专利名称：排种器性能测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种农业机械性能测试设备，特别是一种基于图像处理技术的多功能排种器性能测试系统。
背景技术：
播种机械的田间试验受季节影响，研发周期长，制约了新型部件或改进部件的研发速度，也相应制约了整机技术的发展。排种器是播种机械的核心部件，其技术水平和性能直接影响播种质量。从结构形式或者功能分类排种器有多种类型，针对不同作物类型和品种，同一排种器性能又有很大差异，因此研究开发出针对排种器性能检测的试验台，是加速该部件及整机发展的最佳途径之现有技术的排种器试验系统功能单一，如公开号为CN85201873U，公告日1986年 3月19日，名称为“蔬菜排种器试验台”的中国实用新型专利，该专利公开了一种蔬菜排种器的试验台，其利用电荷耦合CXD摄像技术，通过专用接口与微处理技术连为一体，其为较早期的摄像技术的应用，随着电子技术的快速发展，其检测与数据处理技术已经处于落后状态，测试精度低，另外该试验台仅涉及蔬菜排种器的检测。专利公告号为CN2777527Y，公告日2006年5月3日，名称为“机器视觉排种器试验台”的中国实用新型专利，公开了一种计算机视觉排种器试验台，它包括试验台架，安装在试验台架上的喷油装置、排种器安装架、排种器驱动电机、种床输送带、油泵和输送带驱动电机，以及气源风机、计算机视觉系统和控制系统。计算机视觉系统采用工业摄像机，通过工业黑白图像PCI采集卡与微处理机相连；控制系统采用高精度增量型转速编码器，通过PLC控制器与微处理机的RS232串口相连，其用于高速气力式排种器性能试验测试。该专利的不足之处是，适合单行排种器的试验，且其仅适用于气力式排种器的性能测试。另一公告号为CN201069905Y，公告日2008年 6月11日，名称为“播种机排种器试验台”的中国实用新型专利，公开了一种适合于棉花、玉米、甜菜用的滚筒式排种器检测试验台，该专利中仅介绍了实验台的机械组成，没有数据处理系统，另外其仅用于滚筒式排种器的检测，其应用范围较窄。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以用于条播排种器或精密排种器的性能检测、测试精度高、自动化水平高的排种器性能测试系统。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种排种器测试系统，包括机架及安装在所述机架上的种床带装置、风机驱动装置、排种装置、涂油装置、接种装置、数据采集装置及控制系统，其中，所述风机驱动装置、所述排种装置及所述涂油装置顺序设置在所述种床带装置的种床带上，所述接种装置设置在所述种床带的一端下方，所述数据采集装置安装在所述种床带装置上，所述控制系统分别与所述种床带装置、所述风机驱动装置、所述排种装置、所述涂油装置及所述数据采集装置连接。上述的排种器测试系统，其中，所述的排种装置包括排种器安装架及安装在所述排种器安装架上的伺服电机和传动机构，所述传动机构与所述伺服电机连接，所述排种器安装架上设置有用于安装条播排种器的条播排种器连接架和用于安装精播排种器的精播排种器安装轨道，所述条播排种器和所述精播排种器分别与所述传动机构连接。上述的排种器测试系统，其中，所述的排种器安装架上设置有用于调节高度的丝杠，所述条播排种器连接架通过所述丝杠与所述排种器安装架连接，所述条播排种器安装在所述条播排种器连接架上。上述的排种器测试系统，其中，所述的条播排种器连接架上可并列安装多个所述条播排种器。上述的排种器测试系统，其中，所述的数据采集装置包括编码器和图像采集装置， 所述编码器安装在所述种床带装置的主动传动轴的端部，所述图像采集装置设置在所述种床带的上方并位于所述风机驱动装置前方，所述编码器及所述图像采集装置分别与所述控制系统连接。上述的排种器测试系统，其中，所述的控制系统包括控制台和工控机，所述控制台内安装有电机变频器和伺服控制器，所述工控机内安装有控制模块，所述电机变频器的输入端分别与所述种床带驱动电机和所述风机驱动电机连接，所述电机变频器的输出端与所述控制模块连接，所述伺服控制器的输入端与所述伺服电机连接，所述伺服控制器的输出端与所述控制模块连接。上述的排种器测试系统，其中，所述工控机的卡槽内安装有图像采集卡、I/O卡、 PCI串口转接卡和RS232串口，所述图像采集卡与所述图像采集装置连接，所述I/O卡与所述编码器连接，所述PCI串口转接卡与所述变频器连接，所述RS232串口与所述伺服控制器连接。上述的排种器测试系统，其中，所述图像采集装置包括相机和支架，所述相机522 安装在所述支架上。上述的排种器测试系统，其中，所述相机为线阵相机。上述的排种器测试系统，其中，所述的接种装置包括刮种板、刮种板调节装置和接种箱，所述刮种板抵靠在所述种床带上，所述刮种板调节装置固定在所述机架上并与所述刮种板连接，所述接种箱设置在所述刮种板下方，所述接种箱内设置有用于分离油和种子的过滤筛。本实用新型的有益功效在于1、适用范围广泛，既可以用于条播排种器的性能检测，又可进行精密排种器的性能检测；2、可同时进行多个排种器的检测；3、可实时采集图像与数据处理；4、自动化水平高，自动完成种床带运动、排种轴转动、涂油等。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图；[0022]图2为图1的俯视图；图3为本实用新型一实施例的排种器安装架体结构示意图；图4为本实用新型一实施例的刮种刮油装置结构示意图；图5为本实用新型的种床带运动控制流程图；图6为本实用新型的排种轴转动控制流程图。其中，附图标记1 机架2种床带装置21种床带22上托辊23下托辊24种床带主动传动辊支架25种床带主动传动辊沈种床带驱动电机27联轴器28种床带被动传动辊与张紧部件3风机驱动装置31风机驱动系统安装架32风机传动带轮组合33风机驱动电机34 风机4排种装置41排种器安装架411条播排种器连接架412精播排种器安装轨道413 丝杠42条播排种器421 种箱422排种器43伺服电机44传动机构45传动链条46安装架固定部件5数据采集装置51编码器52图像采集装置521 支架522 相机6涂油装置[0061]61涂油机构[0062]62油箱[0063]63油泵[0064]7接种装置[0065]71刮种板[0066]72刮种板调节装置[0067]73刮种板固定滑道[0068]74接种箱[0069]75接种车[0070]8控制系统[0071]81控制台[0072]82工控机[0073]83电机变频器[0074]84伺服控制器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述参见图1、图2，图1为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为图1的俯视图。 本实用新型的排种器测试系统，包括机架1及安装在所述机架1上的种床带装置2、风机驱动装置3、排种装置4、涂油装置6、接种装置7、数据采集装置5及控制系统8，其中，机架1 是试验系统的骨架，关键部件与其连接，所述风机驱动装置3、所述排种装置4及所述涂油装置6顺序设置在所述种床带装置2的种床带21上，所述接种装置7设置在所述种床带21 的一端下方，所述数据采集装置5安装在所述种床带装置2上，所述控制系统8分别与所述种床带装置2、所述风机驱动装置3、所述排种装置4、所述涂油装置6及所述数据采集装置 5连接。参见图3，图3为本实用新型一实施例的排种器安装架体结构示意图。本实施例中，所述的排种装置4包括排种器安装架41及安装在所述排种器安装架41上的伺服电机 43和传动机构44，所述传动机构44与所述伺服电机43连接，所述排种器安装架41上设置有用于安装条播排种器42的条播排种器连接架411和用于安装精播排种器(图未示)的精播排种器安装轨道412，所述条播排种器42和所述精播排种器分别与所述传动机构44连接。其中，所述的排种器安装架41上设置有用于调节高度的丝杠413，所述条播排种器连接架411通过所述丝杠413与所述排种器安装架41连接，所述条播排种器42安装在所述条播排种器连接架411上。所述的条播排种器连接架411上可并列安装多个所述条播排种器42，本实施例中以同时并列安装3个条播排种器42为优选方案。条播排种器42的排种器422及种箱421与条播排种器连接架411相挂接，条播排种器连接架411通过丝杆 413完成高度调节，共有3个条播排种器42。传动机构44由伺服电机43驱动，通过传动链条45驱动排种轴转动，传动机构44通用于驱动条播排种器轴和精播排种器轴。精播排种器安装轨道412可安装不同型式的精播排种器。
6[0079]参见图4，图4为本实用新型一实施例的刮种刮油装置结构示意图。所述的接种装置7包括刮种板71、刮种板调节装置72和接种箱74，所述刮种板71抵靠在所述种床带21 上，所述刮种板调节装置72固定在所述机架1上并与所述刮种板71连接，所述接种箱74 设置在所述刮种板71下方，所述接种箱74内设置有用于分离油和种子的过滤筛。该部分具有清理种床带21上种子和油的功能，在种床带21末端下方设有刮种板71，刮种板71固定在刮种板固定滑道73上，通过刮种板调节装置72调整刮种板71的高度和角度；刮下的种子和油落入刮种板71下方的接种箱74内，接种箱74内有过滤筛，使种子留在筛子内，油过滤后流回油箱62，循环使用，接种装置7可放在接种车75上，可以滑动，便于使用过种子的清理。种床带主动传动辊25安装在种床带主动传动辊支架M上，主动传动辊支架M与机架1固定，种床带驱动电机26与种床带主动传动辊25用联轴器27同轴心连接，编码器 51同轴心安装在种床带主动传动辊25端部；上托辊22、下托辊23和种床带被动传动辊与张紧部件观固定在机架1上，种床带21由上下托辊22、23支撑；涂油装置6固定在机架1 上；油泵63、刮种板调节装置72安装在油箱62上，刮种板调节装置72与机架1连接；风机驱动装置3包括风机驱动系统安装架31、风机34、风机驱动电机33、风机传动带轮组合32， 风机34、风机驱动电机33、风机传动带轮组合32等安装在风机驱动系统安装架31上，风机驱动系统安装架31挂接在机架1上。排种器安装架41由安装架固定部件46与地面固定。 图像采集装置52的支架521固定在地面上，相机522安装在支架521上。种床带驱动电机沈、风机驱动电机33的电机变频器83，伺服电机43的伺服控制器84安装在控制台81内， 工控机82放置在控制台81上，图像采集卡、I/O卡、PCI串口转接卡等插入工控机82的卡槽内。参见图5，图5为本实用新型的种床带运动控制流程图。本实施例中，所述的数据采集装置5包括编码器51和图像采集装置52，所述编码器51安装在所述种床带装置2的主动传动轴的端部，所述图像采集装置52设置在所述种床带21的上方并位于所述风机驱动装置3前方，所述编码器51及所述图像采集装置52分别与所述控制系统8连接。所述的控制系统8包括控制台81和工控机82，所述控制台81内安装有电机变频器83和伺服控制器84，所述工控机82内安装有控制模块，所述电机变频器83的输入端分别与所述种床带驱动电机和所述风机驱动电机33连接，所述电机变频器83的输出端与所述控制模块连接，所述伺服控制器84的输入端与所述伺服电机43连接，所述伺服控制器84 的输出端与所述控制模块连接。所述工控机82的卡槽内安装有图像采集卡、I/O卡、PCI串口转接卡和RS232串口，所述图像采集卡与所述图像采集装置52连接，所述I/O卡与所述编码器51连接，所述 PCI串口转接卡与所述电机变频器83连接，所述RS232串口与所述伺服控制器84连接。本实施例中，所述图像采集装置52包括相机522和支架521，所述相机522安装在所述支架521上。所述相机522优选为线阵相机522。软件运行后首先要进行I/O卡、编码器51和串口转接卡的初始化操作。电机等运动装置开始工作后，工控机82可以通过编码器51和I/O卡获取速度信号。采集到的速度信号一方面要在工控机82中比较并进行PID控制，另一方面速度信号要发送给相机控制电路来触发相机52采集图像。[0086]参见图6，图6为本实用新型的排种轴转动控制流程图。伺服电机43开始工作后， 工控机82可以通过编码器51和I/O卡获取速度信号。采集到的速度信号在工控机82中比较并进行PID控制，然后控制信号通过串口发送给伺服控制器84来调整伺服电机43的转速。本实用新型的控制系统8是硬件和软件相结合来控制，硬件控制主要是工控机82采用串口对电机变频器83和伺服控制器84进行启、停和速度控制，所述电机变频器83包括种床带驱动电机变频器和风机驱动电机变频器，变频器的输入端分别与对应的电机相连，输出端与PCI串口转接卡连接；所述伺服控制器84用于控制排种轴旋转使用的伺服电机43， 控制器输入端与伺服电机43相连，输出端与RS232串口相连。线阵相机52与图像采集卡相连，由种床带主动传动轴上的旋转编码器51提供触发信号，进行触发采集，所述旋转编码器51同轴心安装在种床带主动传动轴端部，该编码器51的输出端与I/O卡相连。软件控制是在工控机82上完成，首先接受外部的速度信号并进行比较，然后进行PID控制运算， 把输出结果通过串口发送给变频器、控制器。本实用新型具有如下优点1、适用范围广泛，既可以用于条播排种器的性能检测，又可进行精密排种器的性能检测。2、可同时进行多个排种器的检测。3、可实时采集图像与数据处理。4、自动化水平高，种床带运动、排种轴转动、涂油等自动完成。综上，本实用新型应用图像处理技术，实时采集处理数据；独特的多功能的排种器安装架体组合，可进行条播和精密两类排种器的性能测试，同时进行多个排种器的试验。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种排种器测试系统，包括机架及安装在所述机架上的种床带装置、风机驱动装置、 排种装置、涂油装置、接种装置、数据采集装置及控制系统，其特征在于，所述风机驱动装置、所述排种装置及所述涂油装置顺序设置在所述种床带装置的种床带上，所述接种装置设置在所述种床带的一端下方，所述数据采集装置安装在所述种床带装置上，所述控制系统分别与所述种床带装置、所述风机驱动装置、所述排种装置、所述涂油装置及所述数据采集装置连接。
2.如权利要求1所述的排种器测试系统，其特征在于，所述的排种装置包括排种器安装架及安装在所述排种器安装架上的伺服电机和传动机构，所述传动机构与所述伺服电机连接，所述排种器安装架上设置有用于安装条播排种器的条播排种器连接架和用于安装精播排种器的精播排种器安装轨道，所述条播排种器和所述精播排种器分别与所述传动机构连接。
3.如权利要求2所述的排种器测试系统，其特征在于，所述的排种器安装架上设置有用于调节高度的丝杠，所述条播排种器连接架通过所述丝杠与所述排种器安装架连接，所述条播排种器安装在所述条播排种器连接架上。
4.如权利要求3所述的排种器测试系统，其特征在于，所述的条播排种器连接架上可并列安装多个所述条播排种器。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的排种器测试系统，其特征在于，所述的数据采集装置包括编码器和图像采集装置，所述编码器安装在所述种床带装置的主动传动轴的端部，所述图像采集装置设置在所述种床带的上方并位于所述风机驱动装置前方，所述编码器及所述图像采集装置分别与所述控制系统连接。
6.如权利要求5所述的排种器测试系统，其特征在于，所述的控制系统包括控制台和工控机，所述控制台内安装有电机变频器和伺服控制器，所述工控机内安装有控制模块，所述电机变频器的输入端分别与所述种床带驱动电机和所述风机驱动电机连接，所述电机变频器的输出端与所述控制模块连接，所述伺服控制器的输入端与所述伺服电机连接，所述伺服控制器的输出端与所述控制模块连接。
7.如权利要求6所述的排种器测试系统，其特征在于，所述工控机的卡槽内安装有图像采集卡、I/O卡、PCI串口转接卡和RS232串口，所述图像采集卡与所述图像采集装置连接，所述I/O卡与所述编码器连接，所述PCI串口转接卡与所述变频器连接，所述RS232串口与所述伺服控制器连接。
8.如权利要求6或7所述的排种器测试系统，其特征在于，所述图像采集装置包括相机和支架，所述相机安装在所述支架上。
9.如权利要求8所述的排种器测试系统，其特征在于，所述相机为线阵相机。
10.如权利要求5所述的排种器测试系统，其特征在于，所述的接种装置包括刮种板、 刮种板调节装置和接种箱，所述刮种板抵靠在所述种床带上，所述刮种板调节装置固定在所述机架上并与所述刮种板连接，所述接种箱设置在所述刮种板下方，所述接种箱内设置有用于分离油和种子的过滤筛。
专利摘要一种排种器测试系统，包括机架及安装在所述机架上的种床带装置、风机驱动装置、排种装置、涂油装置、接种装置、数据采集装置及控制系统，所述风机驱动装置、所述排种装置及所述涂油装置顺序设置在所述种床带装置的种床带上，所述接种装置设置在所述种床带的一端下方，所述数据采集装置安装在所述种床带装置上，所述控制系统分别与所述种床带装置、所述风机驱动装置、所述排种装置、所述涂油装置及所述数据采集装置连接。本实用新型可以用于条播排种器或精密排种器的性能检测，是一种测试精度及自动化水平均较高的排种器性能测试系统。
文档编号G01M99/00GK202092882SQ20112017898
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者刘忠军, 刘立晶, 周军平, 李长荣, 杨学军, 赵郑斌 申请人:中国农业机械化科学研究院, 现代农装科技股份有限公司