專利名稱：播種機、播種機播種監(jiān)測設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械，具體地說，是涉及播種機、用于播種機排種管內(nèi)種子流動情
況監(jiān)測的監(jiān)測設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
目前播種機的主要部件——排種管是全封閉的，看不到排種過程，因此僅憑人的 視聽無法直接監(jiān)視其作業(yè)質(zhì)量，如果在播種作業(yè)時發(fā)生排種管堵塞與漏播，會導(dǎo)致一行或 數(shù)行不能夠正常播種，造成"斷條"漏播現(xiàn)象，尤其是大型寬行精播機，其作業(yè)速度高、播幅 寬，如發(fā)生上述現(xiàn)象則會造成大面積的漏播，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)的大幅減產(chǎn)。目前，用電子智能監(jiān)控 系統(tǒng)對排種器下種情況進(jìn)行監(jiān)控，并出聲光報警，通知駕駛員故障的位置并及時排除，可極 大地提高精密播種的質(zhì)量。 針對精密播種機堵塞與漏播監(jiān)測的研究多集中于光電法和圖像法。光電法是將光
電傳感器安裝于排種管上，當(dāng)小麥籽粒通過光電傳感器的種子通道時，遮斷光束，使光電管
發(fā)出脈沖信號，如果接受不到光電信號，就認(rèn)為是堵塞，如果光電信號變強，則認(rèn)為是漏播。
由于光電管極易受到田間塵土的污染，因此會對測量的可靠性產(chǎn)生影響。 圖像法是由CCD攝像機對種子流進(jìn)行拍攝并把信號傳輸給計算機，計算機對樣本
進(jìn)行處理，逐步完成圖像處理、特征量提取、模式識別等過程，從而對播種量進(jìn)行監(jiān)測。這種
方法具有成本高、易受田間道路顛簸等影響，同時鏡頭也容易被灰塵覆蓋，影響測量精度。 因此，如何有效地對播種機排種管的流動情況進(jìn)行監(jiān)測，并對堵塞與漏播進(jìn)行報
警，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)監(jiān)測領(lǐng)域中亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、 可靠性及適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強的播種機播種監(jiān)測設(shè)備。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，用于監(jiān)測播種機的 排種管內(nèi)種子流動情況，所述監(jiān)測設(shè)備包括信號采集模塊、信號處理模塊和報警模塊，所述 信號采集模塊包括設(shè)置在所述排種管內(nèi)的探頭和設(shè)置在所述排種管外的驅(qū)動電機，所述探 頭與所述驅(qū)動電機的驅(qū)動軸固連，所述信號處理模塊根據(jù)所述驅(qū)動電機的電流變化，判斷 排種管內(nèi)的種子流動是否正常，所述報警模塊在所述信號處理模塊判斷出種子流動不正常 時報警。 上述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其中，所述探頭為弧形的金屬條。
上述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其中，所述驅(qū)動電機為直流電機。 上述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其中，所述排種管上設(shè)置有穿透管壁的通孔，所述直 流電機的驅(qū)動軸穿過所述通孔與所述探頭固連。 上述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其中，所述信號采集模塊還包括一與所述直流電機 串聯(lián)的電阻，所述信號處理模塊檢測所述電阻上的電壓變化值。
進(jìn)一步地，本發(fā)明提供應(yīng)用上述播種機播種監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行播種監(jiān)測的方法，該方 法包括如下步驟 S100 :根據(jù)播種機行進(jìn)速度和株距設(shè)定正常播種時驅(qū)動電機的電流變化值la ;
S200 :所述信號處理模塊通過所述探頭監(jiān)測播種過程中驅(qū)動電機的電流變化值 I ; S300 :判斷步驟，若I = Ia，為正常播種；若I < Ia，為漏播，進(jìn)入步驟S400 ;若I > Ia，為排種管堵塞，進(jìn)入步驟S400 ;
S400:報警步驟。 上述的方法，其中，所述信號采集模塊根據(jù)一與所述直流電機串聯(lián)的電阻上的電 壓變化計算所述驅(qū)動電機的電流變化值。 上述的方法，其中，在所述報警步驟之后還包括一排除故障步驟。 本發(fā)明還提供一種播種機，該播種機包括排種管及監(jiān)測所述排種管內(nèi)的種子流動
情況的監(jiān)測設(shè)備，所述監(jiān)測設(shè)備包括信號采集模塊、信號處理模塊和報警模塊，所述信號采
集模塊包括設(shè)置在所述排種管內(nèi)的探頭和設(shè)置在所述排種管外的驅(qū)動電機，所述探頭與所
述驅(qū)動電機的驅(qū)動軸固連，所述信號處理模塊根據(jù)所述驅(qū)動電機的電流變化，判斷排種管
內(nèi)的種子流動是否正常，所述報警模塊在所述信號處理模塊判斷出種子流動不正常時報
氛 本發(fā)明的有益功效在于，播種監(jiān)測設(shè)備基于旋轉(zhuǎn)電機和探頭對排種管內(nèi)的種子流 動情況進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性及適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強；且監(jiān)測方法也簡單有 效，為播種機的優(yōu)化播種提供有利支持。 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明的播種機播種檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為播種監(jiān)測流程圖。其中，附圖標(biāo)記10-信號采集模塊11-探頭12-驅(qū)動電機121-驅(qū)動軸13-電阻14-電源20-單片機30-指示燈40-排種管S100 S500步驟
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以更進(jìn)一步了解
本發(fā)明的目的、方案及功效，但并非作為本發(fā)明所附權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。 參閱圖1本發(fā)明的播種機播種檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖，本發(fā)明的播種監(jiān)測設(shè)置主要
設(shè)置在播種機上，用于監(jiān)測播種機的排種管內(nèi)種子流動情況，如圖所示，監(jiān)測設(shè)備包括信號
采集模塊10、信號處理模塊20和報警模塊30。該信號采集模塊20包括設(shè)置在排種管40
內(nèi)的探頭11和設(shè)置排種管40外的驅(qū)動電機12，該驅(qū)動電機為直流電機，且該直流電機12由電源14供電，探頭11與驅(qū)動電機12的驅(qū)動軸121固連，信號處理模塊20為一單片機， 該單片機根據(jù)驅(qū)動電機的電流變化，判斷排種管內(nèi)的種子流動是否正常，報警模塊30在信 號處理模塊判斷出種子流動不正常時報警，該報警模塊為一指示燈。 在本發(fā)明較佳的實施例中，驅(qū)動電機12還串聯(lián)一電阻13，單片機20在判斷排種管 內(nèi)的種子流動是否正常時，根據(jù)電阻13上的電壓變化來計算驅(qū)動電機的電流變化。
進(jìn)一步的，探頭11為弧形的金屬條，排種管40上設(shè)置有穿透管壁的通孔，直流電 機12的驅(qū)動軸121穿過所述通孔與探頭11固連。 上述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，若對直流電機12采用電壓為1. 5V的電源14供電， 檢測電阻選用精度為千分之一、阻值1 = l歐姆的精密電阻。根據(jù)歐姆定律，流經(jīng)檢測電阻 的電流I與檢測電阻兩端的電壓U成正比(U = R*I)。通過試驗，當(dāng)漏播時，電壓U穩(wěn)定在 0. 005-0. 006伏特；當(dāng)堵塞時，電壓U穩(wěn)定在O. 066-0. 067伏特；當(dāng)正常播種時，電壓U的變 化范圍是0. 016-0. 038伏特。 將上述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行播種監(jiān)測的方法，包括如下步驟 S100 :根據(jù)播種機行進(jìn)速度和株距設(shè)定正常播種時驅(qū)動電機的電流變化值Ia，根
據(jù)上面的實驗數(shù)據(jù)，可以將Ia設(shè)定為0. 016-0. 038安培； S200:所述信號處理模塊通過所述探頭監(jiān)測播種過程中驅(qū)動電機的電流變化值 I ; S300 :判斷步驟，若I = Ia，為正常播種；若I < Ia，為漏播，進(jìn)入步驟S400 ;若I > Ia，為排種管堵塞，進(jìn)入步驟S400 ;
S400 :報警步驟。 在所述報警步驟之后，還包括一排除故障步驟S500。 同樣地，根據(jù)歐姆定律，U = RW，在實際應(yīng)用時，單片機20根據(jù)與直流電機12串 聯(lián)的電阻13上的電壓變化來計算驅(qū)動電機的電流變化，從而判斷排種管內(nèi)的種子流動是 否正常。 播種機采用本發(fā)明實施例中的播種監(jiān)測設(shè)備時，一般將播種機上的排種管分別進(jìn) 行編號，當(dāng)某個或某幾個排種管內(nèi)部的探頭受堵塞，或者沒有糧食落下的影響，對應(yīng)的直流 電機的電流將顯示不同的特性，單片機測量到電流變化信號，在指示燈上給出報警停車信 號，并指示出堵塞或漏播的排種管的編號。 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種播種機播種監(jiān)測設(shè)備，用于監(jiān)測播種機的排種管內(nèi)種子流動情況，所述監(jiān)測設(shè)備包括信號采集模塊、信號處理模塊和報警模塊，其特征在于，所述信號采集模塊包括設(shè)置在所述排種管內(nèi)的探頭和設(shè)置在所述排種管外的驅(qū)動電機，所述探頭與所述驅(qū)動電機的驅(qū)動軸固連，所述信號處理模塊根據(jù)所述驅(qū)動電機的電流變化，判斷排種管內(nèi)的種子流動是否正常，所述報警模塊在所述信號處理模塊判斷出種子流動不正常時報警。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，所述探頭為弧形的金屬條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動電機為直流電機。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，所述排種管上設(shè)置有穿 透管壁的通孔，所述直流電機的驅(qū)動軸穿過所述通孔與所述探頭固連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，所述信號采集模塊還包 括一與所述直流電機串聯(lián)的電阻，所述信號處理模塊檢測所述電阻上的電壓變化值。
6. —種采用權(quán)利要求1所述的播種機播種監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行播種監(jiān)測的方法，其特征在 于，該方法包括如下步驟S100 :根據(jù)播種機行進(jìn)速度和株距設(shè)定正常播種時驅(qū)動電機的電流變化值Ia ;S200 :所述信號處理模塊通過所述探頭監(jiān)測播種過程中驅(qū)動電機的電流變化值I ; S300 :判斷步驟，若I = Ia，為正常播種；若I < Ia，為漏播，進(jìn)入步驟S400 ;若I > Ia， 為排種管堵塞，進(jìn)入步驟S400 ;S400 :報警步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述信號采集模塊根據(jù)一與所述直流電 機串聯(lián)的電阻上的電壓變化計算所述驅(qū)動電機的電流變化值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述報警步驟之后還包括一排除故 障步驟。
9. 一種播種機，包括排種管及監(jiān)測所述排種管內(nèi)的種子流動情況的監(jiān)測設(shè)備，所述監(jiān) 測設(shè)備包括信號采集模塊、信號處理模塊和報警模塊，其特征在于，所述信號采集模塊包括 設(shè)置在所述排種管內(nèi)的探頭和設(shè)置在所述排種管外的驅(qū)動電機，所述探頭與所述驅(qū)動電機 的驅(qū)動軸固連，所述信號處理模塊根據(jù)所述驅(qū)動電機的電流變化，判斷排種管內(nèi)的種子流 動是否正常，所述報警模塊在所述信號處理模塊判斷出種子流動不正常時報警。
全文摘要
一種播種機、播種機播種監(jiān)測設(shè)備及方法，用于監(jiān)測播種機的排種管內(nèi)種子流動情況，所述監(jiān)測設(shè)備包括信號采集模塊、信號處理模塊和報警模塊，所述信號采集模塊包括設(shè)置在所述排種管內(nèi)的探頭和設(shè)置在所述排種管外的驅(qū)動電機，所述探頭與所述驅(qū)動電機的驅(qū)動軸固連，所述信號處理模塊根據(jù)所述驅(qū)動電機的電流變化，判斷排種管內(nèi)的種子流動是否正常，所述報警模塊在所述信號處理模塊判斷出種子流動不正常時報警。本發(fā)明基于旋轉(zhuǎn)電機和探頭對排種管內(nèi)的種子流動情況進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性及適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強；且監(jiān)測方法也簡單有效，為播種機的優(yōu)化播種提供有利支持。
文檔編號G01R31/34GK101715668SQ20091024305
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者劉立晶, 周利明, 張俊寧, 張小超, 李頡, 苑嚴(yán)偉, 趙化平 申請人:中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院