CN107548636A - 一种能够进行精确计数的排种器检测装置 - Google Patents

Abstract

针对现有技术中采用多个光电传感器带来的故障率提升的问题，本发明提供一种能够进行精确计数的排种器检测装置，包括竖直连接在排种器下方的导向筒、排种筒、还包括检测器，其技术方案在于：所述的检测器包括连通导向筒和排种筒设置的铁质的球形壳体、连通设置在球形壳体外侧壁上的探头筒、设置在球形壳体内部的用于反射探头筒中红外线探头发出红外线的反射镜、用于接收反射镜反射后光束的红外线接收器以及与红外线接收器进行通信的计数系统。本发明通过球形壳体上设置的两个不同时工作的小功率探头和大功率探头，斜向射出光束，光束入射到球形壳体内的反射镜上。反射镜将光束在排种筒内多次反射，可以精确的检测掉落种子数量，杜绝播种漏记。

Description

一种能够进行精确计数的排种器检测装置

技术领域

本发明属于农业机械中排种器中使用的检测装置，尤其涉及一种能够进行精确计数的排种器检测装置。

背景技术

农业对于我国来说是比较重要的，而使用现代农业技术将种子成功播种而不发生漏播、重播、株距不均等不良现象，是现代农业技术研究的重中之重。因此播种质量的好坏对作物产量有着重要影响,国外很早之前就已经研究出了不同形式的播种机排种质量检测系统并成功应用于农业方面，大致分为机电式和电子式两类，若播种机播种过程中，发生种子漏播、重播、株距不均等不良播种现象，检测系统能够及时地发出声光报警以提示驾驶员停车检查并排除故障，提高播种质量以增加作物产量。还能根据系统显示的各种排种参量比如排种量、漏播量、重播量来分析作物日后的产量， 规避作物减产带来的风险。我国在农业上的机械化精密播种还处于理论研究状态，现用比较广泛的农用排种机， 主要还是依靠人工来作业的,在机械设计上实现一定距离的播种,播种情况完全依靠人来监督，每到农忙季节大部分还是要使用人工进行播种。

目前的排种器中的计数系统多采用在下落种子的排种筒中设置一个光电传感器，在排种筒的中部设置一条光束，当种子落下时，挡住了光电传感器发出的光束，这时负责计数的系统将计数+1。这种计数方式存在一定的弊端，尤其是当种子由大种子变成为较小的种子时，如较大的玉米种子和绿豆种子，如果均采用同一种计数系统，因为种子下落的过程有可能碰到排种筒的侧壁，所以种子不可能始终位于排种筒的中部，所以，当在排种筒的中部设置一条光束的情况下就会出现多次漏记的情况，影响排种计数和最后的统计的准确性。如果采用多个光电传感器，组成网状光束也可以解决这样的问题，但是，多个光电传感器会存在检测的难度的提升和故障率的提升。

发明内容

针对现有技术中采用多个光电传感器带来的故障率提升的问题，本发明提供一种能够进行精确计数的排种器检测装置，其结构简单，可以根据种子的大小选择不同的光电传感器工作，杜绝漏记情况，保证了计数的准确性。

所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，包括竖直连接在排种器下方的用于接收排种器负压掉落种子的导向筒、用于将种子排至垄沟的排种筒、还包括设置于导向筒和排种筒之间的用于记录落下种子数量的检测器，其技术方案在于：所述的检测器包括连通导向筒和排种筒设置的铁质的球形壳体、连通设置在球形壳体外侧壁上的探头筒、设置在球形壳体内部的用于反射探头筒中红外线探头发出红外线的反射镜、用于接收反射镜反射后光束的红外线接收器以及与红外线接收器进行通信的计数系统；所述的球形壳体上设置有条形通孔，红外线接收器设置在该条形通孔上并能够在外力作用下沿球形壳体进行位置调整；其中，所述的探头筒的中轴线、反射镜的中心线与条形通孔长度方向的中心线共同确定的平面与导向筒和排种筒的轴线垂直；所述的红外线探头发出红外线光束对于其相对侧反射镜的入射角为锐角。

进一步的，所述的红外线探头包括不同时工作的针对大颗粒种子检测时红外线反射次数较少的小功率探头和针对小颗粒种子检测时红外线反射次数较多的大功率探头；所述的探头筒包括用于安装小功率探头的筒I和用于安装大功率探头的筒II；所述的球形壳体上设置有用于分别穿过小功率探头和大功率探头射出红外线的两个条形通孔；所述的两块反射镜对称的设置在球形壳体内部；其中，所述的一个条形通孔与筒I位于一侧反射镜的两侧；另一个条形通孔与筒II位于另一侧反射镜的两侧；所述的大功率探头的入射角小于小功率探头的入射角。

进一步的，所述的红外线接收器包括接收端壳体、设置在接收端壳体内部的控制电路以及设置在接收端壳体与球形壳体接触处的电磁铁；其中，所述的控制电路用于检测是否接收到红外线信号并在接收到红外新信号后控制电磁铁工作并且将已经检测接收到红外线的指令发送至计数系统开始计数。

优选的，所述的控制电路上设置有与计数系统无线连接的无线模块；该无线模块用于发送确认已经接收到红外线信号可以开始计数的指令以及计数过程中的红外线信号通断次数的信息。

进一步的，所述的计数系统包括CPU模块、与CPU模块连接的LCD1602显示模块、与CPU模块连接的用于故障报警的报警模块、与CPU模块连接的用于将该计数系统随时复位或停止工作的双按键电路以及与CPU模块连接的用于与检测器中的无线模块进行通信的无线接收模块；所述的双按键电路包括按键I和按键II，其中，按键I的一端连接至CPU模块的第十六管脚；按键II的一端连接至CPU模块的第十七管脚；按键I的另一端与按键II的另一端并联后接地。

优选的，所述的CPU模块为AT89C52。

本发明的有益效果是：本发明通过球形壳体上设置的两个不同时工作的小功率探头和大功率探头，斜向射出光束，光束入射到球形壳体内的反射镜上。反射镜将光束在排种筒内多次反射，如果为大颗粒的种子，反射的次数少，如果为小颗粒的种子，反射次数多。再通过球形壳体上设置的条形通孔射出反射后的光束。在条形通孔上设置有可以手动沿球形壳体外表面移动的红外线接收器，手动移动红外线接收器，当接收到红外线，则红外线接收器内部的电磁铁工作，将红外线接收器吸附在球形壳体上，达到组成完整检测回路的目的。本发明通过一组红外线光电元件在排种筒内形成一个V形光束或多个相互连接的V形光束，可以精确的检测掉落种子数量，杜绝播种漏记。而且，根据不同种子的大小设置两种检测光束，适应性宽，不用频繁更换计数装置也可以准确的计数。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为图1在水平方向上的截图。

图3为红外线接收器结构示意图。

图4为小功率探头反射次数较少时的光束反射示意图。

图5为大功率探头反射次数较多时的光束反射示意图。

图6为排种器计数系统结构图。

其中，1.导向筒；2.检测器；3.排种筒；4. CPU模块；5. LCD1602显示模块；6. 报警模块；7. 双按键电路；8. 无线接收模块；201. 球形壳体；202. 探头筒；203. 反射镜；204.红外线接收器；205.计数系统202A.筒I；202B.筒II；2011. 条形通孔；2021. 红外线探头；2021A. 小功率探头；2021B. 大功率探头；2041. 接收端壳体；2042. 电磁铁；2043. 控制电路；2043A. 无线模块；701.按键I；702.按键II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

如图1~2，所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，包括竖直连接在排种器下方的用于接收排种器负压掉落种子的导向筒1、用于将种子排至垄沟的排种筒3、还包括设置于导向筒1和排种筒3之间的用于记录落下种子数量的检测器2，其技术方案在于：所述的检测器2包括连通导向筒1和排种筒3设置的铁质的球形壳体201、连通设置在球形壳体201外侧壁上的探头筒202、设置在球形壳体201内部的用于反射探头筒202中红外线探头2021发出红外线的反射镜203、用于接收反射镜203反射后光束的红外线接收器204以及与红外线接收器204进行通信的计数系统205；所述的球形壳体201上设置有条形通孔2011，红外线接收器204设置在该条形通孔2011上并能够在外力作用下沿球形壳体201进行位置调整；其中，所述的探头筒202的中轴线、反射镜203的中心线与条形通孔2011长度方向的中心线共同确定的平面与导向筒1和排种筒3的轴线垂直；所述的红外线探头2021发出红外线光束对于其相对侧反射镜203的入射角为锐角。

需要明确的是：农业机械领域的排种器通过负压吸取种子为现有技术。

进一步的，所述的红外线探头2021包括不同时工作的针对大颗粒种子检测时红外线反射次数较少的小功率探头2021A和针对小颗粒种子检测时红外线反射次数较多的大功率探头2021B；所述的探头筒202包括用于安装小功率探头2021A的筒I202A和用于安装大功率探头2021B的筒II202B；所述的球形壳体201上设置有用于分别穿过小功率探头2021A和大功率探头2021B射出红外线的两个条形通孔2011；所述的两块反射镜203对称的设置在球形壳体201内部；其中，所述的一个条形通孔2011与筒I202A位于一侧反射镜203的两侧；另一个条形通孔2011与筒II202B位于另一侧反射镜203的两侧；所述的大功率探头2021B的入射角小于小功率探头2021A的入射角。

进一步的，如图3，所述的红外线接收器204包括接收端壳体2041、设置在接收端壳体2041内部的控制电路2043以及设置在接收端壳体2041与球形壳体201接触处的电磁铁2042；其中，所述的控制电路2043用于检测是否接收到红外线信号并在接收到红外新信号后控制电磁铁2042工作并且将已经检测接收到红外线的指令发送至计数系统205开始计数。

进一步的，所述的控制电路2043上设置有与计数系统205无线连接的无线模块2043A；该无线模块2043A用于发送确认已经接收到红外线信号可以开始计数的指令以及计数过程中的红外线信号通断次数的信息。

需要明确的是：红外线信号通断一次代表一颗种子落下，本发明通过红外线信号通断次数记录下落种子数量。

优选的，如图4，小功率探头2021A射出红外线光束与反射镜203的入射角为32°，光束反射一次后，在球形壳体201的内部空间内形成V形光束，将球形壳体201的种子落下的空间分隔为3部分，可以容易的检测到大颗粒的种子如玉米种子。由于反射次数少，红外线光束的能量损耗少，所以使用小功率的红外线探头就可以满足需要，进一步的节约成本。

优选的，如图5，大功率探头2021B射出红外线光束与反射镜203的入射角为4°，光束反射多次后，在球形壳体201的内部空间内形成多个V形光束，将球形壳体201的种子落下的空间分隔为多个细小的部分，用以检测小颗粒的种子，如绿豆种子，由于反射次数多，红外线光束的能量损耗大，所以根据实际情况选型，保证系统可靠性。

需要明确的是：人为的将红外线接收器204在球形壳体201外侧移动，从条形通孔2011的范围内接收红外线光束，如果接收到红外线光束则控制电路2043收到信号，通过无线模块2043A发送指令至计数系统，表明计数系统已经待机，可以随时开始计数。而且，当接收到红外线光束则控制电路2043收到信号后将为电磁铁2042供电，使红外线接收器204固定在球形壳体201外侧不能移动，保持计数系统的稳定性。本文中所述的红外线接收器204在使用时，根据实际情况，不可移动过快，防止检测不准确。

需要明确的是：为了说明方便，图1中表述了两个红外线接收器204都工作的情况，而在实际工作中，只有那个能够接收到反射后的红外线光束的红外线接收器204工作，另一个不工作，也就是不会吸附在球形壳体201外侧。在仅有一个红外线接收器204工作的情况下，可以设置另一个红外线接收器204仅仅是吸附在球形壳体201外侧，或者通过设置盖体盖住没有设置红外线接收器204的条形通孔2011，防止有异物进入球形壳体201内，影响计数。

如图6，所述的计数系统205包括CPU模块4、与CPU模块4连接的LCD1602显示模块5、与CPU模块4连接的用于故障报警的报警模块6、与CPU模块4连接的用于将该计数系统205随时复位或停止工作的双按键电路7以及与CPU模块4连接的用于与检测器2中的无线模块2043A进行通信的无线接收模块8；所述的双按键电路7包括按键I701和按键II702，其中，按键I701的一端连接至CPU模块4的第十六管脚；按键II702的一端连接至CPU模块4的第十七管脚；按键I701的另一端与按键II702的另一端并联后接地。

需要明确的是：CPU模块4接收到控制电路2043已经待机状态，随时可以计数的信号后，排种器可以转动排种，每次掉落一个种子，则计数+1，通过无线模块2043A无线连接无线接收模块8传送数据至CPU模块4，并在LCD1602显示模块5上显示。

需要明确的是：设置双按键电路7的作用是：能够很好地使CPU模块4随时停止工作，也能随时复位。按下按键I701可以使CPU模块4以及LCD1602显示模块5随时停止工作，使检测工作停止进行，在按下按键I701后，LCD1602显示模块5中的液晶屏显示STOP字样，代表系统停止工作。按键II702兼具两个功能，一是当驾驶员有事离开或者播种机其他部件损坏，不用关闭本发明所述的计数系统，可以按下按键I701 使系统停止工作，等一切工作正常，再按下按键II702使系统从新开始计数检测，二是在从新开始检测时会把上次播种的总计数量清零，因此也具有复位的功能。

需要明确的是：所述的与CPU模块4连接的LCD1602显示模块5、与CPU模块4连接的用于故障报警的报警模块6、与CPU模块4连接的用于将该计数系统随时复位或停止工作的双按键电路7以及与CPU模块4连接的用于接收控制电路2043上与无线模块2043A进行数据传输的无线接收模块8，以上的电路连接均为本领域常见的电路连接，本文不再赘述。

需要明确的是：所述的红外线探头2021、控制电路2043、电磁铁2042、CPU模块4、LCD1602显示模块5、无线接收模块8等均电连接至电源。

需要明确的是：本文中所述的上、下等方向性质的描述均以图1为准。

以上所述仅为发明的较佳实施例而己，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 (6)

1.一种能够进行精确计数的排种器检测装置，包括竖直连接在排种器下方的用于接收排种器负压掉落种子的导向筒（1）、用于将种子排至垄沟的排种筒（3）、还包括设置于导向筒（1）和排种筒（3）之间的用于记录落下种子数量的检测器（2），其特征在于：所述的检测器（2）包括连通导向筒（1）和排种筒（3）设置的铁质的球形壳体（201）、连通设置在球形壳体（201）外侧壁上的探头筒（202）、设置在球形壳体（201）内部的用于反射探头筒（202）中红外线探头（2021）发出红外线的反射镜（203）、用于接收反射镜（203）反射后光束的红外线接收器（204）以及与红外线接收器（204）进行通信的计数系统（205）；所述的球形壳体（201）上设置有条形通孔（2011），红外线接收器（204）设置在该条形通孔（2011）上并能够在外力作用下沿球形壳体（201）进行位置调整；其中，所述的探头筒（202）的中轴线、反射镜（203）的中心线与条形通孔（2011）长度方向的中心线共同确定的平面与导向筒（1）和排种筒（3）的轴线垂直；所述的红外线探头（2021）发出红外线光束对于其相对侧反射镜（203）的入射角为锐角。

2.根据权利要求1所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，其特征在于：所述的红外线探头（2021）包括不同时工作的针对大颗粒种子检测时红外线反射次数较少的小功率探头（2021A）和针对小颗粒种子检测时红外线反射次数较多的大功率探头（2021B）；所述的探头筒（202）包括用于安装小功率探头（2021A）的筒I（202A）和用于安装大功率探头（2021B）的筒II（202B）；所述的球形壳体（201）上设置有用于分别穿过小功率探头（2021A）和大功率探头（2021B）射出红外线的两个条形通孔（2011）；所述的两块反射镜（203）对称的设置在球形壳体（201）内部；其中，所述的一个条形通孔（2011）与筒I（202A）位于一侧反射镜（203）的两侧；另一个条形通孔（2011）与筒II（202B）位于另一侧反射镜（203）的两侧；所述的大功率探头（2021B）的入射角小于小功率探头（2021A）的入射角。

3.根据权利要求1所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，其特征在于：所述的红外线接收器（204）包括接收端壳体（2041）、设置在接收端壳体（2041）内部的控制电路（2043）以及设置在接收端壳体（2041）与球形壳体（201）接触处的电磁铁（2042）；其中，所述的控制电路（2043）用于检测是否接收到红外线信号并在接收到红外新信号后控制电磁铁（2042）工作并且将已经检测接收到红外线的指令发送至计数系统（205）开始计数。

4.根据权利要求3所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，其特征在于：所述的控制电路（2043）上设置有与计数系统（205）无线连接的无线模块（2043A）；该无线模块（2043A）用于发送确认已经接收到红外线信号可以开始计数的指令以及计数过程中的红外线信号通断次数的信息。

5.根据权利要求1所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，其特征在于：所述的计数系统（205）包括CPU模块（4）、与CPU模块（4）连接的LCD1602显示模块（5）、与CPU模块（4）连接的用于故障报警的报警模块（6）、与CPU模块（4）连接的用于将该计数系统（205）随时复位或停止工作的双按键电路（7）以及与CPU模块（4）连接的用于与检测器（2）中的无线模块（2043A）进行通信的无线接收模块（8）；所述的双按键电路（7）包括按键I（701）和按键II（702），其中，按键I（701）的一端连接至CPU模块（4）的第十六管脚；按键II（702）的一端连接至CPU模块（4）的第十七管脚；按键I（701）的另一端与按键II（702）的另一端并联后接地。

6.根据权利要求5所述的一种能够进行精确计数的排种器检测装置，其特征在于：所述的CPU模块（4）为AT89C52。