CN113916172B - 一种甘蔗节位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种甘蔗节位置检测装置，应用于各种与甘蔗播种及甘蔗切割相关的场景，如实时切段式甘蔗播种机的切种器、预切种播种机在播种前进行甘蔗种段切割时使用的切种器、甘蔗育种繁育时所使用的切种器等。甘蔗节位置检测装置包括壳体，壳体安装有传感器和测位板，测位板的底部设置有摩擦条，壳体顶端连接气缸，气缸的后端连接调压阀，壳体的底部安装有压蔗轮。本申请能够准确的识别和判断甘蔗节的位置，可以减少甘蔗用种量，减低甘蔗种植成本。

Description

一种甘蔗节位置检测装置

技术领域

本发明涉及甘蔗种植领域，尤其是涉及一种甘蔗节的位置检测装置。

背景技术

我国现有的甘蔗种植机主要是实时切段式甘蔗种植机，由人工将整根种蔗送入切种器的喂入口，切种器提前设定的切割长度将其切割成段然后进入排种器进行种植，由于甘蔗种芽长在其节的前端，而每根甘蔗的节与节之间的长度均不一样，定长模式不可避免的会出现切到甘蔗种芽的情况，有的切割口离种芽很近，容易产生病害、霉菌等导致无法出苗等情况。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种甘蔗节位置检测装置，对甘蔗的节进行准确定位，可有效避免切割到甘蔗种芽。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种甘蔗节位置检测装置，包括壳体，壳体安装有传感器和测位板，测位板的底部设置有摩擦条，壳体顶端连接气缸，壳体的底部安装有压蔗轮。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述传感器包括位置传感器A和位置传感器B，所述传感器还可设置为力传感器或位移传感器。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述测位板设置有轴和弹簧，所述轴设置在测位板的中间或顶端，所述位置传感器A和位置传感器B安装在测位板上部的两侧，所述弹簧为拉簧，安装在位置传感器B一侧。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述测位板还可设置为连接力传感器，力传感器的另一端固定在壳体上。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述测位板还可设置为连接位移传感器，位移传感器连接轴。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述摩擦条为直条或U型条，所述摩擦条为橡胶或尼龙或钢丝包胶及其他柔性材料，也可为金属材料。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述气缸后端进出气孔安装有调速阀，调速阀连接压力阀，所述气缸的活塞杆连接壳体。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述气缸的行程设置为压蔗轮底端与最小直径的种蔗上端之间的距离再增加10-20mm压力阀工作时的空气压力值设置为0.07至0.1Mpa。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述压蔗轮为滚轮或U型滚轮。

上述的甘蔗节位置检测装置，所述甘蔗节位置检测装置设置为垂直安装时，摩擦条的最低点设置为低于压蔗轮的最低点。

本发明的有益效果是：

1.本发明在测位板上设置的摩擦条在甘蔗茎秆上滑动时，可以检测茎秆和节的摩擦力的大小，来准确判断甘蔗的节的位置，具有成本低、能有效降低甘蔗种植成本的优势；

2.本发明通过对气缸设置较低的空气压力，使甘蔗节位置检测装置能够在不需要频繁启动气缸升降的情况下，自动随着甘蔗直径的变化上下升降，同时还可以保持压蔗轮和摩擦条对甘蔗茎秆的稳定的合理压力，使甘蔗能够轻松从其压紧轮中通过，不影响甘蔗移动速度，提供甘蔗节的识别效率；

3.本发明通过设置的位置传感器或力传感器或位移传感器，可以对甘蔗节和茎秆的摩擦力大小变化情况进行快速检测和分析，能有效提高准确度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本申请的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3为图2中沿A-A线的剖视图；

图4是以剖视图描绘的压蔗轮压紧甘蔗时的结构示意图；

图5是以剖视图描绘的摩擦条滑过甘蔗节时的结构变化示意图；

图6是本申请以剖视图描绘的传感器采用力传感器的结构示意图；

图7是本申请传感器采用角度传感器的结构示意图；

图8为甘蔗的结构示意图；

图9为甘蔗茎秆上的蜡粉带的位置示意图；

图中：1.测位板，2.摩擦条，3.压蔗轮，4.轴，5.传感器，5-1.位置传感器A，5-2.位置传感器B,5-3力传感器，5-4.位移传感器，6.壳体，7.气缸，8.调速阀,9.压力阀，10.活塞杆,11.弹簧，12.种蔗，12-1.节，12-2.茎秆，12-3.芽，12-4.叶痕，12-5.蜡粉带。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，所描述的仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本

申请保护的范围。

本申请实施例提供的甘蔗节位置检测装置可以应用于各种与甘蔗播种及甘蔗切割相关的场景，例如，实时切段式甘蔗播种机及其切种器、预切种播种机在播种前进行甘蔗种段切割时使用的切种器、甘蔗育种繁育时所使用的切种器等。

本申请的技术方案是根据甘蔗生长的具体特征实施的，如图8、图9所示，甘蔗的节12-1为叶痕12-4的起至生长带的部分，甘蔗叶生长在节12-1的底端并将甘蔗的芽12-3包裹起来，甘蔗种植前需要将叶子剥离，剥离后露出一圈深1-2mm的叶痕12-4，甘蔗长到1米以上进入成熟期后，叶痕的下部至节间的上部的茎秆12-2上存在着表皮细胞分泌的淡白色的蜡粉。

本申请的关键技术构思是通过设置的摩擦条2压在甘蔗茎秆上，在甘蔗移动过程中，摩擦条2滑过茎秆12-2光滑的含有蜡粉的表皮的时候，其摩擦力较小，而经过粗糙的节的时候摩擦力大的特点，可以准确判断出甘蔗节的位置，构思的关键点还在于，通过将气缸7上设置的压力阀8将气缸推出时的空气压力值降至1Mpa以下，可以使摩擦条2和压蔗轮3能够一直对甘蔗茎秆保持合理的压力，其压力不受甘蔗茎秆直径变大或变小的影响，在不对气缸使用阀门控制进出气的情况下，气缸的活塞杆10可自行在一定幅度内随着甘蔗直径变化进行伸缩，使摩擦条2和压蔗轮3在甘蔗移动过程中不脱离甘蔗茎秆，以提高检测精度。

【示例1】

图1-3为本申请实施例提供的甘蔗节位置检测装置的结构示意图，甘蔗节位置检测装置的壳体6安装有传感器5和测位板1，测位板1的底部设置有摩擦条2，壳体6顶端连接气缸7，气缸7后端连接调压阀8，壳体6的底部还安装有压蔗轮3。在一实施例中，甘蔗节位置检测装置为垂直安装在甘蔗移动通道的上方（请参见图3），工作时，气缸7带动壳体6下降，当壳体6底部设置的压蔗轮3和测位板1底部设置的摩擦条2接触到甘蔗茎秆时，气缸继续下降至预设值后停止下降，此时压蔗轮3保持对甘蔗茎秆具有一定的压力（请参见图4），当甘蔗移动时，壳体6安装的传感器5会检测摩擦条2移动时带动测位板1的位置变化值，当摩擦条2滑过甘蔗的茎秆12-2时，由于甘蔗的茎秆表面为硬壳且有蜡粉，传感器5所检测到测位板1的位置变化值较小或无变化，当摩擦条2滑过甘蔗的节12-1时，由于节12-1是由生长带、根带、根点、叶痕等器官组成，其表面凹凸不平且无蜡粉，摩擦条2在节12-1上产生的摩擦力会比在茎秆12-2上的摩擦力增加数倍，传感器5所检测到测位板1在节上的位置变化值，会比其在茎秆上的变化值大，从而可以根据摩擦力的大小判断甘蔗的节的位置（请参见图5）。

在上述实施例中，所述传感器5包括位置传感器A5-1和位置传感器B5-2；所述位置传感器A5-1、位置传感器B5-2可以是限位开关、接近开关或其他类型的传感器。

如图3所示，测位板1设置有轴4和弹簧11，轴4设置在测位板1的中间位置，位置传感器A5-1和位置传感器B5-2安装在测位板1上部的两侧，弹簧11为拉簧，安装在位置传感器B5-2一侧；甘蔗节位置检测装置设置为垂直安装时，当弹簧11拉紧时，摩擦条2的最低点设置为低于压蔗轮3的最低点，优选的，其高度差为2-5mm，同时测位板1的顶端位于位置传感器B5-2 能够检测到的位置，使位置传感器B5-2处于信号接通的状态，当气缸7带动壳体6下降，摩擦条2会先于压蔗轮3压到甘蔗上，当压蔗轮3压到甘蔗的同时，摩擦条2会在继续压紧甘蔗的过程中带动测位板1顺时针方向转动一定角度，当摩擦条2转动至其底部与压蔗轮3的底部均压紧甘蔗茎秆时，测位板1的顶端左侧会因为转动离开位置传感器B5-2可以检测到的位置，位置传感器B5-2会处于信号断开的状态，在甘蔗不移动的情况下，摩擦条2的转动幅度设置为不会导致测位板1的顶端右侧到达位置传感器A5-1可以检测到的位置，此时位置传感器A5-1为信号断开状态（请参见图4）；当甘蔗移动时，摩擦条2在茎秆12-2上滑动时的摩擦力较小，当途径节12-1的位置时其摩擦力增大，导致摩擦条2的滑动受阻，摩擦条2向后转动并带动测位板1的顶端右侧到达位置传感器A5-1可以检测到的位置，位置传感器A5-1的信号接通，由此可以判断该位置是节的位置（请参见图5）。

摩擦条2为直条或U型条，当需要提高精度，优选的是接触面较大的U型摩擦条2（未示出），在初始状态下，其U型弧度的顶端低于压蔗轮3的最低点；摩擦条2为橡胶或尼龙或钢丝包胶及其他柔性材料，也可为金属材料，在一示例中，优选的是钢丝包胶，既保证了较大的摩擦力，也保证了具有一定的刚性，克服了较软的材料因使用较长时间而出现拉伸变长导致测位板1出现误判。压蔗轮3为滚轮或U型滚轮，优选的为U型滚轮，可以使甘蔗在移动过程中一直居于压蔗轮3的中间位置。

如图三所示，气缸7后端进出气孔安装有调速阀8，调速阀8连接压力阀9，气缸的活塞杆10连接壳体6，气缸7的行程设置为压蔗轮3底端与最小直径的种蔗12上端之间的距离再增加10-20mm，压力阀9工作时的空气压力值设置为0.07至0.1Mpa，优选的为0.08Mpa。在进行甘蔗节检测时，气缸7带动壳体6下行，当摩擦条2触碰到茎秆12-2，气缸7继续下行后，摩擦条2沿甘蔗输入的方向转动并带动测位板1的顶端离开位置传感器5-2可以检测到的位置后位置传感器5-2信号断开，传感器5-2信号断开后气缸7停止动作，位置传感器5-2信号断开时压蔗轮3同步压在甘蔗茎秆上。当压力阀9工作时的空气压力值设置为0.07至0.1Mpa时，缸径20的气缸的推力仅有20-30N, 由于空气具有压缩性，该推力值可以使甘蔗顺利通过且不对甘蔗茎秆造成损伤，当甘蔗直径增大时，茎秆可以在气缸缸体不动的情况下将活塞杆10向上顶出；当甘蔗直径减少时，气缸7的缸体不动但活塞杆可相应推出一定的行程，从而使压蔗轮3和摩擦条2一直处于压在甘蔗茎秆上并保有一定压力的状态，由于气缸7的行程设置为压蔗轮3底端与最小直径的种蔗12上端之间的距离再增加10-20mm，可以保证压蔗轮3压在最小直径的蔗种上依旧保持有一定的压力，不会出现甘蔗节测位不准的情况。

【示例2】

壳体上安装有固定测位板1的轴4，轴4还可以设置在测位板1的顶端位置（未示出），位置传感器A5-1和位置传感器B5-2安装在测位板1中部的两侧，以检测摩擦条2在甘蔗茎秆上滑动时的摩擦力大小变化情况，完成对甘蔗节的位置检测。

【示例3】

如图6所示，传感器5还可设置为力传感器5-3，力传感器5-3连接测位板1，力传感器5-3的另一端固定在壳体6上；力传感器5-3可以是金属应变片、测力计、半导体压力传感器或其他类型的传感器。

【示例4】

如图7所示，传感器5还可设置为位移传感器5-4，位移传感器5-4连接测位板1和轴4；位移传感器5-4可以是可变电位计、差动变压器、光电角度传感器、半导体角度传感器或其他类型的传感器。

Claims (7)

1.一种甘蔗节位置检测装置，包括壳体（6），其特征在于：所述壳体（6）安装有传感器（5）和测位板（1），测位板（1）的底部设置有摩擦条（2），所述壳体（6）的顶端连接气缸（7），所述壳体（6）的底部还安装有压蔗轮（3），所述传感器（5）包括位置传感器A（5-1）和位置传感器B（5-2），所述传感器（5）还可设置为力传感器（5-3）或位移传感器（5-4），所述测位板（1）设置有轴（4）和弹簧（11），所述轴（4）设置在测位板（1）的中间或顶端，所述位置传感器A（5-1）和位置传感器B（5-2）安装在测位板（1）上部的两侧，所述弹簧（11）为拉簧，安装在位置传感器B（5-2）一侧，甘蔗节位置检测装置设置为垂直安装时，摩擦条（2）的最低点设置为低于压蔗轮（3）的最低点。

2.根据权利要求1所述的甘蔗节位置检测装置，其特征在于，所述测位板（1）还可设置为连接力传感器（5-3），力传感器（5-3）的另一端固定在壳体（6）上。

3.根据权利要求1所述的甘蔗节位置检测装置，其特征在于，所述测位板（1）还可设置为连接位移传感器（5-4），位移传感器（5-4）连接轴（4）。

4.根据权利要求1所述的甘蔗节位置检测装置，其特征在于，所述摩擦条（2）为直条或U型条，所述摩擦条（2）为橡胶或尼龙或钢丝包胶及其他柔性材料，也可为金属材料。

5.根据权利要求1所述的甘蔗节位置检测装置，其特征在于，所述气缸（7）的后端气孔安装有调速阀（8），调速阀（8）连接压力阀（9），所述气缸的活塞杆（10）连接壳体（6）。

6.根据权利要求5所述的甘蔗节位置检测装置，其特征在于，所述气缸（7）的行程设置为压蔗轮（3）底端与最小直径的种蔗（12）上端之间的距离再增加10-20mm，所述压力阀（9）工作时的空气压力值设置为0.07至0.1Mpa。

7.根据权利要求1所述的甘蔗节位置检测装置，其特征在于，所述压蔗轮（3）为滚轮或U型滚轮。