CN114938725B - 起垄精量播种一体机及其控制方法 - Google Patents

起垄精量播种一体机及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业机械及其控制技术领域，公开了一种起垄精量播种一体机及其控制方法，包括机架、行走装置、起垄装置、播种装置和控制系统。控制方法通过检测起垄装置与地面的距离，控制起垄装置升降，可根据土地的起伏来调整起垄装置的高度，从而调节垄的高度，使起垄高度达到作物生长的最佳高度，具有最佳起垄效果，提高作物生长质量。另外，本发明通过对行走速度以及下种速度进行控制，达到株距行距的精准控制，使作物的株距行距达到最优。此外，本发明在排种口检测单位时间内排出的种子数量，对下种量进行监测，从而实现对未下种、漏种进行报警，保证播种质量。本发明的起垄装置的高度、行走速度、下种速度时实时调整的，智能化程度高。

Description

起垄精量播种一体机及其控制方法
技术领域
本发明涉及农业机械及其控制技术领域，特别是涉及一种起垄精量播种一体机及其控制方法。
背景技术
国现在的农业机械由于自动化程度普及不高，多数还是以人工操作，且作业环境恶劣，不但对操作人员的安全有较大的威胁，并且会极大地降低作业效率，因为作业环境一般位于田地和野外，作业通常是在有地面不平整、凹凸不平等地形特点的山地和丘陵地区表现尤为突出。其中的起垄和播种工作是农业生产中极为重要的步骤，但如果起垄和播种作业分开进行，则会造成资源的浪费和时间的损失，极大影响工作效率，并且工作机也需要具有可适应农村山地丘陵等地区的地形要求。特别是起垄，不论起垄过高还是起垄过低，都发挥不出起垄种植的优势作用，也不利于作物的正常生长发育。目前，起垄刀在机具上的位置是固定，当遇到不平整的路面时，起垄刀与地面的距离是不相等的，在起垄时，就会导致起垄的高度不确定，严重影响了种植作物生长。
现有技术公开了一种玉米灭茬起垄施肥播种机，包括机架，从左至右依次安装于机架上的变速箱、灭茬装置、施肥装置、播种装置、镇压装置和起垄装置；灭茬装置包括与变速箱下部输出轴连接的灭茬刀辊，灭茬刀辊上安装有灭茬刀；施肥装置包括连接机架的肥料箱、施肥开沟器，肥料箱底部安装有排肥器；播种装置与机架之间采用平行四边形仿形机构连接，其包括种子箱、排种器、播种开沟器；还包括地轮，驱动排肥器和排种器；镇压装置包括通过连接架安装于播种开沟器后方的镇压轮；灭茬刀、施肥开沟器、播种开沟器、镇压轮对应设置至少一组，每两个起垄铲之间对应设置一组灭茬刀、施肥开沟器、播种开沟器和镇压轮。该专利的起垄铲与机架的位置是固定的，当地面不平整时，起垄铲与地面的距离不等，导致起垄高度无法达到设定值，导致起垄过高或过低，影响作物的生长。
发明内容
本发明的目的是提供一种作物生长质量高的起垄精量播种一体机及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种起垄精量播种一体机，包括机架、行走装置、起垄装置、播种装置和控制系统，所述行走装置与所述机架连接以带动所述机架行走，所述行走装置上设有检测其行走速度的速度传感器，所述起垄装置可升降地与所述机架相连，所述起垄装置上设有检测其与地面之间的距离的高度传感器，所述播种装置设置为多个，多个所述播种装置可沿所述机架的左右方向移动地与所述机架连接，所述播种装置上设有检测其与相邻的所述播种装置之间的距离的距离传感器，且所述播种装置上设有排种器，所述排种器上设有检测是否有种子通过的光学传感器，所述行走装置、所述起垄装置、所述播种装置、所述速度传感器、所述高度传感器、所述距离传感器和所述光学传感器分别与所述控制系统通讯连接。
本发明还提供一种基于上述起垄精量播种一体机的控制方法，包括起垄控制方法，所述起垄控制方法包括：
设置起垄装置的离地设定值；
通过高度传感器获取起垄装置与地面的距离，获得起垄装置的离地实时值，高度传感器将离地实时值传输至控制系统，控制系统对离地设定值与离地实时值进行比较，得到离地设定值与离地实时值的差值；
对离地设定值与离地实时值的差值进行PID运算，根据运算结果控制起垄装置；若离地设定值大于离地实时值，则升高起垄装置；若离地设定值小于离地实时值，则降低起垄装置；直至离地设定值与离地实时值一致。
进一步地，起垄装置通过液压系统带动以实现升降，液压系统包括油箱、液压泵、电液比例换向阀和液压缸，油箱通过液压泵与电液比例换向阀的进油口相连，电液比例换向阀的两个工作油口分别与液压缸的有杆腔和无杆腔相连，电液比例换向阀的回油口与油箱相连，液压缸的活塞杆与起垄装置连接，控制系统通过比例控制器与电液比例换向阀连接；
对离地设定值与离地实时值的差值进行PID运算，获得液压缸的控制量，比例控制器根据液压缸的控制量调节电液比例换向阀的方向，控制液压缸的进油量与出油量，从而控制液压缸的活塞杆伸出长度。
进一步地，还包括下种连续性监测方法，所述下种连续性监测方法包括：
根据播种量、播种幅宽、株距、行距、行走装置的前进速度、排种器转速以及排种器的每转排种量，计算单位时间内预排出的种子量阙值；
通过设置在排种口处的光学传感器检测单位时间内通过的种子数量；
若光学传感器检测到的种子数量小于预排出的种子量阙值，则进行报警；若光学传感器检测到的种子数量不小于预排出的种子量阙值，不进行报警。
进一步地，根据排种器(410)的每转排种量、排种器(410)的转速和每颗种子重量计算单位时间内预排出的种子量阙值。
进一步地，控制系统根据种植的作物种类，规划播种的行距和株距。
进一步地，包括行距控制方法，所述行距控制方法包括：
获取行距预设值；
通过距离传感器获取相邻两个播种装置的之间的距离，距离传感器将检测结果发送至控制系统，控制系统根据距离传感器的检测结果与行距预设值的差值控制相邻两个播种装置靠近或远离。
进一步地，包括株距控制方法，所述株距控制方法包括：
获取株距预设值；
根据株距预设值计算行走装置的行走速度预设值以及排种器的排种转速预设值；
控制系统根据行走速度预设值和排种转速预设值控制行走装置和排种器。
进一步地，还包括行走速度的控制方法，行走装置包括设置在机架上的车轮以及带动车轮转动的行走电机，行走速度的控制方法包括：
根据株距和播种装置的下种速度设置行走速度预设值；
根据行走速度预设值计算行走电机的预设转速；
利用旋转编码器检测行走电机的实时转速，旋转编码器将获取的行走电机的实时转速数据传输到控制系统，控制系统对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速进行比较，得到行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值；
对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值进行PID运算，获得行走电机的控制量，将控制量传输至与行走电机相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低行走电机的转速。
进一步地，还包括下种速度的控制方法，
根据播种量、株距、行距、行走装置的行走速度计算下种速度预设值；
根据下种速度预设值计算出排种器的预设转速；
利用旋转编码器检测排种器的实时转速，旋转编码器将获取的排种器的实时转速数据传输到控制系统，控制系统对排种器的实时转速与排种器的预设转速进行比较，得到排种器的实时转速与排种器的预设转速的差值；
对排种器的实时转速与排种器的预设转速差值进行PID运算，获得排种器的控制量，将控制量传输至与排种器相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低排种器的转速。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过检测起垄装置与地面的距离，控制起垄装置升降，可根据土地的起伏来调整起垄装置的高度，从而调节垄的高度，使起垄高度达到作物生长的最佳高度，具有最佳起垄效果，提高作物生长质量。另外，本发明通过对行走速度以及下种速度进行控制，达到株距行距的精准控制，使作物的株距行距达到最优。此外，本发明在排种口检测单位时间内排出的种子数量，对下种量进行监测，从而实现对未下种、漏种进行报警，保证播种质量。本发明的起垄装置的高度、行走速度、下种速度时实时调整的，智能化程度高。
附图说明
图1是本发明实施例的起垄精量播种一体机的结构示意图。
图2是本发明实施例的起垄精量播种一体机的原理框图。
图3是本发明实施例的播种装置的结构示意图。
图4是本发明实施例的起垄控制方法的流程图。
图5是本发明实施例的起垄控制原理图。
图6是本发明实施例的下种连续性监测方法流程图。
图7是本发明实施例的下种连续性监测原理框图。
图8是本发明实施例的株距、行距控制方法流程图。
图9是本发明实施例的行走速度控制方法流程图。
图10是本发明实施例的行走速度控制方法的原理框图。
图11是本发明实施例的下种速度控制方法流程图。
图12是本发明实施例的起垄刀片的转速控制方法的流程图。
图中，100-机架；200-行走装置；210-车轮；300-起垄装置；310-比例控制器；400-播种装置；410-排种器；411-乘种漏斗；412-排种转轮；413-下种管道；414-开沟犁；500-液压系统；510-油箱；520-液压泵；530-电液比例换向阀；540-液压缸；550-溢流阀；560-比例控制器；600-控制系统；610-遥控器；620-PLC控制器；700-覆土装置。
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。以下实施例用于说明本发明，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，术语“中心”、“纵向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例一
如图1至图3所示，本发明优选实施例的一种起垄精量播种一体机，包括机架100、行走装置200、起垄装置300、播种装置400和控制系统600，行走装置200与机架100连接以带动机架100行走，行走装置200上设有检测其行走速度的速度传感器，起垄装置300可升降地与机架100相连，起垄装置300上设有检测其与地面之间的距离的高度传感器，播种装置400设置为多个，多个播种装置400可沿机架100的左右方向移动地与机架连接，播种装置400上设有检测其与相邻的播种装置400之间的距离的距离传感器，且播种装置400上设有排种器410，排种器410上设有检测是否有种子通过的光学传感器，行走装置200、起垄装置300、播种装置400、速度传感器、高度传感器、距离传感器和光学传感器分别与控制系统600通讯连接。本实施例通过高度传感器检测起垄装置300与地面的距离，控制系统600控制起垄装置300升降，可根据土地的起伏来调整起垄装置300的高度，从而调节垄的高度，使起垄高度达到作物生长的最佳高度，具有最佳起垄效果，提高作物生长质量。另外，本实施例通过速度传感器对行走装置200的行走速度进行监测，通过距离传感器检测相邻两个播种装置400的距离并控制播种装置400进行移动来实现相邻两个播种装置400的距离调整，达到株距行距的精准控制，使作物的株距行距达到最优。此外，本实施例在排种器410的排种口设置光学传感器检测单位时间内排出的种子数量，对下种量进行监测，从而实现对未下种、漏种进行报警，保证播种质量。本实施例通过闭环控制起垄装置300的高度、行走装置200的行走速度、播种装置400的下种速度时实时调整，智能化程度高。
在本实施例中，起垄装置300承载着开沟碎土的作用，且在作业过程中需要将土壤垒起形成垄。起垄装置300包括起垄刀片和带动起垄刀片转动的起垄电机，本实施例的起垄刀片为双螺旋刀片，该起垄刀片设有特定的螺旋角，且刀刃处设有弯曲，这样设置的起垄刀片不仅可以承载碎土，还可承受较大的径向力。起垄刀片设置为多个，多个起垄刀片沿机架100的左右方向间隔均匀设置，使机具在作业时能形成多个垄，垄的数量与起垄刀片的数量相等。本实施例在每个起垄刀片上都设有高度传感器，并且一个起垄刀片上设置两个或两个以上沿起垄刀片的轴向间隔设置的高度传感器，其中两个高度传感器靠近起垄刀片的两端设置，实现对每条垄的高度都精准控制。可选地，本实施例的高度传感器采用超声波传感器，速度传感器采用旋转编码器。
如图5所示，在本实施例中，液压系统500包括油箱510、液压泵520、电液比例换向阀530和液压缸540，油箱510通过液压泵520与电液比例换向阀530的进油口相连，电液比例换向阀530的两个工作油口分别与液压缸540的有杆腔和无杆腔相连，电液比例换向阀530的回油口与油箱510相连，液压缸540的活塞杆与起垄装置300连接，控制系统600通过比例控制器310与电液比例换向阀530连接，电液比例换向阀530进油口还通过溢流阀550与油箱510连接。本实施例的每个起垄刀片都与若干液压系统500连接，实现每个起垄刀片的单独调整，并且对同一起垄刀片的不同位置的高度调整。此外，本实施例的各起垄刀片还可沿机架100的左右方向移动，以实现垄距的调整。
本实施例的控制系统600包括遥控器610和PLC控制器620，遥控器610与PLC控制器通信连接，PLC控制器620设置在机架100上，PLC控制器与行走装置200、起垄装置300、播种装置400和液压系统500通信连接。通过遥控器610发送讯号至PLC控制器620，PLC控制器620将信号传达至各个装置，实现人机分离。PLC控制器620内置网关，因此遥控器610可接收PLC控制器620实时传输的数据。PLC控制器620设置有PID模块。通过遥控器610可设置起垄高度、垄距、行走速度、株距、行距、播种量等，并且可实时监测行走速度、下种速度、株距、行距、下种量、下种连续性等。遥控器610还可控制整机的前进、后退和左右转向。
另外，如图3所示，本实施例的排种器410包括乘种漏斗411、排种转轮412、排种电机和下种管道413，乘种漏斗411、排种转轮412、下种管道413由上至下依次连接，排种转轮412设于下种管道413中，排种转轮412与排种电机连接，排种电机带动排种转轮412转动，排种转轮412转动，使种子通过。下种管道413的下方与开沟犁414连接，光学传感器设置在下种管道413的下端。
此外，本实施例的起垄精量播种一体机还包括覆土装置700，覆土装置700与机架100连接，且覆土装置700位于播种装置400的后方，覆土装置700用于拢土覆盖播种沟。
实施例二
本发明优选一种基于实施例一的起垄精量播种一体机的控制方法，包括起垄控制方法、下种连续性监测方法、株距行距控制方法、行走速度控制方法、下种速度控制方法和起垄装置的起垄刀片的转速控制方法。
如图4和图5所示，本实施例的起垄控制方法包括：
设置起垄装置300的离地设定值；本实施例通过要遥控器610设置起垄高度，根据起垄高度计算出起垄装置300的离地设定值；
通过高度传感器获取起垄装置300与地面的距离，获得起垄装置300的离地实时值，高度传感器将离地实时值传输至控制系统600的PLC控制器620，控制系统600的PLC控制器620对离地设定值与离地实时值进行比较，得到离地设定值与离地实时值的差值；
通过PLC控制器620内置的PID模块对离地设定值与离地实时值的差值进行PID运算，根据运算结果通过液压系统500控制起垄装置300升降；若离地设定值大于离地实时值，则升高起垄装置300；若离地设定值小于离地实时值，则降低起垄装置300；直至离地设定值与离地实时值一致。
具体地，本实施例的起垄装置300通过液压系统500带动以实现升降，液压系统500包括油箱510、液压泵520、电液比例换向阀530和液压缸540，油箱510通过液压泵520与电液比例换向阀530的进油口相连，电液比例换向阀530的两个工作油口分别与液压缸540的有杆腔和无杆腔相连，电液比例换向阀530的回油口与油箱510相连，液压缸540的活塞杆与起垄装置300连接。
因此，PLC控制器620对离地设定值与离地实时值的差值进行PID运算，获得液压缸540的控制量，然后PLC控制器620将控制信号发送至与电液比例换向阀530连接的比例控制器560，比例控制器560根据液压缸540的控制量调节电液比例换向阀530的方向，控制液压缸540的进油量与出油量，达到液压缸540的伸缩动作，从而控制液压缸540的活塞杆伸出长度。本实施例的起垄控制方法实现了起垄装置300的离地高度控制，以实现最佳的起垄高度以便于播种和后续的作业。
实施例三
本实施例与实施例二的区别在于，本实施例对下种连续性监测方法进行说明。
如图6和图7所示，本实施例的下种连续性监测方法包括：
根据播种量、播种幅宽、株距、行距、行走装置的前进速度、排种器410的排种电机的转速以及排种器410的每转排种量，计算单位时间内预排出的种子量阙值；
通过设置在下种管道413的排种口处的光学传感器检测单位时间内通过的种子数量；
若光学传感器检测到的种子数量小于预排出的种子量阙值，则进行报警；若光学传感器检测到的种子数量不小于预排出的种子量阙值，不进行报警。
本实施例根据排种器410的每转排种量、排种器410的转速和每颗种子重量计算单位时间内预排出的种子量阙值，排种器410的每转排种量除以每颗种子的重量即可得到排种器410每转排出的种子数量，再乘以排种器410的转速，即可求得单位时间内种子排出的数量。
在本实施例中，根据播种面积S、株距γz、行距γh计算出作物株数N，则
那么种植密度n为：
根据种植密度n、种子的千粒重λ、净度(％)E、发芽势(％)K、损耗系数C以及常数(取10)，计算播种量Q
其中，损耗系数C值因树种、圃地条件、育苗技术水平等而异，一般变化范围大致如下：
1、大粒种子(千粒重在700克以上)C＝1。
2、中、小粒种子(千粒重在3～700克)1＜C＜2。
3、小粒种子(千粒重在3克以下)C＝10～20。
设单位时间内预排出的种子重量为α，则
其中，vt为行走装置的前进速度，W为播种幅宽，γh为行距，rt为排种器转速，ξ为排种器的每转排种量。
通过播种量和排种器410的每转排出的种子重量，计算出单位时间内预排出的种子重量，然后利用单位时间内预排出的种子重量除以每颗种子的重量，也可得到单位时间内预排出的种子量阙值。种子量阙值是指种子的数量。
本实施例设置报警灯，当光学传感器检测到的种子数量小于预排出的种子量阙值，发送信号到报警灯，此时报警灯亮起，并且遥控器610上显示“下种作业未按设定完成”。
实施例四
本实施例对株距、行距控制方法进行说明。
如图8所示，本实施例根据控制系统根据种植的作物种类，规划播种的行距和株距，本实施例在遥控器610上输入作物的种类代码，PLC控制器620根据种子数据库规划最佳株距和行距。
对于行距：
获取行距预设值；本实施例的行距为垄上的小行距；
通过距离传感器获取相邻两个播种装置400的之间的距离，距离传感器将检测结果发送至控制系统600的PLC控制器620，控制系统600的PLC控制器620根据距离传感器的检测结果与行距预设值的差值控制相邻两个播种装置400靠近或远离。
对于株距：
获取株距预设值；
控制系统600的PLC控制器620根据株距预设值计算行走装置200的行走速度预设值以及排种器410的排种电机的排种转速预设值；
控制系统600的PLC控制器620根据行走速度预设值和排种转速预设值控制行走装置200和排种器410。
本实施例的行走装置200由行走电机带动，行走电机通过第一伺服放大器与PLC控制器620连接，PLC控制器620发送信号脉冲到第一伺服放大器，第一伺服放大器接收到信号脉冲后调整行走电机的转速，实现行走速度的控制。本实施例的排种电机通过第二伺服放大器与PLC控制器620连接，PLC控制器620发送信号脉冲到第二伺服放大器，第二伺服放大器接收到信号脉冲后调整排种电机的转速。通过对行走电机和排种电机的转速控制，实现精确的下种作业。并且行走电机和排种电机具备发出脉冲和接收脉冲的功能形成闭环控制，从而实现精确控制播种的株距。
实施例五
本实施例对行走速度的控制方法进行说明。
行走装置200包括设置在机架100上的车轮210以及带动车轮210转动的行走电机，如图9和图10所示，行走速度的控制方法包括：
根据株距和播种装置的下种速度设置行走速度预设值；本实施例设置播种的行距和株距有两种方式，第一种是自行在遥控器610输入行距和株距的具体数值，第二种是输入种植的作物种类，PLC控制器620根据作物种类规划行距和株距，
根据行走速度预设值计算行走电机的预设转速；
利用旋转编码器检测行走电机的实时转速，旋转编码器将获取的行走电机的实时转速数据传输到控制系统600的PLC控制器620，控制系统的PLC控制器620对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速进行比较，得到行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值；
PLC控制器620的PID模块对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值进行PID运算，获得行走电机的控制量，PLC控制器620将控制量传输至与行走电机相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低行走电机的转速。
进一步地，本实施例的行走电机的控制量最终由“对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值的PID运算结果”和“根据土地起伏高度和土地不平整程度产生的前馈比例系数”共同决定。
实施例六
如图11所示，本实施例对下种速度控制方法进行说明。
根据播种量、株距、行距、行走装置的行走速度计算下种速度预设值；
根据下种速度预设值计算出排种器410的排种电机的预设转速；
利用旋转编码器检测排种器410的排种电机的实时转速，旋转编码器将获取的排种器410的排种电机的实时转速数据传输到控制系统600的PLC控制器620，控制系统600的PLC控制器620对排种器410的排种电机的实时转速与排种器410的排种电机的预设转速进行比较，得到排种器410的排种电机的实时转速与排种器410的排种电机的预设转速的差值；
PLC控制器620的PID模块对排种器410的排种电机的实时转速与排种器410的排种电机的预设转速差值进行PID运算，获得排种器410的排种电机的控制量，将控制量传输至与排种器410的排种电机相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低排种器410的排种电机的转速。
实施例七
如图12所示，本实施例对起垄装置的起垄刀片的转速控制方法进行说明。
设置起垄刀片的转速预设值；起垄刀片由起垄电机带动转动，由起垄刀片的转速预设值获得起垄电机的预设转速，起垄电机的预设转速与起垄刀片的转速预设值相等；
利用旋转编码器检测起垄电机的实时转速，旋转编码器将获取的起垄电机的实时转速数据传输到控制系统600的PLC控制器620，控制系统600的PLC控制器620对起垄电机的实时转速与起垄电机的预设转速进行比较，得到起垄电机的实时转速与起垄电机的预设转速的差值；
PLC控制器620的PID模块对起垄电机的实时转速与起垄电机的预设转速的差值进行PID运算，获得起垄电机的控制量，将控制量传输至与起垄电机相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低起垄电机的转速。
行走电机、排种电机、起垄电机分别通过各自的伺服放大器与PLC控制器620连接。
综上，本发明实施例提供一种起垄精量播种一体机，其包括机架100、行走装置200、起垄装置300、播种装置400和控制系统600，集起垄、播种于一体。本发明实施例还提供一种起垄精量播种一体机控制方法，包括起垄控制方法、下种连续性监测方法、株距行距控制方法、行走速度控制方法、下种速度控制方法和起垄装置的起垄刀片的转速控制方法。通过检测起垄装置300与地面的距离，控制起垄装置300升降，可根据土地的起伏来调整起垄装置300的高度，从而调节垄的高度，使起垄高度达到作物生长的最佳高度，具有最佳起垄效果，提高作物生长质量。另外，本发明实施例通过对行走速度以及下种速度进行控制，达到株距行距的精准控制，使作物的株距行距达到最优。此外，本发明实施例在排种口检测单位时间内排出的种子数量，对下种量进行监测，从而实现对未下种、漏种进行报警，保证播种质量。并且对起垄装置300的起垄刀片的转速进行监测，包括起垄的正常进行。本发明实施例的起垄装置300的高度、行走速度、下种速度时实时调整的，智能化程度高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种起垄精量播种一体机，其特征在于，包括机架（100）、行走装置（200）、起垄装置（300）、播种装置（400）和控制系统（600），所述行走装置（200）与所述机架（100）连接以带动所述机架（100）行走，所述行走装置（200）上设有检测其行走速度的速度传感器，所述起垄装置（300）可升降地与所述机架（100）相连，所述起垄装置（300）上设有检测其与地面之间的距离的高度传感器，所述播种装置（400）设置为多个，多个所述播种装置（400）可沿所述机架（100）的左右方向移动地与所述机架（100）连接，所述播种装置（400）上设有检测其与相邻的所述播种装置（400）之间的距离的距离传感器，且所述播种装置（400）上设有排种器（410），所述排种器（410）上设有检测是否有种子通过的光学传感器，所述行走装置（200）、所述起垄装置（300）、所述播种装置（400）、所述速度传感器、所述高度传感器、所述距离传感器和所述光学传感器分别与所述控制系统（600）通讯连接；
起垄装置（300）包括起垄刀片和带动起垄刀片转动的起垄电机，多个起垄刀片沿机架（100）的左右方向间隔均匀设置，使机具在作业时能形成多个垄，垄的数量与起垄刀片的数量相等；在每个起垄刀片上都设有高度传感器，并且一个起垄刀片上设置两个或两个以上沿起垄刀片的轴向间隔设置的高度传感器，其中两个高度传感器靠近起垄刀片的两端设置，实现对每条垄的高度都精准控制；
起垄装置（300）通过液压系统（500）带动以实现升降，液压系统（500）包括油箱（510）、液压泵（520）、电液比例换向阀（530）和液压缸（540），油箱（510）通过液压泵（520）与电液比例换向阀（530）的进油口相连，电液比例换向阀（530）的两个工作油口分别与液压缸（540）的有杆腔和无杆腔相连，电液比例换向阀（530）的回油口与油箱（510）相连，液压缸（540）的活塞杆与起垄装置（300）连接，控制系统（600）通过比例控制器（310）与电液比例换向阀（530）连接，电液比例换向阀（530）进油口还通过溢流阀（550）与油箱（510）连接；每个起垄刀片都与若干液压系统（500）连接，实现每个起垄刀片的单独调整，并且对同一起垄刀片的不同位置的高度调整；各起垄刀片还可沿机架（100）的左右方向移动，以实现垄距的调整。
2.基于权利要求1所述的起垄精量播种一体机的控制方法，其特征在于，包括起垄控制方法，所述起垄控制方法包括：
设置起垄装置（300）的离地设定值；
通过高度传感器获取起垄装置（300）与地面的距离，获得起垄装置（300）的离地实时值，高度传感器将离地实时值传输至控制系统（600），控制系统（600）对离地设定值与离地实时值进行比较，得到离地设定值与离地实时值的差值；
对离地设定值与离地实时值的差值进行PID运算，根据运算结果控制起垄装置（300）；若离地设定值大于离地实时值，则升高起垄装置（300）；若离地设定值小于离地实时值，则降低起垄装置（300）；直至离地设定值与离地实时值一致；
还包括下种连续性监测方法，所述下种连续性监测方法包括：
根据播种量、播种幅宽、株距、行距、行走装置（200）的前进速度、排种器（410）转速以及排种器（410）的每转排种量，计算单位时间内预排出的种子量阙值；具体地，根据排种器（410）的每转排种量、排种器（410）的转速和每颗种子重量计算单位时间内预排出的种子量阙值；
排种器（410）的每转排种量除以每颗种子的重量即可得到排种器（410）每转排出的种子数量，再乘以排种器（410）的转速，即可求得单位时间内种子排出的数量；
通过播种量和排种器（410）的每转排出的种子重量，计算出单位时间内预排出的种子重量，然后利用单位时间内预排出的种子重量除以每颗种子的重量，也可得到单位时间内预排出的种子量阙值，种子量阙值是指种子的数量；
通过设置在排种口处的光学传感器检测单位时间内通过的种子数量；
若光学传感器检测到的种子数量小于预排出的种子量阙值，则进行报警；若光学传感器检测到的种子数量不小于预排出的种子量阙值，不进行报警。
3.根据权利要求2所述的起垄精量播种一体机的控制方法，其特征在于，控制系统（600）根据种植的作物种类，规划播种的行距和株距。
4.根据权利要求2所述的起垄精量播种一体机的控制方法，其特征在于，包括行距控制方法，所述行距控制方法包括：
获取行距预设值；
通过距离传感器获取相邻两个播种装置（400）的之间的距离，距离传感器将检测结果发送至控制系统（600），控制系统（600）根据距离传感器的检测结果与行距预设值的差值控制相邻两个播种装置（400）靠近或远离。
5.根据权利要求2所述的起垄精量播种一体机的控制方法，其特征在于，包括株距控制方法，所述株距控制方法包括：
获取株距预设值；
根据株距预设值计算行走装置（200）的行走速度预设值以及排种器（410）的排种转速预设值；
控制系统（600）根据行走速度预设值和排种转速预设值控制行走装置（200）和排种器（410）。
6.根据权利要求2所述的起垄精量播种一体机的控制方法，其特征在于，还包括行走速度的控制方法，行走装置（200）包括设置在机架（100）上的车轮以及带动车轮转动的行走电机，行走速度的控制方法包括：
根据株距和播种装置（400）的下种速度设置行走速度预设值；
根据行走速度预设值计算行走电机的预设转速；
利用旋转编码器检测行走电机的实时转速，旋转编码器将获取的行走电机的实时转速数据传输到控制系统（600），控制系统（600）对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速进行比较，得到行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值；
对行走电机的实时转速与行走电机的预设转速差值进行PID运算，获得行走电机的控制量，将控制量传输至与行走电机相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低行走电机的转速。
7.根据权利要求2所述的起垄精量播种一体机的控制方法，其特征在于，还包括下种速度的控制方法，
根据播种量、株距、行距、行走装置（200）的行走速度计算下种速度预设值；
根据下种速度预设值计算出排种器（410）的预设转速；
利用旋转编码器检测排种器（410）的实时转速，旋转编码器将获取的排种器（410）的实时转速数据传输到控制系统（600），控制系统（600）对排种器（410）的实时转速与排种器（410）的预设转速进行比较，得到排种器（410）的实时转速与排种器（410）的预设转速的差值；
对排种器（410）的实时转速与排种器（410）的预设转速差值进行PID运算，获得排种器（410）的控制量，将控制量传输至与排种器（410）相连的伺服放大器，伺服放大器根据控制量增大或降低排种器（410）的转速。
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