CN103994787B - 一种小麦播种机工况监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小麦播种机工况监测系统及方法。该系统主要包括拖拉机行驶速度传感器、播种机升降监测传感器、种箱料位监测传感器、地轮速度传感器、排种轴转速传感器、排种管监测传感器、开沟器堵塞监测传感器和车载终端；工况监测单元和漏播监测单元采集接收各传感器采集到的工况参数、排种管和开沟器状态，由故障判定单元判断得出漏播故障的类型、位置和原因，最后经显示报警单元显示和进行漏播报警提示。通过本发明提供的小麦播种机工况监测系统及方法能够全面监测小麦播种机工况，及时发现漏播，并且能够准确地判定故障类型、位置和原因，使得农机手能够快速地排除故障，节约时间，提高作业质量和作业效率。

Description

一种小麦播种机工况监测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种监测技术，尤其是涉及一种小麦播种机工况监测系统及方法。

背景技术

由于田间作业环境复杂，小麦播种机田间作业时，常常会出现种箱缺种、排种链条传动故障、排种管堵塞等故障，造成漏播现象，降低播种机作业质量，导致农作物减产。小麦播种机工作状态的实时监测可以使农机手实时了解播种机作业状态，及时发现漏播现象，有效地提高播种作业质量。

目前常见的小麦播种机上配备的工况监测系统监测的工况参数不全面，一般只是在排种管上安装传感器，监测是否漏播，不能准确地监测造成漏播的故障的具体位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何对小麦播种机的工况进行全面的监测，在监测到漏播时如何及时提供精确的漏播故障位置及原因。

为此目的，本发明提出了一种小麦播种机工况监测系统以及运用于该系统的故障判定方法。

本发明所提供的小麦播种机工况监测系统，包括：

拖拉机行驶速度传感器、播种机升降监测传感器、种箱料位监测传感器、地轮速度传感器、排种轴转速传感器、排种管监测传感器和开沟器堵塞监测传感器，用于分别采集信号；

车载终端，用于接收和处理各传感器采集到的信号。

所述车载终端包括：工况参数监测单元、漏播监测单元、故障判定单元和显示报警单元。

工况参数监测单元，用于接收拖拉机行驶速度传感器、播种机升降监测传感器、种箱料位监测传感器、地轮速度传感器和排种轴转速传感器所采集到的信号，根据接收到的信号分析得到包括拖拉机行驶速度、播种机升降状态、种箱是否缺种、地轮速度和排种轴转速的工况参数，并将所述工况参数传输给故障判定单元和显示报警单元；

漏播监测单元，用于接收各排种管监测传感器以及各开沟器堵塞监测传感器所采集到的信号，根据接收到的信号分析得到各排种管监测传感器和各开沟器堵塞监测传感器对应的排种管和开沟器的状态，并将上述状态传输给故障判定单元和显示报警单元；当监测到有排种管状态为堵塞或不下种和/或开沟器状态为堵塞时，向故障判定单元给出漏播故障判定指示；

故障判定单元，用于在接收到漏播监测单元的漏播判定指示后，根据工况参数、排种管状态和开沟器状态，分析得到漏播的故障类型、位置和原因，并将判定结果传输给显示报警单元；

显示报警单元，用于显示工况参数、排种管状态和开沟器状态，根据故障判定单元的判定结果，输出故障判定单元判定故障类型、位置和原因，进行报警提示。

优选的，拖拉机行驶速度传感器、地轮速度传感器和排种轴转速传感器采用霍尔元件，播种机升降监测传感器采用行程开关，种箱料位监测传感器、排种管监测传感器和开沟器堵塞监测传感器采用对射式光电传感器。

本发明同时还提供了一种用于小麦播种机工况监测系统的监测方法，该方法具体包括以下步骤：

S1，监测到有漏播发生，当漏播状态为开沟器堵塞时按照步骤S2进行判定，当漏播状态为排种管堵塞时按照步骤S3进行判定，当漏播状态为排种管不下种时按照步骤S4进行判定；

S2，漏播状态为某个开沟器堵塞，判定故障类型为堵塞、故障位置为该开沟器、故障原因为开沟器堵塞，转入步骤S8；

S3，漏播状态为某个排种管堵塞，判定故障类型为堵塞、故障位置为该排种管下部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S4，漏播状态为排种管不下种，判断种箱是否缺种，如果缺种则判定故障类型为不下种、故障位置为种箱、故障原因为种箱缺种，转入步骤S8；如果不缺种则转入步骤S5；

S5，判断播种机是否放下，如果没有放下则判定故障类型为不下种、故障位置为播种机、故障原因为播种机未放下，转入步骤S8；如果已放下则转入步骤S6；

S6，判断地轮是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为地轮、故障原因为播种机放置不当或地轮打滑或地轮卡住，转入步骤S8；如果地轮正常转动则转入步骤S7；

S7，判断排种轴是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为排种轴、故障原因为排种轴卡住或传动链条脱落、断裂，转入步骤S8；如果正常转动则判定故障类型为堵塞、故障位置为排种管上部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S8，判断拖拉机是否正在行驶，如果正常行驶则进行漏播报警提示并显示故障类型、位置和原因；如果拖拉机没有行驶则关闭漏播报警。

通过采用本发明所提供的技术方法，能够全面监测小麦播种机工况，及时发现漏播，并且能够准确地判定故障类型、位置和原因，使得农机手能够很快地排除故障，节约时间，提高作业质量和作业效率。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1所示为小麦播种机工况监测系统的安装位置示意图：

1-车载终端，2-拖拉机行驶速度传感器，3-播种机升降监测传感器，4-排种轴转速传感器，5-种箱料位监测传感器，6-排种管监测传感器，7-开沟器堵塞监测传感器，8-地轮速度传感器，9-地轮，10-传动链条，11-开沟器，12-排种管，13-种箱，14-排种轴，15-小麦播种机，16-拖拉机，17-拖拉机车轮；

图2所示为小麦工况监测系统结构图；

图3所示为本发明系统漏播故障判定方法及流程。

具体实施方式

下面将结合附图通过具体实施例对本发明进行详细阐述。

本发明实施例安装结构如图1所示，播种机15由拖拉机16作为牵引，车载终端1安装在拖拉机驾驶室内，拖拉机行驶速度传感器2安装在拖拉机轮17上，播种机升降监测传感器3安装在拖拉机16与播种机15的连接处，排种轴转速传感器4安装在播种机的排种轴14上，种箱料位监测传感器5安装在种箱13的下部，排种管监测传感器6安装在排种管12的中部，开沟器堵塞传感器7安装在开沟器11上，地轮速度传感器8安装在播种机地轮9上，地轮9与排种轴14通过传动链条连接。

拖拉机行驶速度传感器2、地轮速度传感器8和排种轴转速传感器4采用霍尔元件，能够测得到拖拉机行驶速度、地轮速度和排种轴转速的具体速度值。

播种机升降监测传感器3采用行程开关，当播种机15抬起时，行程开关输出持续的高电平信号；播种机15落下时，行程开关输出持续的低电平信号。

种箱料位监测传感器5采用对射式光电传感器，发射器和接收器分别安装在种箱13下部的两端，当种箱13内种子充裕时，发射器发出的光被种子挡住，接收器接收的光强接近于零；当种箱13缺种时，接收器的光强较大。

排种管监测传感器6采用对射式光电传感器，发射器和接收器分置于排种管的两侧，每一个排种管12都需要安装一个排种管监测传感器6；当排种管12内没有种子落下时，接收器接收的光强最大，输出电压最大；当排种管12内堵塞时，接收器接收的光强最小，输出电压接近于零；正常播种时，种子有规律地从排种管12内落下，接收器接收的光强有规律地发生变化，输出电压也随之规律变化。

开沟器堵塞监测传感器7采用对射式光电传感器，发射器和接收器分别安装在开沟器11的两侧，每个开沟器11上都需要安装一个开沟器堵塞监测传感器7；当开沟器11堵塞时，接收器接收光强接近于零；当开沟器11不堵塞时，接收器接收光强较大。

如图2所示，车载终端主要包括工况参数监测单元、漏播监测单元、故障判定单元和显示报警单元：

工况参数监测单元，用于接收拖拉机行驶速度传感器、播种机升降监测传感器、种箱料位监测传感器、地轮速度传感器和排种轴转速传感器所采集到的信号，根据接收到的信号分析得到包括拖拉机行驶速度、播种机升降状态、种箱是否缺种、地轮速度和排种轴转速的工况参数，并将所述工况参数传输给故障判定单元和显示报警单元；

漏播监测单元，用于接收各排种管监测传感器以及各开沟器堵塞监测传感器所采集到的信号，根据接收到的信号分析得到各排种管监测传感器和各开沟器堵塞监测传感器对应的排种管和开沟器的状态，并将上述状态传输给故障判定单元和显示报警单元；当监测到有排种管状态为堵塞或不下种和/或开沟器状态为堵塞时，向故障判定单元给出漏播故障判定指示；

故障判定单元，用于在接收到漏播监测单元的漏播判定指示后，根据工况参数、排种管状态和开沟器状态，分析得到漏播的故障类型、位置和原因，并将判定结果传输给显示报警单元；

显示报警单元，用于显示工况参数、排种管状态和开沟器状态，根据故障判定单元的判定结果，输出故障判定单元判定故障类型、位置和原因，进行报警提示。

本发明实施例提供的小麦播种机工况监测系统通过以下方法进行漏播故障判定和报警提示，具体流程如图3所示：

S1，监测到有漏播发生，当漏播状态为开沟器堵塞时按照步骤S2进行判定，当漏播状态为排种管堵塞时按照步骤S3进行判定，当漏播状态为排种管不下种时按照步骤S4进行判定；

S2，漏播状态为某个开沟器堵塞，判定故障类型为堵塞、故障位置为该开沟器、故障原因为开沟器堵塞，转入步骤S8；

S3，漏播状态为某个排种管堵塞，判定故障类型为堵塞、故障位置为该排种管下部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S4，漏播状态为排种管不下种，判断种箱是否缺种，如果缺种则判定故障类型为不下种、故障位置为种箱、故障原因为种箱缺种，转入步骤S8；如果不缺种则转入步骤S5；

S5，判断播种机是否放下，如果没有放下则判定故障类型为不下种、故障位置为播种机、故障原因为播种机未放下，转入步骤S8；如果已放下则转入步骤S6；

S6，判断地轮是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为地轮、故障原因为播种机放置不当或地轮打滑或地轮卡住，转入步骤S8；如果地轮正常转动则转入步骤S7；

S7，判断排种轴是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为排种轴、故障原因为排种轴卡住或传动链条脱落、断裂，转入步骤S8；如果正常转动则判定故障类型为堵塞、故障位置为排种管上部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S8，判断拖拉机是否正在行驶，如果正常行驶则进行漏播报警提示并显示故障类型、位置和原因；如果拖拉机没有行驶则关闭漏播报警。

本发明实施例克服现有小麦播种机工况监测系统的不足，提供一种能够全面监测小麦播种机工作状况、准确判断漏播故障位置的小麦播种机工况监测系统及方法，它可以对小麦播种机各个关键部位的工作状态实时监测，可以及时准确地监测由于各种故障导致的漏播，并准确判断故障类型、位置和原因，使得农机手实时全面了解播种机作业状态，一旦出现漏播，可以节约故障排除时间，提高播种作业质量和作业效率。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (3)

1.一种小麦播种机工况监测系统，其特征在于，包括：

拖拉机行驶速度传感器、播种机升降监测传感器、种箱料位监测传感器、地轮速度传感器、排种轴转速传感器、排种管监测传感器和开沟器堵塞监测传感器，用于分别采集信号；

车载终端，用于接收和处理各传感器采集到的信号；

所述车载终端包括：工况参数监测单元、漏播监测单元、故障判定单元和显示报警单元；

工况参数监测单元，用于接收拖拉机行驶速度传感器、播种机升降监测传感器、种箱料位监测传感器、地轮速度传感器和排种轴转速传感器所采集到的信号，根据接收到的信号分析得到包括拖拉机行驶速度、播种机升降状态、种箱是否缺种、地轮速度和排种轴转速的工况参数，并将所述工况参数传输给故障判定单元和显示报警单元；

漏播监测单元，用于接收各排种管监测传感器以及各开沟器堵塞监测传感器所采集到的信号，根据接收到的信号分析得到各排种管监测传感器和各开沟器堵塞监测传感器对应的排种管和开沟器的状态，并将上述状态传输给故障判定单元和显示报警单元；当监测到有排种管状态为堵塞或不下种和/或开沟器状态为堵塞时，向故障判定单元给出漏播故障判定指示；

故障判定单元，用于在接收到漏播监测单元的漏播判定指示后，根据工况参数、排种管状态和开沟器状态，分析得到漏播的故障类型、位置和原因，并将判定结果传输给显示报警单元；

显示报警单元，用于显示工况参数、排种管状态和开沟器状态，根据故障判定单元的判定结果，输出故障判定单元判定故障类型、位置和原因，进行报警提示；

S1，漏播监测单元监测到有漏播发生，当漏播状态为开沟器堵塞时由故障判定单元按照步骤S2进行判定，当漏播状态为排种管堵塞时由故障判定单元按照步骤S3进行判定，当漏播状态为排种管不下种时由故障判定单元按照步骤S4进行判定；

S2，漏播状态为某个开沟器堵塞，故障判定单元判定故障类型为堵塞、故障位置为该开沟器、故障原因为开沟器堵塞，转入步骤S8；

S3，漏播状态为某个排种管堵塞，故障判定单元判定故障类型为堵塞、故障位置为该排种管下部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S4，漏播状态为排种管不下种，故障判定单元判断种箱是否缺种，如果缺种则判定故障类型为不下种、故障位置为种箱、故障原因为种箱缺种，转入步骤S8；如果不缺种则转入步骤S5；

S5，故障判定单元判断播种机是否放下，如果没有放下则判定故障类型为不下种、故障位置为播种机、故障原因为播种机未放下，转入步骤S8；如果已放下则转入步骤S6；

S6，故障判定单元判断地轮是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为地轮、故障原因为播种机放置不当或地轮打滑或地轮卡住，转入步骤S8；如果地轮正常转动则转入步骤S7；

S7，故障判定单元判断排种轴是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为排种轴、故障原因为排种轴卡住或传动链条脱落、断裂，转入步骤S8；如果正常转动则判定故障类型为堵塞、故障位置为排种管上部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S8，故障判定单元判断拖拉机是否正在行驶，如果正常行驶则进行漏播报警提示并显示故障类型、位置和原因；如果拖拉机没有行驶则关闭漏播报警。

2.根据权利要求1所述一种小麦播种机工况监测系统，其特征在于：拖拉机行驶速度传感器、地轮速度传感器和排种轴转速传感器采用霍尔元件，播种机升降监测传感器采用行程开关，种箱料位监测传感器、排种管监测传感器和开沟器堵塞监测传感器采用对射式光电传感器。

3.一种小麦播种机工况监测方法，其特征在于，用于权利要求1至2其中任一项所述的小麦播种机工况监测系统，该方法包括：

S1，监测到有漏播发生，当漏播状态为开沟器堵塞时按照步骤S2进行判定，当漏播状态为排种管堵塞时按照步骤S3进行判定，当漏播状态为排种管不下种时按照步骤S4进行判定；

S2，漏播状态为某个开沟器堵塞，判定故障类型为堵塞、故障位置为该开沟器、故障原因为开沟器堵塞，转入步骤S8；

S3，漏播状态为某个排种管堵塞，判定故障类型为堵塞、故障位置为该排种管下部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S4，漏播状态为排种管不下种，判断种箱是否缺种，如果缺种则判定故障类型为不下种、故障位置为种箱、故障原因为种箱缺种，转入步骤S8；如果不缺种则转入步骤S5；

S5，判断播种机是否放下，如果没有放下则判定故障类型为不下种、故障位置为播种机、故障原因为播种机未放下，转入步骤S8；如果已放下则转入步骤S6；

S6，判断地轮是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为地轮、故障原因为播种机放置不当或地轮打滑或地轮卡住，转入步骤S8；如果地轮正常转动则转入步骤S7；

S7，判断排种轴是否转动，如果不转动则判定故障类型为不下种、故障位置为排种轴、故障原因为排种轴卡住或传动链条脱落、断裂，转入步骤S8；如果正常转动则判定故障类型为堵塞、故障位置为排种管上部、故障原因为排种管堵塞，转入步骤S8；

S8，判断拖拉机是否正在行驶，如果正常行驶则进行漏播报警提示并显示故障类型、位置和原因；如果拖拉机没有行驶则关闭漏播报警。