CN209676825U - 一种基于精播机的电驱控制运算系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于精播机的电驱控制运算系统，包括精播机上的施肥开沟器、随拖拉机驱动连接的地轮、与地轮同轴连接的一号芯轴、与一号芯轴上同轴传动的一号齿轮、一号齿轮通过一号链条传动连接的档位变速箱、档位变速箱通过二号链条而驱动的精播盘；有别于传统机械式精播机，行\株距不再仅仅靠地轮来转动，新加的减速电机增强了对行\株距的调整功能，使播种速度和行\株距之间的调整变得更加灵活，而且此运算系统能进行实时的感知与调整，提高播种效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力驱动控制系统技术领域，具体为一种基于精播机的电驱控制运算系统。
背景技术
农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业，而播种是农业生产过程中重要的环节，伴随着人类文明的发展，从原始的刀耕火种到撒播、条播、普通穴播到如今的精播。从最初的耧到现在形式多样的撒播机、条播机、穴播机、精播机等等。再此过程中，为实现精细化作业，对车轮转速与精播盘的转速之间的控制显得尤为重要。
近年来，精密播种机的发展已经成为了主要的发展方向，精密播种机的最主要机构是取种排种装置，目前国内使用的播种机大多数是机械式和气力式两种，播种机在农田作业的过程中是全封闭式的，因此只靠人的视听和听觉是无法有效监控播种机的作业情况的，然而在播种过程中，杂物阻塞、排种装置故障、种仓排空等各种情况，精播盘的转速不可灵活调控等，可能会导致播种时“断条”情况的发生，造成播种时的行\株距长短不一，从而影响农作物的产量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于精播机的电驱控制运算系统，为了解决播种过程中可能出现排种卡滞，播种装置故障，精播盘堵塞等种种可能会出现漏播或行\株距过大或过小等情况的不足。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于精播机的电驱控制运算系统，包括精播机上的施肥开沟器、随拖拉机驱动连接的地轮、与地轮同轴连接的一号芯轴、与一号芯轴上同轴传动的一号齿轮、一号齿轮通过一号链条传动连接的档位变速箱、档位变速箱通过二号链条而驱动的精播盘、与精播盘同轴的二号齿轮、精播盘下方匹配设置的可输送种子进入土壤的导种管、导种管下方侧边设置的用来填充播种穴的覆土结构、增加在二号链条便于匹配设置的精播盘转速传感器、与档位变速箱传动连接的减速电机箱、控制减速电机箱的运算控制中心、与运算控制中心电性连接的深度传感器。
优选的，所述运算控制中心中选用80C51型号单片机。
优选的，所述深度传感器可选用超声波测距传感器或者光电漫反射距离传感器。
优选的，所述运算控制中心连接有对外显示装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的基于精播机的电力驱动控制运算系统，结构简单，不易出现故障，增加了精播盘转速传感器、深度传感器、减速电箱和运算控制中心，传感器来采集转速和深度的数据，对数据的操作处理由控制中心完成，操作简单。整个运算系统采用多个传感器感知信息，增强了对播种情况特别是播种时的行\株距的感知，有别于传统及机械式精播机，行\株距不再仅仅靠地轮来转动，新加的减速电机增加了对行\株距的调整功能，使播种速度和行\株距之间的调整变得更加灵活，而且此运算系统能进行实时的感知与调整，提高播种效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型优选方案的结构示意图；
图3是本实用新型系统说明图；
图4是本运算系统的工作流程图；
图5是车轮转速与轮盘转速分析图。
图中：地轮1、一号齿轮2、一号链条3、二号链条4、档位变换箱5、二号齿轮6、导种管7、减速电机箱9、精播盘转速传感器10、运算控制中心11、精播盘12、行\株距13、拖拉机14、覆土结构15、深度传感器16、施肥开沟器17、拖拉机转速传感器18。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1，一种基于精播机的电力驱动控制运算系统，包括精播机上的施肥开沟器17、随拖拉机14驱动连接的地轮1、与地轮1同轴连接的一号芯轴、与一号芯轴上同轴传动的一号齿轮2、一号齿轮2通过一号链条3传动连接的档位变速箱5、档位变速箱5通过二号链条4而驱动的精播盘12、与精播盘12同轴的二号齿轮6、精播盘12下方匹配设置的可输送种子进入土壤的导种管7、导种管7下方侧边设置的用来填充播种穴的覆土结构15。开沟器17是用于为施肥与播种挖穴，地轮1随着拖拉机转动而转动，并通过与地轮1同轴连接的一号芯轴、与一号芯轴上同轴传动的一号齿轮2、一号齿轮2通过一号链条3传动连接的档位变速箱5，档位变速箱5通过齿轮间的传动来调节速度，再通过二号链条4来带动二号齿轮6转动进而使精播盘12转动，使种子沿导种管7下落进入土壤，覆土结构15用来填充播种穴。此方式结构简单，不易出现故障，但容易受到农田环境的干扰，在农田里，泥巴、树枝、秸秆和杂草等会影响地轮1的转动。
优选的方案如图2-5，技术方案如下：
结合附图2-5的基于精播机的电力驱动控制运算系统，包括增加在二号链条4便于匹配设置的精播盘转速传感器10、与档位变速箱5传动连接的减速电机箱9、控制减速电机箱9的运算控制中心11、与运算控制中心11电性连接的深度传感器16，其主要部件有拖拉机转速传感器18，用于测量发送车轮转速。深度传感器16是用来测量距地面的高度，因此来决定是否应该开始播种。减速电机箱9中的减速电机用于调整精播盘12的转速。精播盘转速传感器10用于测量发送精播盘12的转速。运算控制中心11和所有传感器之间采用RS485接口方式连接，用于接收车轮转速传感器18和精播机转速传感器10的数据，对数据进行计算处理后，将指令发送给减速电机箱9，减速电机箱9中的减速电机根据指令对精播盘12的转速进行调整。结合图4可以看出本运算系统的基本结构就是以运算控制中心11为基础，连接的三个传感器作为数据采集工具，向控制中心发送数据；减速电机箱9作为接收方，用来接收控制中心经过对数据分析处理后计算出的指令，对精播盘12的转速进行调整；报警模块和对外显示模块也作为指令的接收方，当指令要求精播盘12调整的转速大于减速电机的可调范围时就会向操作人员发出警报，显示警报内容。
基于图1基础上，图2-图3为本实用新型的精播机结构图和系统说明图，与传统的机械式精播机相比，增加了精播盘转速传感器10，深度传感器16，减速电机箱9和运算控制中心11。精播盘12的转动不在依赖于地轮1的转动，而由车轮的转速即车辆的行驶速度来决定，通过车轮的转速对精播盘12的转速进行调整。
具体过程为：转速传感器16先测量距地面的高度H传递给运算控制中心11，若H小于深度传感器16距开沟器的距离L，则运算控制中心11让减速电机开始转动。拖拉机转速传感器18对车轮转速进行测量，测量后发送给感知模块，感知模块经过信号处理将信号传给运算控制中心11，运算控制中心11经过运算将指令传递给减速电机箱9，通过减速电机箱9中的减速电机对精播盘12转速进行调节；或需要调节的大范围超过了精播盘12可调节范围，运算控制中心11，向报警模块和对外显示模块发出指令，向操作者报警。当深度传感器16测得H大于L时减速电机停止转动，停止播种。
如图4：n3为精播盘12实际转速，n2为精播盘12理论转速，L为深度传感器16到地面距离，H为深度传感器16到开沟器的距离。
如图5设车轮的转速为n1,车轮的直径为L1，精播盘12的转速为n2,播种要求的行\株距为L2，精播盘12为十八勺即两勺之间的角度为20°。当精播盘12的转速n2接近于(πn1L1)/18L2时，可认为播种的行\株距正常。
具体计算过程如下：
车轮线速度V1=πL1n1
车轮行驶一个播种的行\株距L2 所需时间T=L2/V1=L2/πL1n1
一个行\株距的时间即精播盘12的一个勺转动到下一个勺所用的时间，如十八勺精播盘12两勺之间的角度为20°，精播盘12转动20°需要时间为T，则角速度ω=20/T,转速n2 =ω/360=(πn1L1)/18L2。
注：转速单位都为r/s，线速度单位m/s,时间单位s行\株距单位m。
本实用新型的控制运算系统主要包括三大部分。第一部分为深度的感知，对深度传感器16到地面距离的感知及转速传感器对车轮及精播盘12转速的感知，并将感知到的信息传递给第二部分。
第二部分为运算控制中心11，运算控制中心11将传感器传递的信息转换为可读信息进行分析和处理。
第三部分为精播盘12转速的控制部分和报警模块，运算控制中心11经过分析处理得出指令后传递给精播盘12的减速电机对精播盘12的转速进行合理的调整，如果超过精播机12转速可调节的范围，运算控制中心11就会传递给报警器发出警报来提醒操作人员。
本实用新型实现了行\株距13不再仅仅靠地轮1来转动，新加的减速电机箱9中的减速电机增加了对行\株距13的调整功能，使播种速度和行\株距13之间的调整变得更加灵活。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于精播机的电驱控制运算系统，其特征在于：包括精播机上的施肥开沟器（17）、随拖拉机（14）驱动连接的地轮（1）、与地轮（1）同轴连接的一号芯轴、与一号芯轴上同轴传动的一号齿轮（2）、一号齿轮（2）通过一号链条（3）传动连接的档位变速箱（5）、档位变速箱（5）通过二号链条（4）而驱动的精播盘（12）、与精播盘（12）同轴的二号齿轮（6）、精播盘（12）下方匹配设置的可输送种子进入土壤的导种管（7）、导种管（7）下方侧边设置的用来填充播种穴的覆土结构（15）、增加在二号链条（4）便于匹配设置的精播盘转速传感器（10）、与档位变速箱（5）传动连接的减速电机箱（9）、控制减速电机箱（9）的运算控制中心（11）、与运算控制中心（11）电性连接的深度传感器（16）。
2.根据权利要求1所述的一种基于精播机的电驱控制运算系统，其特征在于：所述运算控制中心（11）中选用80C51型号单片机。
3.根据权利要求1所述的基于精播机的电驱控制运算系统，其特征在于，运算控制中心（11）还电性连接有报警器，当需要调节的大范围超过了精播盘（12）可调节范围，运算控制中心（11）向报警模块和对外显示模块发出指令，向操作者报警。
4.根据权利要求1所述的基于精播机的电驱控制运算系统，其特征在于：所述深度传感器（16）可选用超声波测距传感器或者光电漫反射距离传感器。
5.根据权利要求1所述的基于精播机的电驱控制运算系统，其特征在于：所述运算控制中心（11）连接有对外显示装置。
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| CN201920446936.5U CN209676825U (zh) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | 一种基于精播机的电驱控制运算系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109757158A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-05-17 | 洛阳智能农业装备研究院有限公司 | 一种基于精播机的电驱控制运算系统及运算方法 |
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