CN85201873U - 蔬菜排种器试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型的蔬菜排种器试验台，采用了通用安装架和自动涂油装置，并将电荷耦合CCD摄像技术，通过专用接口与微处理技术连为一体，进行蔬菜小粒种子的快速自动检测。具有精度高、灵敏度高、效率高的特点。

Description

本发明属于农业机械性能测试设备。

根据国内外排种器试验台的结构特点，可分为帆布带式、电子直录式和小车式三种。

帆布带式排种器试验台，结构简单、操作方便，种子粒距能较真实地反映种子播入种床后的分布情况，但是检测方法落后、效率低。

电子直录式试验台多采用光电效应、压电效应的方法，检测迅速、方便，测定时间不受限制，能较准确地测定单位时间的排种量，机械结构简单，数据处理便于自动化。但是这种对蔬菜小粒种子的测试方法误差比较大。如我国农机研究院的压电位感记录的误差，芥菜种子7.6－9.6％，芹菜种子误差高达18.8％，因此，对于蔬菜小粒种子实现自动检测是比较难的。

小车式试验台能真实的模拟播种过程，种子在种床上的分布比较接近实际，但结构比较复杂，操作不方便。

鉴于上述排种器试验台存在的问题。本发明的目的在于提供一种先进的能适合蔬菜小粒种子排落种床后的连续自动检测的排种器试验台。

本发明的蔬菜排种器试验台是由排种器转速传感器（1）、排种器通用安装架（2）、CCD摄像传感器（3）、种床带速传感器（4）、种床输送带（5）、回油池及油泵（6）、种子、机油分离器（7）、种床输送带传动系统（8）、稳压电源（9）、试验台电气总控制台（10）、微机专用接口（11）、微机显示器（12）、微处理机（13）、打印机（14）、气力排种器气源（15）、机油自动喷涂系统（16）、排种器传动系统（17）、油管（18）、试验台架（19）、分度圆盘（20）和油池（21）组成。

下面结合附图作进一步说明。

图1、蔬菜排种器试验台示意图；

图2、排种器通用安装架部件图；

图3、电气系统方框图；

图4、微处理机专用接口方框图；

图5、微机专用接口逻辑线路图；

图6、CCD143摄像传感器驱动方框图；

图7、CCD143摄像传感器通道方框图；

图8、精密播种程序框图；

图9、条播程序框图；

图10、穴播程序框图。

本试验台的电气控制及自动检测系统是专为测试蔬菜小粒种子而研制的。首次在蔬菜排种器试验台上采用了国外七十年代才发展起来的一种新型器件：电荷耦合器件（CCD），作为非接触式测量传感器的敏感单元，其传感器部分和扫描部分互为一体，具有体积小，耐冲击、功耗低、寿命长、灵敏度高、动态范围大、可靠性高、还具有自扫描能力及成熟的MOS工艺。CCD是一种在硅片上淀积电极结构的器件，作为光敏单元的MoS电容，所收集的光信号转换成电信号后，注入到移位存储（CCD）中，以一定的方式给不同的金属电极施加时钟脉冲电压，在半导体内形成储存少数载流子的势陷，在时钟脉冲的有规则变化的驱动下，电极下的势陷深度也相应的变化，从而使电荷在半导体表面作定向的运动，在输出端用低通滤波器过滤这些幅度不等的脉冲信号，所获得的这些脉冲信号即为视频信号，就是象的模拟。

本试验台选用美国仙童公司的CCD143De2048    分辨单元的线阵器件作为非接触式测量传感器，如图6、图7。驱动频率为2－5兆赫，行频2.2KHZ，行扫描时间为454.5Ws，被测种床输送带播幅宽度为100毫米。不同直径种子在检测过程中至少被重复扫描三次以上，以确保每粒种子都能被可靠地检测出来。该摄像传感器分辨率高，可高达0.3毫米。

该传感器（3）将投落到种床上的种子信息从种床输送带上测出，这种信息为视频脉冲，此视频脉冲需经专用接口才能送入微机。

排种器转速采用光电传感器进行测试，在传动轴上装有与排种器轴转速相同的分度圆盘（20），该盘等分为360度，并贴有红外反光片。排种器转速由速度显示仪显示出来，并将信息送入微机专用接口（11）。

排种器带速采用了光电传感器进行测试，在种床输送带（5）边上，每隔5毫米贴有红外反光片。种床带速由数字显示仪显示，将带速信息送入微机专用接口（11）。

在气力排种器气源（15）的进出风口均装有调压装置，风压值在±500毫米水柱范围内连续调节，风压经霍尔压力变换器变换成直流信号，送入微机专用接口（11）。

微机专用接口（11）是由数块计数板组成，（如图4、图5）将检测出的排种器转速、种床带速的瞬时显示数值和风压信号，通过微机专用接口（11）送入微处理机（13）（CrOmenco  System  two）中，微机采样后，根据不同的播种方式，不同的程序处理后，分别求出各种均匀度指标并在910显示终端（12）显示出来。同时由GP－250X打印机（14）打印出所需各种试验数据。种子分布直方图。

（1）精密播种数据处理：（图8）统计出播种质量指标，粒距合格率，重播率、漏播率及播种的精度指标，平均粒距 X，标准差S，变异系数V。

（2）条播数据处理：（图9）按10厘米为一小区长度，统计小区平均落粒数 X，标准差S，变异系数V及断条率ε。

（3）穴播数据处理：（图10）统计出平均穴粒数 X，n±1粒穴数，空穴数占总测定穴数的百分比、穴长和穴距的平均值，标准差S变异系数V。

上述各试验，均打印输出种床输送带带速的瞬时值和平均值，排种器转速的瞬时值和平均值。风机风压瞬时值和平均值，样本总粒数，理论粒距，测区总长度，种子的平均分布密度等试验数据。

本试验台设有电气总控制台（9），控制监视设备全部安装在此控制台内，被控制对象为：

（1）种床输送带拖动用直流电动机ZT2－52，22瓩，220V，13.4／15A，750／3000转／分。选用SJD－1－BF－E可控硅直流调速装置，其调速范围为1：30。

（2）排种器拖动用直流电动机Z2－12，0.6瓩，110V，1520转／分。选用ZTD－10B型可控硅直流调速装置。

（3）为了使种床输送带及排种器稳定运转，在电源输入端加了一级614－e型，5KVA电子交流稳压器（9）。这样在电网电压波动时，也不致影响试验台的试验。

（4）为使数据处理系统及自动检测系统的供电电源，不随电网电压波动的影响，加装了一台ZDY－2－2型2KVA的交流自动稳电器。

（5）总电源开关选用DZ5－50带有液压式脱扣器的自动空气开关。

（6）JO₂－32－2型千瓩的风机拖动电机，选用JR16－20／3D型10^＃热元件的热继电器进行断相、过载保护。

（7）面板上装有种床速度、排种器转速数字显示仪交流电流表、电压表。选用了LA－19型信号灯按钮。

该试验台种床一侧装有排种器通用安装架，（如图2）卡盘（15）通过滑座（16）装在立柱（2）上，立柱（2）是安装架的主要支承，高度为1060毫米，外径为100毫米，其上有620毫米的滑座升降孔槽。其水平方向靠滑座定位手轮（7）定位，升降手轮（1）靠丝杆来调节卡盘（15）的工作高度，其范围为60－600毫米，卡盘（15）带有水平和垂直方向的调节长孔和振荡器安装孔（3），一端带螺纹的左右支承杆（13）、上下支承杆（17）、穿过卡盘（15）的长孔，用螺母紧固，平面型大夹紧板（9）或V型大夹紧板（14），通过夹紧板轴（11）及丝杆接头（10），套装在左右支承杆（13）上，带有夹紧手轮（12）的螺纹紧固轴（4）与丝杆接头（10）联接，以控制大夹紧板的装夹动作，用以适应排种器外形为平面或圆柱面装卡要求。卡盘（15）与滑座（16）间，装有可倾斜11度的前后倾斜调节板（6）和左右倾斜调节板（8）用以适应排种器倾斜试验要求，联接在支承杆（7）上的小夹紧板（18），由小夹紧板紧固手轮（5）控制夹紧动作。

通过安装架采用夹紧板装卡的结构形式，即能有效地控制排种器的六个移动自由度和三个旋转自由度，具体的安装方法可采用不同的组合，如平行对称、多作用点、孔面定位夹紧等。

排种器水平状态或前后倾斜状态的传动采用链条传动或半齿轮传动两种形式。左右倾斜状态的传动采用伞齿轮及万向节联合传动的形式。

该试验台的机油自动喷涂系统，设有种子机油分离器（7）、回油池（21）、油泵（6），输油管（18）、以及可将机油直接喷涂到种床输送带（5）上的喷头（16）。种子定位介质采用机油。

本发明蔬菜排种器试验台，将电荷耦合CCD摄像技术，通过专用接口与微处理技术连为一体，从而解决了蔬菜等小粒种子的快速自动检测难题。系统精度高，检测误差不大于±21％，对横向三粒以内的重粒可以分辨。能真实地反映投种过程前后种子间的落粒时间差异和空间差异，粒距准确可靠。数据处理参照ISO国际播种机试验标准。

本发明的蔬菜排种器试验台，达到了国际先进水平，填补了国内小粒种子自动检测技术的空白，是排种器研究试验的重要设备，通过试验分析，可为排种器的设计提供最佳参数，为播种机的田间作业提供合理的使用参数，为排种器的性能对比提供依据。

本发明的蔬菜排种器试验台灵敏度高、精度高、效率高（统计工作提高效率40倍）、通用性和自动化水平高。该蔬菜排种器的使用，必将促进精密播种的发展，社会经济效益是显著的。

Claims (8)

1、一种蔬菜排种器试验台，由试验台架、种床输送带、排种器安装架、输送带涂油装置、气源、传动机构、检测与监视系统以及数据处理系统构成，其特征在于有CCD摄像传感器(3)，排种器转速传感器(1)，种床带速传感器(4)，装有风压传感器的可调压气力排种器气源(15)，有微机专用接口(11)的数据处理系统，以及有高度、倾斜度均可调节的排种器通用安全架(2)和机油自动喷涂系统(16)。

2、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于排种器均匀度的自动检测系统中，采用了一种新型的灵敏度及可靠性高的半导体功能器件CCD电荷耦合器件为核心的CCD摄像传感器（3）作为非接触测量的传感器，其驱动频率为2－5兆赫。

3、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于采用了光电传感器作为该排种器转速传感器（2），以及装在传动轴上的与排种器轴转速相同的分度圆盘（20），该盘等分为360度并贴有360个红外反光片，排种器转速由速度显示仪显示并将信息送入微机专用接口（11）。

4、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于种床带速传感器（4）采用了光电传感器，并在种床输送带（5）上每隔5毫米贴有红外反光片，种床带速有数字显示仪显示并将带速信息送入微机专用接口（11）。

5、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于气力排种器气源（15）的进出风口均装有调压装置，风压值在±500毫米水柱范围内连续调节，风压经霍尔压力变速器变换成直流信号送入微机专用接口（11）。

6、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于设计了一套CromenCo System Two微机（13）专用接口（11）由数块16位计数器组成的种子视频信息转换系统（图5），可将CCD摄象传感器测得的种子信息送入微机（13），由锁存器、放大器组成的系统可将检测出的排种器转速、种床带速和风压的瞬时值送入微机（13），按所编制的精密播种（图8）条播（图9）穴播（图10）三种程序，根据不同播种方式的要求进行处理，求出各种均匀度指标及所需参数，在910微机显示器（12）上显示，和在GP－250X打印机（14）打印输出。

7、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于排种器通用安装架（图1－2）的安装卡盘（15）通过滑座（16）装在立柱（2）上，其水平方向靠滑座定位手轮（7）定位，升降手轮（1）靠丝桿来调节卡盘（15）的工作高度，其范围为60－600毫米，卡盘（15）带有水平和垂直方向的调节长孔，一端带螺纹的左右支承杆（13）、上下支承杆（17）穿过卡盘（15）的长孔用螺母紧固，平面型大夹紧板（9）或V型大夹紧板（14），通过夹紧板轴（11）及丝杆接头（10）套装在左右支承杆（13）上，带有夹紧手轮（12）的螺纹紧固轴（4）与丝杆接头（10）联接，以控制大夹紧板的装夹动作，卡盘（15）与滑座（16）间，装有可倾斜11°度的前后倾斜调节板（6）和左右倾斜调节板（8），联接在支承杆（17）上的小夹紧板（18），由小夹紧板紧固手轮（5）控制夹紧动作。

8、如权利要求1所说的蔬菜排种器试验台，其特征在于机油自动喷涂系统有种子机油分离器（7），回油池（21），油泵（6），轮油管（18），以及可将机油直接喷涂到种床输送带（5）上的喷头（16），种子定位介质采用机油。

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