本实用新型属于农业机械技术领域，特别涉及一种玉米指夹式排种器排种质量检测台及排种质量检测方法。
背景技术：
在农业机械化迅速发展的今天，玉米排种器大量使用，使农业生产效率成倍提高。玉米排种器的质量高低决定着播种质量的好坏。播种均匀度是影响农作物产量的一个非常重要的因素，合理和均匀的株距才能达到高产。两粒种子距离太近，影响出苗后作物的生长；两粒种子距离太远，又会浪费土地资源；这两种情况下都会造成产量损失。播种机上的排种器是将种子单粒地排入播行内的装置，它是影响作物均匀度的关键部件。在播种机设计、制造和使用的过程中，方便快速地测出排种器的排种效果可以让人们在出苗之后预测出播种的均匀度，从而在播种前及播种期间去调整和改善播种机的性能，提高产量。
现有做法是把播种机和排种器固定在实验台上，排种器排出的种子掉落到传送带上，然后从传送带上测量种子之间的距离。为了防止种子在传送带上有移动，通常在传送带上需打油去粘住种子。现有测试设备庞大，占地空间很大，且不易操作，通常只有在农机鉴定站或高校等科研机构才有一个系统，不适合大面积推广。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种体积小、操作方便、造价低、实用性强的指夹式玉米排种器排种质量检测台。
本实用新型的另一个目的是提供一种简洁快速的指夹式玉米排种器排种质量检测方法。
为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
本实用新型提供一种玉米指夹式排种器排种质量检测台，该检测台包括用于固定指夹式排种器2的排种器支架1、用于固定导种管14的导种管支架13、可滑动联轴器3、减速器5、电机支座6、电机7、霍尔传感器12、光电传感器15、挡种板16和控制系统；
所述指夹式排种器2通过三点支撑固定于排种器支架1上，固定方式是悬挂支撑式；
挡种板16设置于指夹式排种器2的上部，并与指夹式排种器2的进种口连接，导种管14连接于指夹式排种器2的落种口下方，导种管14上安装有光电传感器15，为每粒经过的种子发出一个脉冲信号；
电机7固定于电机支座6上，电机7的动力输出轴依次通过减速器5和可滑动联轴器3与指夹式排种器2的排种轴相连；在电机7的输出轴端的减速器5上安装有霍尔传感器12，并且霍尔传感器12的位置与沿指夹式排种器2的下种口上边缘顺时针15度的半径线相对应；可滑动联轴器3上设置有滑动手柄4，滑动手柄4控制可滑动联轴器3沿轴向伸缩；
所述控制系统包括PLC控制器8、电机驱动器9、触摸屏10和电源11，PLC控制器8分别与光电传感器15、霍尔传感器12、电机驱动器9和触摸屏10连接；电源11与控制系统、光电传感器15、霍尔传感器12和电机7连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1)体积小、操作方便、造价低、实用性强；
2)通过检测相邻两个脉冲(即相邻两粒玉米种子)之间的时间间隔，进而计算出排种器的合格指数、重播指数、漏播指数等播种指标，从而实现排种器监测的功能。
3)可以实时监测指夹式排种器每个指夹的重、漏播情况；
4)可以模拟种子下落时的动画，直观地看出重播和漏播；
5)实现实验数据的大量存储，便于用户查找实验记录。
附图说明
图1为本实用新型玉米指夹式排种器排种质量检测台的结构示意图。
其中的附图标记为：
1 排种器支架 2 指夹式排种器
3 可滑动联轴器 4 滑动手柄
5 减速器 6 电机支座
7 电机 8 PLC控制器
9 电机驱动器 10 触摸屏
11 电源 12 霍尔传感器
13 导种管支架 14 导种管
15 传感器 16 挡种板
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，本实用新型的玉米指夹式排种器排种质量检测台，包括用于固定指夹式排种器2的排种器支架1、用于固定导种管14的导种管支架13、可滑动联轴器3、减速器5、电机支座6、电机7、霍尔传感器12、光电传感器15、挡种板16和控制系统。
所述指夹式排种器2通过三点支撑固定于排种器支架1上，固定方式是悬挂支撑式，方便指夹式排种器2的安装与拆卸。
挡种板16设置于指夹式排种器2的上部，并与指夹式排种器2的进种口连接。导种管14连接于指夹式排种器2的落种口下方，导种管14上安装有光电传感器15，为每粒经过的种子发出一个脉冲信号。
电机7固定于电机支座6上，电机7的动力输出轴依次通过减速器5和可滑动联轴器3与指夹式排种器2的排种轴相连。在电机7的输出轴端的减速器5上安装有霍尔传感器12，并且霍尔传感器12的位置与沿指夹式排种器2的下种口上边缘顺时针15度的半径线相对应。
可滑动联轴器3上设置有滑动手柄4，滑动手柄4控制可滑动联轴器3沿轴向伸缩。
所述控制系统包括PLC控制器8、电机驱动器9、触摸屏10和电源11。PLC控制器8分别与光电传感器15、霍尔传感器12、电机驱动器9和触摸屏10连接；电源11与控制系统、光电传感器15、霍尔传感器12和电机7连接。
所述检测台可连接打印机，将检测结果直接打印出来，检测过程中可对排种器的排种情况进行直观的动画模拟。
本实用新型的玉米指夹式排种器排种质量检测方法，包括如下步骤：
a、将待检测的指夹式排种器2固定于排种器支架1，挡种板16与指夹式排种器2的进种口连接；导种管14与指夹式排种器2的落种口连接；操作滑动手柄4，控制可滑动联轴器3向指夹式排种器2的排种轴伸出，使可滑动联轴器3与指夹式排种器2的排种轴连接。
b、通过触摸屏10输入播种速度、型孔数、株距和下种目标参数；指夹式排种器2的进种口放入种子，挡种板16防止种子从排种器进种口中溢出，启动电机7，电机7带动指夹式排种器2工作，种子由落种口沿导种管14排出，光电传感器15为每粒经过的种子发出一个脉冲信号，PLC控制器8根据设置的参数控制电机7的转速，并接收安装在导种管14上的光电传感器15发出的脉冲信号。
c、PLC控制器8根据接收到的光电传感器15发出的脉冲信号计算出指夹式排种器2的合格指数、重播指数和漏播指数，并通过触摸屏10实时显示出来；同时，在触摸屏10上还有种子下落时的动画模拟，直观地看出重播和漏播。
d、步骤c中，根据脉冲信号计算指夹式排种器2的合格指数、重播指数和漏播指数的方法为：
d1)排种器转速控制
为检测不同株距和不同播种速度下的指夹式排种器2的合格指数、重播指数和漏播指数，首先需要控制电机7，使指夹式排种器2达到相应转速，指夹式排种器2转速n的计算公式为：
n＝5000v/3al
式中，n为排种器转速(r/min)，v为播种速度(Km/h)，l为标准株距(cm)，a为排种盘型孔数。
d2)根据步骤c中PLC控制器8接收到的光电传感器15发出的脉冲信号统计相邻种子间的中断次数n’，通过对比由国标中的株距区间转化成0.1ms的定时中断个数区间，得到实际株距分别落在五个大株距区间上的个数：n1’、n2’、n3’、n4’和n5’。
传统检测排种器合格指数、重播指数和漏播指数的方法中，一般都需要实时测量实际播种过程相邻种子间的株距，测量方法是用公式L＝T*v来测量株距。播种机前进的速度v是预先设定的，相邻两颗种子间的时间差T是通过定时器测量的。两个种子落在地上距离L等于播种机前进的速度v乘以这两个种子落在地上的时间差T。再根据国标中划分的株距区间可以统计出n1’、n2’、n3’、n4’和n5’。n1’、n2’、n3’、n4’和n5’是实际株距落在不同的株距区间内的个数，即落在各个区间的种子个数，其中，n1’、n2’、n3’、n4’和n5’对应在国标《单粒(精密)播种机试验方法》中的5个大的株距区间，对株距区间的划分方法是：先按照标准株距的0.1倍划分成多个区间，再将这些小区间划分成5个大区间，分别是株距的0倍到0.5倍为第一个区间，株距的0.5倍到1.5倍为第二个区间，株距的1.5倍到2.5倍为第三个区间，株距的2.5倍到3.5倍为第四个区间，株距的3.5倍到无穷大为第五个区间，所测株距落在第一个区间为重播，落在第二个区间为正常，落在第三、四、五个区间为漏播。
n′1＝Σni(Xi∈{0至0.5})
n′2＝∑ni(Xi∈{＞0.5至≤1.5})
n′3＝Σni(Xi∈{＞1.5至≤2.5})
n′4＝Σni(Xi∈{＞2.5至≤3.5})
n′5＝Σni(Xi∈{＞3.5至≤+∞})
然后根据国标公式进行计算，得出合格指数、重播指数和漏播指数，这种检测方式需要在检测过程中不断地计算相邻种子间的株距，比较复杂。
本实用新型在播种质量检测过程中使用了0.1ms的定时中断，将国标中的株距区间转化成0.1ms的定时中断个数区间，转化方法为：用中断次数区间来代替国标中的标准株距区间，利用公式n′为中断次数，L为两个种子落在地上距离，v为播种机前进的速度。转化的中断区间如下表：
表中，xi为按0.1倍的标准株距划分的株距区间，ni为xi株距区间内的株距个数，Xi为xi株距区间的株距变量，n’为中断次数，ni’为出现次数，即对应n1’、n2’、n3’、n4’和n5’实际株距分别落在五个大株距区间上的个数。
c)然后根据以下公式计算得到排种器2的合格指数、重播指数和漏播指数：
N＝n′1+n′2+n′3+n′4+n′5
重播数：n2＝n′1
合格数：n1＝N-2n2
漏播数：n0＝n′3+2n′4+3n′5
区间数：N′＝n′2+2n′3+3n′4+4n′5
合格指数：
重播指数：
漏播指数：
其中，N为总的株距个数，或是总的播种个数，N’为区间数，n1’、n2’、n3’、n4’和n5’为实际株距分别落在五个大株距区间上的个数，n0为漏播数，n1为合格数，n2为重播数，A为合格指数，D为重播指数，M为漏播指数。
本实用新型提供一种检测指夹式排种器每个指夹重漏播的方法：
a、根据霍尔传感器12发出的脉冲信号确定指夹式排种器2每个指夹的位置。
控制系统设定PLC控制器8每发出16000个脉冲，指夹式排种器2旋转一周，指夹式排种器2有12个型孔，即PLC每发出16000/12＝1333个脉冲，指夹式排种器2转过一个指夹的位置，即30°圆心角。PLC控制器8上的高速脉冲计数器对脉冲进行计数，以此来确定指夹式排种器2每个指夹的位置。
在电机7的输出轴端的减速器5上安装有霍尔传感器12，与指夹式排种器2上的第一个指夹相对应，并且霍尔传感器12的位置与沿指夹式排种器2的下种口上边缘顺时针15度的半径线相对应，当第一个指夹转到这个位置，霍尔传感器12就发出一个脉冲信号，当PLC控制器8接收到霍尔传感器12发出的脉冲信号时，高速脉冲计数器从0重新开始计数，每1333个脉冲对应一个指夹，即1-1333个脉冲对应第一个指夹，1334-2666个脉冲对应第二个指夹，以此类推，便可以确定每个指夹的位置。
b、在每个指夹对应的脉冲个数范围内统计下落的种子个数，获得这个指夹的重漏播数据。
例如，在1-1333个脉冲的时间段内，如果统计到没有种子下落，则第一个指夹漏播，如果统计到1个种子，则第一个指夹播种正常，如果统计到2个或2个以上，则第一个指夹重播。通过以上方法来检测播种过程中每个指夹的重播数和漏播数。
为检测每个指夹的重播数和漏播数，需要将种子下落触发的脉冲与排种器指夹进行一一对应，当一个脉冲对应一个指夹时，则该指夹正常工作，当有两个或两个以上脉冲对应一个指夹时，则该指夹为重播，当一个指夹没有相应的脉冲对应时，则该指夹为漏播。
为实现种子下落触发的光电传感器15的脉冲与排种器指夹一一对应，需要对每个指夹进行精确定位，准确判断指夹转过的角度。指夹式排种器2工作过程中每个指夹的位置周期性循环，当种子下落触发脉冲时，与该脉冲相对应的指夹处于某一特定位置，经过一个周期，当该指夹重新回到该位置时，其所对应的种子也正好触发导种管上的传感器发出脉冲。在理想情况下，下一个脉冲发出时，其所对应的指夹也应该处于该特定位置。即在该转速下，排种器的每一个指夹处在该位置时，都应该有一个与之相对应的脉冲被触发。对于指夹式排种器，每个指夹对应30°的圆心角，因此，检测每个指夹的重漏播时，指夹所对应的位置有30°圆心角的范围。在这30°圆心角的范围内所对应的脉冲都应该属于同一个指夹。