專利名稱:蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械性能測試設(shè)備。
根據(jù)國內(nèi)外排種器試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為帆布帶式、電子直錄式和小車式三種。
帆布帶式排種器試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，種子粒距能較真實(shí)地反映種子播入種床后的分布情況，但是檢測方法落后、效率低。
電子直錄式試驗(yàn)臺(tái)多采用光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)的方法，檢測迅速、方便，測定時(shí)間不受限制，能較準(zhǔn)確地測定單位時(shí)間的排種量，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)處理便于自動(dòng)化。但是這種對(duì)蔬菜小粒種子的測試方法誤差比較大。如我國農(nóng)機(jī)研究院的壓電位感記錄的誤差，芥菜種子7.6－9.6％，芹菜種子誤差高達(dá)18.8％，因此，對(duì)于蔬菜小粒種子實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測是比較難的。
小車式試驗(yàn)臺(tái)能真實(shí)的模擬播種過程，種子在種床上的分布比較接近實(shí)際，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，操作不方便。
鑒于上述排種器試驗(yàn)臺(tái)存在的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種先進(jìn)的能適合蔬菜小粒種子排落種床后的連續(xù)自動(dòng)檢測的排種器試驗(yàn)臺(tái)。
本發(fā)明的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)是由排種器轉(zhuǎn)速傳感器(1)、排種器通用安裝架(2)、CCD攝像傳感器(3)、種床帶速傳感器(4)、種床輸送帶(5)、回油池及油泵(6)、種子、機(jī)油分離器(7)、種床輸送帶傳動(dòng)系統(tǒng)(8)、穩(wěn)壓電源(9)、試驗(yàn)臺(tái)電氣總控制臺(tái)(10)、微機(jī)專用接口(11)、微機(jī)顯示器(12)、微處理機(jī)(13)、打印機(jī)(14)、氣力排種器氣源(15)、機(jī)油自動(dòng)噴涂系統(tǒng)(16)、排種器傳動(dòng)系統(tǒng)(17)、油管(18)、試驗(yàn)臺(tái)架(19)、分度圓盤(20)和油池(21)組成。
下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。
圖1、蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)示意圖；圖2、排種器通用安裝架部件圖；圖3、電氣系統(tǒng)方框圖；圖4、微處理機(jī)專用接口方框圖；圖5、微機(jī)專用接口邏輯線路圖；圖6、CCD143攝像傳感器驅(qū)動(dòng)方框圖；圖7、CCD143攝像傳感器通道方框圖；圖8、精密播種程序框圖；圖9、條播程序框圖；圖10、穴播程序框圖。
本試驗(yàn)臺(tái)的電氣控制及自動(dòng)檢測系統(tǒng)是專為測試蔬菜小粒種子而研制的。首次在蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)上采用了國外七十年代才發(fā)展起來的一種新型器件電荷耦合器件(CCD)，作為非接觸式測量傳感器的敏感單元，其傳感器部分和掃描部分互為一體，具有體積小，耐沖擊、功耗低、壽命長、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、可靠性高、還具有自掃描能力及成熟的MOS工藝。CCD是一種在硅片上淀積電極結(jié)構(gòu)的器件，作為光敏單元的MoS電容，所收集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，注入到移位存儲(chǔ)(CCD)中，以一定的方式給不同的金屬電極施加時(shí)鐘脈沖電壓，在半導(dǎo)體內(nèi)形成儲(chǔ)存少數(shù)載流子的勢陷，在時(shí)鐘脈沖的有規(guī)則變化的驅(qū)動(dòng)下，電極下的勢陷深度也相應(yīng)的變化，從而使電荷在半導(dǎo)體表面作定向的運(yùn)動(dòng)，在輸出端用低通濾波器過濾這些幅度不等的脈沖信號(hào)，所獲得的這些脈沖信號(hào)即為視頻信號(hào)，就是象的模擬。
本試驗(yàn)臺(tái)選用美國仙童公司的CCD143De2048 分辨單元的線陣器件作為非接觸式測量傳感器，如圖6、圖7。驅(qū)動(dòng)頻率為2－5兆赫，行頻2.2KHZ，行掃描時(shí)間為454.5Ws，被測種床輸送帶播幅寬度為100毫米。不同直徑種子在檢測過程中至少被重復(fù)掃描三次以上，以確保每粒種子都能被可靠地檢測出來。該攝像傳感器分辨率高，可高達(dá)0.3毫米。
該傳感器(3)將投落到種床上的種子信息從種床輸送帶上測出，這種信息為視頻脈沖，此視頻脈沖需經(jīng)專用接口才能送入微機(jī)。
排種器轉(zhuǎn)速采用光電傳感器進(jìn)行測試，在傳動(dòng)軸上裝有與排種器軸轉(zhuǎn)速相同的分度圓盤(20)，該盤等分為360度，并貼有紅外反光片。排種器轉(zhuǎn)速由速度顯示儀顯示出來，并將信息送入微機(jī)專用接口(11)。
排種器帶速采用了光電傳感器進(jìn)行測試，在種床輸送帶(5)邊上，每隔5毫米貼有紅外反光片。種床帶速由數(shù)字顯示儀顯示，將帶速信息送入微機(jī)專用接口(11)。
在氣力排種器氣源(15)的進(jìn)出風(fēng)口均裝有調(diào)壓裝置，風(fēng)壓值在±500毫米水柱范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，風(fēng)壓經(jīng)霍爾壓力變換器變換成直流信號(hào)，送入微機(jī)專用接口(11)。
微機(jī)專用接口(11)是由數(shù)塊計(jì)數(shù)板組成，(如圖4、圖5)將檢測出的排種器轉(zhuǎn)速、種床帶速的瞬時(shí)顯示數(shù)值和風(fēng)壓信號(hào)，通過微機(jī)專用接口(11)送入微處理機(jī)(13)(CrOmenco System two)中，微機(jī)采樣后，根據(jù)不同的播種方式，不同的程序處理后，分別求出各種均勻度指標(biāo)并在910顯示終端(12)顯示出來。同時(shí)由GP－250X打印機(jī)(14)打印出所需各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)。種子分布直方圖。
(1)精密播種數(shù)據(jù)處理(圖8)統(tǒng)計(jì)出播種質(zhì)量指標(biāo)，粒距合格率，重播率、漏播率及播種的精度指標(biāo)，平均粒距
X，標(biāo)準(zhǔn)差S，變異系數(shù)V。
(2)條播數(shù)據(jù)處理(圖9)按10厘米為一小區(qū)長度，統(tǒng)計(jì)小區(qū)平均落粒數(shù)
X，標(biāo)準(zhǔn)差S，變異系數(shù)V及斷條率ε。
(3)穴播數(shù)據(jù)處理(圖10)統(tǒng)計(jì)出平均穴粒數(shù)
X，n±1粒穴數(shù)，空穴數(shù)占總測定穴數(shù)的百分比、穴長和穴距的平均值，標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)V。
上述各試驗(yàn)，均打印輸出種床輸送帶帶速的瞬時(shí)值和平均值，排種器轉(zhuǎn)速的瞬時(shí)值和平均值。風(fēng)機(jī)風(fēng)壓瞬時(shí)值和平均值，樣本總粒數(shù)，理論粒距，測區(qū)總長度，種子的平均分布密度等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
本試驗(yàn)臺(tái)設(shè)有電氣總控制臺(tái)(9)，控制監(jiān)視設(shè)備全部安裝在此控制臺(tái)內(nèi)，被控制對(duì)象為(1)種床輸送帶拖動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)ZT2－52，22瓩，220V，13.4／15A，750／3000轉(zhuǎn)／分。選用SJD－1－BF－E可控硅直流調(diào)速裝置，其調(diào)速范圍為130。
(2)排種器拖動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)Z2－12，0.6瓩，110V，1520轉(zhuǎn)／分。選用ZTD－10B型可控硅直流調(diào)速裝置。
(3)為了使種床輸送帶及排種器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在電源輸入端加了一級(jí)614－e型，5KVA電子交流穩(wěn)壓器(9)。這樣在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，也不致影響試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)。
(4)為使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及自動(dòng)檢測系統(tǒng)的供電電源，不隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，加裝了一臺(tái)ZDY－2－2型2KVA的交流自動(dòng)穩(wěn)電器。
(5)總電源開關(guān)選用DZ5－50帶有液壓式脫扣器的自動(dòng)空氣開關(guān)。
(6)JO2－32－2型千瓩的風(fēng)機(jī)拖動(dòng)電機(jī)，選用JR16－20／3D型10＃熱元件的熱繼電器進(jìn)行斷相、過載保護(hù)。
(7)面板上裝有種床速度、排種器轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀交流電流表、電壓表。選用了LA－19型信號(hào)燈按鈕。
該試驗(yàn)臺(tái)種床一側(cè)裝有排種器通用安裝架，(如圖2)卡盤(15)通過滑座(16)裝在立柱(2)上，立柱(2)是安裝架的主要支承，高度為1060毫米，外徑為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輪(7)定位，升降手輪(1)靠絲桿來調(diào)節(jié)卡盤(15)的工作高度，其范圍為60－600毫米，卡盤(15)帶有水平和垂直方向的調(diào)節(jié)長孔和振蕩器安裝孔(3)，一端帶螺紋的左右支承桿(13)、上下支承桿(17)、穿過卡盤(15)的長孔，用螺母緊固，平面型大夾緊板(9)或V型大夾緊板(14)，通過夾緊板軸(11)及絲桿接頭(10)，套裝在左右支承桿(13)上，帶有夾緊手輪(12)的螺紋緊固軸(4)與絲桿接頭(10)聯(lián)接，以控制大夾緊板的裝夾動(dòng)作，用以適應(yīng)排種器外形為平面或圓柱面裝卡要求。卡盤(15)與滑座(16)間，裝有可傾斜11度的前后傾斜調(diào)節(jié)板(6)和左右傾斜調(diào)節(jié)板(8)用以適應(yīng)排種器傾斜試驗(yàn)要求，聯(lián)接在支承桿(7)上的小夾緊板(18)，由小夾緊板緊固手輪(5)控制夾緊動(dòng)作。
通過安裝架采用夾緊板裝卡的結(jié)構(gòu)形式，即能有效地控制排種器的六個(gè)移動(dòng)自由度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，具體的安裝方法可采用不同的組合，如平行對(duì)稱、多作用點(diǎn)、孔面定位夾緊等。
排種器水平狀態(tài)或前后傾斜狀態(tài)的傳動(dòng)采用鏈條傳動(dòng)或半齒輪傳動(dòng)兩種形式。左右傾斜狀態(tài)的傳動(dòng)采用傘齒輪及萬向節(jié)聯(lián)合傳動(dòng)的形式。
該試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)油自動(dòng)噴涂系統(tǒng)，設(shè)有種子機(jī)油分離器(7)、回油池(21)、油泵(6)，輸油管(18)、以及可將機(jī)油直接噴涂到種床輸送帶(5)上的噴頭(16)。種子定位介質(zhì)采用機(jī)油。
本發(fā)明蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，將電荷耦合CCD攝像技術(shù)，通過專用接口與微處理技術(shù)連為一體，從而解決了蔬菜等小粒種子的快速自動(dòng)檢測難題。系統(tǒng)精度高，檢測誤差不大于±21％，對(duì)橫向三粒以內(nèi)的重?？梢苑直?。能真實(shí)地反映投種過程前后種子間的落粒時(shí)間差異和空間差異，粒距準(zhǔn)確可靠。數(shù)據(jù)處理參照ISO國際播種機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)小粒種子自動(dòng)檢測技術(shù)的空白，是排種器研究試驗(yàn)的重要設(shè)備，通過試驗(yàn)分析，可為排種器的設(shè)計(jì)提供最佳參數(shù)，為播種機(jī)的田間作業(yè)提供合理的使用參數(shù)，為排種器的性能對(duì)比提供依據(jù)。
本發(fā)明的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)靈敏度高、精度高、效率高(統(tǒng)計(jì)工作提高效率40倍)、通用性和自動(dòng)化水平高。該蔬菜排種器的使用，必將促進(jìn)精密播種的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。
權(quán)利要求
1.一種蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，由試驗(yàn)臺(tái)架、種床輸送帶、排種器安裝架、輸送帶涂油裝置、氣源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測與監(jiān)視系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于有CCD攝像傳感器(3)，排種器轉(zhuǎn)速傳感器(1)，種床帶速傳感器(4)，裝有風(fēng)壓傳感器的可調(diào)壓氣力排種器氣源(15)，有微機(jī)專用接口(11)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以及有高度、傾斜度均可調(diào)節(jié)的排種器通用安全架(2)和機(jī)油自動(dòng)噴涂系統(tǒng)(16)。
2.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于排種器均勻度的自動(dòng)檢測系統(tǒng)中，采用了一種新型的靈敏度及可靠性高的半導(dǎo)體功能器件CCD電荷耦合器件為核心的CCD攝像傳感器(3)作為非接觸測量的傳感器，其驅(qū)動(dòng)頻率為2－5兆赫。
3.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于采用了光電傳感器作為該排種器轉(zhuǎn)速傳感器(2)，以及裝在傳動(dòng)軸上的與排種器軸轉(zhuǎn)速相同的分度圓盤(20)，該盤等分為360度并貼有360個(gè)紅外反光片，排種器轉(zhuǎn)速由速度顯示儀顯示并將信息送入微機(jī)專用接口(11)。
4.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于種床帶速傳感器(4)采用了光電傳感器，并在種床輸送帶(5)上每隔5毫米貼有紅外反光片，種床帶速有數(shù)字顯示儀顯示并將帶速信息送入微機(jī)專用接口(11)。
5.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于氣力排種器氣源(15)的進(jìn)出風(fēng)口均裝有調(diào)壓裝置，風(fēng)壓值在±500毫米水柱范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，風(fēng)壓經(jīng)霍爾壓力變速器變換成直流信號(hào)送入微機(jī)專用接口(11)。
6.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于設(shè)計(jì)了一套CromenCo System Two微機(jī)(13)專用接口(11)由數(shù)塊16位計(jì)數(shù)器組成的種子視頻信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(圖5)，可將CCD攝象傳感器測得的種子信息送入微機(jī)(13)，由鎖存器、放大器組成的系統(tǒng)可將檢測出的排種器轉(zhuǎn)速、種床帶速和風(fēng)壓的瞬時(shí)值送入微機(jī)(13)，按所編制的精密播種(圖8)條播(圖9)穴播(圖10)三種程序，根據(jù)不同播種方式的要求進(jìn)行處理，求出各種均勻度指標(biāo)及所需參數(shù)，在910微機(jī)顯示器(12)上顯示，和在GP－250X打印機(jī)(14)打印輸出。
7.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于排種器通用安裝架(圖1－2)的安裝卡盤(15)通過滑座(16)裝在立柱(2)上，其水平方向靠滑座定位手輪(7)定位，升降手輪(1)靠絲桿來調(diào)節(jié)卡盤(15)的工作高度，其范圍為60－600毫米，卡盤(15)帶有水平和垂直方向的調(diào)節(jié)長孔，一端帶螺紋的左右支承桿(13)、上下支承桿(17)穿過卡盤(15)的長孔用螺母緊固，平面型大夾緊板(9)或V型大夾緊板(14)，通過夾緊板軸(11)及絲桿接頭(10)套裝在左右支承桿(13)上，帶有夾緊手輪(12)的螺紋緊固軸(4)與絲桿接頭(10)聯(lián)接，以控制大夾緊板的裝夾動(dòng)作，卡盤(15)與滑座(16)間，裝有可傾斜11°度的前后傾斜調(diào)節(jié)板(6)和左右傾斜調(diào)節(jié)板(8)，聯(lián)接在支承桿(17)上的小夾緊板(18)，由小夾緊板緊固手輪(5)控制夾緊動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求
1所說的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于機(jī)油自動(dòng)噴涂系統(tǒng)有種子機(jī)油分離器(7)，回油池(21)，油泵(6)，輪油管(18)，以及可將機(jī)油直接噴涂到種床輸送帶(5)上的噴頭(16)，種子定位介質(zhì)采用機(jī)油。
專利摘要
本實(shí)用新型的蔬菜排種器試驗(yàn)臺(tái)，采用了通用安裝架和自動(dòng)涂油裝置，并將電荷耦合CCD攝像技術(shù)，通過專用接口與微處理技術(shù)連為一體，進(jìn)行蔬菜小粒種子的快速自動(dòng)檢測。具有精度高、靈敏度高、效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK85201873SQ85201873
公開日1986年3月19日 申請(qǐng)日期1985年5月25日
發(fā)明者陳景盛, 陳芳良 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan