CN208590238U - 一种播种机电控系统 - Google Patents
一种播种机电控系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208590238U CN208590238U CN201821133694.6U CN201821133694U CN208590238U CN 208590238 U CN208590238 U CN 208590238U CN 201821133694 U CN201821133694 U CN 201821133694U CN 208590238 U CN208590238 U CN 208590238U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- seeder
- unit
- main processing
- processing unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本实用新型提供了一种播种机电控系统。其结构包括壳体、地轮测速单元、GPS/北斗测速单元、播种电机、施肥电机、第二速度传感器、第三速度传感器、人机交互界面以及MCU主控单元。本实用新型采用地轮测速和GPS/北斗测速共同作用的方式，地轮和GPS/北斗采集的速度信号同时送到MCU主控单元，根据速度值大小区分采用地轮信号还是GPS/北斗信号，实现了在各种情况下都可以精确采集播种机速度信号。根据两个信号的有无还可以判断地轮测速单元和GPS/北斗测速单元的好坏。本实用新型可实现对播种机运行速度的精确测量，而且通过闭环控制实现了精量播种精量施肥。
Description
技术领域
本实用新型涉及农机控制技术领域，具体地说是一种播种机电控系统。
背景技术
农业机械自动化是现代化农业生产技术的核心动力，是在信息技术、机械工程、自动化控制和测控技术等诸多高新技术的基础上发展农业科技化的重要途径。农业自动化装置中的播种机是农业技术实施中的重要机械装备。播种机不仅可以节省人力和物力资源，提高农业生产效率，而且可以依靠精确控制实现更好的作业，是保护性耕作体系在具体推广实施过程中的关键环节之一。
播种机在作业时普遍追求精量播种，而要实现精量播种就必须要精确采集播种机的实时运行速度，并根据播种机的运行速度相应地控制播种电机的转速，以达到控制播种速度的目的。播种机的正常运行速度可以分为三个阶段：加速阶段、匀速阶段和减速阶段。现有技术中通过在地轮上设置速度传感器，进而采集播种机的运行速度。但是，我国地缘辽阔，地况不同时地轮的滑移率不同（打滑现象），导致采集的速度不准确。而且，长时间工作地轮及其上的速度传感器会有磨损，容易造成磕碰等现象。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种播种机电控系统，以解决现有技术中通过地轮速度传感器进行测速而造成的测速不准确以及容易出现磕碰磨损的问题。
本实用新型的目的是这样实现的：一种播种机电控系统，包括：
壳体，设置在播种机上；
地轮测速单元，与MCU主控单元相接，所述地轮测速单元由设置在播种机的地轮上的第一速度传感器构成，用于检测播种机的运行速度，并将所检测到的信号发送至MCU主控单元；
GPS/北斗测速单元，与MCU主控单元相接，设置在所述壳体内，用于通过GPS或北斗信号检测播种机的运行速度，并将所检测到的信号发送至MCU主控单元；
播种电机，设置在播种机上；与所述MCU主控单元相接，用于在所述MCU主控单元的控制下控制播种机进行播种作业；
施肥电机，设置在播种机上；与所述MCU主控单元相接，用于在所述MCU主控单元的控制下控制播种机进行施肥作业；
第二速度传感器，设置在所述播种电机上，用于实时检测播种电机的转速，并将所测信号发送至MCU主控单元；
第三速度传感器，设置在所述施肥电机上，用于实时检测施肥电机的转速，并将所测信号发送至MCU主控单元；
人机交互界面，设置在所述壳体的前面板上，通过所述人机交互界面可预先手动设置参数至MCU主控单元，所预设的参数包括播种间距以及施肥量；以及
MCU主控单元，设置在所述壳体内，分别与所述播种电机、所述施肥电机、所述人机交互界面、所述地轮测速单元、所述GPS/北斗测速单元、所述第二速度传感器以及所述第三速度传感器相接；所述MCU主控单元用于接收所述地轮测速单元以及所述GPS/北斗测速单元所发送的信号，并获知播种机的运行速度；所述MCU主控单元还用于根据播种机的运行速度，同时结合预设的播种间距来控制播种电机工作，以使得实际播种间距与预设播种间距相比在预设误差范围内；所述MCU主控单元还用于根据播种机的运行速度，同时结合预设的施肥量来控制施肥电机工作，以使得实际施肥量与预设施肥量相比在预设误差范围内；同时，所述MCU主控单元还用于根据第二速度传感器所发信号实时调整播种电机的转速，根据第三速度传感器所发信号实时调整施肥电机的转速；
所述MCU主控单元获知播种机的运行速度，具体是：若地轮测速单元和GPS/北斗测速单元中任一所测速度大于等于预设速度，则所述MCU主控单元将GPS/北斗测速单元所测速度作为播种机的运行速度；否则，所述MCU主控单元将地轮测速单元所测速度作为播种机的运行速度。
在所述MCU主控单元在获知播种机的运行速度时，若地轮测速单元或GPS/北斗测速单元所测速度为零，则所述MCU主控单元将GPS/北斗测速单元或地轮测速单元所测速度作为播种机的运行速度
优选的，所述预设速度为3 km/h。
优选的，在所述壳体内还设置有报警单元，所述报警单元与所述MCU主控单元相接，所述报警单元用于在实际播种间距与预设播种间距相比超出预设误差范围、实际施肥量与预设施肥量相比超出预设误差范围、播种机过载、播种电机卡住或施肥电机卡住时发出报警信号。
本实用新型采用地轮测速和GPS/北斗测速共同作用的方式，地轮和GPS/北斗采集的速度信号同时送到MCU主控单元，根据速度值大小区分采用地轮信号还是GPS/北斗信号，实现了在各种情况下都可以精确采集播种机速度信号。根据两个信号的有无还可以判断地轮测速单元和GPS/北斗测速单元的好坏，若地轮测速出现异常，仍可由GPS/北斗来测速，解决了现有技术中因地轮速度传感器易出现磕碰磨损的问题。
本实用新型由MCU主控单元根据情况选择地轮测速和GPS/北斗测速之一，从而可达到播种机运行速度的精确测量。采用第二速度传感器和第三速度传感器实时采集播种电机和施肥电机的转速，MCU主控单元根据第二速度传感器和第三速度传感器所测信号实时调整播种电机和施肥电机的转速，实现了闭环控制，进而可使株距均匀，施肥量满足要求，实现了精量播种精量施肥。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
本实用新型所提供的播种机电控系统主要用于精确测量播种机的运行速度，根据播种机的运行速度进而精确控制播种速度，以达到对株距进行精确控制的目的。同时，本实用新型中的播种机电控系统还能实现对施肥量的精确控制。因此，本实用新型中的电控系统是依附于播种机而设计的。
通常情况下，播种机是依靠于前面与其相接的动力机器（如拖拉机）而前进的，因此，前面动力机器的运行速度直接影响着播种机的运行速度。播种机运行速度快了，若想要保持预设的株距，则需要播种电机的转速提高；播种机运行速度慢了，若还想要保持预设的株距，则势必需要播种电机的转速降低。因此，为了保证播种后的株距满足要求，则需要根据播种机的运行速度来实时调整播种电机的转速。同理，可根据播种机的运行速度来实时调整施肥量的多少。
播种机运行时依靠于其下方的地轮，现有技术中对播种机运行速度的测量，一般依赖于地轮上的速度传感器，通过速度传感器来检测播种机的运行速度。本实用新型中不单单依赖于地轮上的速度传感器来检测播种机的运行速度，而是将地轮上的速度传感器与GPS/北斗测速技术相结合，两者共同作用来实现对播种机运行速度的测量。
具体是：如图1所示，本实用新型中的测速单元包括地轮测速单元和GPS/北斗测速单元。地轮测速单元由设置在播种机的地轮上的第一速度传感器构成，通过第一速度传感器来检测地轮的转速，进而得到播种机的运行速度。GPS/北斗测速单元可通过GPS定位系统或北斗导航定位系统对播种机的运行速度进行检测。GPS/北斗测速单元的测量精度可达0.1km/h，可以满足精量播种速度采集要求。GPS/北斗测速单元设置在播种机上，具体可以在播种机上设置一个壳体，GPS/北斗测速单元可嵌置于所述壳体内。由于地轮测速单元中的第一速度传感器设置在地轮上，因此容易出现磨损或导致磕碰。本实用新型通过将GPS/北斗测速单元设置在播种机上的壳体内，故可避免出现磨损或磕碰现象，而且维护也比较方便。GPS/北斗测速单元和地轮测速单元两者共同来测速，即使地轮测速单元因为磨损或磕碰而不能正常工作，仍然可由GPS/北斗测速单元来实现对播种机运行速度的检测。
而在GPS/北斗测速单元和地轮测速单元均能正常工作时，本实用新型又各自发挥其优势。鉴于地轮测速单元针对不同地况具有不同的滑移率以及GPS/北斗测速单元在加速或减速时会有一定的延时的问题，本实用新型中，通过MCU主控单元的控制，在播种机起步阶段以及停止阶段，将地轮测速单元所测速度看作播种机的运行速度；在播种机匀速行驶阶段，将GPS/北斗测速单元所测速度看作播种机的运行速度。播种机起步阶段，其速度是由0逐渐加速；播种机停止阶段，其速度是逐渐减速。考虑到即使在中间阶段，播种机的速度也不一定能够保持匀速。因此，本实用新型中通过设置，在MCU主控单元的控制下，若播种机速度小于预设速度，则将地轮测速单元所测速度看作播种机的运行速度；若播种机速度大于等于预设速度，则将GPS/北斗测速单元所测速度看作播种机的运行速度。
MCU主控单元设置在壳体内，MCU主控单元分别与地轮测速单元和GPS/北斗测速单元相接，地轮测速单元和GPS/北斗测速单元所测信号可实时发送至MCU主控单元。MCU主控单元在接收到地轮测速单元和GPS/北斗测速单元所发送的信号后，首先判断地轮测速单元和GPS/北斗测速单元是否出现故障。因为地轮测速单元容易因磨损或磕碰而出现故障，因此本实用新型中重点是排查地轮测速单元是否存在问题，若检测到地轮测速单元连续输出速度为0的信号，此时则认为地轮测速单元出现故障，以GPS/北斗测速单元所测速度作为播种机的运行速度。当然，若检测到GPS/北斗测速单元连续输出速度为0的信号，也会认为GPS/北斗测速单元出现问题，以地轮测速单元所测速度作为播种机的运行速度。
在MCU主控单元的控制下，若地轮测速单元和GPS/北斗测速单元均正常工作，那么分别读取地轮测速单元和GPS/北斗测速单元所测速度，若两者所测速度均未达到预设速度，则以地轮测速单元所测速度作为播种机的运行速度；若两者中有一个所测速度大于等于预设速度，则以GPS/北斗测速单元所测速度作为播种机的运行速度。本实用新型中的预设速度例如可以为3 km/h。
MCU主控单元在根据地轮测速单元和GPS/北斗测速单元获知播种机的运行速度后，结合预设的一些参数来控制播种电机和施肥电机的动作，进而实现精量播种。
播种电机和施肥电机均设置在电机上，播种电机工作，可使得播种机实现播种；施肥电机工作，可使得播种机实现施肥。由于播种和施肥时需要控制株距和施肥量符合要求，因此就需要控制播种电机和施肥电机的转速。对于理想的株距以及施肥量可预先手动设置输入MCU主控单元内。本实用新型在播种机上的壳体的前面板上设有人机交互界面，人机交互界面与MCU主控单元电连接，人们通过手动设置，可以将播种间距以及施肥量等一些参数输入至MCU主控单元。这些参数设置后也可以方便地更改。
MCU主控单元根据预设的播种间距，同时结合播种机的运行速度，算出播种电机所需转速，通过脉宽调制大功率mos驱动播种电机。同时，MCU主控单元还根据预设的施肥量，结合播种机的运行速度，算出施肥电机所需转速，通过脉宽调制大功率mos驱动施肥电机。
若想要实现精量播种施肥必须要使播种电机和施肥电机转速实现精确控制，由于电机阻力实时变化，因此一般的开环控制电机速度无法达到精确控制。基于此，本实用新型中的播种机电控系统还包括设置在播种电机上的第二速度传感器和设置在施肥电机上的第三速度传感器。第二速度传感器用于实时检测播种电机的转速，并将所测信号发送至MCU主控单元；第三速度传感器用于实时检测施肥电机的转速，并将所测信号发送至MCU主控单元。MCU主控单元根据第二速度传感器和第三速度传感器所采集的电机转速，经过PID算法闭环控制实施调节播种电机和施肥电机的供给功率，减小播种电机和施肥电机转速的误差，实现精量播种。
本实用新型在壳体内还设置有报警单元，报警单元与MCU主控单元相接，报警单元用于在实际播种间距与预设播种间距相比超出预设误差范围（例如±10%）、实际施肥量与预设施肥量相比超出预设误差范围（例如±10%）、播种机过载（所载谷物过载或肥料过载）、播种电机卡住、施肥电机卡住、地轮测速单元异常或GPS/北斗测速单元异常等情况时会发生报警信号，该报警信号可通过人机交互界面来显示，以提示操作人员。
采用本实用新型进行试验所得数据如下面表1和表2所示。
表1
表2
表1是采用本实用新型中的电控系统在控制播种时的三组数据，表2是采用本实用新型中的电控系统在控制施肥时的数据。由表1和表2可看出，采用本实用新型对播种机进行控制，无论是播种精度还是施肥量控制精度，都是可以满足要求的。
Claims (3)
1.一种播种机电控系统，其特征是，包括：
壳体，设置在播种机上；
地轮测速单元，与MCU主控单元相接，所述地轮测速单元由设置在播种机的地轮上的第一速度传感器构成，用于检测播种机的运行速度，并将所检测到的信号发送至MCU主控单元；
GPS/北斗测速单元，与MCU主控单元相接，设置在所述壳体内，用于通过GPS或北斗信号检测播种机的运行速度，并将所检测到的信号发送至MCU主控单元；
播种电机，设置在播种机上；与所述MCU主控单元相接，用于在所述MCU主控单元的控制下控制播种机进行播种作业；
施肥电机，设置在播种机上；与所述MCU主控单元相接，用于在所述MCU主控单元的控制下控制播种机进行施肥作业；
第二速度传感器，设置在所述播种电机上，用于实时检测播种电机的转速，并将所测信号发送至MCU主控单元；
第三速度传感器，设置在所述施肥电机上，用于实时检测施肥电机的转速，并将所测信号发送至MCU主控单元；
人机交互界面，设置在所述壳体的前面板上，通过所述人机交互界面可预先手动设置参数至MCU主控单元，所预设的参数包括播种间距以及施肥量；以及
MCU主控单元，设置在所述壳体内，分别与所述播种电机、所述施肥电机、所述人机交互界面、所述地轮测速单元、所述GPS/北斗测速单元、所述第二速度传感器以及所述第三速度传感器相接；所述MCU主控单元用于接收所述地轮测速单元以及所述GPS/北斗测速单元所发送的信号，并获知播种机的运行速度；所述MCU主控单元还用于根据播种机的运行速度，同时结合预设的播种间距来控制播种电机工作，以使得实际播种间距与预设播种间距相比在预设误差范围内；所述MCU主控单元还用于根据播种机的运行速度，同时结合预设的施肥量来控制施肥电机工作，以使得实际施肥量与预设施肥量相比在预设误差范围内；同时，所述MCU主控单元还用于根据第二速度传感器所发信号实时调整播种电机的转速，根据第三速度传感器所发信号实时调整施肥电机的转速。
2.根据权利要求1所述的播种机电控系统，其特征是，所述MCU主控单元在获知播种机的运行速度时，若地轮测速单元或GPS/北斗测速单元所测速度为零，则所述MCU主控单元将GPS/北斗测速单元或地轮测速单元所测速度作为播种机的运行速度。
3.根据权利要求1所述的播种机电控系统，其特征是，在所述壳体内还设置有报警单元，所述报警单元与所述MCU主控单元相接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821133694.6U CN208590238U (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 一种播种机电控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821133694.6U CN208590238U (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 一种播种机电控系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208590238U true CN208590238U (zh) | 2019-03-12 |
Family
ID=65603082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821133694.6U Active CN208590238U (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 一种播种机电控系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208590238U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110651569A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-07 | 吉林农业大学 | 一种精密播种机地轮驱动力监控系统 |
| CN112703857A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-04-27 | 青岛农业大学 | 一种夏花生精量播种机 |
| CN112913388A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-08 | 青岛农业大学 | 精量喷药的花生播种机 |
| CN116671323A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-01 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 智能施肥装置及其控制方法 |
| CN117369350A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 高速播种机控制系统、方法、电子设备及存储介质 |
-
2018
- 2018-07-18 CN CN201821133694.6U patent/CN208590238U/zh active Active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110651569A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-07 | 吉林农业大学 | 一种精密播种机地轮驱动力监控系统 |
| CN112703857A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-04-27 | 青岛农业大学 | 一种夏花生精量播种机 |
| CN112913388A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-08 | 青岛农业大学 | 精量喷药的花生播种机 |
| CN116671323A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-01 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 智能施肥装置及其控制方法 |
| CN116671323B (zh) * | 2023-08-03 | 2023-10-31 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 智能施肥装置及其控制方法 |
| CN117369350A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 高速播种机控制系统、方法、电子设备及存储介质 |
| CN117369350B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-04-16 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 高速播种机控制系统、方法、电子设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208590238U (zh) | 一种播种机电控系统 | |
| CN104488419B (zh) | 小粒径精量排种器的漏播实时检测与自动补种系统 | |
| CN102385318B (zh) | 一种免耕播种机播种量的控制方法及装置 | |
| CN106717330B (zh) | 一种基于北斗测控的株距自适应变量免耕播种控制系统 | |
| CN106165580B (zh) | 油菜精量直播机漏播与播量无线监测系统 | |
| CN102132669A (zh) | 精准滴灌施肥系统 | |
| CN102096378A (zh) | 油菜自动变量播种控制系统 | |
| CN105723899B (zh) | 一种自走式遥控点施施肥机及遥控点施施肥方法 | |
| CN111373908A (zh) | 利用北斗导航实现精密播种施肥的控制系统及其方法 | |
| CN107247442A (zh) | 一种施肥设备用的速度与肥量同步控制系统及其控制方法 | |
| Xie et al. | Precision seeding parameter monitoring system based on laser sensor and wireless serial port communication | |
| CN103424272B (zh) | 一种多路精量排种器排种性能检测系统 | |
| CN108323282A (zh) | 一种基于自适应模糊pid控制的粮油作物变量播种系统 | |
| CN107593048A (zh) | 一种植物精量间歇定点施肥系统及方法 | |
| CN104897427B (zh) | 一种基于机器视觉的移栽机试验台 | |
| CN208796078U (zh) | 一种变量播种控制系统及播种系统 | |
| CN109757158A (zh) | 一种基于精播机的电驱控制运算系统及运算方法 | |
| CN212116163U (zh) | 利用北斗导航实现精密播种施肥的控制系统 | |
| CN106347705A (zh) | 无人飞行器旋翼升力测试系统 | |
| CN206005158U (zh) | 油菜精量直播机漏播与播量无线监测系统 | |
| CN201993602U (zh) | 油菜自动变量播种控制系统 | |
| RU188553U1 (ru) | Стенд для испытания и обкатки пневматических высевающих аппаратов пропашных сеялок | |
| CN110441080A (zh) | 一种排种器性能检测的实验装置 | |
| Ding et al. | Design and experiment of performance testing system of multi-channel seed-metering device based on time intervals | |
| CN105974055B (zh) | 无土栽培营养液磷浓度在线检测系统及检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |