一种谷子电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置

1.本发明涉及一种谷子电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置，具体说是可实现谷子电磁直线振动式排种器排种量随实时作业速度自适应调节的控制装置，且可切换3种播种量工作模式以适应不同种植条件、种质资源的控制装置，属于农业机械化及自动化领域。


背景技术：

2.排种器是播种机的核心部件，其特征性能直接影响播种质量。谷子电磁直线振动式排种器是通过电磁线圈由交流电经二极管整流供电，通过半波整流原理实现谷子种子的振动输送。该种排种器具有排种量均匀、伤种率低；可一器多行排种、工作效率高；由调速装置无级调节排种量，无需复杂机械传动系统，结构简单，调节方便，机器故障率低等优点。
3.排种器驱动形式一般为机械式传动驱动和电动驱动两种。机械式传动驱动由地轮通过链传动、锥齿轮传动等机械传动方式驱动排种结构旋转，实现排种器工作，通过改变传动比以改变排种量，不适合电磁直线振动式排种器驱动作业。电动驱动由步进电机或者伺服电机驱动排种结构旋转，电机转速由控制系统实时监测地轮转速来控制。中国专利202010502662.4公开了一种用于播种机的电控高速精量排种器，逆变器通过电源电缆与蓄电池连接，经过逆变器后获得的电源通过电缆输入到人机交互显示器；信号采集器由齿轮和高分辨率的编码器组成，安装在播种机的传动轴或者地轮一侧；该专利利用plc来精准采集、分析、控制当前排种器工作状态，取消排种器机械变速箱，采用电子齿轮精确计算排种器转速和播种株距；利用触摸屏作为人机交互的界面，将监测信息反馈给操作人员，操作人员可以通过触摸屏调节株距和设置各种工作参数，以及获取排种器的各种工作信息和报警信息。该专利涉及通过电控驱动控制排种器的排种轴转速，不适合电磁直线振动式排种器驱动作业。中国专利202021635676.5公开了一种马铃薯排种器振动试验装置，包括振动台、电机、轴承座、预紧装置、上排种轴、链轮、振动电机、种勺、排种勺链、下排种轴，机架用螺栓固定在振动台上，电机固定在机架上，电机和机架使用联轴器和下排种轴连接，振动电机固定安装在机架上，与排种勺链接触，排种装置上面的链轮使用弹簧预紧装置进行预紧，下排种轴通过轴承座和机架连接，保证排种勺链的运动；该专利公开了马铃薯排种器振动试验装置机械结构，未公开排种器振动供种控制系统。中国专利201921823102.8公布了一种电磁直线振动式谷子精少量排种装置，包括谷子精少量排种装置包括种箱、支架、缓存槽、底座、电磁直线振动输送器、排种板、连接管、导种管和控制器；种箱为梯形漏斗状，两侧由支架支撑，下部连接缓存槽；支架固定在底座的后侧；电磁直线振动输送器通过螺栓连接安装在底座中轴线上；排种板前端安装连接管，后端连接缓存槽，整体装配在电磁直线振动输送器的振动面板上；导种管安装在连接管的下端；控制器连接电磁直线振动输送器，可通过调节电磁直线振动输送器中振动面板的振幅从而调节排种量；该专利公开了电磁直线振动式谷子精少量排种装置机械结构，通过控制器人工调节排种量，未公开排种器排种量自动控制装置。关于振动式排种器的相似报道较多，全部集中于排种器机械结构方面的创新，未见
针对谷子播种农艺要求的电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对谷子播种农艺要求提供一种电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置，通过测速组件实时采集地轮转速，实现谷子电磁直线振动式排种器排种量随实时作业速度自适应控制，且根据谷子播种条件可切换3种播种工作模式，实现谷子精少量播种作业。
5.本实用新型是采用如下技术方案实现上述目的。
6.一种谷子电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置，其特征在于，自动控制装置包括测速组件、控制系统和谷子电磁直线振动式排种器。
7.所述测速组件包括播种机机架、地轮、防尘罩和霍尔测速传感器，所述地轮装配于播种机机架，由拖拉机提供行驶动力；所述防尘罩装配于地轮的辐板，可避免播种田间土块、杂草等杂物干扰霍尔测速传感器采集数据；所述霍尔测速传感器装配于防尘罩内侧，用于实时监测采集地轮转速，地轮转速范围7.4r/min—123r/min，对应播种作业速度0.43km/h—7.2km/h。
8.所述控制系统包括电源电路、控制电路、spi通讯电路和电磁直线振动式排种器驱动电路。
9.所述电源电路由拖拉机12v或24v蓄电池提供，经逆变器转换，逆变为220v交流电为电磁直线振动式排种器驱动电路提供电源，同时经整流电路和降压、稳压电路分别为霍尔测速传感器和控制电路提供5v和3.3v电源。
10.所述控制电路输入端接收霍尔测速传感器脉冲信号，输出端一方面控制3种播种量工作模式，以适应不同播种条件及种子品质条件下的谷子精少量播种，所述3种播种量工作模式下谷子播量分别为6kg/hm2、7.5kg/hm2、9kg/hm2；输出端另一方面控制不同地轮转速条件下的电磁直线振动式排种器驱动电路工作电压，从而控制谷子电磁直线式排种器排种量，实现谷子的精少量播种；同时，控制电路可实时显示播种机地轮转速和电磁直线振动式排种器驱动电路工作电压、切换3种播种量工作模式和启停控制系统的功能。
11.所述spi通讯电路用于控制电路与电磁直线振动式排种器驱动电路之间的数模信号通讯。
12.所述电磁直线振动式排种器驱动电路输入端接收控制系统的数字信号，经da模块转换和电压控制器电压放大，输出端连接谷子电磁直线振动式排种器交流电源接口，控制谷子电磁直线振动式排种器的工作电压，工作电压范围80v—196v。
13.所述谷子电磁直线振动式排种器设有交流电源接口，连接电磁直线振动式排种器驱动电路输出端。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：（1）电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置有效避免了机械传动系统传动件间的打滑，降低了传动误差，可根据播种机作业速度实时精确控制电磁直线振动式排种器排种量以满足谷子精少量播种农艺要求。（2）采用本发明技术，通过切换播种工作模式，实现不同播量的谷子播种作业，以适应不同种子品质、气候条件、土壤墒情等播种条件的谷子精少量播种。（3）本发明的电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置配套电磁直线振动式排种器，省去了传统的复杂机械传动系
统，结构简单，设计合理，造价低廉，易于推广应用。（4）本发明技术可直接采用拖拉机蓄电池提供电源，节能环保。
附图说明
15.图1为本实用新型谷子电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置示意图。
16.图2为本实用新型控制系统工作原理图。
17.图中：1 测速组件，11播种机机架，12地轮，13防尘罩，14霍尔测速传感器，2控制系统，21电源电路，22控制电路，23 spi通讯电路，24电磁直线振动式排种器驱动电路，3谷子电磁直线振动式排种器，31交流电源接口。
具体实施方式
18.如图1所示，谷子电磁直线振动式排种器排种量自动控制装置包括测速组件1、控制系统2和谷子电磁直线振动式排种器3。测速组件包括播种机机架11、地轮12、防尘罩13和霍尔测速传感器14，地轮12装配于播种机机架11，防尘罩13装配于地轮12的辐板，霍尔测速传感器14装配于防尘罩13内侧。
19.如图2所示，控制系统2包括电源电路21、控制电路22、spi通讯电路23和电磁直线振动式排种器驱动电路24。电源电路21由拖拉机12v或24v蓄电池直流供电，连接逆变器，经逆变器转换，逆变为220v交流电一端为电磁直线振动式排种器驱动电路提供电源，另一端连接整流电路和降压、稳压电路1、2分别为霍尔测速传感器12、控制电路22提供5v、3.3v电源。控制电路22输入端接收霍尔测速传感器12脉冲信号，输出端控制3种播种量工作模式和不同地轮11转速条件下的电磁直线振动式排种器驱动电路24工作电压，同时，控制系统2显示地轮11转速和电磁直线振动式排种器驱动电路24工作电压、切换3种播种工作模式和启停控制系统2的功能；spi通讯电路23用于控制电路22与电磁直线振动式排种器驱动电路24数模信号通讯；电磁直线振动式排种器驱动电路24输入端接收控制系统2的数字信号，经da模块转换和电压控制器电压放大，输出端控制谷子电磁直线振动式排种器3的工作电压。
20.如图1、2所示，本发明的自动控制装置供电工作时，农机手按下控制电路22“启停按键”，同时，根据谷子精少量播种农艺要求及当地播种条件，按下控制电路22“工作模式切换按键”，可选取6kg/hm2、7.5kg/hm2、9kg/hm23种播量工作模式。选择完成后，拖拉机为播种机地轮提供行驶动力，地轮旋转，霍尔测速传感器实时监测采集地轮的转速，及时向控制电路22传输脉冲信号，地轮转速范围应控制在7.4r/min—123r/min，对应播种作业速度0.43km/h—7.2km/h。控制电路接收霍尔测速传感器脉冲信号后，经运算、spi通讯电路23、da转换模块，控制实时地轮转速条件下的电磁直线振动式排种器驱动电路24工作电压，工作电压范围80v—196v。电磁直线振动式排种器驱动电路24输出端连接谷子电磁直线振动式排种器3的交流电源接口31，则谷子电磁直线振动式排种器在实时工作电压下进行播种作业。