CN109892067B - 播种深度自动调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及农业智能装备领域，提供一种播种深度自动调节装置及调节方法；其中调节装置包括：测量机构、播深预测模块和调节模块；测量机构用于检测限深臂的摆动角度；播深预测模块与测量机构相连，用于根据限深臂的摆动角度实时获取播种深度；调节模块与播深预测模块相连，用于根据实时获取的播种深度与设定的播种深度，调节限深臂的摆动角度。本发明实施例提供的播种深度自动调节装置及调节方法，通过根据该实时获取的播种深度与设定的播种深度调节限深臂的摆动角度，使得实时的播种深度与设定的播种深度接近或一致，实现播种深度的自动调节，提高了播种深度调节的准确性。

Description

播种深度自动调节装置及调节方法

技术领域

本发明实施例涉及农业智能装备技术领域，尤其涉及一种播种深度自动调节装置及调节方法。

背景技术

变量播种是近年来精密播种技术领域的一项革新，是根据处方图包含的土壤肥力信息(EC、湿度等)、产量信息、气候信息并结合GPS定位技术，实时改变播种密度和深度，从而有效利用土地资源、最大限度挖掘产量潜力，并尽可能节约良种，达到节本增效的目的。其中，播种深度影响种子萌发、出苗及后期生长发育。不一致的播种深度，会影响出苗整齐度，造成大小苗现象。研究表明，出苗不一致会造成作物减产，且迟于相邻种子48h出苗的玉米种子，对产量贡献极小，几乎等同于杂草。在此背景下，对播种深度的实时精准调节提出了更高要求。

播种单体实际作业时，在仿形四连杆作用下，开沟器沿着破茬刀方向切入土壤并开出种沟，两侧的限深轮则始终贴地运动并压实土壤，其中开沟器与限深轮的相对位置差即为开沟深度。现有播种深度调节方式主要是在每次作业之前，通过手动调整限深轮的上限位位置，以调节开沟深度来改变播种深度；之后，再通过实际下地作业测量播种深度来校正开沟深度，实现播种深度的调节。这样调节方式复杂，且针对地块中不同区间作业播种深度的改变，需要每次停机来重新调整，耗费人力，且作业效率也较低。

发明内容

本发明实施例提供一种播种深度自动调节装置及调节方法，用以解决现有技术中控制播种深度调节不方便的问题，实现播种深度的自动调节。

本发明实施例提供一种播种深度自动调节装置，包括：测量机构、播深预测模块和调节模块；所述测量机构用于检测限深臂的摆动角度；所述播深预测模块与所述测量机构相连，用于根据所述限深臂的摆动角度实时获取播种深度；所述调节模块与所述播深预测模块相连，用于根据实时获取的播种深度与设定的播种深度，调节所述限深臂的摆动角度。

本发明实施例提供一种播种深度自动调节方法，包括：根据实时获取的限深臂的摆动角度，利用播深预测模型实时获取播种深度；根据实时获取的播种深度和设定的播种深度，调节所述限深臂的摆动角度；其中，所述播深预测模型基于限深臂的摆动角度及对应的实际播种深度获得。

本发明实施例提供的播种深度自动调节装置及调节方法，通过测量机构实时检测限深臂的摆动角度，播深预测模块根据限深臂的摆动角度实时获取播种深度，进而使得调节模块根据该实时获取的播种深度与设定的播种深度调节限深臂的摆动角度，使得实时的播种深度与设定的播种深度接近或一致，实现播种深度的自动调节，提高了播种深度调节的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的播种深度自动调节装置的一个优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示的播种深度自动调节装置的调节原理图；

图3为本发明提供的测量机构的一个优选实施例的结构示意图；

图4为图3所示的测量机构的剖视图；

图5为本发明提供的测量机构的安装图；

图6为本发明提供的播种深度测量的原理图；

其中，1-机架；2-固定片；3-第二联轴器；4-动力机构；5-测量机构；51-第一传感器套；52-第一传感器；53-第一联轴器；54-联轴器套；55-连接螺栓；57-调节孔；58-圆弧孔；6-限深轮；7-开沟器；8-限深臂；9-限位块；10-螺杆；11-摆臂销轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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为本发明提供的播种深度自动调节装置的一个优选实施例的结构示意图，如图1和图2所示，该播种深度自动调节装置包括：测量机构5、播深预测模块和调节模块；测量机构5用于检测限深臂8的摆动角度；播深预测模块与测量机构5相连，用于根据限深臂8的摆动角度实时获取播种深度；调节模块与播深预测模块相连，用于根据实时获取的播种深度与设定的播种深度，调节限深臂8的摆动角度。

具体地，播种单体实际作业时，在仿形四连杆作用下，开沟器7沿着破茬刀方向切入土壤并开出种沟，两侧的限深轮6则始终贴地运动并压实土壤，其中开沟器7与限深轮6的相对位置差即为开沟深度。通过测量机构5测量限深臂8的摆动角度，例如，该测量机构5为角度传感器，则可通过该角度传感器测量限深臂8的摆动角度；且将播深预测模块与测量机构5相连，例如，二者的连接关系为电连接，则该播深预测模块可以根据测量机构5获取的限深臂8的摆动角度实时获取播种深度；即，由于播种机中的限深臂8与限深轮6相连，则通过限深臂8的摆动角度可以相应地控制播种机的播种深度。以及，将调节模块与播深预测模块相连，例如，二者的连接关系为电连接，则调节模块可以根据实时获取的播种深度与设定的播种深度调节限深臂8的摆动角度；即，在播种单体实际作业时需要预先设定播种深度(即，播种所需的深度)；例如，当实时获取的播种深度大于设定的播种深度时，调节模块将限深臂8的摆动角度调小，降低限深臂8的上限位置，减小实时的播种深度；或者，当实时获取的播种深度小于设定的播种深度时，调节模块将限深臂8的摆动角度调大，提高限深臂8的上限位置，增大实时的播种深度。

在本实施例中，通过测量机构5实时检测限深臂8的摆动角度，播深预测模块根据限深臂8的摆动角度实时获取播种深度，进而使得调节模块根据该实时获取的播种深度与设定的播种深度调节限深臂8的摆动角度，使得实时的播种深度与设定的播种深度接近或一致，实现播种深度的自动调节，提高了播种深度调节的准确性。

进一步地，播种深度自动调节装置，还包括：比较模块；比较模块分别与播深预测模块及调节模块相连，用于将实时获取的播种深度与设定的播深深度进行比较，以使调节模块根据比较模块的比较结果调节限深臂8的摆动角度。比较模块分别与播种预测模块及调节模块相连，例如，上述的连接关系为电连接；则当播深预测模块根据限深臂8的摆动角度实时获取到播种深度后，比较模块将该实时获取到的播种深度与设定的播种深度进行比较，若比较模块的比较结果为实时获取的播种深度大于设定的播种深度，则调节模块将限深臂8的摆动角度调小，降低限深臂8的上限位置，减小实时的播种深度；或者，比较模块的比较结果为实时获取的播种深度小于设定的播种深度，则调节模块将限深臂8的摆动角度调大，提高限深臂8的上限位置，增大实时的播种深度；从而显示播种深度的自动调节。

进一步地，播种深度自动调节装置，还包括：动力机构4；动力机构4的连接端与播种机的机架1相连，动力机构4的输出端与限位块9的一端相连；动力机构4用于带动限位块9的一端水平移动；调节模块与动力机构4相连，用于根据比较模块的比较结果调节动力机构4带动限位块9的一端水平移动的距离，以调节限深臂8的摆动角度；其中，限位块9的相对端与限深臂8的一侧接触，限位块9的中间位置可旋转地安装在播种机的机架1上。

例如，动力机构4为电机、液压马达、液压缸或气囊等；例如，动力机构4为电机或液压马达等旋转运动的机构时，可以在动力机构4与限位块9之间连接螺杆10等传递机构，如图2所示；即在动力机构4与限位块9之间连接能够将旋转运动转化为直线运动的机构，即将动力机构4的输出端与螺杆10的一端相连，例如，另外，可以将电机或液压马达的输出轴通过第二联轴器3螺杆10相连；则动力机构4可以带动螺杆10转动，以及将螺杆10的另一端与限位块9的一端螺纹连接，则转动的螺杆10可以带动限位块9的一端水平移动。或者，例如，动力机构4为液压缸或气囊等直线运动的机构时，可以在动力机构4与限位块9之间连接推杆等传递机构，即将动力机构4的输出端与推杆的一端相连，以及将推杆的另一端与限位块9的一端直接连接，则动力机构4可以带动推杆的一端水平移动，进而使得推杆可以带动限位块9的一端水平移动。即只要动力机构4能够带动限位块9的一端水平移动，其可以为任意结构形式的部件。

且将动力机构4的连接端与播种机的机架1相连，例如，动力机构4的连接端通过固定片2与播种机的机架1相连，如图1所示。以及，动力机构4的输出端与限位块9的一端相连，例如，动力机构4的输出端通过传递机构与限位块9的一端相连，则该传递机构可以将动力机构4输出的力矩传递至限位块9，进而使限位块9的一端水平移动；且由于限位块9的相对端与限深臂8的一侧接触，例如，限位块9的中间位置可旋转地套设在销轴上，且销轴的一端与播种机的机架1固定连接，则当限位块9的一端水平移动时，同时使得限位块9可以绕销轴旋转，进而改变限深臂8的上限位置，即改变限深臂8的最高摆动位置，进而改变限深轮6与开沟器7低端的高度差(即，开沟深度)。

以及，将调节模块与动力机构4相连，例如，二者的连接关系为电连接等，则当比较模块的比较结果为实时获取的播种深度大于设定的播种深度，则调节模块可以调节动力机构4的运行参数，例如，当动力机构4为电机或液压马达等旋转运动的机构时，调节模块可以调节动力机构4的正/反转参数；或者，当动力机构4为液压缸或气囊等直线运动的机构时，调节模块可以调节动力机构4的直线运动参数，以改变动力机构4带动限位块9的一端水平移动的距离，进而改变限深臂8的上限位置，从而调节限深臂8的摆动角度，即可达到调节实时播种深度的目的。

在本实施例中，以动力机构4为电机或液压马达等旋转运动的机构为例进行说明，但并不用于限制本发明的保护范围。则当播深预测模块根据实时监测的限深臂8的摆动角度实时获取到播种深度后；比较模块将该实时获取到的播种深度与设定的播种深度进行比较，若比较模块的比较结果为实时获取到的播种深度与设定的播种深度之差不在阈值范围内，则调节模块根据比较模块的比较结果调节动力机构4的运行参数，进而改变限位块9的一端水平移动的距离。例如，比较模块的比较果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差大于阈值范围，则调节模块控制动力机构4反向运转，即动力机构4带动螺杆10反向转动，进而使得螺杆10带动限位块9的一端朝反方向水平移动，即降低限深臂8的上限位置，减小限深臂8的摆动角度，进而使得根据减小后的限深臂8的摆动角度获取的实时播种深度减小。例如，比较模块的比较果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差小于阈值范围，则调节模块控制动力机构4继续正向运转，即动力机构4带动螺杆10正向转动，进而使得螺杆10带动限位块9的一端继续向前水平移动，即提高限深臂8的上限位置，增大限深臂8的摆动角度，进而使得根据增大后的限深臂8的摆动角度获取的实时播种深度增大。或者，例如比较模块的比较果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差处于阈值范围，则调节模块不调整动力机构4的运行参数。通过调节模块对动力机构4的运行参数进行调节，使得实时获取的播种深度维持在设定的播种深度的阈值范围内，保证了播种深度的稳定性，为后续基于处方图的播种深度实时精准调节奠定基础。

进一步地，所述测量机构5包括：第一传感器52；第一传感器52与限深臂8相连，用于检测限深臂8的摆动角度。由于限深臂8可旋转地套设在摆臂销轴11外，摆臂销轴11的一端与机架1固定连接；则在播种机作业过程中，该限深臂8可绕摆臂销轴11发生转动。若该第一传感器52为角度传感器，则可将角度传感器的转动轴与摆臂相连的另一端相连，进而通过该角度传感器检测到限深臂8的摆动角度，如图5所示；或者，若该第一传感器52为倾角传感器，则可将该倾角传感器的转动轴与限深臂8相连，进而通过该倾角传感器检测到限深臂8的摆动角度；即只要该第一传感器52可以检测到限深臂8的摆动角度，其可以为任意形式的传感器设置在任意位置。

进一步地，测量机构5包括第二传感器和第一获取模块，第二传感器分别与限位块9及第一获取模块相连，以使第一获取模块基于第二传感器检测的限位块9的水平位移获取限深臂8的摆动角度。例如，该第二传感器为线性位移传感器，则可通过该第二传感器检测出限位块9的水平移动距离；则第一获取模块可以根据该限位块9的水平移动距离获取到限深臂8的上限位置，进而可以根据限深臂8的上限位置得到限深臂8的摆动角度。

另外，若动力机构4为作旋转运动的机构时，可将该第二传感器与动力机构4的输出端相连，用于检测动力机构4的转动圈数；则通过第一获取模块基于第二传感器获取的动力机构4的转动圈数得到限深臂8的上限位置，进而得到限深臂8的摆动角度。若动力机构4为作直线运动的机构时，可将该第二传感器与动力机构4的输出端相连，或者将该第二传感器与传递机构相连，进而使得该第二传感器可以检测到动力机构4输出端的水平移动距离或传递机构的水平移动距离，即得到限位块9的水平移动距离，进而使得该第一获取模块根据该限位块9的水平移动距离得到限深臂8的上限位置，从而得到限深臂8的摆动角度。

进一步地，如图3至图5所示，测量机构5还包括：第一联轴器53和连接件；第一传感器52为角度传感器，角度传感器的转动轴、联轴器及连接件依次相连，且连接件远离第一联轴器53的一端与摆臂销轴11的一端相连；其中，摆臂销轴11的另一端与机架固定连接，限深臂8可旋转地套设在摆臂销轴11外。例如，该连接件为连接螺栓55等。例如，第一传感器52的转动轴、第一联轴器53及连接件的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。且连接件远离第一联轴器53的一端与摆臂销轴11的另一端相连，如图5所示；例如，二者的连接关系为固定连接或可拆卸连接等，则可通过第一联轴器53和连接件保证第一传感器52与摆臂销轴11的同轴度，使得第一传感器52能够较准确的检测限深臂8的旋转角度。

进一步地，所述测量机构5还包括：联轴器套54和第一传感器套51；联轴器套54套设在第一联轴器53外，第一传感器套51套设在第一传感器52外；联轴器套54的一端与限深臂8相连，另一端与第一传感器52及第一传感器套51相连。即，联轴器套54将限深臂8与第一传感器52固定，例如，联轴器套54通过螺钉等与第一传感器52上的安装孔相连，则该联轴器套54在保护第一联轴器53的同时，还可防止播种机作业过程中尘土进入第一传感器52，影响第一传感器52的转动轴转动。且将第一传感器套51套设在第一传感器52外，起到保护第一传感器52的作用，避免第一传感器52与其他部件磕碰；以及将该第一传感器套51的连接端与联轴器套54的另一端相连，例如，二者的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。则通过该测量机构5将限深臂8的转动转化为第一传感器52的转动，可以直接获取到限深臂8的摆动角度，提高了测量精度和便捷性。

另外，如图3所示，联轴器套54的侧壁上开设有多个调节孔57；和/或，联轴器套54靠近摆臂销轴11的端部开设有圆弧孔58。通过在联轴器套54的侧壁上开设多个调节孔57，即在联轴器套54上与第一联轴器53相对的位置开设多个调节孔57，可在安装过程中利用该调节孔57对第一联轴器53进行调节和紧固，使得第一联轴器53的安装过程较方便。在连接轴套靠近摆臂销轴11的端部开设圆弧孔58，以便在一定范围内调节第一传感器52的信号输出范围，即可以在圆弧孔58的弧长范围内调节第一传感器52的信号输出范围。

另外，播深预测模块、调节模块、比较模块和调节模块可以都设置在播种机上，也可以都设置在上位机上，或者部分设置在播种机上、部分设置在上位机上等。另外，若播深预测模块、调节模块、比较模块和调节模块设置在上位机内，可以通过信号采集控制卡将上位机与测量机构5及动力机构4电连接，即，信号采集控制卡的一端与动力机构4及测量机构5电连接，信号采集控制卡的另一端与上位机可以通过串口/CAN/无线通讯连接。例如，还可设置动力机构4控制器，该动力机构4控制器与动力机构4相连，用于控制动力机构4的运行参数，例如，若动力机构4为电机，该动力机构4控制器可以为电机驱动器；或者，动力机构4为液压马达，该动力机构4控制器可以包括液压比例阀和换向阀等；则可将该动力机构4控制器分别与信号采集卡及调节模块相连。另外，还可在上位机内设置显示模块，该显示模块用于实时显示获取的播种深度。

在播种机的实际工作中需要调节播深深度时，上位机发送指令给信号采集控制卡，使得信号采集控制卡采集测量机构5检测到的限深臂8摆动角度；之后信号采集控制卡将数据返回给上位机内的播深预测模块，则播深预测模块根据该限深臂8的摆动角度得到播种单体的播种深度，还可将该播种深度显示在上位机的界面。由于作业过程中限深轮6会在限定范围内发生摆动，造成播种深度检测值变化，因此上位机取一段时间内的播种深度的最大值为实时播种深度，则比较模块将实时的播种深度与设定的播种深度进行比较。

当比较模块的比较结果为实时播种深度与设定的播种深度之差小于阈值范围时，上位机发送信号给信号采集控制卡，控制动力机构4的运行参数，例如，动力机构4转动以带动螺杆10转动，进而使得限深块的一端的水平移动距离变大，提高限深臂8的上限位置，增大实时播种深度；反之，控制动力机构4反转以带动螺杆10反向转动，进而使得限深块的一端的水平移动距离变表，降低限深臂8的上限位置，减小实时播种深度。只有当实时的播种深度与设定的播种深度之差在阈值范围内时，上位机无需控制动力机构4的运行参数，保证了播种深度的稳定性，为后续基于处方图的播种深度实时精准调节奠定基础。

实施例2：

本发明还提供一种播种深度自动调节方法，包括：根据实时获取的限深臂8的摆动角度、利用播深预测模型实时获取播种深度；根据实时获取的播种深度和设定的播种深度，调节所述限深臂8的摆动角度；其中，播深预测模型基于限深臂8的摆动角度及对应的实际播种深度获得。

具体地，通过测量机构5测量限深臂8的摆动角度，例如，该测量机构5为角度传感器，则可通过该角度传感器测量限深臂8的摆动角度；且将播深预测模块与测量机构5相连，例如，二者的连接关系为电连接，则该播深预测模块可以根据测量机构5获取的限深臂8的摆动角度实时获取播种深度；即，由于播种机中的限深臂8与限深轮6相连，则通过限深臂8的摆动角度可以相应地控制播种机的播种深度。以及，根据实时获取的播种深度和设定的播种深度，调节限深臂8的摆动角度；例如，调节模块根据实时获取的播种深度和设定的播种深度调节限深臂8的摆动角度，例如，可以将调节模块与播深预测模块相连，例如，二者的连接关系为电连接。在播种单体实际作业时需要预先设定播种深度(即，播种所需的深度)；以及，需要根据采集的限深臂8的摆动角度和对应的实际播种深度建立播深预测模型；在播种单体实际作业过程中，则可以根据实时采集的限深臂8的摆动角度利用该播深预测模型实时获取到播种深度。例如，当实时获取的播种深度大于设定的播种深度时，调节模块将限深臂8的摆动角度调小，降低限深臂8的上限位置，减小实时的播种深度；或者，当实时获取的播种深度小于设定的播种深度时，调节模块将限深臂8的摆动角度调大，提高限深臂8的上限位置，增大实时的播种深度。

如图6所示的播种深度测量原理可知，在不考虑限深轮6自身受力变形情况下，播种单体的开沟深度为：

H＝L+R_c-H_s-R_w (1)

限深轮6的摆动高度H_s可通过限深臂8的转动角度计算所得，即：

H_s＝L_s sinθ (2)

根据公式(1)和(2)可知播种单体的开沟深度为：

H＝L+R_c-R_w-L_s sinθ (3)

假设播种机覆土厚度为Δh，则播种单体的播种深度为：

H'＝H+Δh＝L+R_c-R_w-L_s sinθ+Δh (4)

式中，L表示开沟器7的转轴距离摆臂销轴11的铰接点的高度，mm；θ表示限深臂8与播种单体的机架1的夹角，°；H_s表示限深轮6的圆心距离摆臂销轴11的铰接点的高度，m；L_s表示限深臂8的长度，mm；R_w表示限深轮6的半径，mm；R_c表示开沟器7的半径，mm；H表示开沟深度，mm；H′表示播种深度，mm。

且公式(4)中的L、R_w、R_c、L_s均可通过测量实际播种机的参数获得，播种机覆土厚度Δh可通过实际测得，因此，只需知道限深臂8的转动角度θ，即可得到播种深度，而限深臂8的转动角度θ可通过第一传感器52测量获得，即可以实时得到播种机的播种深度，实现播种深度的动态测量。

在本实施例中，根据实时获取的限深臂8的摆动角度利用播深预测模型实时获取播种深度，进而根据该实时获取的播种深度与设定的播种深度调节限深臂8的摆动角度，使得实时的播种深度与设定的播种深度接近或一致，实现播种深度的自动调节，提高了播种深度调节的准确性。

在实际作业前，可通过室内标定的方式，建立播种深度与限深臂8的旋转角度相互关系的模型，即播深预测模型如下：

y＝ax+b (5)

式中，x表示限深臂8的旋转角度，rad；y表示播种深度，mm；a、b表示常数。常数a和b可根据播种机的结构尺寸来确定，根据公式(4)可知，常数a和b可根据开沟器7的转轴距离摆臂销轴11的铰接点的高度L、限深臂8的长度L_s、限深轮6的半径R_w和开沟器7的半径R_c来确定。现以2BFQ-6气力精密播种机为例进行说明，该型号的播种机的结构尺寸：L＝148mm，L_s＝245mm，R_w＝395/2mm，R_c＝375/2mm，相应的得到的播深预测模型为：y＝-218.04x+142.35。

进一步地，限深臂8的摆动角度的获取方式包括：在限深臂8上设置第一传感器52，以使第一传感器52获取限深臂8的摆动角度；或者，在限位块9上设置第二传感器，基于第二传感器检测的限位块9水平位移获取限深臂8的摆动角度。由于限深臂8可旋转地套设在摆臂销轴11外，摆臂销轴11的一端与机架1固定连接；则在播种机作业过程中，该限深臂8可绕摆臂销轴11发生转动。若该第一传感器52为角度传感器，则可将角度传感器的转动轴与摆臂相连的另一端相连，进而通过该角度传感器检测到限深臂8的摆动角度，如图5所示；或者，若该第一传感器52为倾角传感器，则可将该倾角传感器的转动轴与限深臂8相连，进而通过该倾角传感器检测到限深臂8的摆动角度；即只要该第一传感器52可以检测到限深臂8的摆动角度，其可以为任意形式的传感器设置在任意位置。或者，例如，该第二传感器为线性位移传感器，则可通过该第二传感器检测出限位块9的水平移动距离；则第一获取模块可以根据该限位块9的水平移动距离获取到限深臂8的上限位置，进而可以根据限深臂8的上限位置得到限深臂8的摆动角度。

进一步地，根据实时获取的播种深度和设定的播种深度，调节限深臂8的摆动角度的步骤包括：将实时获取的播种深度与设定的播种深度之差与阈值进行比较；若比较结果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差小于阈值，则根据比较结果增大限深臂8的摆动角度；或者，若比较结果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差大于阈值，则根据比较结果减小限深臂8的摆动角度。

即，当根据限深臂8的摆动角度实时获取到播种深度后，比较模块将该实时获取到的播种深度与设定的播种深度进行比较，例如，比较模块的比较果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差大于阈值范围，则调节模块可以调节动力机构4的运行参数，以减小动力机构4带动限位块9的一端水平移动的距离，进而降低限深臂8的上限位置，从而减小限深臂8的摆动角度，即可达到减小实时播种深度的目的。例如，比较模块的比较果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差小于阈值范围，则调节模块可以调节动力机构4的运行参数，以增大动力机构4带动限位块9的一端水平移动的距离，进而提高限深臂8的上限位置，从而增大限深臂8的摆动角度，即可达到增大实时播种深度的目的。只要当实时的播种深度与设定的播种深度之差在阈值范围内时，则无需调节动力机构4的运行参数，保证了播种深度的稳定性，为后续基于处方图的播种深度实时精准调节奠定基础。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种播种深度自动调节装置，其特征在于，包括：测量机构、播深预测模块、调节模块、比较模块和动力机构；

所述测量机构用于检测限深臂的摆动角度；

所述播深预测模块与所述测量机构相连，用于根据所述限深臂的摆动角度实时获取播种深度；

所述调节模块与所述播深预测模块相连，用于根据实时获取的播种深度与设定的播种深度，调节所述限深臂的摆动角度；

所述比较模块分别与所述播深预测模块及所述调节模块相连，用于将实时获取的播种深度与设定的播深深度进行比较，以使所述调节模块根据所述比较模块的比较结果调节所述限深臂的摆动角度；

所述动力机构的连接端与播种机的机架相连，所述动力机构的输出端与限位块的一端相连；所述动力机构用于带动所述限位块的一端水平移动；其中，所述限位块的相对端与限深臂的一侧接触，限位块的中间位置可旋转地安装在播种机的机架上；

所述动力机构的输出端通过螺杆与所述限位块的一端相连；

所述限深臂可旋转地套设在摆臂销轴外，摆臂销轴的一端与所述机架固定连接；所述限深臂远离所述限位块的一端与限深轮相连；

所述测量机构包括第二传感器和第一获取模块，所述第二传感器分别与所述限位块及所述第一获取模块相连，以使所述第一获取模块基于所述第二传感器检测的所述限位块的水平位移获取所述限深臂的摆动角度；

所述调节模块与所述动力机构相连，用于根据所述比较模块的比较结果调节所述动力机构带动所述限位块的一端水平移动的距离，以调节所述限深臂的摆动角度；

所述播种深度为：

；

其中，L表示开沟器的转轴距离摆臂销轴的铰接点的高度；θ表示所述摆动角度；L _s 表示 限深臂的长度；R _w 表示限深轮的半径；R _c 表示开沟器的半径；H' 表示播种深度，

表示播种 机覆土厚度。

2.根据权利要求1所述的播种深度自动调节装置，其特征在于，所述测量机构包括第一传感器，所述第一传感器与所述限深臂相连，用于检测所述限深臂的摆动角度。

3.根据权利要求2所述的播种深度自动调节装置，其特征在于，所述测量机构还包括：第一联轴器和连接件；

所述第一传感器为角度传感器，所述角度传感器的转动轴、所述第一联轴器及所述连接件依次相连，且所述连接件远离所述第一联轴器的一端与摆臂销轴的一端相连；

其中，所述摆臂销轴的另一端与机架固定连接，所述限深臂可旋转地套设在所述摆臂销轴外。

4.根据权利要求3所述的播种深度自动调节装置，其特征在于，所述测量机构还包括：联轴器套和第一传感器套；

所述联轴器套套设在所述第一联轴器外，所述第一传感器套套设在所述第一传感器外；

所述联轴器套的一端与所述限深臂相连，另一端与所述第一传感器及所述第一传感器套相连。

5.一种使用如权利要求1-4任一项所述的播种深度自动调节装置的播种深度自动调节方法，其特征在于，包括：

根据实时获取的限深臂的摆动角度、利用播深预测模型实时获取播种深度；

根据实时获取的播种深度和设定的播种深度，调节所述限深臂的摆动角度；

其中，所述播深预测模型基于限深臂的摆动角度及对应的实际播种深度获得；

所述限深臂的摆动角度的获取方式包括：在限位块上设置第二传感器，基于所述第二传感器检测的限位块水平位移获取所述限深臂的摆动角度。

6.根据权利要求5所述的播种深度自动调节方法，其特征在于，所述根据实时获取的播种深度和设定的播种深度，调节所述限深臂的摆动角度的步骤包括：

将实时获取的播种深度与设定的播种深度之差与阈值进行比较；

若比较结果为实时获取的播种深度与设定的播种深度之差小于阈值，则根据比较结果增大所述限深臂的摆动角度；或者，若比较结果为实时的播种深度与设定的播种深度之差大于阈值，则根据比较结果减小所述限深臂的摆动角度。

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