CN212871291U - 气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，包括控制器和分别与控制器连接的滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组、控制器、人机交互显示屏、报警器，滚筒定位绝对编码器设于滚筒式排种器的一端，穴盘到位光电传感器设于穴盘一侧的机架上，光纤传感器组设于滚筒式排种器下方。使用时，在滚筒编码值和排出瞬时编码值相适应的前提下，通过对穴盘上的种子落种情况进行逐行计数统计，从而判断其统计精度能否达到用户设定的精度值。本在线检测方法及装置具有较高的响应速度和检测精度，可适应不同颜色、不同种类、不同大小的种子高速穴盘播种生产需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业机械领域，特别涉及一种气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置。
背景技术
我国是世界上最大的蔬菜生产和消费国，约有三分之二以上的蔬菜采用穴盘育苗和移栽种植方式。精量播种机是蔬菜工厂化穴盘育苗的关键装备之一。气力滚筒式穴盘播种机生产效率高，不易损伤种子，在蔬菜工厂育苗生产中应用广泛。但在播种生产过程中，气压波动、种子量变化、吸种孔堵塞等因素会导致播种精度下降。为了保证播种作业质量持续稳定，需要实时检测播种精度，传统的气动滚筒式蔬菜播种机作业精度检测主要以人工方式进行，存在人工统计精度低、劳动强度大、效率低、成本高等问题。
目前，国内外播种机作业精度检测主要是采用光电传感器和视觉图像处理方法。如申请号为201911216741.2的发明申请所公开的一种三七精密播种机排种性能监控系统，通过播种机作业时间与光纤发射传感器和光纤接收传感器对射距离之间的函数关系，调节对射距离保持播种机排种监测装置的监测精度；申请号为201911145369.0的发明申请所公开的一种蔬菜穴盘育苗播种装置及漏播检测方法，通过吸种管道压力变化判断是否出现漏播，并将漏播数据发送给控制器；申请号为201910407254.8的发明申请所公开的一种鸭嘴滚筒式播种机的播种质量检测方法及装置，提出一种基于电容测量原理的鸭嘴滚筒式播种机播种质量检测方法及装置。如申请号为200810196381.X的发明申请所公开的育秧盘播种质量检测系统及其在检测中的应用、申请号为201711335054.3的发明申请所公开的一种育秧盘播种精度检测系统、申请号为201710942178.1的发明申请所公开的一种杂交稻钵体盘播种性能参数精密检测方法等，均采用双摄像头拍摄获取播种前后穴盘图像信息，利用图像处理方法来统计穴盘播种精度。
在上述各公开文献中的光电感应式检测系统与方法均用于田间作物播种精度检测及播量的精准调控，尚无适于穴盘播种精度实时统计的检测系统与方法，现有基于视觉技术的穴盘播种精度检测系统受环境光照、基质与种子颜色接近等因素影响，存在图像处理算法复杂，检测精度低，对不同类型种子通用性差，及成本高等问题，难以适应高速播种作业条件下响应速度和检测精度要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，该装置具有较高的响应速度和检测精度，可适应不同颜色、不同种类、不同大小的种子高速穴盘播种生产需求。
本实用新型的技术方案为：一种气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，包括滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组、控制器和人机交互显示屏，滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组和人机交互显示屏分别与控制器连接；其中，滚筒定位绝对编码器设于滚筒式排种器的一端，穴盘到位光电传感器设于穴盘一侧的机架上，光纤传感器组设于滚筒式排种器下方。
进一步地，所述在线检测装置还包括报警器，报警器与控制器连接。
所述滚筒定位绝对编码器和穴盘到位光电传感器组成播种行定位模块；其中，滚筒定位绝对编码器用于检测滚筒式排种器的转动位置，获取滚筒编码器值；穴盘到位光电传感器用于获取穴盘信号。
所述光纤传感器组包含的光纤传感器数量与滚筒式排种器上一行排种孔的孔数相同，各光纤传感器的检测窗口中心与对应排种孔的中心保持同轴设置。
所述控制器、人机交互显示屏和报警器组成计数输出模块；其中，控制器为在线检测装置的核心，实时计算滚筒式排种器中各行被吸附的种子从排种孔排出时的排出瞬时编码值，并实时检测滚筒定位绝对编码器获取的滚筒编码值，依据检测到的滚筒编码值判断是否开始统计、停止统计或清零穴盘与滚筒式排种器之间的落种信号，计算整个穴盘播种的单粒率、多粒率和漏播率，形成统计精度，并与用户设定的精度值进行比较；人机交互显示屏与控制器通讯，用于显示穴盘上播种情况的统计信息；当控制器统计获得的统计精度低于用户设定的精度值时，通过控制器触发报警器，由报警器发出报警信息。
所述控制器为具有多路高速计数端口的单片机或PLC，高速计数端口的数量不少于滚筒式排种器上一行排种孔的孔数。
上述气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置的工作原理为：利用滚筒定位绝对编码器实时获取滚筒式排种器转动位置相应的滚筒编码值，与控制器实时计算滚筒式排种器中各行被吸附的种子从排种孔排出时的排出瞬时编码值进行比较分析，同时利用光纤传感器组获取滚筒式排种器中各排种孔与穴盘上对应穴孔之间的落种信息；根据滚筒编码值和瞬时编码值的对比情况，由控制器判断是否触发其高速计数端口开始、停止或清零光纤传感器组所获取的落种信息，对穴盘逐行获取其落种信息；再计算整个穴盘播种的单粒率、多粒率和漏播率，形成统计精度，并与用户设定的精度值进行比较，通过人机交互显示屏显示穴盘上播种情况的统计信息，当统计精度低于用户设定的精度值时，通过控制器触发报警器，由报警器发出报警信息。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置通过对穴盘上的种子落种情况进行逐行计数统计，利用控制器判断其统计精度能否达到用户设定的精度值，满足高速播种作业条件下的实时检测需求，该在线检测装置具备较高的响应速度和检测精度，能适应不同颜色、不同种类、不同大小的种子高速穴盘播种生产需求。
本气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置结构和控制原理简单，在传统气力滚筒式穴盘播种机的基础上进行改进即可，其设备成本低，使用方便，在农业机械领域中具有较好的市场推广前景。
附图说明
图1为本气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置的结构示意图。
图2为逐行统计落种信号的原理示意图。
上述各图中，各附图标记所示部件如下：1为被吸附种子，2为滚筒式排种器，3为光纤传感器的检测窗口，4为穴盘，5为穴孔，6为穴盘到位光电传感器，7为滚筒定位绝对编码器。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，如图1所示，包括滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组、控制器、人机交互显示屏和报警器，滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组、人机交互显示屏和报警器分别与控制器连接；其中，滚筒定位绝对编码器设于滚筒式排种器的一端，穴盘到位光电传感器设于穴盘一侧的机架上，光纤传感器组设于滚筒式排种器下方。
其中，滚筒定位绝对编码器和穴盘到位光电传感器组成播种行定位模块；滚筒定位绝对编码器用于检测滚筒式排种器的转动位置，获取滚筒编码器值；穴盘到位光电传感器用于获取穴盘信号。安装时，滚筒式排种器通过联轴器固定安装于机架上，调整滚筒定位绝对编码器与滚筒式排种器的初始安装相对转角来确定滚筒零位编码值E0。
光纤传感器组包含的光纤传感器数量与滚筒式排种器上一行排种孔的孔数相同，各光纤传感器的检测窗口中心与对应排种孔的中心保持同轴设置(如图2所示)。
控制器、人机交互显示屏和报警器组成计数输出模块；其中，控制器为在线检测装置的核心，实时计算滚筒式排种器中各行被吸附的种子从排种孔排出时的排出瞬时编码值，并实时检测滚筒定位绝对编码器获取的滚筒编码值，依据检测到的滚筒编码值判断是否开始统计、停止统计或清零穴盘与滚筒式排种器之间的落种信号，计算整个穴盘播种的单粒率、多粒率和漏播率，形成统计精度，并与用户设定的精度值进行比较；人机交互显示屏与控制器通讯，用于显示穴盘上播种情况的统计信息；当控制器统计获得的统计精度低于用户设定的精度值时，通过控制器触发报警器，由报警器发出报警信息。
控制器为具有多路高速计数端口的单片机或PLC，高速计数端口的数量不少于滚筒式排种器上一行排种孔的孔数。
上述气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置的工作原理为：利用滚筒定位绝对编码器实时获取滚筒式排种器转动位置相应的滚筒编码值，与控制器实时计算滚筒式排种器中各行被吸附的种子从排种孔排出时的排出瞬时编码值进行比较分析，同时利用光纤传感器组获取滚筒式排种器中各排种孔与穴盘上对应穴孔之间的落种信息；根据滚筒编码值和瞬时编码值的对比情况，由控制器判断是否触发其高速计数端口开始、停止或清零光纤传感器组所获取的落种信息，对穴盘逐行获取其落种信息；再计算整个穴盘播种的单粒率、多粒率和漏播率，形成统计精度，并与用户设定的精度值进行比较，通过人机交互显示屏显示穴盘上播种情况的统计信息，当统计精度低于用户设定的精度值时，通过控制器触发报警器，由报警器发出报警信息。该原理中，控制器采用市面现有的控制器即可，具体数据的计算过程通过控制器自带的程序即可实现。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (6)
1.气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，其特征在于，包括滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组、控制器和人机交互显示屏，滚筒定位绝对编码器、穴盘到位光电传感器、光纤传感器组和人机交互显示屏分别与控制器连接；其中，滚筒定位绝对编码器设于滚筒式排种器的一端，穴盘到位光电传感器设于穴盘一侧的机架上，光纤传感器组设于滚筒式排种器下方。
2.根据权利要求1所述的气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，其特征在于，所述在线检测装置还包括报警器，报警器与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，其特征在于，所述滚筒定位绝对编码器和穴盘到位光电传感器组成播种行定位模块；其中，滚筒定位绝对编码器用于检测滚筒式排种器的转动位置，获取滚筒编码器值；穴盘到位光电传感器用于获取穴盘信号。
4.根据权利要求1所述的气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，其特征在于，所述光纤传感器组包含的光纤传感器数量与滚筒式排种器上一行排种孔的孔数相同，各光纤传感器的检测窗口中心与对应排种孔的中心保持同轴设置。
5.根据权利要求1所述的气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，其特征在于，所述控制器、人机交互显示屏和报警器组成计数输出模块；其中，控制器为在线检测装置的核心，实时计算滚筒式排种器中各行被吸附的种子从排种孔排出时的排出瞬时编码值，并实时检测滚筒定位绝对编码器获取的滚筒编码值，依据检测到的滚筒编码值判断是否开始统计、停止统计或清零穴盘与滚筒式排种器之间的落种信号，计算整个穴盘播种的单粒率、多粒率和漏播率，形成统计精度，并与用户设定的精度值进行比较；人机交互显示屏与控制器通讯，用于显示穴盘上播种情况的统计信息；当控制器统计获得的统计精度低于用户设定的精度值时，通过控制器触发报警器，由报警器发出报警信息。
6.根据权利要求1所述的气力滚筒式穴盘播种机作业精度在线检测装置，其特征在于，所述控制器为具有多路高速计数端口的单片机或PLC，高速计数端口的数量不少于滚筒式排种器上一行排种孔的孔数。
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