FR2716068A1

FR2716068A1 - Automatic control of seed distribution machine

Info

Publication number: FR2716068A1
Application number: FR9401646A
Authority: FR
Inventors: Auberge Patrick
Original assignee: AUBERGE PATRICK CHARLES GEORGES
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1995-08-18
Anticipated expiration: 2014-02-14
Also published as: FR2716068B1

Abstract

The seed distribution machine takes a sample volume of seeds by allowing seeds to pass for a controlled time into a monitoring chamber (9), then counts the number of seeds delivered by individually counting the seeds in the monitoring chamber. The count is used to set the time interval in which seeds will be delivered to provide the desired number of seeds pr unit area. In use, the distance travelled while the seeds are being delivered is measured, and a computer uses count and distance data to compute the number of seeds delivered per square metre. The result is used to periodically adjust an electro-hydraulic regulation mechanism to regulate rate of distribution. The measurements are periodically repeated to ensure they remain accurate.

Description

- 1 -- 1 -

La présente invention concerne des perfectionnements à la régulation des machines distributrices de grains, à distribution volumétrique, notamment aux semoirs en ligne. The present invention relates to improvements to the regulation of grain dispensing machines, with volumetric distribution, in particular to seed drills.

L'invention se rapporte à un dispositif pour épandre avec précision la quantité de semence désirée exprimée en grains par m2 et de pouvoir la moduler à distance. The invention relates to a device for accurately spreading the desired quantity of seed expressed in grains per m2 and being able to modulate it from a distance.

L'opérateur affiche directement la quantité de semence à épandre désirée sur une console électronique, et un système de régulation électro-hydraulique se charge de la maintenir - constante. The operator directly displays the desired quantity of seed to be spread on an electronic console, and an electro-hydraulic regulation system is responsible for keeping it constant.

Dans la majorité des systèmes traditionnels, l'épandage est dosé volumétriquement à l'aide de roues dentées (can nelures ou ergots) tournant dans le fond du réservoir de grains. Ces roues dentées sont montées sur un arbre de - distribution entrainé par une cinématique à partir de roues porteuses ou suiveuses, ou organes en rotation directe sur le sol. La variation des différents débits est obtenue par l'intermédiaire de boite de vitesse ou variateur et variation de la largeur des roues dentées D'autres dispositifs ont éliminé les roues porteuses ou suiveuses et font appel à l'1électronique. Une console est reliée à un capteur de vitesse sans effort, à un capteur de rotation de l'arbre de distribution et à un capteur d'impacts de grains situé à la sortie des organes de distribution. In the majority of traditional systems, the spreading is metered volumetrically using toothed wheels (grooves or lugs) rotating in the bottom of the grain tank. These cogwheels are mounted on a distribution shaft driven by kinematics from load-bearing or follower wheels, or bodies in direct rotation on the ground. The variation of the different flow rates is obtained by means of gearbox or variator and variation of the width of the cogwheels Other devices have eliminated the load-bearing or follower wheels and use electronics. A console is connected to an effortless speed sensor, a distribution shaft rotation sensor and a grain impact sensor located at the outlet of the distribution members.

- Analysant ces informations un calculateur envoie une consigne au variateur de l'arbre de distribution. Ces dispositifs sont d'un intérêt important, par contre les grains n'étant pas alignés plusieurs grains frappant en même temps le capteur ne comptent que comme un seul impact; et pour des semis denses et des vitesses de travail élevées, ces capteurs d'impact n'ont pas le temps d'analyser et de compter avec précision tous les grains les frappant. Les capteurs actuels ne peuvent pas compter les débits de grains élevés (par exemple: 500 grains de blé par m2 à 10 km/h pour des rangs espacés de 20 cm correspondent à un débit d'environ 300 grains par seconde et par distribution). - Analyzing this information, a computer sends a setpoint to the drive of the distribution shaft. These devices are of great interest, on the other hand the grains not being aligned several grains striking the sensor at the same time count only as one impact; and for dense sowing and high working speeds, these impact sensors do not have time to analyze and count precisely all the grains hitting them. Current sensors cannot count the high grain flow rates (for example: 500 wheat grains per m2 at 10 km / h for rows spaced 20 cm apart corresponds to a flow rate of approximately 300 grains per second per distribution).

Autres difficultés résident du fait que tous ces systèmes sont volumétriques - que la semence remplie dans le réservoir est mesurée pondéraleiient- et clue I 'agrlIcul teur veut épandre des grains par m2. Ces grains nle sont pas rigoureusement cal ibrés, leur écoulement est éga lement influenicé par l'humidité, le poudrage, la variété ... L'agriculteur souhaite égal ement faire varier le nombre de grains senmés/m2 en fonction de l'espèce, de la variété, de la date de semis, des types de sol, de la germination... Le réglage se fait d'après un curseur sur une réglette graduée faisant varier le volume ou la vitesse de r'otation des roues dentées de distribution, ou en kg/ha sur une console électronique. Toutes ces contraintes font que le débit est approximatif, qu' i I'est pas rmodifié aussi souvent qu'il le faudrait, d'ou soit un sous-dosage hypothiécant le rendeirenit maximun, ou un surdosage occasionnant un gaspi I lage de semences. Other difficulties lie in the fact that all these systems are volumetric - that the semen filled in the tank is measured by weight - and that the farmer wants to spread grains per m2. These grains are not rigorously cal ibré, their flow is also influenced by humidity, dusting, variety ... The farmer also wishes to vary the number of seeds sown / m2 depending on the species, variety, date of sowing, soil types, germination ... The adjustment is made according to a cursor on a graduated slide bar varying the volume or the rotation speed of the toothed distribution wheels , or in kg / ha on an electronic console. All these constraints mean that the flow rate is approximate, that it is not changed as often as necessary, or either a hypothetical under-dosing rendering the maximum return, or an overdose causing a waste of seed.

ItS La présente invention a notaiumme.t pour objet un procédé de régulation automatique du nombre de grains épandus par m2, par une machine distributrice de grains comportant au moins un organe de distribution volumétriqueà au moinsune sortie, notaumment un semoir en lignes, caractérisé emi ce qu'il comporte une étape de comptaye séquentiel des grains délivrés et d'au moins une sortie d'organe de distribution représentatif, choisi commie témmoin. ItS The subject of the present invention is notaiumme.t an automatic regulation method of the number of grains spread by m2, by a grain distribution machine comprising at least one volumetric distribution member at at least one outlet, notably a seed drill, characterized emi this that it comprises a step of sequential counting of the grains delivered and of at least one outlet from a representative distribution unit, chosen as witness.

Par la présente invention I 'opérateur a uiiiquement la charge d'afficher sur une console la quantité de semences par unité de surface chloisie (généralement indiquée en grains par m2). Les organes mécaniques de la transirmissio.l (roues, supports de roues, cihaines, ci iimiatlque, boite de vitesse....) sont supprimés, d'ou une économîie substantielle de poids mort et de fabrication. By the present invention, the operator is solely responsible for displaying on a console the quantity of seeds per unit of chosen area (generally indicated in grains per m2). The mechanical parts of the transirmissio.l (wheels, wheel supports, chains, ci iimiatlque, gearbox ....) are eliminated, hence a substantial saving in dead weight and manufacturing.

Un moteur hydraulique monté à l 'extré'mité de l 'arbre de distribution entraîine celui-ci. Une vanne électro-hydraulique de régulation, monrtée en aval du moteur fait varier le débit al imentant celui-ci, (lonic la vitesse de rotation de 1 'arbre de distr' ibiut l. Ce t te vanne liydrauli ique reçoit la consignee d'une unité centrale élec troit ique dotéé d'un calculateur (appelée console). Cette console reçoit 1 information de vitesse d'avancemel! à ilartir d'unl capteur ne nécessitant aucun effort, 1 ' infor'iato(,im de la vi tesse de rotation de arbre de distribution, ainsi que I 'iformiation du nombre de grains par, m2 épandus à partir d'une ou plusieurs distributions témoins dotées d'un systèime d'alignement et de comptage électronique des grains. A hydraulic motor mounted at the end of the timing shaft drives the latter. An electro-hydraulic regulating valve, shown downstream of the motor, varies the flow rate supplying it, (lonic the speed of rotation of the distributor shaft ibiut l. This hydraulic valve receives the instruction of an electronic central unit fitted with a calculator (called console). This console receives 1 forward speed information from a sensor requiring no effort, 1 information (im speed) distribution shaft rotation, as well as the formation of the number of grains per, m2 spread from one or more control distributions equipped with an alignment and electronic grain counting system.

Dans le cas d'une distribution à cannlelures, celles-ci travaillent désormais en position totalement ouvertes et la cannelure témoin est pleinement représentative des autres di stributions. In the case of a distribution with grooves, these now work in a fully open position and the control groove is fully representative of the other distributions.

Pour ces machines distributices et notamimmeut les semoirs en 1 igne, le nombre de grains délivré par seconde et par - 3 distribution pouvant être supérieur aux possibilités de comptage avec précision des cellules de comptage. l'invention réside principalement dans le fait que l'alignement en file et le comptage des grains est fait de façon séquentielle. For these vending machines and in particular the seeders in 1 row, the number of grains delivered per second and per - 3 distribution can be greater than the possibilities of counting with precision the counting cells. the invention resides mainly in the fact that the alignment in line and the counting of the grains is done sequentially.

C'est à dire afin que le dispositif ait le temps nécessaire de les mettre en ligne et de les compter avec précision, un signal électrique ouvre la ou les distributions témoins pendant un temps "t" donc une distance parcourue "d". Les grains issus de cette distribution sont acheminés dans un moyen de stockage intermédiaire et puis aligqnés a l'aide d'un système approprié et ensuite comptés au passage devant une cellule. L'information du nombre de grains comptés est envoyée à l'unité centrale ou console qui estime le débit épandu par m2. en faisant le calcul suivant: Grains par m2 = g:(dxl) g: nombre de grains compté par la cellule d: distance parcourue en mètres correspondant au temps d'ouverture de la trappe dle la distribution témoin laissant écouler le nombre de grains "g". That is to say so that the device has the time necessary to put them online and to count them with precision, an electrical signal opens the witness distribution (s) for a time "t" therefore a distance traveled "d". The grains from this distribution are conveyed to an intermediate storage means and then aligned using an appropriate system and then counted in passing in front of a cell. Information on the number of grains counted is sent to the central unit or console, which estimates the spread rate per m2. by doing the following calculation: Grains per m2 = g: (dxl) g: number of grains counted by the cell d: distance traveled in meters corresponding to the opening time of the hatch dle the control distribution letting the number of grains flow " g ".

1: larqeur en nmè,tres correspondant à la largeur normalement couverte par la sortie témoin. 1: width in nmè, very corresponding to the width normally covered by the control outlet.

Le calculateur compare le nombre de grains estimé épandu par m2 au nombre de grains par m2 programmé choisi et affiché par l'utilisateur. -i le nombre de grains estimé est différent du nombre de grains par m2 affiché, la console envoie une consigne proportionnelle à l'écart, à la vanne de régulation afin de porter la vitesse de rotation de l'arbre de distribution au régime permettant de délivrer le débit exactement programmé. Ce test est réalisé sans cesse, en boucle. le contrôle séquentiel est donc permanent. The calculator compares the number of grains estimated spread per m2 with the number of grains per m2 programmed chosen and displayed by the user. -if the number of grains estimated is different from the number of grains per m2 displayed, the console sends a setpoint proportional to the difference to the control valve in order to bring the speed of rotation of the distribution shaft to the speed allowing deliver the exactly programmed flow. This test is performed continuously, in a loop. sequential control is therefore permanent.

La vitesse de rotation de l'arbre de distribution est également modulée en permanence proportionnellement au signal reçu du capteur de vitesse d'avancement. The speed of rotation of the distribution shaft is also continuously modulated in proportion to the signal received from the forward speed sensor.

La réalisation de ce dispositif est représentée sur la Fig.1 annexée. The realization of this device is shown in Fig.1 attached.

Les grains issus de la cellule de comptage sont soit recyclés dans le réservoir à grains comme il apparaît sur la Fig.1, ou semés comme il est détaillé sur les Fig.2 et 3 annexées. The grains coming from the counting cell are either recycled in the grain tank as it appears in Fig.1, or sown as it is detailed in Fig.2 and 3 attached.

Dans ce dernier cas, la trappe commandée pour délivrer les grains issus de la distribution témoin n'agit plus en ouverture- fermeture mais comme un by-pass orientant directement les grains soit vers le soc de semis sans comptage (Fig.2),soit vers le soc de semis à travers le système d'alignement et de comptage.L'invention apporte un dispositif pou ne pas interrompre le semis: à l'issu de la cellule de comptage un moyen de stockage intermédiaire du grain et un organe de distribution supplémentaire de meme débit que la distribution téfmoin est mis en rotation dès que la trappe du by-pass oriente le grain vers le réservoir de l'aligneur. In the latter case, the hatch controlled to deliver the grains from the control distribution no longer acts in opening-closing but as a by-pass directing the grains either towards the sowing plow without counting (Fig. 2), or towards the sowing coulter through the alignment and counting system. The invention provides a device for not interrupting sowing: at the end of the counting cell an intermediate grain storage means and a distribution member additional at the same flow rate as the tefmoin distribution is rotated as soon as the bypass hatch directs the grain towards the aligner tank.

Le système d'alignement en file peut-être notamment un disque perforé à dépression pneumatique, un circuit tubulaire pneumatique en restriction de section, un venturi pneumatique, un plateau circulaire vibrant comprenant une rampe ascendante périphérique,ou autre système connu. The alignment system in line may in particular be a perforated disc with pneumatic vacuum, a pneumatic tubular circuit in section restriction, a pneumatic venturi, a vibrating circular plate comprising a peripheral ascending ramp, or other known system.

Enfin le nombre de grains par m2 à épandre sur la console est programmé par l'opérateur au départ de l'épandage et il peut-être modifié en cours de travail, une consigne étant aussitôt envoyée à la vanne de régulation. Ce nombre de grains par m2 peut également être rentré dans la console à l'aide d'un programme établi sur un support informatique qui lui même peut intégrer une cartographie lde la parcelle à semer. Dans ce cas des doses d'épandage différentes en fonction du lieu exact d'épandage sont délivrées corrélativement au programme; la console étant relié à un système de positionnement dans l'espace dit positionneur. Finally, the number of grains per m2 to be spread on the console is programmed by the operator at the start of spreading and can be modified during work, a setpoint being immediately sent to the control valve. This number of grains per m2 can also be entered in the console using a program established on a computer support which itself can integrate a map of the plot to be sown. In this case, different spreading doses depending on the exact spreading location are delivered correlatively to the program; the console being connected to a positioning system in the space called positioner.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails selon les dessins annexées à la Fig.1. The invention will now be described in more detail according to the drawings annexed to Fig.1.

L'utilisateur affiche le débit souhaité a I'aide du ou des boutons (12) situé, sur la console (5). Dès que la machine distributrice avance et est posée sur le sol,l'arbre de distribution est entrainé en rotation par le moteur hydraulique (2). La puissance hydraulique est fournie par la pompe (3) du tracteur. Le débit du moteur hydraulique est modulé par la vanne de régulation (4). The user displays the desired flow rate using the button (s) (12) located on the console (5). As soon as the vending machine advances and is placed on the ground, the distribution shaft is rotated by the hydraulic motor (2). Hydraulic power is supplied by the tractor pump (3). The flow rate of the hydraulic motor is modulated by the control valve (4).

La console électronique (5) reçoit directement l'information de vitesse d'avancement par le capteur (6) et de la vitesse de rotation de l'arbre de distribution par le capteur (7). The electronic console (5) directly receives the forward speed information from the sensor (6) and the speed of rotation of the distribution shaft from the sensor (7).

De façon séquentielle la console commande la trappe (8) d'ouverture de la distribution témoin (9). Les grains sont acheminés vers le stockage tampon de l'aligneur (13) afin d'être mis sur une file, et d'être comptés par la cellule (10). Le résultat du comptage est envoyé à la console qui calcule le nombre de grains par m2 estimé et qui le compare au débit programmeé. S'ils sont différents, il envoie une consigne, proportionnelle à l'écart, à la vanne de régulation (4) afin de corriger le débit. La console vérifie en permanence la vitesse de rotation de l'arbre de distribution et envoie aussi des consignes à la vanne de régulation en fonction des variations des vitesses d'avancement,afin que le débit de grains épandus soit constant quel que soit la vitesse d'avancement. A l'aide du bouton (12) l'utilisateur peut faire varier à souhait le nombre de grains par m2 en cours de semis. The console sequentially controls the hatch (8) for opening the control valve (9). The grains are transported to the aligner's buffer storage (13) in order to be placed in a queue, and to be counted by the cell (10). The counting result is sent to the console, which calculates the estimated number of grains per m2 and compares it to the programmed flow. If they are different, it sends a setpoint, proportional to the difference, to the control valve (4) in order to correct the flow. The console constantly checks the speed of rotation of the distribution shaft and also sends instructions to the control valve according to the variations in forward speeds, so that the flow of spreads is constant regardless of the speed d 'advancement. Using the button (12) the user can vary the number of grains per m2 during sowing as desired.

Dès qu'un cycle de comptage et de régulation est terminé un nouveau recommence et ainsi de suite. Toute variation de vitesse de l'arbre de distribution en cours de prélèvement issu de la distribution témoin annule les opérations de calcul et de régulation. Une temporisation évite également les comptages de grains en bout de champ. As soon as a counting and regulation cycle is finished, a new one starts again and so on. Any variation in speed of the distribution shaft during sampling from the control distribution cancels the calculation and regulation operations. A time delay also avoids grain counts at the headland.

Selon la Fig.1, les grains issus de la cellule de comptage (10) sont recyclés dans le réservoir à grains (16). According to Fig.1, the grains from the counting cell (10) are recycled in the grain tank (16).

Selon la Fig.2 et 3, la trappe d'ouverture-fermeture de la distribution (9) inutilisée pour le semis est remplacée par une trappe by-pass (8) afin de permettre d'utiliser la distribution témoin pour le semis. According to Fig. 2 and 3, the opening-closing hatch of the distribution (9) not used for sowing is replaced by a by-pass hatch (8) in order to allow the control distribution to be used for sowing.

Selon la Fig.2,1e dispositif n'est pas en mode comptage. According to Fig. 2.1, the device is not in counting mode.

Selon la Fig.3, le dispositif est en mode comptage.D'après un signal envoyé par la console la trappe by-pass (8) va diriger les grains vers l'aligneur (13) pendant un temps "t" correspondant à une distance "d". According to Fig.3, the device is in counting mode. According to a signal sent by the console, the bypass hatch (8) will direct the grains towards the aligner (13) for a time "t" corresponding to a distance "d".

Simultanément au signal de prélévement de grain, la distribution (15) permettant la non-interruption du semis entre deux cycles,à traversla descente concernée, se met à fonctionner pour un débit identique à la distribution témoin (9) et épand le grain du cycle précédent restant qui était en attente dans le stockage intermédiaire (14). Les grains arrivant dans le réservoir de l'aligneur (13) sont aussitôt mis en file et traversent la cellule 10 qui les comptent. Simultaneously with the grain withdrawal signal, the distribution (15) allowing the non-interruption of sowing between two cycles, through the descent concerned, starts to operate for a flow identical to the control distribution (9) and spreads the grain of the cycle previous remaining which was pending in the intermediate storage (14). The grains arriving in the aligner tank (13) are immediately put in line and pass through cell 10 which counts them.

L'invention ainsi réalisée est particulièrement destinée aux semoirs en ligne. - 7- The invention thus produced is particularly intended for seed drills. - 7-

Claims

1. Method for automatic regulation of the number of grains spread per m2, by a grain distribution machine comprising at least one volumetric distribution member with at least one outlet, in particular a seed drill, characterized in that it comprises a step of sequential counting of the grains delivered and of at least one outlet (9) from a representative distribution member, chosen as a control.

2. Method according to claim 1, characterized in that the sequential grain counting consists in taking a quantity of grains delivered to the control outlet (9) during a time interval, by opening a hatch, then at count the number of grains constituting this quantity in a deferred manner.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that, after having programmed a number of grains to be spread per m2, to periodically repeat the following operations: carry out the sequential counting of the number of grains delivered to the control output and measure the distance traveled during the 0 grain sampling time interval; calculate a number of grains spread per m2: estimated from the number of grains counted and the distance measured during the sampling time interval as well as the width normally covered by the control output; compare the number of grains per m2 estimated with the number of grains per m2 programmed; act automatically on the adjustment of the distribution members as a function of the deviation possibly noted.

4. Device for regulating the number of grains spread per m2 for implementing the method according to claim 3, adaptable to a row-dispensing machine, in particular row seeders, comprising a row of volumetric distribution members driven by a shaft of common distribution (1) and each having an outlet, device characterized in that it comprises: a sequential counting device arranged at the outlet of at least one dispensing member; an effortless movement speed sensor; a hydraulic motor for driving the distribution shaft, the speed of which is controlled by an electro-hydraulic control valve (4); a rotation shaft speed sensor; a display and programming console (5) of a desired number of grains to be spread per m2, provided with a computer connected to the counting device, to the speed (6) and rotation (7) sensors, to the motorized valve. this calculator controlling the periodic triggering of the sequential sampling and counting of grains, calculating the number of grains spread per m2 from counting data, the speed of movement, the width normally covered by the control output, comparing the number of grains per m2 estimated with the number of grains per m2 displayed, sending a setpoint to the regulating valve (4) according to the deviation possibly observed to bring the speed of rotation of the distribution shaft (1) to the speed allowing deliver the number of grains per m2 desired; the speed of rotation of the distribution shaft also being continuously modulated in proportion to the signal received from the forward speed sensor. !

5. Device for implementing the method according to - {claim 1, 2 or 3, or device according to claim 4, characterized in that it comprises a sequential counting device which comprises a means of sequential sampling of the grains delivered at the control output, a means of buffer storage of the quantity of grains sampled, means for aligning in a row (13) the grains leaving the buffer storage means and a cell for counting the aligned grains (10).

6. Device according to claims 4 and 5 characterized in that it also comprises an intermediate storage means (14) of the grains at their outlet from the sequential counting device and an additional distribution member (15) with the same flow rate as the distribution unit of the control outlet (9), to which the grains kept in the intermediate storage means are directed at the moment when the next sampling begins at the control outlet, so as to prevent the distribution of grains from the outlet witness is interrupted during the sampling operation.

7. Device according to claims 4 and 5 characterized in that the grains from the control outlet unused for sowing and from the counting cell are recycled in the grain tank of the machine (16). - 9-

8. Row drill characterized in that it comprises a

device according to one of claims 4 to 6.

9. Method according to claim 3 characterized in that a new counting cycle is started at the end of the previous cycle and can be possibly canceled if the distribution shaft did not rotate at constant speed during sampling.

10. Device s-1on one of claims 4 to 6 characterized in that the desired value and the display of the desired number of grains per m2 is carried out automatically from a program inserted in the console and the situation automatic machine in the space given by a positioner.