CN108533577B - 一种用于播种机的压力控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种用于播种机的压力控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业智能机械领域，公开了一种用于播种机的压力控制系统及其控制方法，该压力控制系统中的压力控制装置包括：第一比例阀和液压缸；所述液压缸的活塞杆的作用端与播种单体的四连杆的活动臂连接，所述液压缸的固定端与所述四连杆的不动臂连接；所述第一比例阀的出油口与所述液压缸的第一腔室连通；所述液压缸的第一腔室为远离所述四连杆的活动臂的腔室。本发明提供的压力控制系统能实现播种压力的动态控制，保证一定播种压实度的同时不损坏种子，提高播种深度的稳定性，进而增加作物产量。

Description

一种用于播种机的压力控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及农业智能机械领域，特别是涉及一种用于播种机的压力控制系统及其控制方法。
背景技术
播种作业中，单体仿形机构对地压力直接关系后期幼苗生长发育情况。研究表明，如果压力过小，会导致植株的根系过浅；如果压力过大，则会造成根系附近土壤的过度压实，限制根系生长，两者都会导致产量损失。因此，对播种单体压力动态监测和控制显得尤为重要。
现有播种单体主要通过被动机械式仿形机构实现播深和压力控制，主要包括平行四连杆、限深轮、拉簧和仿形调节机构。工作时，在平行四连杆的作用下，限深轮随着地表起伏滚动并带动开沟器浮动，保证开沟器入土角度不变，实现播深控制；而在拉簧作用下，即使地表不平，限深轮也始终与地面紧密贴合，保证种子周围土壤一定的压实度，而仿形调节机构可根据地表状况调节弹簧，实现压力简单调节。
尽管现有播种单体控制机构已可实现播深仿形和压力简单调节，但由于土壤条件、地表状况千差万别，所需的拉簧个数和预紧力也不同，使用、调整起来很不方便，特别是在残茬覆盖和地表不平情况下，仿形效果上有待进一步提高，同时，无法实时检测并调控仿形轮的对地压力。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种用于播种机的压力控制系统及其控制方法，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供用于播种机的压力控制装置，包括：第一比例阀和液压缸；所述液压缸的活塞杆的作用端与播种单体的四连杆的活动臂连接，所述液压缸的固定端与所述四连杆的不动臂连接；所述第一比例阀的出油口与所述液压缸的第一腔室连通；所述液压缸的第一腔室为远离所述四连杆的活动臂的腔室。
其中，所述第一比例阀安装在液压阀座上，所述液压缸的固定端与所述液压阀座连接；且所述液压阀座与所述四连杆的不动臂连接；所述液压阀座内设有第一油路加工通道，所述第一比例阀的出油口和所述液压缸的第一腔室通过所述第一油路加工通道连通；所述液压阀座上设有第一进油口，所述第一进油口分别与所述第一比例阀的进油口及播种单体的油箱的出油口连通。
其中，所述液压缸为双作用液压缸，所述液压阀座上设有第一回油口，所述第一回油口分别与所述液压缸的第二腔室及所述油箱的回油口连通；所述液压阀座上设有第一泄油口，所述第一泄油口与所述第一比例阀的泄油口及所述油箱的回油口连通。
其中，所述的压力控制装置，还包括：第二比例阀，所述第二比例阀的出油口和所述液压缸的第二腔室通过第二油路加工通道连通。
其中，所述第二油路加工通道设置于液压阀座内，所述液压缸的固定端与所述液压阀座连接；所述第二比例阀安装在所述液压阀座上；所述液压阀座上设有第二泄油口，所述第二泄油口与所述第二比例阀的泄油口及所述油箱的回油口连通；所述液压阀座上设有第二进油口，所述第二进油口与所述第二比例阀的进油口及所述油箱的出油口连通。
本发明还提供一种用于播种机的压力控制系统，包括：压力动态获取装置、控制模块和上述的压力控制装置；所述压力动态获取装置设置在播种单体的限深轮处，用于实时获取所述限深轮对地的压力；所述压力控制装置的一端与所述播种单体的四连杆的活动臂连接，另一端与所述四连杆的不动臂连接；所述控制模块与所述压力动态获取装置及所述压力控制装置相连，用于根据实时获取的所述限深轮对地的压力通过压力控制装置调整所述限深轮对地的压力。
其中，所述压力动态获取装置包括：压力传感器、信号变送器和信号采集器；所述压力传感器用于实时获取所述限深轮对地的压力；所述信号变送器与所述压力传感器相连，用于将所述限深轮对地的压力转化为电流信号或电压信号；所述信号采集器与所述信号变送器及所述控制模块相连，用于将采集的所述电流信号或所述电压信号输送至所述控制模块。
其中，所述压力传感器为轴销传感器，播深调节臂处的机架设有穿过所述机架和所述播深调节臂的销轴孔，所述轴销传感器依次穿过所述机架和所述播深调节臂设置在所述销轴孔内；或者，所述压力传感器为压阻式传感器，所述压阻式传感器设置在限深轮摆臂与压力支撑块的接触处；其中，所述限深轮摆臂的一端与所述限深轮连接，另一端与所述压力支撑块连接；所述播深调节臂的一端与所述压力支撑块连接。
其中，所述的压力控制系统，其特征在于，还包括：设置在播种机主体上的压力控制阀块；所述压力控制阀块包括过滤器、减压阀、换向阀和单向阀；所述过滤器的输入端与播种机的油箱的出油口相连，输出端与所述减压阀的输入端相连；所述减压阀的输出端分别与所述换向阀的输入端及压力控制装置的进油口相连；所述单向阀的输出端与所述油箱的进油口相连，输入端分别与所述换向阀的输出端及所述压力控制装置的泄油口相连；所述换向阀的输入端与所述压力控制装置的回油口相连。
本发明还提供一种上述的压力控制系统的控制方法，包括：压力动态获取装置实时获取限深轮对地的压力，并将所述限深轮对地的压力输送至控制模块；所述控制模块基于实时获取所述限深轮对地的压力与预设压力的比较结果，控制压力控制装置的液压缸对四连杆的作用力；其中，所述预设压力为压力控制系统预先存储、用户实时输入或者根据播种位置的水分图获取得到。
(三)有益效果
本发明提供的用于播种机的压力控制系统及其控制方法，通过控制压力控制装置上液压缸对四连杆的作用力，进而控制限深轮对地的压力，实现播种压力的动态控制，保证一定播种压实度的同时不损坏种子，提高播种深度的稳定性和种子出苗的质量，进而增加作物产量。
附图说明
图1为本发明用于播种单体的压力控制装置的一个优选实施例的安装示意图；
图2为图1所示的压力控制装置的结构示意图；
图3为图1所示的压力控制系装置的剖视图；
图4为本发明用于播种单体的压力控制装置的另一个优选实施例的结构示意图；
图5为图4所示的压力控制装置的剖视图；
图6为本发明用于播种机的压力控制系统的一个优选实施例的安装示意图；
图7为图6所示的压力控制系统中的压力动态获取装置的安装示意图；
图8为图7所示的压力动态获取装置中的轴销传感器的安装位置剖视图；
图9为图8所示的轴销传感器的结构示意图；
图10为图8所示的压力动态获取装置中轴销传感器的受力示意图；
图11为本发明用于播种机的压力控制系统的另一个优选实施例的安装示意图；
图12为图6所示的压力控制系统中的压力控制阀块的结构示意图；
图13为图6所示的压力控制系统的控制方法流程图；
图中，1-机架；2-四连杆；3-破茬盘；4-开沟圆盘；5-限深轮；6- 覆土轮；7-播深调节摇杆；8-压力传感器；9-排种器；10-种箱；11- 压力控制装置；12-支架；13-播深调节臂；14-限深轮摆臂；15-过滤器；16-比例减压阀；17-换向阀；18-单向阀；801-轴销传感器；802-压阻式传感器；81-轴销固定片；82-销轴；83-应变片；84-信号线； 111-液压阀座；112-第一进油口；113-第一泄油口；114-第一比例阀阀体；115-第一电磁线圈；116-缸体；117-密封盖；118-活塞杆；119- 液压缸耳环；11101-第一回油管；11102-第二回油管；1111-固定孔；1112-第一回油口；1113-第一油路加工通道；1114-第二比例阀阀体； 1115-第二电磁线圈；1116-第二泄油口；1117-第二进油口；1118-第二油路加工通道；1119-第一腔室；1120-活塞；1121-第二腔室；300-销轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
图1示出了本发明用于播种单体的压力控制装置的一个优选实施例，如图1和图2所示，该压力控制装置包括：第一比例阀和液压缸；液压缸的活塞杆118的作用端与播种单体的四连杆2的活动臂连接，液压缸的固定端与四连杆2的不动臂连接；第一比例阀的出油口及液压缸的第一腔室1119连通；其中，液压缸的第一腔室1119 为远离四连杆2的活动臂的腔室。
其中，参考图3，液压缸包括缸体116、密封盖117和活塞杆118。活塞杆118安装在缸体116内，且上端安装有活塞1120，活塞1120 将缸体116分为第一腔室1119和第二腔室1121，其中第二腔室1121 为活塞杆118所在的腔室；缸体116下端与密封盖117连接。
具体地，结合图2和图3，第一比例阀包括第一比例阀阀体114 和第一电磁线圈115，例如，第一比例阀为压力比例阀；且将第一比例阀的出油口与液压缸的第一腔室1119连通。液压缸的活塞杆118 的作用端与四连杆2的活动臂连接，例如，液压缸的活塞杆118的作用端直接与四连杆2的活动臂固定连接；或者，液压缸的活塞杆118 的作用端通过连接件与四连杆2的活动臂固定连接等；例如，四连杆 2为平行四连杆2。以及，将液压缸的固定端与四连杆的不动臂连接，二者的连接关系可以为固定连接、可拆卸连接等等。
在地面异形处，通过控制第一比例阀的第一电磁线圈115接收的控制信号，例如，控制信号为电流信号或电压信号，例如，第一电磁线圈115可接收的控制信号为4-20mA的电流信号或-5V的电压信号；则第一电磁线圈115会产生相应大小的磁力，即可控制第一比例阀阀体114的出油口开度，进而控制第一比例阀的出油口的油压大小，使得第一比例阀的出油口产生带有一定压力的液压油，且带有压力的液压油流入液压缸的第一腔室1119；进入第一腔室1119的液压油对液压缸的活塞杆118产生向下的压力。向下的压力通过活塞杆118作用在播种单体的四连杆2上，使得四连杆2上下运动，进而控制限深轮 5对地产生压力，实现播种压力的动态控制，保证一定播种压实度的同时不损坏种子，提高播种深度的稳定性和种子出苗的质量，进而增加作物产量。
进一步地，第一比例阀安装在液压阀座111上，液压缸的固定端与液压阀座111连接；且液压阀座111与四连杆2的不动臂连接；液压阀座111内设有第一油路加工通道1113，第一比例阀的出油口及液压缸的第一腔室1119通过该第一油路加工通道1113连通；液压阀座 111上设有第一进油口，第一进油口分别与第一比例阀的进油口及播种单体的油箱的出油口连通。
具体地，结合图2和图3，第一比例阀安装在液压阀座111上，以及将液压缸的固定端与液压阀座111连接，例如，液压缸的固定端与液压阀座111焊接；或者，液压缸的固定端与液压阀座111通过螺栓螺母等实现固定连接。液压阀座111、第一比例阀和液压缸构成压力控制装置11。将液压阀座111与播种单体的四连杆2的不动臂连接，例如，二者的连接关系为固定连接；或者，通过连接件活动连接，以便更换、维修液压阀座111等；例如，液压阀座111与支架12通过销轴300连接，支架12与四连杆2的不动臂固定连接等。
将液压阀座111内的第一油路加工通道1113分别与第一比例阀的出油口及液压缸的第一腔室1119连通；以及，将液压阀座111上的第一进油口112与第一比例阀的进油口及油箱的出油口连通，油箱内的油可通过出油口经液压阀座111的第一进油口112流入第一比例阀的进油口，进而流入第一比例阀阀体114内。该播种单体的油箱可以是播种机上的用于驱动播种机的油箱，还可以是播种单体上单独配置的用于为第一比例阀供油的油箱。
在地面异形处，通过控制第一比例阀的第一电磁线圈115接收的控制信号，则会产生相应大小的磁力，即可控制第一比例阀阀体114 的出油口开度，进而控制第一比例阀的出油口的油压大小，使得第一比例阀的出油口产生带有一定压力的液压油，且带有压力的液压油通过第一油路加工通道1113进入液压缸的第一腔室1119；进入第一腔室1119的液压油对液压缸的活塞杆118产生向下的压力。向下的压力通过活塞杆118作用在播种单体的四连杆2上，使得四连杆2上下运动，进而带动限深轮5对地产生压力，实现播种压力的动态控制，保证一定播种压实度的同时不损坏种子，提高播种深度的稳定性和种子出苗的质量，进而增加作物产量。
进一步地，该压力控制装置中的液压缸为双作用液压缸，液压阀座111上设有第一回油口1112，第一回油口1112分别与液压缸的第二腔室1121及油箱的回油口连通。其中，双作用液压缸是能由活塞 1120的两侧输入压力油的液压缸。将压力控制装置中的液压缸设为双作用液压缸，且将液压阀座111上的第一回油口1112与液压缸的第二腔室1121连通，则带有压力的液压油从第一比例阀的出油口流出至第一油路加工通道1113，并经该第一油路加工通道1113流入液压缸的第一腔室1119时，随着液压缸的第一腔室1119内液压油的增加，会对活塞1120产生向下的压力，进而推动活塞杆118向下移动；此时，液压缸的第二腔室1121内的液压油会受到挤压，进而回流至液压阀座111上的第一回油口1112，并经该第一回油口1112回流至播种机的油箱。此时，液压缸的活塞杆118会缓慢向下移动，进而推动四连杆2上下移动，则四连杆2会带动限深轮5缓慢上下移动，使得播种过程较平稳，避免了对种子的损坏，以达到提高产量的目的。优选地，液压缸的第二腔室1121的侧边设有第一开口，该第一开口通过第一回油管11101与液压阀座111的第一回油口1112连通。
进一步地，液压阀座111上设有第一泄油口113，第一泄油口113 与第一比例阀的泄油口及油箱的回油口连通。则在第一比例阀内的液压油过多时，过多的液压油可经第一比例阀的泄油口和液压阀座111 上的第一泄油口113回流至油箱。
另外，该压力控制装置还可以包括：与液压缸的活塞杆118的作用端连接的液压缸耳环119，该液压缸耳环119与四连杆2的活动臂连接。以及，液压阀座111上设有固定孔1111，固定孔1111通过连接件与播种单体的支架12连接；支架12与四连杆2的不动臂连接。通过在液压缸的活塞杆118的作用端连接液压缸耳环119，则可利用该液压缸耳环119将液压缸与四连杆2的活动臂进行连接，例如，液压缸耳环119与四连杆2通过销轴300连接，方便将液压缸与四连杆 2的活动臂拆分，提高压力控制装置的灵活性。以及，在液压阀座111 上设置固定孔1111，且该固定孔1111通过紧固件与支架12连接，例如，该固定孔1111与支架12通过销轴300连接等；且该支架12与四连杆2的不动臂连接，则实现将液压阀座111与四连杆2的不动臂连接，且四连杆2的不动臂固定在播种单体的机架1上，如图1所示。
另外，还可将液压缸的固定端与液压阀座111的底部连接，使得液压缸与液压阀座111在作用时液压缸的活塞杆118可以产生较大范围的相对移动距离，进而使得四连杆2可以产生较大范围的上下移动距离，从而使得与四连杆2相连的限深轮5可以产生较大范围的上下移动距离，则该压力控制装置可以在较大范围内控制限深轮5的上下移动距离。且液压缸的固定端与液压阀座111的底部连接，例如，液压缸的固定端与液压阀座111的底部固定连接，例如，将液压缸的固定端与液压阀座111的底部焊接；或者，例如，将液压阀的固定端与液压阀座111的底部通过连接件可拆卸连接，例如，将液压阀的固定端与液压阀座111的底部通过螺栓螺母进行可拆卸连接，以便将液压缸从液压阀座111上拆卸下来进行清洗、维修或更换等，提高压力控制装置的可持续使用性。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：
图4为根据本发明的一种用于播种单体的压力控制装置的另一个优选实施例的主视图，如图4和图5所示，该压力控制装置包括：第一比例阀、第二比例阀和液压缸；第一比例阀的出油口与液压缸的第一腔室1119连通，第二比例阀的出油口与液压缸的第二腔室1121连通。
在地面凹凸处，可通过调整第一比例阀的出油口的压力，使得带有压力的液压油流入液压缸的第一腔室1119内，进而推动活塞杆18 向下移动，从而带动四连杆上下运动，改变限深轮对地的压力；和/ 或，调整第二比例阀的出油口的压力，使得带有压力的液压油流入液压缸的第二腔室1121内，进而推动活塞杆18向上移动，从而带动四连杆上下运动，改变限深轮对地的压力。
在本实施例中，通过调整第一比例阀的出油口的油压，调整液压缸向下作用力的大小，进而来控制限深轮5的上下移动的距离；和/ 或，通过调整第二比例阀的出油口的油压，调整液压缸向上作用力的大小，进而来控制限深轮的上下移动的距离，通过两个比例阀的差分控制，达到精确控制播种提升力的效果，即可实现播种压力的精确控制，保证一定播种压实度的同时不损坏种子，提高播种深度的稳定性和种子出苗的质量，进而增加作物产量。
进一步地，第二油路加工通道1118设置于液压阀座111内，液压缸的固定端与液压阀座111连接；第二比例阀安装在液压阀座111 上；液压阀座111上设有第二进油口1117，第二进油口1117与第二比例阀的进油口及油箱的出油口连通。
具体地，在液压阀座111内设置第一油路加工通道1113和第二油路加工通道1118，以及在液压阀座111上安装第一比例阀和第二比例阀；且第一油路加工通道1113分别第一比例阀的出油口及液压缸的第一腔室1119连通，第二油路加工通道1118分别与第二比例阀的出油口及液压缸的第二腔室1121连通。优选地，可在液压缸的第二腔室1121的侧边设有第二开口，第二开口通过第二回油管11102与液压阀座111的第二油路通道连通。油箱内的油可通过出油口经液压阀座111的第一进油口112流入第一比例阀的进油口，进而流入第一比例阀阀体114内；以及，油箱内的油可通过出油口经液压阀座111 的第二进油口1117流入第二比例阀的进油口，进而流入第二比例阀阀体1114内。
则在地面凹凸不平处，需要限深轮5上下移动适应地面形貌，以避免将种子损坏时，可通过控制第一比例阀的第一电磁线圈115接收的电流信号或电压信号，进而控制第一比例阀阀体114的出油口处的油压，使得带有压力的液压油流入第一油路加工通道1113，并经该第一油路加工通道1113流入液压缸的第一腔室1119；流入液压缸第一腔室1119的液压油对活塞1120产生向下的作用力，使得活塞杆118 向下移动，即使得活塞杆118带动四连杆2上下移动，进而使得与四连杆2相连的限深轮5也上下移动，以适应地形的变化。
和/或，通过控制第二比例阀的第二电磁线圈1115接收的电流信号或电压信号，进而控制第二比例阀阀体1114的出油口处的油压，使得带有压力的液压油流入第二油路加工通道1118，并经该第二油路加工通道1118流入液压缸的第二腔室1121；流入液压缸第二腔室 1121的液压油对活塞1120产生向上的作用力，使得活塞杆118向上移动，即使得活塞杆118带动四连杆2上下移动，进而使得与四连杆 2相连的限深轮5也上下移动，以适应地形的变化。
另外，第一比例阀和第二比例阀也可以分别安装在不同的液压阀座上，只需保证第一比例阀的出油口与液压缸的第一腔室连通，第二比例阀的出油口与液压缸的第二腔室连通即可。
进一步地，液压阀座111上设有第二泄油口1116，第二泄油口 1116与第二比例阀的泄油口及油箱的回油口连通。则在第二比例阀内的液压油过多时，过多的液压油可经第二比例阀的泄油口和液压阀座111上的第二泄油口1116回流至油箱。
另外，可以通过在液压阀座111上加工螺纹孔，以将第一比例阀和第二比例阀插装在液压阀座111上。在液压阀座111的进油口、泄油口和回油口进加工螺纹孔，以便安装与油箱的油管连接的接头。第一比例阀和第二比例阀均可为3路比例减压阀。
另外，若第一油路加工通道1113的结构和第二油路加工通道 1118的结构如图5所示，则在第一油路加工通道1113的端面和第二油路加工通道1118的端面均加工螺纹孔，并用液压堵头密封。当然，第一油路加工通道1113还可为液压阀座111内部的一条通道，在液压阀座111的端面没有开口，其一端与第一比例阀的出油口相连，另一端与液压缸的第一腔室1119连接，其形状可以为蛇形、直线形、弧形等等。第二油路加工通道1118也可为液压阀座111内部的一条通道，在液压阀座111的端面没有开口，其一端与第二比例阀的出油口相连，另一端与液压缸的第二腔室1121连接，其形状可以为蛇形、直线形、弧形等等。
实施例3：
图6示出了根据本发明的一种用于播种机的压力控制系统的一个优选实施例，如图6所示，该压力控制系统包括：压力动态获取装置、控制模块和上述的压力控制装置11；压力动态获取装置设置在播种单体的限深轮5处，用于实时获取限深轮5对地的压力；压力控制装置11的一端与播种单体的四连杆2的活动臂连接，另一端与四连杆2的不动臂连接；控制模块与压力动态获取装置及压力控制装置11相连，用于根据实时获取的限深轮5对地的压力通过压力控制装置11调整限深轮5对地的压力。
其中，播种单体包括机架1、四连杆2、破茬盘3、开沟圆盘4、限深轮5、覆土轮6、播深调节摇杆7、压力传感器8、排种器9、种箱10、压力控制装置11和支架12。
具体地，控制模块可以安装在播种机上拖拉机的驾驶室内，并与压力动态获取装置及压力控制装置11电连接。实际播种作业时，控制模块通过压力动态获取装置接收播种单体上限深轮5对地的实际压力值，并与控制模块预先存储的压力设定值或用户实时输入的压力值进行比较，之后根据比较结果通过压力控制装置11控制第一比例阀出油口的油压，改变与播种单体的四连杆2相连的液压缸的作用力，达到增减播种单体限深轮5对地的压力的目的，以及达到改变播种深度的效果，进而保证播种深度的一致性。
本发明实施例提供的压力控制系统可以在大田播种作业时，实现播种压力和播种深度的主动控制，有效提高播种质量和出苗质量，增加作物单产，保证粮食安全。
另外，该压力控制系统还可以用于基于大田水分处方图的播深控制，即通过在控制模块上预先存储限深轮5对地的压力，且该压力是根据水分处方图获取的播种深度来计算得到的，例如，水分多的地方浅播，水分少的地方深播，以更好地利用土壤肥力，实现作物增产。
进一步地，如图7所示，压力动态获取装置包括：压力传感器8、信号变送器和信号采集器；压力传感器8设置在限深轮处，用于实时获取限深轮5对地的压力；信号变送器与压力传感器8相连，用于将限深轮5对地的压力转化为电流信号或电压信号；信号采集器与信号变送器及控制模块相连，用于将采集的电流信号或电压信号输送至控制模块。
具体地，压力动态获取装置设置在播种单体的限深轮5附近，且其中的压力传感器8用于实时获取限深轮5对地的压力；随后，信号变送器将压力传感器8获取的限深轮5对地的压力转换为电流信号或电压信号；之后，信号采集器采集转换后的电流信号或电压信号，并将采集到的电流信号或电压信号输送至控制模块，以便控制模块根据该电流信号或电压信号获取到限深轮5对地的实际压力，并将该实际压力与预设压力或用户实时输入的压力值进行比较，并根据比较结果通过压力控制装置11控制液压缸对四连杆2的作用力，进而控制限深轮5对地的压力，从而达到主动控制的目的，实现播种深度的一致性。
进一步地，压力传感器8为轴销传感器801，播深调节臂13处的机架1设有穿过该机架1和播深调节臂13的销轴孔，轴销传感器 801依次穿过该机架1和播深调节臂13设置在销轴孔内；或者，压力传感器为压阻式传感器802，压阻式传感器802设置在限深轮5摆臂与压力支撑块的接触处；其中，限深轮5摆臂的一端与限深轮5连接，另一端与压力支撑块连接；播深调节臂13的一端与压力支撑块连接。
具体地，压力传感器可以为轴销传感器801或者压阻式传感器 802，其中，当压力传感器为轴销传感器801时，其安装位置如图7 和图8所示，其自身结构如图9所示；当压力传感器为压阻式传感器 802时，其安装位置如图7所示。通过安装在限深轮5附近的销轴孔内的压力传感器可以准确获取限深轮5的压力，提高压力控制的精度；且该压力传感器8可以较方便的安装在销轴孔内，还方便更换或维修等，提高了压力控制系统的灵活性和可靠性。
本实施例仅以压力传感器为轴销传感器801为例进行说明，轴销传感器801的销轴82上粘贴有应变片83，该应变片83和销轴82整体安装在播深调节臂13处的机架1的销轴孔内，该销轴孔依次穿过播深调节臂13处的机架1和播深调节臂13，即轴销传感器801也依次穿过播深调节臂13处的机架1和播深调节臂13。且轴销传感器801 的一端与机架1连接，例如，二者的连接关系为固定连接、或通过连接架连接，例如，轴销传感器801的一端与轴销固定片81通过螺栓连接，且轴销固定片81与机架1连接，如图8所示，进而实现轴销传感的受力方向可调节，保证轴销传感器801的性能稳定性。
实际播种作业时，限深轮5对地的反作用力作用在限深轮摆臂 14上，带动限深轮摆臂14逆时针旋转。其中，限深轮摆臂14的一端与限深轮5连接，另一端与压力支撑块接触，压力支撑块安装在播深调节臂13上。播深调节臂13在限深轮摆臂14作用下可绕着轴销传感器801转动，通过播深调节摇杆7预先设置播种深度，并限制播深调节臂13转动，进而将限深轮摆臂14作用力转化到轴销传感器 801上，并使得销轴传感器上销轴82发生受力变形，应变片83通过信号线84将压力信号传递给信号变送器。其中，应变片83主要应用电阻的应变效应，即导体受机械变形时，其电阻值发生变化，通过不平衡电桥把电阻变化转换成电流信号或电压信号输出。
轴销传感器801的轴销的受力分析如图10所示，可知轴销传感器801的受力情况如下：
其中，F1为地对限深轮摆臂14的作用力，即需要的播种压力； F2为压力支撑块对限深轮摆臂14的作用力；F′2为限深轮摆臂14对压力支撑块的作用力，F2＝F′2；F3为播深调节摇杆7对播深调节臂13 的作用力；F4为销轴82对播深调节臂13的作用力；L1、L2、L3、L4分别为F1、F2、F3、F4的力臂。
从上述公式可知，根据需要的限深轮5对地的压力F1可估算出轴销传感器801对播深调节臂13的压力F4，后续再通过实际测量的播种压力(即，限深轮5对地的压力)对限深轮5对地的压力值进行标定，获得相关关系模型，并通过上位机显示实际的播种压力。对本实施例而言，信号变送器主要将压力信号转化为4-20mA电流信号或 0-5V电压信号，进而通过信号采集器识别采集，有线或无线传递给驾驶室内的控制模块，则控制模块将电流信号或电压信号经过转化，可实时获取限深轮5对地的压力；之后，控制模块根据实际的播种压力(即，限深轮5对地的压力)通过压力控制装置11控制液压缸对四连杆2的压力，进而控制限深轮5对地的压力。
进一步地，该压力控制系统，还包括：设置在播种机主体上的压力控制阀块，压力控制阀块包括过滤器、减压阀、换向阀和单向阀；过滤器的输入端与播种机的油箱的出油口相连，输出端与减压阀的输入端相连；减压阀的输出端分别与换向阀的输入端及压力控制装置的进油口相连；单向阀的输出端与油箱的进油口相连，输入端分别与换向阀的输出端及压力控制装置的泄油口相连；换向阀的输入端与压力控制装置的回油口相连。
具体地，播种机作业时，每个播种单体安装一个压力控制装置 11，实现播种单体的播深控制和压力控制。多行作业时，可通过液压接头及油管将每个播种单体上的液压阀座111对应的油孔连接，即所有进油口、出油口和卸油口连接导通，在每个播种单体的第一比例阀控制下实现多行作业时，每个播种单体的压力都可独立、精准地控制，如图11所示。
在液压阀座111的油路和播种机上拖拉机的油箱油路之间设有压力控制阀块，该压力控制阀块主要包括比例减压阀16、过滤器15、换向阀17和单向阀18等，通过比例减压阀16和过滤器15将播种机上拖拉机的油箱油路进行过滤和减压；以及通过单向阀18和换向阀17将拖拉机的2路油路转化为3路油路，供给每个播种单体的液压阀座111，并实现油路的过滤和减压作用，如图12所示。当压力控制装置11只有一个比例阀时，压力控制阀块的3路油路只需2路连通即可；当压力控制装置11有两个比例阀时，压力控制阀块的3路油路均需要连通。但在实际安装时，3路油路均安装完成，即压力控制装置上的进油口、卸油口和回油口均与压力控制阀块上相应的端口相连，只是比例阀的数量不同，压力控制阀块上3路油路的导通数量不同而已。
本发明还提供一种上述压力控制系统的控制方法，包括：压力动态获取装置实时获取限深轮5对地的压力，并将限深轮5对地的压力输送至控制模块；控制模块基于限深轮5对地的压力与预设压力的比较结果，控制压力控制装置11的液压缸对四连杆2的作用力；其中，预设压力为压力控制系统预先存储、用户实时输入或者根据播种位置的水分图获取得到。
工作时，通过控制模块的界面输入预设压力(或者通过水分处方图获取适宜的播种压力值/深度值)，压力传感器监测播种单体的限深轮5对地的压力，并通过信号变送器和信号采集器实时传输给控制模块，控制模块将预设压力与实际压力值进行比较，当实际压力值大于预设压力时，表明此时限深轮5对地的压力过大，控制模块传输信号给压力控制装置11，通过减小油压降低液压缸作用在四连杆2上的压力，使限深轮5上移，即使播种单体相对地面上移，；当实际压力值小于预设压力值时，表明此时限深轮5对地下压力不足，控制模块传输信号给压力控制装置11，通过提高油压增大液压缸作用在四连杆2上的压力，使限深轮5下移，即使播种单体相对地面下移；调整过后，仍将压力传感器实时获取的实际压力值与预设压力值比较，直至两者之间误差在可允许范围内时，此时保持压力控制装置11油压不变，进而达到保证播种压力/深度的一致性，如图13所示。
以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于播种机的压力控制系统，其特征在于，包括：压力动态获取装置、控制模块和压力控制装置；
所述压力动态获取装置设置在播种单体的限深轮处，用于实时获取所述限深轮对地的压力；
所述压力控制装置的一端与所述播种单体的四连杆的活动臂连接，另一端与所述四连杆的不动臂连接；
所述控制模块与所述压力动态获取装置及所述压力控制装置相连，用于根据实时获取的所述限深轮对地的压力通过压力控制装置调整所述限深轮对地的压力；
所述压力控制装置包括：第一比例阀和液压缸；
所述液压缸的活塞杆的作用端与播种单体的四连杆的活动臂连接，所述液压缸的固定端与所述四连杆的不动臂连接；
所述第一比例阀的出油口与所述液压缸的第一腔室连通；所述液压缸的第一腔室为远离所述四连杆的活动臂的腔室；所述第一比例阀的出油口产生带有一定压力的液压油，进入所述第一腔室对所述活塞杆产生向下的压力，进而控制所述限深轮对地产生压力；
所述压力动态获取装置包括：压力传感器、信号变送器和信号采集器；
所述压力传感器用于实时获取所述限深轮对地的压力；
所述信号变送器与所述压力传感器相连，用于将所述限深轮对地的压力转化为电流信号或电压信号；
所述信号采集器与所述信号变送器及所述控制模块相连，用于将采集的所述电流信号或所述电压信号输送至所述控制模块；
所述压力传感器为轴销传感器，播深调节臂处的机架设有穿过所述机架和所述播深调节臂的销轴孔，所述轴销传感器依次穿过所述机架和所述播深调节臂设置在所述销轴孔内；或者，
所述压力传感器为压阻式传感器，所述压阻式传感器设置在限深轮摆臂与压力支撑块的接触处；其中，所述限深轮摆臂的一端与所述限深轮连接，另一端与所述压力支撑块连接；所述播深调节臂的一端与所述压力支撑块连接。
2.根据权利要求1所述的压力控制系统，其特征在于，所述第一比例阀安装在液压阀座上，所述液压缸的固定端与所述液压阀座连接；且所述液压阀座与所述四连杆的不动臂连接；
所述液压阀座内设有第一油路加工通道，所述第一比例阀的出油口和所述液压缸的第一腔室通过所述第一油路加工通道连通；
所述液压阀座上设有第一进油口，所述第一进油口分别与所述第一比例阀的进油口及播种单体的油箱的出油口连通。
3.根据权利要求2所述的压力控制系统，其特征在于，所述液压缸为双作用液压缸，所述液压阀座上设有第一回油口，所述第一回油口分别与所述液压缸的第二腔室及所述油箱的回油口连通；
所述液压阀座上设有第一泄油口，所述第一泄油口与所述第一比例阀的泄油口及所述油箱的回油口连通。
4.根据权利要求1或2所述的压力控制系统，其特征在于，还包括：第二比例阀，所述第二比例阀的出油口和所述液压缸的第二腔室通过第二油路加工通道连通。
5.根据权利要求4所述的压力控制系统，其特征在于，所述第二油路加工通道设置于液压阀座内，所述液压缸的固定端与所述液压阀座连接；所述第二比例阀安装在所述液压阀座上；
所述液压阀座上设有第二泄油口，所述第二泄油口与所述第二比例阀的泄油口及所述油箱的回油口连通；
所述液压阀座上设有第二进油口，所述第二进油口与所述第二比例阀的进油口及所述油箱的出油口连通。
6.根据权利要求1所述的压力控制系统，其特征在于，还包括：设置在播种机主体上的压力控制阀块；所述压力控制阀块包括过滤器、减压阀、换向阀和单向阀；
所述过滤器的输入端与播种机的油箱的出油口相连，输出端与所述减压阀的输入端相连；
所述减压阀的输出端分别与所述换向阀的输入端及压力控制装置的进油口相连；
所述单向阀的输出端与所述油箱的进油口相连，输入端分别与所述换向阀的输出端及所述压力控制装置的泄油口相连；
所述换向阀的输入端与所述压力控制装置的回油口相连。
7.一种权利要求1-6任一项所述的压力控制系统的控制方法，其特征在于，包括：
压力动态获取装置实时获取限深轮对地的压力，并将所述限深轮对地的压力输送至控制模块；
所述控制模块基于实时获取所述限深轮对地的压力与预设压力的比较结果，控制压力控制装置的液压缸对四连杆的作用力；
其中，所述预设压力为压力控制系统预先存储、用户实时输入或者根据播种位置的水分图获取得到。
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