CN112400424A - 控制主动轴和从动轴同步的控制机构及包含其的播种机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构及包含其的播种机构，控制机构包括：与主动轴连接的微型交流发电机、与微型交流发电机电连接的调速器、以及分别与调速器和从动轴连接的电机；微型交流发电机获取主动轴的转速，并根据主动轴的转速输出高低电压波形信号至调速器；调速器在收到高低电压波形信号后，获取高低电压波形信号的高电压数值，根据高电压数值生成并显示主动轴的真实转速值，根据高电压数值控制电机的转速控制从动轴的转速。播种机构的播种机地轮设置在主动轴的外侧，播种盒与从动轴连接；微型交流发电机获取主动轴的转速获取播种机地轮的行进速度，调速器控制从动轴的转速调节播种盒内相邻两次种子掉落的时间间隔。

Description

控制主动轴和从动轴同步的控制机构及包含其的播种机构
技术领域
本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构及包含其的播种机构。
背景技术
在农业机械、食品机械、工程机械、建筑机械等技术领域中，通常需要控制主动轴和从动轴同步的控制机构，例如：在多轴数控机床中，通常需要该控制机构，以满足在主动轴转动时，从动轴能够随之同步转动，从而保证其在精密加工和高精度生产过程中具有显著优势；或者，在播种机中，通常需要该控制机构，以满足在主动轴(通常为地轮轴)转动时，从动轴能够随之同步转动，进而带动与从动轴连接的播种盘移动，从而保证播种均匀，避免出现因播种不均而影响农作物生长的情况。
相关技术中，控制机构执行步骤如下：输出用于检测主动轴的旋转速度以及旋转方向的位置数据和预定一定周期的基准信号的主动轴位置检测器；接收主动轴位置检测器输出的上述位置数据和基准信号的主动轴接收电路，计算主动轴接收电路接收的上述位置数据和接收上述基准信号的时刻的位置数据的差分作为主动轴差分的主动轴运算电路；至少把接收的主动轴差分作为用于与主动轴电动机的动作取得同步的指令使用，来控制从动轴电动机的动作的从动轴电动机控制部；和与主动轴运算电路连接，至少使用从主动轴运算电路接收的主动轴差分来控制主动轴电动机的动作，同时向从动轴电动机控制部转发主动轴差分的主动轴电动机控制部。
上述控制机构控制的方式繁琐、对部件的要求较高，增加了控制的费用，不适用于大范围推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构及包含其的播种机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一方面，提供了一种用于控制主动轴和从动轴同步的控制机构，其包括：与主动轴连接的微型交流发电机、与所述微型交流发电机电连接的调速器、以及分别与所述调速器和从动轴连接的电机；
所述微型交流发电机获取所述主动轴的转速，并根据所述主动轴的转速输出高低电压波形信号至所述调速器；
所述调速器在收到所述高低电压波形信号后，获取所述高低电压波形信号的高电压数值，根据所述高电压数值生成并显示所述主动轴的真实转速值，以及根据所述高电压数值控制所述电机的转速，以控制所述从动轴的转速。
作为本发明的进一步改进，所述调速器根据所述高电压数值控制所述电机的转速，包括：
所述调速器采用以下设定的关系式，根据所述高电压数值控制所述电机的转速：
n1＝g(V)；
其中，n1为电机的转速数值，V为高电压数值。
作为本发明的进一步改进，所述调速器根据所述高电压数值生成并显示所述主动轴的真实转速值，包括：
所述调速器采用以下设定的关系式，根据所述高电压数值生成所述主动轴的真实转速值：
n2＝f(V)；
其中，n2为微型交流发电机的真实转速值，V为高电压数值；
所述调速器显示屏幕上显示所述真实转速值。
作为本发明的进一步改进，其还包括整流器，所述整流器分别与所述微型交流发电机的输出端和所述调速器的输入端电连接，所述整流器用于将所述微型交流发电机输出的交流电转变为直流电。
作为本发明的进一步改进，所述调速器还能够显示所述电机的转速数值。
第二方面，提供了一种播种机构，其包括如第一方面所述的用于控制主动轴和从动轴同步的控制机构、播种机地轮和播种盒，其中，所述播种机地轮设置在所述主动轴的外侧，所述播种盒与所述从动轴连接；
所述微型交流发电机通过获取所述主动轴的转速获取播种机地轮的行进速度；
所述调速器通过控制所述从动轴的转速调节所述播种盒内相邻两次种子掉落的时间间隔。
作为本发明的进一步改进，所述播种盒包括：圆形壳体和下料管，所述圆形壳体的底部设置有种子出口，顶端通过固定板与所述播种机的机架连接，所述下料管垂直安装在所述圆形壳体侧边，且与种子仓连通；
所述圆形壳体内部设有与所述从动轴连接的传动轴、以及与所述传动轴固定连接与种子拨盘，所述传动轴设置在所述圆形壳体中心，所述种子拨盘为圆盘形且其上设置有至少两个种子拨爪，所述传动轴与所述电机连接，所述传动轴用于在电机的带动下转动，并在转动时带动所述种子拨盘和所述种子拨爪随之转动。
作为本发明的进一步改进，所述种子拨爪均匀分布在所述种子拨盘的圆周上，且与竖直方向呈30度角。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明实施例提供的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，通过将微型交流发电机设置在主动轴上且与主动轴连接，使得微型交流发电机能够输出包含有主动轴转速的高低电压波形信号至调速器中，调速器不仅可以根据该高低压波形信号显示主动轴的真实转速值，而且还可以根据该高低压波形信号控制电机的转速，从而保证从动轴能够和主动轴保持同步。仅依靠微型交流发电机、调速器即可实现对主动轴和从动轴的转速调节，使得主动轴和从动轴同步，控制方式简单，对部件要求低，减少了控制费用，适用于大范围推广。
本发明实施例提供的包含上述控制机构的播种机构，通过设置有微型交流发电机，可以获取地轮轴的转速以及地轮的行进速度，并生成与地轮轴转速相一致的高低电压波形信号；通过设置有调速器，可以根据高低电压波形信号获得地轮轴的转速，并根据该地轮轴的转速值实时调整与播种盒连接的电机的转速。当地轮轴的转速提高时，与播种盒连接的电机的转速随之提高，当地轮轴的转速降低时，与播种盒连接的电机的转速也随之降低，保证了播种速度相对于移动速度始终保持同步。
进一步地，当电机的转速提高后，相邻两次种子掉落的时间间隔缩短，当电机的转速降低后，相邻两次种子掉落的时间间隔增长；也就是，当播种机的移动速度快时，该播种机构可缩短下一次种子掉落的时间间隔，当播种机的移动速度慢时，又可延长下一次种子掉落的时间间隔，以保证任意两次掉落的种子之间的种距的一致性，使得播种的种距均匀，避免了因播种不均匀而影响农作物生长的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构的连接示意图。
图2是本发明实施例提供的一种高低电压波形信号的示意图。
图3是本发明实施例提供的一种播种机构的连接示意图
图4是本发明实施例提供的一种播种盒的主视图。
图5是本发明实施例提供的一种播种盒的俯视图。
其中：1-主动轴，2-微型交流发电机，3-整流器，4-调速器，5-电机，6-从动轴，10-播种机地轮，20-播种盒，201-圆形壳体，202-下料管，203-种子出口，204-固定板，205-传动轴，206-种子拨盘，207-种子拨爪，208-封盖。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
本发明施例提供了一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，如图1所示，其包括：与主动轴1连接的微型交流发电机2、与微型交流发电机2电连接的调速器4、以及分别与调速器4和从动轴6连接的电机5；
微型交流发电机2获取主动轴1的转速，并根据主动轴1的转速输出高低电压波形信号至调速器4，高低电压波形信号可如图2所示，该微型交流发电机2可以为测速发电机。
调速器4在收到高低电压波形信号后，获取高低电压波形信号的高电压数值，根据高电压数值生成并显示主动轴1的真实转速值，以及根据高电压数值控制电机5的转速，以控制从动轴6的转速，且调速器4还会显示电机5的转速数值。
本发明施例提供的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，适用于需要保证主动轴1与从动轴6同步的情景。该从动轴6可以为多个或单个，本发明实施例对此不作具体限定。
该控制机构通过将微型交流发电机2设置在主动轴1上，且与主动轴1连接，进而能够输出包含有主动轴1转速的高低电压波形信号至调速器4中，调速器4不仅可以根据该高低压波形信号显示主动轴1的真实转速值，而且还可以根据该高低压波形信号控制电机5的转速，从而保证从动轴6能够和主动轴1保持同步。
以下，将针对调速器4在获取高电压数值后，根据高电压数值生成并显示主动轴1的真实转速值，以及根据高电压数值控制电机5的转速进行说明。
关于调速器4够根据高电压数值计算出地轮轴1的真实转速值。在一种可能的实现方式中，调速器4根据以下设定的关系式，计算出真实转速值：
n2＝f(V)；
其中，n2为微型交流发电机2的真实转速值，V为高电压数值。
关于调速器4在根据高电压数值控制电机5转速的方式，在一种可能的实现方式中，可采用以下设定的关系式，根据高电压数值控制电机5的转速，并显示该电机5的转速数值；
n1＝g(V)；
其中，n2为电机5的转速数值，V为高电压数值。
进一步地，其设定的关系式可为：
Figure BDA0002773241260000061
其中，k为常数，
Figure BDA0002773241260000062
为磁通，其为定值。
当然，其还包括整流器3，整流器3分别与微型交流发电机2的输出端和调速器4的输入端电连接，整流器3用于将微型交流发电机2输出的交流电转变为直流电，使得直流电输入值调速器4中，保证调速器4可正常使用。
上述用于控制主动轴和从动轴同步的控制机构可应用于农业机械、食品机械、工程机械、建筑机械技术领域中，针对其应用于农业机械技术领域，本发明实施例还提供了一种包含其的播种机构。
如图3所示，该播种机构包括如前的用于控制主动轴和从动轴同步的控制机构、以及播种机地轮10和播种盒20，其中，播种机地轮10设置在主动轴1的外侧，即，主动轴1即为地轮轴，播种盒20与从动轴6连接；
微型交流发电机2通过获取主动轴1的转速获取播种机地轮10的行进速度；
调速器4通过控制从动轴6的转速调节播种盒20内相邻两次种子掉落的时间间隔。
本发明实施例提供的播种机构适用于对多种作物，例如：棉花、玉米进行播种的情形，在播种过程中，微型交流发电机2在与主动轴1内侧的主动轴1同轴联接时，可根据主动轴1的转速生成高低电压波形信号并输出至调速器4中，其输出的高低电压波形信号。之后，调速器4可获取交流波形信号中高低电压信号的高电压数值，并根据该转速调节播种盒20内种子的掉落。
本发明实施例提供的播种机构，通过设置有微型交流发电机2，可以实时获取地轮轴的转速以及地轮的行进速度，并生成与地轮轴转速相一致的高低电压波形信号；通过设置有调速器4，可以根据高低电压波形信号获得地轮轴的转速，并根据该地轮轴的转速值实时调整与播种盒20连接的电机5的转速。当主动轴1的转速提高时，与播种盒20连接的电机5的转速随之提高，当主动轴1的转速降低时，与播种盒20连接的电机5的转速也随之降低，保证了播种速度相对于移动速度始终保持同步。
进一步地，当电机5的转速提高后，相邻两次种子掉落的时间间隔缩短，当电机5的转速降低后，相邻两次种子掉落的时间间隔增长；也就是，当播种机的移动速度快时，播种机构可缩短下一次种子掉落的时间间隔，当播种机的移动速度慢时，又可延长下一次种子掉落的时间间隔，以保证任意两次掉落的种子之间的种距的一致性，使得播种的种距均匀，避免了因播种不均匀而影响农作物生长的情况。
为方便电机5的转速能够影响播种盒20内种子的相邻两次种子掉落的时间间隔，以下，将针对播种盒20的结构进行说明。
在一种可能的实现方式中，如图4和图5所示，播种盒20包括：圆形壳体201和下料管202，圆形壳体201的底部设置有种子出口203，种子出口处202设有封盖208，圆形壳体201的顶端通过固定板204与播种机的机架连接，下料管202垂直安装在圆形壳体201侧边，且与种子仓连通；
圆形壳体201内部设有与从动轴6连接的传动轴205、以及与传动轴205固定连接与种子拨盘206，传动轴205设置在圆形壳体201中心，种子拨盘206为圆盘形且其上设置有至少两个种子拨爪207，传动轴205与电机303连接，传动轴205用于在电机5的带动下转动，并在转动时带动种子拨盘206和种子拨爪207随之转动，另外，种子拨爪207均匀分布在种子拨盘206的圆周上，且与竖直方向呈30度角。
种子拨盘206在从动轴6的转动下转动，位于播种盒20内的种子在种子拨爪207的带动下由种子出口203掉在土地上。因此，当电机5的转速提高时，与电机5连接的从动轴6的转速也会相应提高，相邻两个种子拨爪207带动种子到达种子出口203之间时间间隔就会缩短；当然，当电机5的转速减小时，与电机5连接的从动轴6的转速也会相应减小，相邻两个种子拨爪207带动种子到达种子出口203之间时间间隔就会增长。
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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于控制主动轴和从动轴同步的控制机构，其特征在于，其包括：与主动轴(1)连接的微型交流发电机(2)、与所述微型交流发电机(2)电连接的调速器(4)、以及分别与所述调速器(4)和从动轴(6)连接的电机(5)；
所述微型交流发电机(2)获取所述主动轴(1)的转速，并根据所述主动轴(1)的转速输出高低电压波形信号至所述调速器(4)；
所述调速器(4)在收到所述高低电压波形信号后，获取所述高低电压波形信号的高电压数值，根据所述高电压数值生成并显示所述主动轴(1)的真实转速值，以及根据所述高电压数值控制所述电机(5)的转速，以控制所述从动轴(6)的转速。
2.根据权利要求1所述的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，其特征在于，所述调速器(4)根据所述高电压数值控制所述电机(5)的转速，包括：
所述调速器(4)采用以下设定的关系式，根据所述高电压数值控制所述电机(5)的转速：
n1＝g(V)；
其中，n1为电机(5)的转速数值，V为高电压数值。
3.根据权利要求1所述的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，其特征在于，所述调速器(4)根据所述高电压数值生成并显示所述主动轴(1)的真实转速值，包括：
所述调速器(4)采用以下设定的关系式，根据所述高电压数值生成所述主动轴(1)的真实转速值：
n2＝f(V)；
其中，n2为微型交流发电机(2)的真实转速值，V为高电压数值；
所述调速器(4)在显示屏幕上显示所述真实转速值。
4.根据权利要求1所述的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，其特征在于，其还包括整流器(3)，所述整流器(3)分别与所述微型交流发电机(2)的输出端和所述调速器(4)的输入端电连接，所述整流器(3)用于将所述微型交流发电机(2)输出的交流电转变为直流电。
5.根据权利要求1所述的一种控制主动轴和从动轴同步的控制机构，其特征在于，所述调速器(4)还能够显示所述电机(5)的转速数值。
6.一种播种机构，其特征在于，其包括如权利1-5任一权利要求所述的用于控制主动轴和从动轴同步的控制机构、播种机地轮(10)和播种盒(20)，其中，所述播种机地轮(10)设置在所述主动轴(1)的外侧，所述播种盒(20)与所述从动轴(6)连接；
所述微型交流发电机(2)通过获取所述主动轴(1)的转速获取播种机地轮(10)的行进速度；
所述调速器(4)通过控制所述从动轴(6)的转速调节所述播种盒(20)内相邻两次种子掉落的时间间隔。
7.根据权利要求6所述的一种播种机构，其特征在于，所述播种盒(20)包括：圆形壳体(201)和下料管(202)，所述圆形壳体(201)的底部设置有种子出口(203)，顶端通过固定板(204)与所述播种机的机架连接，所述下料管(202)垂直安装在所述圆形壳体(201)侧边，且与种子仓连通；
所述圆形壳体(201)内部设有与所述从动轴(6)连接的传动轴(205)、以及与所述传动轴(205)固定连接的种子拨盘(206)，所述传动轴(205)设置在所述圆形壳体(201)中心，所述种子拨盘(206)为圆盘形且其上设置有至少两个种子拨爪(207)，所述传动轴(205)与所述电机(5)连接，所述传动轴(205)用于在电机(5)的带动下转动，并在转动时带动所述种子拨盘(206)和所述种子拨爪(207)随之转动。
8.根据权利要求7所述的一种播种机构，其特征在于，所述种子拨爪(207)均匀分布在所述种子拨盘(206)的圆周上，且与竖直方向呈30度角。
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