一种水稻智能化播种施肥控制系统及其控制方法与流程
本发明属于农业控制技术领域，特别涉及一种水稻智能化播种施肥控制系统及其控制方法。
背景技术：
中国是农业大国，农业机械化对我国现代化农业的发展有着至关重要的作用，我国主要三大粮食作物之一水稻对我国粮食安全有着重要作用，在种植过程中均广泛运用播种机械作业，机械直播具有省工、省时、省力，节省种子、肥料，生产效率高等优点。
为了进一步提高农业种植效率，现有技术中，采用旋耕播种施肥为一体的复合作业机进行种植，此复合作业机包括机架，机架的前部可转动地连接有旋耕刀轴，旋耕刀轴上排布有若干旋耕刀，旋耕刀轴后方的机架上连接有种箱和肥箱，种箱和肥箱的前后位置可根据实际需要设定，肥箱上排布有若干落肥口，种箱上排布有若干落种口，种箱下侧排布有若干与落种口一一对应的排种器，肥箱下侧排布有若干与落肥口一一对应的排肥器，由排种器和排肥器分别将种子和肥料排到土壤内，此设计中，虽然可以实现自动排种排肥，但是作业过程中无法检测排种量和排肥量，无法保证播种施肥的均匀性。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术中无法保证播种施肥均匀性的技术问题，本发明提出一种水稻智能化播种施肥控制系统及其控制方法，本发明可检测农机作业过程中的排种量和排肥量，实现排种量和排肥量的调节，保证播种施肥的均匀性。
本发明的目的是这样实现的：一种水稻智能化播种施肥控制系统，包括中央处理模块、旋耕控制模块、播种控制模块、施肥控制模块、镇压控制模块、喷药控制模块；
拖拉机的后方可升降地连接有播种施肥复合作业机，播种施肥复合作业机包括机架；拖拉机的车轮轮毂上安装有速度传感器；
所述旋耕控制模块包括旋耕刀轴转速调节单元、固定连接在机架左右两侧的耕深传感器和固定安装在旋耕刀轴上的旋耕转速传感器，旋耕刀轴转速调节单元由拖拉机油门输出控制，驱动旋耕刀轴转动的动力源为拖拉机的动力输出轴；速度传感器检测车轮的转动速度，速度传感器将转动速度信号发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的车轮转速控制调节动力输出轴的转速，实现旋耕刀轴的转速调节；
种箱的下侧排布有m个排种器，所述播种控制模块包括m个与排种器一一对应的播种单体控制单元，所述播种单体控制单元包括固定在排种轴上的排种转速传感器和控制排种轴转速的排种电机，种箱的下侧固定连接有种箱重量传感器，种箱重量传感器在种箱和排种器之间，种箱重量传感器检测种箱的质量，并将检测到的种箱质量发送给中央处理模块，中央处理模块计算出排种量并根据计算出的排种量控制排种电机的转速；
肥箱的下侧排布有若干排肥器，所述施肥控制模块包括若干与排肥器一一对应的排肥单体控制单元，所述排肥单体控制单元包括肥箱重量传感器、固定安装在排肥轴上的排肥转速传感器和控制排肥轴转速的排肥电机，肥箱重量传感器固定连接在肥箱下侧，肥箱重量传感器在肥箱和排肥器之间，排肥转速传感器检测排肥轴的转速，肥箱重量传感器检测肥箱的质量，并将检测到的肥箱质量和排肥轴转速发送给中央处理模块，中央处理模块计算出排肥量并根据计算出的排肥量控制排肥电机的转速；
所述镇压控制模块包括m个镇压单体控制单元，镇压单体控制单元包括镇压轮压力传感器、镇压轮转速传感器和镇压轮升降执行机构，种箱后方的机架上排布有与排肥器对应的高度可调的镇压轮，所述镇压轮升降执行机构包括直线驱动器一，直线驱动器一固定连接在机架上，直线驱动器一上连接有向上伸出且可做往复直线移动的升降杆，升降杆上连接有可升降的连接杆，镇压轮压力传感器固定连接在连接杆的下侧，镇压轮压力传感器朝下的一侧固定连接有连接架，镇压轮可转动地连接在连接架的下部；所述镇压轮压力传感器将采集到的镇压轮的压力信号发送给中央处理模块，中央处理模块根据接受到的压力信号控制直线驱动器一的动作，以调节镇压轮的高度；
拖拉机的车架上侧固定安装有药箱，药箱的下侧固定连接有药箱重量传感器，药箱放置在容纳箱内，药箱重量传感器的下侧固定连接在车架上，所述喷药控制模块包括n个喷药单体控制单元，所述喷药单体控制单元包括固定连接在机架上的压力泵和直线驱动器二，直线驱动器二连接有向上倾斜伸出且可做往复直线移动的推拉杆，所述推拉杆与压力泵的压力调节杆铰接，压力泵的进液口与药箱的出液口连接，压力泵的出液口连接有药管，所述药管向后伸出且连接在机架上，药管的后部连接有喷嘴；所述药箱重量传感器检测药箱的重量并将检测到的药箱重量信号传输给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的药箱重量控制。
为了进一步实现喷嘴的高度调节，所述药管为软管，所述机架后部的左右两侧均可转动地连接有喷嘴支撑板，所述机架的左右两侧分别连接有直线驱动器三，所述直线驱动器三上连接有向上且向后倾斜伸出的伸缩杆，所述伸缩杆可做往复直线运动，伸缩杆向上伸出的一端与喷嘴支撑板铰接，每个所述喷嘴支撑板的外侧连接有喷嘴高度检测组件，喷嘴设置有n个且均固定在喷嘴支撑板的后侧，所述喷嘴高度检测组件包括距离传感器二和固定连接在喷嘴支撑板外侧的固定板，所述固定板朝外的一侧固定连接有在高度方向上间隔设置的红外发射固定座二和下支撑座二，所述红外发射固定座二在下支撑座二的上方，红外发射固定座二和下支撑座二上可滑动地连接有活动杆二，活动杆二的下侧设有拖板二，活动杆二上套装有缓冲弹簧，缓冲弹簧在红外发射固定座二和下支撑座二之间，所述距离传感器二为红外测距传感器，所述红外测距传感器发射处的红外光照射在拖板二上侧。
为了进一步实现充肥量的调节，所述排肥器包括具有开口的排肥壳体，所述肥箱上排布有若干落肥口，每个开口与落肥口一一对应，开口经落肥口与肥箱的内腔连通，排肥壳体上可转动地连接有排肥轴，所述排肥壳体内的排肥轴上连接有窝眼轮，所述窝眼轮的圆周上排布有若干滑动槽，所述滑动槽内安装有推板，所述推板的一端伸进窝眼轮的窝眼内，推板的另一端可沿着滑动槽处的窝眼轮圆周外侧滑动，推板的另一端可抵触在窝眼轮上，推板的一端开有与窝眼相连通的料槽，窝眼与料槽形成用于容纳肥料的空间，推板的外侧与窝眼轮的外侧齐平，推板的位置调节好后，推板与窝眼轮固定连接，排肥壳体的上侧开有进料口；窝眼轮在轴向方向上朝外的一侧连接有调节盘，所述调节盘上排布有若干连接调节件，窝眼轮朝外的一侧排布有与连接调节件位置对应的连接槽，连接调节件可沿着连接槽滑动，调节盘上开有若干与滑动槽位置对应的调节槽，推板同时抵触在调节盘上，推板的位置调节好后，推板伸出窝眼轮的端部与调节盘固定连接；所述排肥壳体内朝下的一侧固定连接有软毛刷，软毛刷朝向窝眼轮且与窝眼轮的轮面相切；此设计中，从空间滑出的肥料落在隔离槽内，提高空间内充肥的充分性。
为了进一步提高施肥的均匀性，所述窝眼轮的外侧连接有隔离环，隔离环上开有与所述空间位置对应的隔离槽。
为了方便拆装，所述开口处对应的排肥壳体外侧连接有盖板，盖板在隔离环在轴向方向上朝外的一侧，盖板朝外的一侧固定连接有法兰，排肥轴可转动地连接在法兰上，排肥轴的一端伸出排肥壳体外，排肥轴的另一端伸出法兰外。
为了进一步提高排肥效果，所述排肥壳体内还连接有护肥带，护肥带的带面紧贴在窝眼轮的圆周外侧，护肥带的下部向排肥口延伸；此设计中，软毛刷将空间外的肥料刷进空间内。
为了进一步防止肥料从容纳腔内沿着窝眼轮的外侧滑下，所述排肥壳体内壁的下部设有封闭板，封闭板上开有凹槽，凹槽内连接有密封带，伸出封闭板外的密封带向下倾斜，密封带朝上的一侧与封闭板朝上的一侧齐平，朝下倾斜的密封带上，密封带下部的倾斜度大于密封带上部的倾斜度，倾斜度相对于竖直方向而言，密封带的上部贴合在窝眼轮外侧，密封带上部朝下的一侧开有至少一个定位槽一，封闭板下方的排肥壳体内壁上设有向下倾斜且往窝眼轮排料口所在方向延伸的斜面板，斜面板上开有与定位槽一对应的定位槽二，密封带经定位槽一连接有压缩弹簧，压缩弹簧倾斜向下延伸的端部伸进定对应的位槽二内与斜面板连接，压缩弹簧呈压缩状态，窝眼轮在左右方向上的一侧、封闭板、密封带、排肥壳体内壁和进料口之间形成容纳肥料的容纳腔，窝眼轮在左右方向上的另一侧与排肥壳体内壁之间形成用于安装护肥带的安装腔；此设计中，密封带的上部在压缩弹簧的作用下紧密贴合在窝眼轮外侧，同时密封带的下部不会贴着窝眼轮，当滑动槽转动至密封带所在位置时，密封带不会伸进滑动槽内，使密封带始终贴合在窝眼轮外侧，保证容纳腔内的肥料不会向外排出，进一步提高施肥的均匀性。
作为本发明的进一步改进，拖拉机的驾驶室里设置有外部信息输入键盘、显示模块和报警单元，通过外部信息输入键盘将田间作业处方信息输入给中央处理模块，并经显示模块将田间作业信息显示出来，其中，田间处方信息包括每亩播种量、每亩施肥量、每亩喷药量、耕深阈值、镇压轮压力阈值和喷嘴高度阈值。
使用一种水稻智能化播种施肥控制系统进行控制的方法，包括以下步骤：
（1）使用信息输入键盘将田间作业处方信息输入中央处理模块，中央处理模块将田间作业处方信息发送到显示模块上，显示屏显示田间作业处方信息；
（2）速度传感器实时检测拖拉机的前进速度，并将检测到的车轮转速数据发送给中央处理模块，旋耕转速传感器实时检测旋耕刀轴的转动速度，并将旋耕刀轴的转速数据发送给中央处理模块，显示屏上显示车轮转速值和旋耕刀轴的转速值，中央处理模块调节动力输出轴的转速，使旋耕刀轴的转速在作业要求范围内；
（3）耕深传感器检测旋耕位置处地面的高度变化，并将检测到的距离变化发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的距离变化分析得到耕作深度，中央处理模块控制机架升降电磁控制阀的动作，以控制机架的升降动作；
（4）种箱重量传感器实时检测种箱的重量，排种转速传感器检测排种轴的转速，种箱重量传感器检测到的种箱重量、排种转速传感器检测到的排种轴转速分别发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的种箱重量计算出单位时间内的落种量a实，将计算得到的单位时间内的落种量与设定的单位时间内落种量的阈值a相比较，若a实在0.9a～1.1a之间，则中央处理模块不做任何动作，a实高于1.1a，中央处理模块控制排种电机降低转速，若低于0.9a，中央处理模块控制排种电机提高转速，并返回种箱重量传感器的检测步骤；
（5）肥箱重量传感器实时检测肥箱的重量，排肥转速传感器检测排肥轴的转速，肥箱重量传感器和排肥转速传感器分别将检测到的肥箱重量和排肥轴转速发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的肥箱重量计算出单位时间内的排肥量b实，并将计算值与设定的单位时间内排肥量的阈值b相比较，若b实在0.9b～1.1b之间，则中央处理模块不做任何动作，若高于1.1b，中央处理模块控制排肥电机降低转速，若低于0.8b，中央处理模块控制排肥电机提高转速，并返回肥箱重量传感器的检测步骤；
（6）镇压轮压力传感器实时检测镇压轮受到地面作用的压力信号，镇压轮压力传感器将检测到的载荷数据f实发送给中央处理模块，中央处理模块将载荷数据f实与镇压轮压力阈值f相比较，f实大于1.1f，中央处理模块控制直线驱动器一动作，使升降杆向上伸出，减小镇压轮受到的地面压力，f实小于0.9f，中央处理模块控制直线驱动器一反向松祚，升降杆向下缩回，加大镇压轮受到的地面压力，若f实在0.9f～1.1f之间，则中央处理模块控制直线驱动器一停止动作，返回镇压轮压力传感器的检测步骤；
（7）药箱重量传感器检测药箱的重量，药箱重量传感器将检测到的药箱重量数据发送给中央处理模块，中央处理模块计算出t定时间内药箱水量的降低值，若ct定’超过1.2ct定，中央处理模块控制直线驱动器二动作，使推拉杆向上伸出，降低压力泵的压力，减小喷嘴在单位时间内的喷药量，若ct定’低于0.8ct定，中央处理模块控制直线驱动器二反向动作，使推拉杆向下缩回，提高压力泵出液的压力，加大喷嘴在单位时间内喷药量，当ct定’在0.8ct定～1.2ct定之间时，中央处理模块控制直线驱动器二停止动作，返回药箱重量传感器的检测步骤；
（8）距离传感器二检测拖板的高度变化，距离传感器二将检测到的距离信号发送给中央处理模块，中央处理模块根据检测到的距离信号计算出实时的喷嘴高度值h实，中央处理模块将h实与设定的喷嘴高度阈值h进行比较，若h实大于1.1喷嘴高度阈值h，中央处理模块控制直线驱动器三动作，使伸缩杆向下缩回，喷嘴支撑板向下摆动，喷嘴下降，若h实小于0.9h，中央处理模块控制直线驱动器三反向动作，使伸缩杆向上伸出，喷嘴支撑板向上摆动，喷嘴上升，h实在0.9h～1.1h之间时，中央处理模块控制直线驱动器三停止动作，返回距离传感器二的检测步骤；
其中，ct定’为药箱水量平均到n个喷嘴上时在t定时间内的水量降低值，ct定为t定时间内设定的喷药量阈值；
步骤（2）～（8）同步动作。
本发明与现有技术相比：
通过播种控制模块、施肥控制模块分别实现施肥量和落种量的实时检测，并根据检测到的施肥量和落种量分别调节排种电机和排肥电机的转速；检测镇压轮受到地面的压力，控制镇压轮的升降，使镇压轮作用在地面上的压力保持平衡；同时，通过药箱、药箱重量传感器、压力泵、直线驱动器二的联合设置，实现喷药量的调节，使得喷洒更加均匀，同时，通过喷嘴高度检测组件、喷嘴支撑板、喷嘴、直线驱动器三之间的结构设计，实时检测出喷嘴距离地面的高度，控制直线驱动器三的动作，实现喷嘴的高度调节，使得喷嘴与地面之间的距离保持恒定，提高喷药效果；另外，排肥器的结构中，充肥空间大小可调，调节方便；空间内充肥充分，容纳腔内的肥料不会向外排出，只有空间内充满肥料的向外排出，排肥精确稳定，减小排肥误差；本发明可应用于旋耕播种施肥喷药的复合作业中。
附图说明
图1是本发明的侧视图。
图2为本发明的侧视内部结构图。
图3为本发明中耕深检测组件的结构图。
图4为本发明中种箱与固定横梁一连接的结构图。
图5为图4中a处的局部放大图。
图6为本发明中肥箱与固定横梁二连接的结构图。
图7为本发明中喷嘴支撑板、喷嘴和高度检测组件连接在一起的结构图。
图8为图1中b处的局部放大图。
图9为本发明中排肥器的主视图。
图10为本发明中排肥器的立体结构图。
图11为本发明中排肥器安装法兰前的立体结构图一。
图12为图11中c处的局部放大图。
图13为本发明中排肥器安装盖板前的立体结构图一。
图14为本发明中排肥器安装盖板前的立体结构图二。
图15为图14中d处的局部放大图。
图16为本发明中排肥器安装盖板前且隐藏掉排肥轴后的主视图。
图17为本发明中排肥器安装盖板前且隐藏掉排肥轴后的立体结构图。
图18为本发明中窝眼轮的立体结构图。
图19为本发明中推板的立体结构图。
图20为图17中e处的局部放大图。
图21为本发明中的控制结构框图。
图22为本发明的显示屏人机界面示意图。
图23为本发明中施肥开沟轮与播种开沟器的位置示意图。
图中：1喷嘴，2喷嘴高度检测组件，201拖板二，202缓冲弹簧二，203固定板，204限位阶二，205活动杆二，206红外发射固定座二，207距离传感器二，208下支撑座二，3喷嘴支撑板，4、镇压轮升降执行机构，401连接杆，402升降杆，403直线驱动器一，404连接架，5、镇压轮升降电磁控制阀，6回油箱，7机架，8、肥箱，9、机架侧板，10、变速箱，11、机架升降电磁控制阀，12、油管，13悬挂架，14耕深检测组件，1401红外发射固定座一，1402缓冲弹簧，1403下支撑座，1404拖板，1405红外测距传感器，1406限位阶，1407活动杆，15旋耕转速传感器，16旋耕刀，17施肥开沟轮，18播种开沟器，19直线驱动器三，20镇压轮转速传感器，21镇压轮压力传感器，22种箱，23排种电机，24压力泵，25肥箱重量传感器，26推拉杆，27压力调节杆，28排肥电机，29排肥器，2901排肥轴，2902排肥壳体，2903法兰，2904盖板，2095密封带，2906封闭板，2907进料口，2908隔离环，2909排肥壳体，2910连接调节件，2911推板，2912滑动槽，2913调节盘，2914窝眼轮，2915容纳腔，2916压缩弹簧，2917软毛刷，2918护肥带，2919空间，2920隔离槽，2921料槽，2922窝眼，2923排肥口，2924斜面板，2925调节槽，2926连接孔，2927连接螺栓，2928定位槽二，30排肥电机调速器，31排种电机调速器，32排种器，33种箱重量传感器，34直线驱动器二，35排肥支架，36连接螺杆一，37固定横梁一，38滚珠，39主动链轮二，40输出轴二，41从动链轮二，42排种轴，43施肥管，44传动链条一，45传动链条二，46移动槽，47输出轴一，48从动链轮一，49主动链轮一，50支撑板一，51螺杆，52限位螺母，53连接螺母一，54排种口，55排种壳体，56固定横梁二，57连接螺杆二，58落肥口，59支撑板二，60连接螺母二，61伸缩杆，62开沟支架，63镇压轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1～图23所示的一种水稻智能化播种施肥控制系统，包括中央处理模块、旋耕控制模块、播种控制模块、施肥控制模块、镇压控制模块、喷药控制模块；
拖拉机的后方可升降地连接有播种施肥复合作业机，播种施肥复合作业机包括机架7；拖拉机的车轮轮毂上安装有速度传感器；
旋耕控制模块包括旋耕刀16轴转速调节单元、固定连接在机架7左右两侧的耕深检测组件14和固定安装在旋耕刀16轴上的旋耕转速传感器15，旋耕刀16轴转速调节单元由拖拉机油门输出控制，驱动旋耕刀16轴转动的动力源为拖拉机的动力输出轴；速度传感器检测车轮的转动速度，速度传感器将转动速度信号发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的车轮转速控制调节动力输出轴的转速，实现旋耕刀16轴的转速调节；机架7的左右两侧均固定连接有机架侧板9，旋耕刀16轴可转动地连接在两个机架侧板9上；机架7上安装有变速箱10，动力输出轴为变速箱10的动力输入，机架7的前侧设有用于与拖拉机连接的悬挂架13，机架7经悬挂架13与拖拉机可升降地连接（此为现有技术）；耕深检测组件14包括固定在机架侧板9外侧的红外发射固定座一1401，红外发射固定座一1401下方的机架侧板9外侧固定设有下支撑座1403一，红外发射固定座一1401和下支撑座1403一上可滑动地连接有活动杆1407一，活动杆1407一的上侧设有限位阶1406一，限位阶1406一可抵触在红外发射固定座一1401上侧，活动杆1407一远离机架侧板9一侧朝外的红外发射固定座一1401上固定连接有距离传感器一，活动杆1407一的下侧设有拖板1404一，距离传感器一相对拖板1404一设置，活动杆1407一上套装有缓冲弹簧1402一，缓冲弹簧1402一在红外发射固定座一1401和下支撑座1403一之间；
种箱22的下侧排布有m个排种器32，播种控制模块包括m个与排种器32一一对应的播种单体控制单元，播种单体控制单元包括固定在排种轴42上的排种转速传感器和控制排种轴42转速的排种电机23，种箱22的下侧固定连接有种箱重量传感器33，种箱重量传感器33在种箱22和排种器32之间，种箱重量传感器33检测种箱22的质量，并将检测到的种箱22质量发送给中央处理模块，中央处理模块计算出排种量并根据计算出的排种量控制排种电机23的转速；其中，种箱22与机架7之间的连接结构具体为，机架7的左右两侧开有移动槽46，种箱22的左右两侧分别连接有伸向移动槽46外的螺杆51，使用限位螺母52螺纹连接到螺杆51上，使限位螺母52与机架7接触，种箱22的底部排布有若干排种口54，排种口54与排种器32的进种口连通，机架7上固定设有固定横梁一37，固定横梁一37在前后方向上的一侧排布有若干支撑板一50，排种器32的排种壳体55朝向固定横梁一37的一侧设有两个连接螺杆51一36，两个连接螺杆51一36关于支撑板一50在高度方向上的中心对称设置，连接螺杆51一36穿过支撑板一50，使用连接螺母一53旋在连接螺杆51一36上，使连接螺母一53压紧在支撑板一50上，使排种器32的排种壳体55相对机架7固定，此设计既能限制种箱22的上下移动，又能实现种箱22重量的检测，还可以实现种箱22在左右方向上的限位，防止种箱22的左右窜动。
肥箱8的下侧排布有（m-1）个排肥器29，施肥控制模块包括（m-1）个排肥器29一一对应的排肥单体控制单元，排肥单体控制单元包括肥箱重量传感器25、固定安装在排肥轴2901上的排肥转速传感器和控制排肥轴2901转速的排肥电机28，肥箱重量传感器25固定连接在肥箱8下侧，肥箱重量传感器25在肥箱8和排肥器29之间，排肥转速传感器检测排肥轴2901的转速，肥箱重量传感器25检测肥箱8的质量，并将检测到的肥箱8质量和排肥轴2901转速发送给中央处理模块，中央处理模块计算出排肥量并根据计算出的排肥量控制排肥电机28的转速；其中，肥箱8和机架7间的连接结构具体为，机架7上固定连接有排肥支架35，排肥支架35内排布有若干滚珠38，肥箱8放置在排肥支架35内，肥箱8可刚好沿着滚珠38上下移动，排肥器29的下侧连接有施肥管43，排肥壳体29092902在前后方向上的一侧设有连接螺杆二57，排肥支架35内固定设有固定横梁二56，固定横梁二56远离排肥壳体29092902的一侧排布有若干支撑板二59，排肥壳体29092902朝向固定横梁二56的一侧设有两个连接螺杆二57，两个连接螺杆二57关于支撑板二59在高度方向上的中心对称设置，连接螺杆二57穿过支撑板二59，使用连接螺母二60旋在连接螺杆二57上，使连接螺母二60压紧在支撑板二59上，使排肥壳体29092902进一步相对机架7固定，以上结构设计既能限制肥箱8的上下移动，又能实现肥箱8重量的检测，还可以实现肥箱8在左右方向上的限位，防止肥箱8的左右窜动；排肥支架35后方的机架7上排布有若干开沟支架62，开沟支架62的下部可转动地连接有施肥开沟轮17，在左右方向上，每个施肥开沟轮17的位置与排肥壳体29092902的位置对应，每个施肥开沟轮17覆盖对应的排肥器29的排肥口2923所在位置，施肥管43向后伸出的一端在施肥开沟轮17中心的后方；肥箱8在种箱22的前方，施肥开沟轮17和种箱22之间的机架7上排布有若干播种开沟器18（播种开沟器18为现有技术），在左右方向上，每个播种开沟器18与排种器32的位置一一对应，每个播种开沟器18覆盖对应的排种器32的排种口54所在位置，其中，相邻两个播种开沟器18之间设置有施肥开沟轮17，紧挨着播种开沟器18且朝向播种开沟器18的的施肥开沟轮17所在一侧与该播种开沟器18朝向该施肥开沟轮17的一侧齐平（如图23所示），此为现有技术，只需使播种开沟器18和施肥开沟轮17在左右方向上的位置分别覆盖对应的排种口54和排肥口2923所在位置即可；
镇压控制模块包括m个镇压单体控制单元，镇压单体控制单元包括镇压轮压力传感器21、镇压轮63转速传感器20和镇压轮63升降执行机构4，种箱22后方的机架7上排布有与排肥器29对应的高度可调的镇压轮63，镇压轮63升降执行机构4包括直线驱动器一403，直线驱动器一403固定连接在机架7上，直线驱动器一403上连接有向上伸出且可做往复直线移动的升降杆402，升降杆402上连接有可升降的连接杆401，镇压轮压力传感器21固定连接在连接杆401的下侧，镇压轮压力传感器21朝下的一侧固定连接有连接架404，镇压轮63可转动地连接在连接架404的下部；镇压轮压力传感器21将采集到的镇压轮63的压力信号发送给中央处理模块，机架7上连接有镇压轮63升降电磁控制阀5和回油箱6，镇压轮63升降电磁控制阀5与回油箱6连接，中央处理模块根据接受到的压力信号并经镇压轮63升降电磁控制阀5来控制直线驱动器一403的动作，以调节镇压轮63的高度；
拖拉机的车架上侧固定安装有药箱，药箱的下侧固定连接有药箱重量传感器，药箱放置在容纳箱内，药箱重量传感器的下侧固定连接在车架上，喷药控制模块包括n个喷药单体控制单元，喷药单体控制单元包括固定连接在机架7上的压力泵24和直线驱动器二34，直线驱动器二34连接有向上倾斜伸出且可做往复直线移动的推拉杆26，推拉杆26与压力泵24的压力调节杆27铰接，压力泵24的进液口与药箱的出液口连接，压力泵24的出液口连接有药管，药管向后伸出且连接在机架7上，药管的后部连接有喷嘴1；药箱重量传感器检测药箱的重量并将检测到的药箱重量信号传输给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的药箱重量控制。
为了进一步实现喷嘴1的高度调节，药管为软管，机架7后部的左右两侧均可转动地连接有喷嘴支撑板3，机架7的左右两侧分别连接有直线驱动器三19，直线驱动器三19上连接有向上且向后倾斜伸出的伸缩杆61，伸缩杆61可做往复直线运动，伸缩杆61向上伸出的一端与喷嘴支撑板3铰接，每个喷嘴支撑板3的外侧连接有喷嘴高度检测组件2，喷嘴1设置有n个且均固定在喷嘴支撑板3的后侧，喷嘴高度检测组件2包括距离传感器二207和固定连接在喷嘴支撑板3外侧的固定板203，固定板203朝外的一侧固定连接有在高度方向上间隔设置的红外发射固定座二206和下支撑座1403二208，红外发射固定座二206在下支撑座1403二208的上方，红外发射固定座二206和下支撑座1403二208上可滑动地连接有活动杆1407二205，活动杆1407二205的上侧设有限位阶二204，限位阶二204可抵触在红外发射固定座二206上侧，活动杆1407二205的下侧设有拖板1404二201，移动杆上套装有缓冲弹簧1402二202，缓冲弹簧1402二202在红外发射固定座二206和下支撑座1403二208之间，距离传感器发射处的红外光照射在拖板1404二201上侧；距离传感器一和距离传感器二207均为红外测距传感器1405。
为了进一步实现充肥量的调节，排肥器29包括具有开口的排肥壳体29092902，肥箱8上排布有若干落肥口58，每个开口与落肥口58一一对应，开口经落肥口58与肥箱8的内腔连通，排肥壳体29092902上可转动地连接有排肥轴2901，排肥壳体29092902内的排肥轴2901上连接有窝眼2922轮2914，窝眼2922轮2914的圆周上排布有若干滑动槽2912，滑动槽2912内安装有推板2911，推板2911的一端伸进窝眼2922轮2914的窝眼2922内，推板2911的另一端可沿着滑动槽2912处的窝眼2922轮2914圆周外侧滑动，推板2911的另一端可抵触在窝眼2922轮2914上，推板2911的一端开有与窝眼2922相连通的料槽2921，窝眼2922与料槽2921形成用于容纳肥料的空间2919，推板2911的外侧与窝眼2922轮2914的外侧齐平，推板2911上开有连接孔2926，使用连接螺栓2927穿过连接孔2926将推板2911和调节盘2913固定连接在一起，推板2911的位置调节好后，推板2911与窝眼2922轮2914固定连接，排肥壳体29092902的上侧开有进料口2907；窝眼2922轮2914在轴向方向上朝外的一侧连接有调节盘2913，调节盘2913上排布有若干连接调节件2910，窝眼2922轮2914朝外的一侧排布有与连接调节件2910位置对应的连接槽，连接调节件2910可沿着连接槽滑动，调节盘2913上开有若干与滑动槽2912位置对应的调节槽2925，推板2911同时抵触在调节盘2913上，推板2911的位置调节好后，推板2911伸出窝眼2922轮2914的端部与调节盘2913固定连接；排肥壳体29092902内朝下的一侧固定连接有软毛刷2917，软毛刷2917朝向窝眼2922轮2914且与窝眼2922轮2914的轮面相切；窝眼2922轮2914的外侧连接有隔离环2908，隔离环2908上开有与空间2919位置对应的隔离槽2920；在同一轴向位置的窝眼2922轮2914上排布的若干窝眼2922为一组窝眼2922组，窝眼2922组设置有至少一组，不同组的窝眼2922组在轴向方向上并排设置；为了方便拆装，开口处对应的排肥壳体29092902外侧连接有盖板2904，盖板2904在隔离环2908在轴向方向上朝外的一侧，盖板2904朝外的一侧固定连接有法兰2903，排肥轴2901可转动地连接在法兰2903上，排肥轴2901的一端伸出排肥壳体29092902外，排肥轴2901的另一端伸出法兰2903外；为了进一步提高排肥效果，排肥壳体29092902内还连接有护肥带2918，护肥带2918的带面紧贴在窝眼2922轮2914的圆周外侧，护肥带2918的下部向排肥口2923延伸；为了进一步防止肥料从容纳腔2915内沿着窝眼2922轮2914的外侧滑下，排肥壳体29092902内壁的下部设有封闭板2906，封闭板2906上开有凹槽，凹槽内连接有密封带2905，伸出封闭板2906外的密封带2905向下倾斜，密封带2905朝上的一侧与封闭板2906朝上的一侧齐平，朝下倾斜的密封带2905上，密封带2905下部的倾斜度大于密封带2905上部的倾斜度，倾斜度相对于竖直方向而言，密封带2905的上部贴合在窝眼2922轮2914外侧，密封带2905上部朝下的一侧开有至少一个定位槽一，封闭板2906下方的排肥壳体29092902内壁上设有向下倾斜且往窝眼2922轮2914排料口所在方向延伸的斜面板2924，斜面板2924上开有与定位槽一对应的定位槽二2928，密封带2905经定位槽一连接有压缩弹簧2916，压缩弹簧2916倾斜向下延伸的端部伸进定对应的位槽二内与斜面板2924连接，压缩弹簧2916呈压缩状态，窝眼2922轮2914在左右方向上的一侧、封闭板2906、密封带2905、排肥壳体29092902内壁和进料口2907之间形成容纳肥料的容纳腔2915，窝眼2922轮2914在左右方向上的另一侧与排肥壳体29092902内壁之间形成用于安装护肥带2918的安装腔；安装排肥器29时，盖上盖板2904前，先根据实际情况调节每个空间2919的大小，当推板2911另一端抵触在窝眼2922轮2914上时，此时的空间2919最小，在伸出调节盘2913的连接调节件2910的一端用力，连接调节件2910在连接槽内转动，调节盘2913绕着转轴转动，使推板2911朝着远离窝眼2922所在方向的窝眼2922轮2914外侧滑动时，空间2919变大，当空间2919调节至需要的大小时，连接调节件2910将推板2911与窝眼2922轮2914固定连接在一起，实现空间2919大小的调节，即实现充肥量的调节，调节方便，另外，空间2919始终在隔离槽2920内，充肥空间2919调节结束后，将盖板2904固定连接在壳体外侧，法兰2903经轴承压在转轴上，最后将法兰2903与盖板2904固定连接在一起；压缩弹簧2916朝上的一端和密封带2905朝下的一侧胶结在一起，压缩弹簧2916朝下的一端和斜面板2924固定连接在一起；使用本发明施肥时，持续往容纳腔2915内充肥料，容纳腔2915内始终充满肥料，充满的肥料的最高位置低于窝眼2922轮2914的最高点所在位置，充满的肥料的最高位置一般在窝眼2922轮2914的最高点所在位置的2/3-4/5，肥料颗粒之间相互挤压，转轴的转动带动窝眼2922轮2914的转动，控制转轴的动作方向，使窝眼2922轮2914从容纳腔2915往护肥带2918所在方向转动，当有空间2919进入容纳腔2915内时，肥料立即充进空间2919内，窝眼2922轮2914继续转动，当充进肥料的空间2919离开容纳腔2915内时，肥料在隔离环2908的作用下始终在隔离槽2920内，该空间2919转动至软毛刷2917所在位置时，软毛刷2917将空间2919外且在隔离槽2920内的肥料刷进空间2919内，窝眼2922内充肥充分，密封带2905的上部在压缩弹簧2916的作用下紧密贴合在窝眼2922轮2914外侧，同时密封带2905的下部不会贴着窝眼2922轮2914，当滑动槽2912转动至密封带2905所在位置时，密封带2905不会伸进滑动槽2912内，使密封带2905始终贴合在窝眼2922轮2914外侧，保证容纳腔2915内的肥料不会向外排出，进一步提高施肥的均匀性，排肥量精确稳定。
为了进一步实现排肥轴2901的转动，排肥支架35的外侧固定连接有排肥电机28，排肥电机28的输出轴一47上连接有主动链轮一49，主动链轮一49经传动链条一44传动连接有从动链轮一48，从动链轮一48可转动地连接在排肥轴2901上，一根排肥轴2901贯穿所有排肥壳体29092902，作为驱动所有窝眼2922轮2914转动的动力，排肥支架35的外侧还连接有排肥电机调速器30，中央处理模块将控制指令发送给排肥电机调速器30，排肥电机调速器30控制排肥电机28的转速；为了进一步实现排种轴42的转动，施肥开沟轮17后方的机架7上固定连接有排种电机23，排种电机23的输出轴二40上连接有主动链轮二39，伸出最外侧的排种壳体55的排种轴42上连接有从动链轮二41，主动链轮二39经传动链条二45与从动链轮二41传动连接，机架7上还连接有排种电机调速器31，中央处理模块将控制指令发送给排种电机调速器31，排种电机调速器31控制排种电机23的转速。
另外，拖拉机的驾驶室里设置有外部信息输入键盘、显示模块和报警单元，通过外部信息输入键盘将田间作业处方信息输入给中央处理模块，并经显示模块将田间作业信息显示出来，其中，田间处方信息包括每亩播种量、每亩施肥量、每亩喷药量、耕深阈值、镇压轮63压力阈值和喷嘴1高度阈值；显示屏上显示报警指示灯，当排种单体、排肥单体、镇压单体、喷药单体或旋耕工作异常时，相应的报警指示灯量，报警单元的报警器响。
使用一种水稻智能化播种施肥控制系统进行控制的方法，包括以下步骤：
(1)使用信息输入键盘将田间作业处方信息输入中央处理模块，中央处理模块将田间作业处方信息发送到显示模块上，显示屏显示田间作业处方信息；
(2)速度传感器实时检测拖拉机的前进速度，并将检测到的车轮转速数据发送给中央处理模块，旋耕转速传感器15实时检测旋耕刀16轴的转动速度，并将旋耕刀16轴的转速数据发送给中央处理模块，显示屏上显示车轮转速值和旋耕刀16轴的转速值，中央处理模块调节动力输出轴的转速，使旋耕刀16轴的转速在作业要求范围内；
(3)距离传感器一检测旋耕位置处地面的高度变化，并将检测到的距离变化发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的距离变化分析得到耕作深度，中央处理模块控制机架升降电磁控制阀11的动作，以控制机架7的升降动作；
(4)种箱重量传感器33实时检测种箱22的重量，排种转速传感器检测排种轴42的转速，种箱重量传感器33检测到的种箱22重量、排种转速传感器检测到的排种轴42转速分别发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的种箱22重量计算出单位时间内的落种量a实，将计算得到的单位时间内的落种量与设定的单位时间内落种量的阈值a相比较，若a实在0.9a～1.1a之间，则中央处理模块不做任何动作，a实高于1.1a，中央处理模块控制排种电机23降低转速，若低于0.9a，中央处理模块控制排种电机23提高转速，并返回种箱重量传感器33的检测步骤；
(5)肥箱重量传感器25实时检测肥箱8的重量，排肥转速传感器检测排肥轴2901的转速，肥箱重量传感器25和排肥转速传感器分别将检测到的肥箱8重量和排肥轴2901转速发送给中央处理模块，中央处理模块根据接收到的肥箱8重量计算出单位时间内的排肥量b实，并将计算值与设定的单位时间内排肥量的阈值b相比较，若b实在0.9b～1.1b之间，则中央处理模块不做任何动作，若高于1.1b，中央处理模块控制排肥电机28降低转速，若低于0.8b，中央处理模块控制排肥电机28提高转速，并返回肥箱重量传感器25的检测步骤；
(6)镇压轮压力传感器21实时检测镇压轮63受到地面作用的压力信号，镇压轮压力传感器21将检测到的载荷数据f实发送给中央处理模块，中央处理模块将载荷数据f实与镇压轮63压力阈值f相比较，f实大于1.1f，中央处理模块控制直线驱动器一403动作，使升降杆402向上伸出，减小镇压轮63受到的地面压力，f实小于0.9f，中央处理模块控制直线驱动器一403反向松祚，升降杆402向下缩回，加大镇压轮63受到的地面压力，若f实在0.9f～1.1f之间，则中央处理模块控制直线驱动器一403停止动作，返回镇压轮压力传感器21的检测步骤；镇压轮63转速传感器20用以实时检测镇压轮63的转动情况，当镇压轮63受到的压力超出0.9f～1.1f之间，且持续时间超过5s、或某一镇压轮63堵塞停转时间超过5s时，镇压控制模块的报警指示灯亮，且报警单元的蜂鸣器响；
(7)药箱重量传感器检测药箱的重量，药箱重量传感器将检测到的药箱重量数据发送给中央处理模块，中央处理模块计算出t定时间内药箱水量的降低值，若ct定’超过1.2ct定，中央处理模块控制直线驱动器二34动作，使推拉杆26向上伸出，降低压力泵24的压力，减小喷嘴1在单位时间内的喷药量，若ct定’低于0.8ct定，中央处理模块控制直线驱动器二34反向动作，使推拉杆26向下缩回，提高压力泵24出液的压力，加大喷嘴1在单位时间内喷药量，当ct定’在0.8ct定～1.2ct定之间时，中央处理模块控制直线驱动器二34停止动作，返回药箱重量传感器的检测步骤；
(8)距离传感器二207检测拖板1404二201的高度变化，距离传感器二207将检测到的距离信号发送给中央处理模块，中央处理模块根据检测到的距离信号计算出实时的喷嘴1高度值h实，中央处理模块将h实与设定的喷嘴1高度阈值h进行比较，若h实大于1.1喷嘴1高度阈值h，中央处理模块控制直线驱动器三19动作，使伸缩杆61向下缩回，喷嘴支撑板3向下摆动，喷嘴1下降，若h实小于0.9h，中央处理模块控制直线驱动器三19反向动作，使伸缩杆61向上伸出，喷嘴支撑板3向上摆动，喷嘴1上升，h实在0.9h～1.1h之间时，中央处理模块控制直线驱动器三19停止动作，返回距离传感器二207的检测步骤；
其中，ct定’为药箱水量平均到n个喷嘴1上时在t定时间内的水量降低值，ct定为t定时间内设定的喷药量阈值；
为便于理解，简化计算，假设拖拉机前进速度为恒定值，且需要指出的是：
拖拉耕作一亩地的时间t为：
每一个播种单体每秒的落种量a应为：
每一个施肥单体每秒的落肥量b应为：
每一个水箱每秒喷药量c应为：
步骤(4)中，种箱重量传感器33用于检测排种单体每10s时间内的排种量是否在
步骤(5)中，肥箱重量传感器25检测每10s时间内排肥单体的排肥量是否在
步骤(7)中，若在喷药工作30s内，检测的药箱水量降低值δe测超出
本发明与现有技术相比：
通过播种控制模块、施肥控制模块分别实现施肥量和落种量的实时检测，并根据检测到的施肥量和落种量分别调节排种电机23和排肥电机28的转速；检测镇压轮63受到地面的压力，控制镇压轮63的升降，使镇压轮63作用在地面上的压力保持平衡；同时，通过药箱、药箱重量传感器、压力泵24、直线驱动器二34的联合设置，实现喷药量的调节，使得喷洒更加均匀，同时，通过喷嘴高度检测组件2、喷嘴支撑板3、喷嘴1、直线驱动器三19之间的结构设计，实时检测出喷嘴1距离地面的高度，控制直线驱动器三19的动作，实现喷嘴1的高度调节，使得喷嘴1与地面之间的距离保持恒定，提高喷药效果；另外，排肥器29的结构中，充肥空间2919大小可调，调节方便；空间2919内充肥充分，容纳腔2915内的肥料不会向外排出，只有空间2919内充满肥料的向外排出，排肥精确稳定，减小排肥误差；本发明可应用于旋耕播种施肥喷药的复合作业中。
本发明向前行进的方向为前，与前进方向相反的方向为后，从附图1和附图2中看，垂直于纸面的方向为左右方向。
以上对本发明的具体实施例进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！