CN104023516B - 撒播器监控装置、撒播器和单粒播种机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接到撒播器(3′)且用于监控撒播器(3′)的撒播器监控装置，其具有带有检测方向(E)的线阵相机(21)、可固定在撒播器(3′)处的用于容纳线阵相机(21)的壳体(20)和用于产生可由线阵相机(21)检测的带有辐射方向(S)的电磁波的辐射源(22)，其中撒播器监控装置(12)这样构造，使得由辐射源(22)产生的电磁波在撒播器(3′)的可旋转播种盘(9)的反射面(13)处反射之后可由线阵相机(21)检测并且可由评估单元进行评估。此外，本发明涉及一种撒播器和一种单粒播种机。

Description

撒播器监控装置、撒播器和单粒播种机

技术领域

本发明涉及一种撒播器监控装置、一种撒播器以及一种单粒播种机

背景技术

以不同的实施方案已知用于监控单粒播种机的功能的监控装置。由于容易接近，监控常常在进料通道处进行，例如在印刷品WO 2005/096799 Al或WO 2005/096798 Al中那样。

监控装置尤其是用于播种器的控制和调节以及检验其正确功能。存在这样的要求，即监控快速地响应并且无差错地以及通过简单的方式运行。此外，监控装置应尽可能成本有利地和不需维护地工作。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种监控装置，借助于该监控装置实现在单粒播种机的情况下对撒播设备进行响应快速的、可靠的且可成本有利地制造的监控。

该任务借助于一种用于连接到撒播器并且用于监控撒播器的撒播器监控装置来解决，所述撒播器监控装置包括：

-具有一个检测方向的线阵相机，

-能固定在撒播器处的用于容纳线阵相机的壳体，和

-用于产生由线阵相机检测的电磁波的辐射源，所述辐射源具有一个辐射方向，

其中由辐射源产生的电磁波在撒播器的旋转播种盘的反射面处反射之后由线阵相机检测，由线阵相机检测的所述电磁波由评估单元进行评估，以及其中检测方向和辐射方向被布置成相对于旋转播种盘的反射面等角度的。

本发明的基本思想是将监控装置可集成地构建到撒播器中，从而对种子播撒的监控直接在负责分开的机构、即撒播器处执行。在此，本发明的另一方面是，通过线阵相机、尤其通过纯对比度测量以成本有利、响应迅速且节省空间的方式来设置监控。对本发明特别有利的是，监控可以由播种盘的仅仅一侧、即尤其通过反射测量进行。换句话说，由辐射源射向播种盘的电磁波被播种盘反射且在反射后由线阵相机检测，更确切的说在种子在播种盘上被输送的区域中。线阵相机相应地聚焦到播种盘的反射面上且由线阵相机产生的脉冲通过评估单元评估，其中根据在排种孔处没有吸附种粒、吸附一颗种粒还是吸附两颗种粒而在排种孔处获得明显不同的脉冲。因此，每个排种孔的占据可直接在检测之后、也即在线评估。

根据本发明的一个特别有利的实施形式规定，检测方向和辐射方向可布置成相对于反射面等角度的，这尤其通过壳体在撒播器处的固定件和线阵相机和辐射源在壳体中的布置而预先给定。以该方式借助于由辐射源输出且在反射面处被反射的电磁波对线阵相机进行可再现的加载。

通过将壳体构造成相对周围环境密封的、尤其可密封地连接到撒播器上，有效保护线阵相机(以及辐射源)不受灰尘和/或湿气和/或漫射光影响。因此可确保长时间和无干扰的运行。根据本发明的一个改进方案规定，在线阵相机和反射面之间设置透射电磁波的板以尤其用于相对于周围环境密封壳体。通过板可将在电磁波射在板上时产生的光折射最小化并且也一起流入到评估装置中。在此特别有利的是，板由折射率小于1.6、尤其小于1.5(λ＝589nm)的材料构成，优选由聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)构成。聚甲基丙烯酸甲酯的优点是其弹性特性和由条件决定的抗冲强度以及其良好的热学特性。特别有利的是对光的良好的透射特性。根据本发明可替换地作为材料考虑聚碳酸酯。

通过构造线阵相机以检测带有种粒的旋转播种盘的排种孔的占据，可非常良好地推断出撒播器的正确调整。调整尤其取决于不同的种子，但也取决于环境条件。

当使用光源、尤其是LED、优选红色LED作为辐射源时，本发明可以特别成本有利地和有效地实现。使用有色LED是特别有利的，因为尤其可与相对应的滤波器组合地对外来光距(Fremdlichtabstand)进行优化。

根据本发明的另一有利的实施形式，在反射面和线阵相机之间、尤其在线阵相机处设置对于电磁波选择性的滤波器。由此可进一步减少外来光影响。

用于单粒播种机的撒播器视作为一个独立的发明，该撒播器具有可在旋转方向R上旋转的播种盘并且具有上述的撒播器监控装置，该播种盘具有多个与播种盘同心分布的排种孔以沿着至少一个同心的排种孔圆尤其通过低压吸附各个种粒。通过将撒播器监控装置安装在撒播器的圆周边缘处，尤其安装在用于将撒播器紧固在单粒播种机处的固定件处，可以简单、节省空间且成本有利地集成撒播器监控装置。撒播器在此仅须在结构上进行少许改变，即在撒播器的半件的部分区域中进行改变。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节由下面对优选实施例的说明以及借助于附图得出。其中：

图1a和1b示出在行驶方向上从斜后方(图1a)和斜前方(图1b)看的一般单粒播种机的单粒播种器械的透视图，

图2示出根据本发明的撒播器的透视图，

图3示出根据图2的撒播器的各个部件的透视图，

图4示出根据本发明的撒播器监控装置的截面图和撒播器监控装置相对于根据图1的撒播器的播种盘的位置，

图5a示出播种盘的区段的照片，以及

图5b示出由撒播器监控装置检测到的图片。

附图中，相同的构件或具有相同功能的构件标以相同的附图标记。

具体实施方式

在图1a和1b中示出根据本发明的单粒播种机的播种器械1，该播种器械1通过臂2固定在单粒播种机的框架上。与此相对应地，在单粒播种机运行时的行驶方向为由箭头F给出的方向。

在允许摆动运动——优选为通过将臂2构造为平行四边形臂而实现的垂直运动——的臂2上安装有撒播器3、布置在撒播器3上方的料箱4、布置在撒播器3下方的犁刀5以及两个在行驶方向F上布置在撒播器3之前和之后的可相对于撒播器3摆动的滚轮6。料箱4可通过盖板4d封闭并且可填充种子16，种子16又通过通道4k侧向引入撒播器3中。

种子16在撒播器3中被分开并且通过犁刀5放入到由犁刀5的犁尖7在耕地中开垦的犁沟中。

在图2中示出根据本发明的撒播器3'，其与根据图1a和1b的撒播器3不同地在撒播器3'沿行驶方向F位于前方的区域中具有撒播器监控装置12。撒播器监控装置12尤其布置在撒播器3'的圆周上，尤其在臂2安装在撒播器3'上的区域中。

撒播器3、3'具有两个半部3.1和3.2，其中由两个半部3.1和3.2围成的工作室8通过播种盘9划分成压力侧10和种子侧11。

与圆形播种盘9同心地在播种盘9的圆周上分布有排种孔15(排种孔圆)，通过排种孔15连接压力侧10和种子侧11。

排种孔15根据待分开的种子16而具有合适的、可处于0.5mm至3mm范围中的直径。

播种盘9通过在排种孔15处对各个种粒16进行低压吸附借助于播种盘9的转动将种子16在转动方向R上从容纳部中运送出去直至输出每一颗种粒16。

理想地，每个排种孔15容纳唯一一颗种粒16，但是这在实际上不总是100％起作用。根据所使用的种子和取决于撒播器3'的设置以及行驶速度可能出现的是，排种孔15没容纳种粒16或者甚至容纳两个种粒16。这在耕地中的相应播种位置处或者导致没有作物生长或者导致没有足够养料供给并且因此发育不良的两株作物。

然而特别关键的是，单粒播种机的单个播种器械1例如由于功能障碍或高污染程度而完全失效。

为了尽早识别功能障碍以及此外必要时为了控制/调节每个单个的撒播器3'而设有撒播器监控装置12。

撒播器监控装置12由可固定在撒播器3'上以用于容纳线阵相机21和辐射源22的壳体20构成。壳体20保护线阵相机21和辐射源22不受污染和其他环境影响。壳体20至少在壳体的背向播种盘9的背侧23以及上侧24和下侧25处相对于灰尘和湿气以及光密封壳体20的内部空腔。

在壳体20的内部，在背侧23处设有伸入内部的加强部26以固定线阵相机和辐射源22。所述固定通过角板27进行，在所述角板的一个端部处呈角度地安装有线阵相机21。在角板27的另一个相对的端部处呈角度地安装有辐射源22。辐射源22尤其包括LED并且在辐射方向S上辐射作为电磁波的光。该光在穿过透射板28之后可能有少许折射地主要落到播种盘9的反射面13上并且在那里被反射。撒播器监控装置12布置在种子侧11上，从而反射面13也布置在播种盘9的种子侧11上。辐射源作为可能的实施形式可以是发射红光的LED。

辐射源22借助于角板27呈这样的角度，即由辐射源22在辐射方向S上发出的电磁波检测播种盘9在反射面13上的排种孔15。电磁波由反射面13朝着相对于反射面13与辐射源22等角度取向的线阵相机21反射，更确切的说在检测方向E上反射。电磁波由反射面13反射与由排种孔15反射不同。根据在所检测的排种孔15上没有吸附种粒16、吸附有一个种粒16或吸附有两个种粒16，针对每种情况得出所反射的电磁波的不同影响。所反射的电磁波由线阵相机21检测并且由未示出的评估单元评估，所述评估单元或者位于线阵相机21中或者通过线路与线阵相机21相连地例如布置在牵引机的控制室中的中央计算机中。评估单元评估由线阵相机21基于不同电磁波所检测的信号。在此可能有利的是仅检测对比度，因为光滑的金属播种盘9作为理想的反射面13具有非常不同于排种孔15和种粒16的对比度度值。

图5a示出吸附在播种盘9的排种孔15上的种粒16(此处为香菜种子)的照片。在成像在中间的排种孔15处容纳有两个种粒16，而在布置于其右边的排种孔15处吸附有一个种粒16。

线阵相机21检测图5b中所示的图片，该图片仅由对比度值组成并且可通过评估单元以简单的方式评估。在评估时借助于对比度值来区分播种盘和种粒或排种孔并且暗色物体(即种粒或排种孔)的面积被确定。在两个种粒16的情况下，相对于一个种粒16来说，得出明显更大的面积并且这个面积又明显大于未被占据的排种孔15的面积。除了评估面积之外也可使用其他特征，例如偏心率或紧凑性，以区分排种孔、一颗种粒和两颗种粒。

线阵相机21连续测量转过的播种盘9在排种孔15区域中的区段的对比度值，并且在每个排种孔15的情况下根据该排种孔15未被占据、被一个种粒16占据还是被两个种粒16占据而得出对比度值的上升。

评估单元在每个排种孔15的区域中形成用于统计评估的研究整体。由于每个种粒(见图5a)相对于线阵相机21可能具有不同的取向并且种粒16可能不同，因此对于吸附一个种粒16或两个种粒16的情况，在所检测的值的情况下得出或多或少的偏差(视种子而定)。如果没有种粒16吸附在所检测的排种孔15处，则偏差非常小，因为排种孔15的制造准确度相对高。值得注意的偏差可能由吸附的污物得出。

在对面积或所探测的物体的其他特征进行统计评估时，有利的是可以不考虑极限值。接着可以形成研究整体的平均值。取决于为不同种子保存的值和所确定的标准偏差，可以将边界值保存在评估单元中，所述边界值尤其对应于标准偏差的两倍或三倍。以该方式可将由评估单元为每个基本整体所确定的值分配给三种情况之一：未占据、一颗种粒16或两颗种粒16。

板28为壳体20的一部分并且板28相对于周围环境密封壳体20的内部。板28平行于反射面13取向并且优选由有机玻璃构成。线阵相机21可如此调节，使得在板28的污染增加或板28的特性有其他改变时自动提高线阵相机21的曝光时间或由光源输出的辐射功率。只要积分时间或辐射功率不能进一步提高，则可发出错误报告，由此可进行板28的清洁或板28的更换。

根据优选的实施形式，辐射源22在辐射方向S上尤其通过设置红色LED发射红光。在反射面13处反射的电磁波通过安装在线阵相机21处的滤波器被过滤，从而尽管有壳体20，可能还有通过板28进入的外来光对评估具有尽可能小的影响。

播种监控装置通过固定件29(在此为翼形螺钉)固定在半件3.2上。

附图标记列表

1 播种器械

2 臂

3，3' 撒播器

3.1 半件

3.2 半件

4 料箱

4d 盖板

4k 通道

5 犁刀

6 滚轮

7 犁尖

8 工作室

9 播种盘

10 压力侧

11 种子侧

12 撒播器监控装置

13 反射面

15 排种孔

16 种子/种粒

20 壳体

21 线阵相机

22 辐射源

23 背侧

24 上侧

25 下侧

26 加强部

27 角板

28 板

29 固定件

S 辐射方向

E 检测方向。

Claims (10)

1.一种用于连接到撒播器(3')并且用于监控撒播器(3')的撒播器监控装置，所述撒播器监控装置包括：

-具有一个检测方向(E)的线阵相机(21)，

-能固定在撒播器(3')处的用于容纳线阵相机(21)的壳体(20)，和

-用于产生由线阵相机(21)检测的电磁波的辐射源(22)，所述辐射源具有一个辐射方向(S)，

其中由辐射源(22)产生的电磁波在撒播器(3')的旋转播种盘(9)的反射面(13)处反射之后由线阵相机(21)检测，由线阵相机检测的所述电磁波由评估单元进行评估，以及其中检测方向和辐射方向被布置成相对于旋转播种盘的反射面等角度的。

2.根据权利要求1所述的撒播器监控装置，其中壳体(20)相对于壳体外部的周围环境密封。

3.根据权利要求1所述的撒播器监控装置，其中所述撒播器监控装置包括位于线阵相机(21)和反射面(13)之间的板，所述板(28)透射电磁波。

4.根据权利要求1所述的撒播器监控装置，其中线阵相机(21)检测带有种粒(16)的旋转播种盘(9)的排种孔(15)的运动。

5.根据权利要求1所述的撒播器监控装置，其中辐射源(22)为光源。

6.根据权利要求1所述的撒播器监控装置，其中所述撒播器监控装置进一步包括：

对于电磁波选择性的滤波器，所述滤波器位于反射面(13)和线阵相机(21)之间。

7.一种用于单粒播种机的撒播器，所述撒播器包括：

-能在一个旋转方向(R)上旋转的播种盘(9)，该播种盘带有多个与播种盘(9)同心分布的排种孔(15)以沿着至少一个同心的排种孔圆吸附各个种粒(16)，以及

-根据前述权利要求之一所述的撒播器监控装置(12)。

8.根据权利要求7所述的撒播器，其中撒播器监控装置(12)安装在撒播器(3')的圆周边缘处。

9.根据权利要求8所述的撒播器，其中撒播器监控装置(12)安装在用于将撒播器(3')紧固在单粒播种机处的固定件(29)处。

10.一种具有根据权利要求7至9中任一项所述的撒播器(3')的单粒播种机。