度。 

进一步，该系统还设置有播种状态参数设置模块，所述播种状态参数设置模块与所述第一中央处理器相连接。 

本发明的另一目的在于提供一种对播种机的排种故障进行检测及控制的系统，该系统包括：力矩传感器、信号滤波及放大模块、第二中央处理器、驱动输出模块、驱动电动机； 

所述力矩传感器与所述信号滤波及放大模块相连接，所述信号滤波及放大模块与所述第二中央处理器相连接，所述第二中央处理器与所述驱动输出模块相连接，所述驱动输出模块语音所述驱动电动机相连接。 

进一步，所述驱动电动机的输出轴与播种机的排种轴传动连接，所述力矩传感器安装在播种机的排种轴上。 

进一步，该系统还设置有力矩阈值设置模块，所述力矩阈值设置模块与所述第二中央处理器相连接。 

进一步，驱动电动机采用直流电动机。 

本发明提供的对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统，采用加装力矩传感器和驱动电动机，有效地解决了在播种过程中排种轴转动停止而引起的漏播现象问题，可在不停止作业的情况下继续播种；红外信号检测器对播种机的播种状态进行实时检测，实现了对播种机的及时调整，保障了播种机的正常运作，有效地防止了漏播、卡种现象的出现；采用先进传感技术和单片机控制技术，实现了播种量的实时检测与控制，解决了排种轴的转动停止问题和对排种时排种器漏播、卡种等问题，确保了播种机在播种作业的正常有序性，具有较高的可靠性、实时性和准确性，结构简单，实用性强，具有较强的推广 与应用价值。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的对播种机的播种状态进行显示及报警的系统的结构框图； 

图2是本发明实施例提供的对播种机的排种故障进行检测及控制的系统的结构框图； 

图3是本发明实施例提供的对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统的安装示意图。 

图中：11、红外信号检测器；111、红外信号发射器；112、红外信号接收器；12、信号调理模块；13、模数转换模块；14、第一中央处理器；15、播种状态显示器；16、异常播种状态报警器；17、播种状态参数设置模块；21、力矩传感器；22、信号滤波及放大模块；23、第二中央处理器；24、驱动输出模块；25、驱动电动机；26、力矩阈值设置模块；31、排种器；32、链轮；33、排种管；34、排种轴。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。 

图1示出了本发明实施例提供的对播种机的播种状态进行显示及报警的系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。 

该系统包括：红外信号检测器11、信号调理模块12、模数转换模块13、第一中央处理器14、播种状态显示器15、异常播种状态报警器16； 

红外信号检测器11与信号调理模块12相连接，信号调理模块12与模数转换模块13相连接，模数转换模块13与第一中央处理器14相连接，第一中央处 理器14分别与播种状态显示器15及异常播种状态报警器16相连接。 

在本发明实施例中，红外信号检测器11包括：红外信号发射器111、红外信号接收器112； 

红外信号发射器111及红外信号接收器112安装在播种机的排种管33上，并且红外信号发射器111的发射点与红外信号接收器112的接收点处于同一水平位置上，红外信号发射器111发出的红外光束的广角为30度。 

在本发明实施例中，该系统还设置有播种状态参数设置模块17，播种状态参数设置模块17与第一中央处理器14相连接。 

如图2所示，本发明的另一目的在于提供一种对播种机的排种故障进行检测及控制的系统，该系统包括：力矩传感器21、信号滤波及放大模块22、第二中央处理器23、驱动输出模块24、驱动电动机25； 

力矩传感器21与信号滤波及放大模块22相连接，信号滤波及放大模块22与第二中央处理器23相连接，第二中央处理器23与驱动输出模块24相连接，驱动输出模块24语音驱动电动机25相连接。 

在本发明实施例中，驱动电动机25的输出轴与播种机的排种轴34传动连接，力矩传感器21安装在播种机的排种轴34上。 

在本发明实施例中，该系统还设置有力矩阈值设置模块26，力矩阈值设置模块26与第二中央处理器23相连接。 

在本发明实施例中，驱动电动机25采用直流电动机。 

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。 

如图3所示，播种机的原动力通过链轮32传递到排种轴34，排种轴34带动排种器31作业，油菜种子经过排种器31进入到排种管33，通过红外信号发射器111和红外信号接收器112的检测，然后落入土壤。 

排种管33上安装有红外信号检测器11，红外信号发射器111发出红外信号，经过排种管33到达红外信号接收器112，红外信号接收器112将接收的信号进行系统调理和模数转换，将信号送入第一中央处理器14，通过播种状态显 示器15对播种机的播种状态进行显示；当排种器31发生漏播或卡种时，排种管33内的种子数量在正常范围之外，红外信号检测器11就会将检测信号送入第一中央处理器14，第一中央处理器14控制异常播种状态报警器16进行报警。 

力矩传感器21对排种轴34的转动力矩进行检测，检测信号经过信号滤波及放大模块22的滤波与放大，送入第二中央处理器23，当力矩传感器21检测到的力矩信号值低于力矩阈值设置模块26设置的力矩阀值时，第二中央处理器23根据检测到信号控制驱动电动机25驱动排种器31。 

在排种轴34相对于链轮32传动的另一端加装力矩传感器21和驱动电动机25，排种轴34正常转动时，力矩传感器21检测到的力矩信号值高于力矩阈值设置模块26设置的阀值，驱动电动机25不启动；当播种过程中遇到播种轴卡阻时，力矩传感器21检测到的力矩信号值低于力矩阈值设置模块26设置的阀值，输出信号经过信号滤波及放大模块22的滤波与放大，传给第二中央处理器23，并启动驱动电动机25，由驱动电动机25驱动排种轴34转动，从而使排种器31正常排种，保证了播种的连续性。 

对于排种过程中的卡种、漏播现象的检测，是在排种管33臂处加装红外信号检测器11，以检测在排种口单位时间内所排种子的数量，当在单位时间内所排种子数小于一定量，则认定为卡种、漏播现象；排种器31正常排种时，红外信号发射器111发出红外信号，检测排种管33内单位时间的排种量，红外信号接收器112接收检测信号，经过信号调理与模数转换，输入第一中央处理器14进行处理，第一中央处理器14判断排种量在正常范围之内，显示排种状态正常；若排种器31出现漏播、卡种情况时，第一中央处理器14判断排种量在正常范围之外，显示排种状态异常，第一中央处理器14控制异常播种状态报警器16进行报警，告知播种人员及时排查故障。 

红外信号检测器11主要分为两个部分，即红外信号发射器111和红外信号接收器112；在安装时，红外信号发射器111的发射点和红外信号接收器112的接收点与排种管33内臂平齐，红外信号发射器111发出的红外光束的广角为 30度；特有的内嵌平行式安装和30度广角设计有效地避免了种子的漏检和误检，保证排种检测的准确性，红外信号检测和力矩传感信号检测与控制系统是相互独立的。 

本发明实施例提供的对播种机播种状态及排种故障进行检测及控制的系统，采用加装力矩传感器21和驱动电动机25，有效地解决了在播种过程中排种轴34转动停止而引起的漏播现象问题，可在不停止作业的情况下继续播种；红外信号检测器11对播种机的播种状态进行实时检测，实现了对播种机的及时调整，保障了播种机的正常运作，有效地防止了漏播、卡种现象的出现；采用先进传感技术和单片机控制技术，实现了播种量的实时检测与控制，解决了排种轴34的转动停止问题和对排种时排种器31漏播、卡种等问题，确保了播种机在播种作业时正常有序地进行，具有较高的可靠性、实时性和准确性，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。 

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种对播种机的播种状态进行显示及报警的系统，其特征在于，该系统包括：红外信号检测器、信号调理模块、模数转换模块、第一中央处理器、播种状态显示器、异常播种状态报警器；

所述红外信号检测器与所述信号调理模块相连接，所述信号调理模块与所述模数转换模块相连接，所述模数转换模块与所述第一中央处理器相连接，所述第一中央处理器分别与所述播种状态显示器及异常播种状态报警器相连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述红外信号检测器进一步包括：红外信号发射器、红外信号接收器；

所述红外信号发射器及红外信号接收器安装在播种机的排种管上，并且所述红外信号发射器的发射点与所述红外信号接收器的接收点处于同一水平位置上，所述红外信号发射器发出的红外光束的广角为30度。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还设置有播种状态参数设置模块，所述播种状态参数设置模块与所述第一中央处理器相连接。

4.一种对播种机的排种故障进行检测及控制的系统，其特征在于，该系统包括：力矩传感器、信号滤波及放大模块、第二中央处理器、驱动输出模块、驱动电动机；

所述力矩传感器与所述信号滤波及放大模块相连接，所述信号滤波及放大模块与所述第二中央处理器相连接，所述第二中央处理器与所述驱动输出模块相连接，所述驱动输出模块语音所述驱动电动机相连接。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动电动机的输出轴与播种机的排种轴传动连接，所述力矩传感器安装在播种机的排种轴上。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，该系统还设置有力矩阈值设置模块，所述力矩阈值设置模块与所述第二中央处理器相连接。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动电动机采用直流电动机。

Images