基于插秧机插秧计数的试验平台通用性安装方法与流程

本发明涉及农业机械领域，具体涉及基于插秧机插秧计数的试验平台通用性安装方法。

背景技术：

小区试验田要求实现定量插秧，因此插秧计数装置具有重要意义，但不同类型的插秧机结构有所差别，因此如何实现通用性的安装具有重要意义。

以霍尔霍尔传感器测量插植轴转动圈数来进行插秧计数的计数装置本身存在计数准确性不足的问题，即计数多1或少1的情况，因此需要有一套基于编码器的试验平台来确定霍尔霍尔传感器的安装位置，解决计数装置计数不准的问题。

通过标定测量基准线，确定霍尔霍尔传感器安装位置，形成了一套完善标准的安装步骤，并可在不同的插秧机上实现便捷安装。

插秧计数试验平台可解决计数装置的准确性问题与通用性安装问题，并且对于同一类型的任一台插秧机上安装试验平台进行测试，然后便可依据所得结果在这一类型的所有插秧机上进行便捷安装，无需再加装试验平台，这一方法方便快捷。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种找到计数装置安装位置从而提高计数准确性的基于插秧机插秧计数的试验平台通用性安装方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于插秧机插秧计数的试验平台通用性安装方法，用于将计数装置安装在插秧机上，先通过在一台插秧机上安装试验平台，获取秧爪的启停区间角度，该启停区间角度即适用于与该台插秧机同类的插秧机；随后按照通用步骤在同类插秧机上安装计数装置：(1)在插秧机的插植轴和插植离合器之间标定测量基准线；(2)根据启停区间角度安装计数装置中的霍尔传感器，避免计数多1或少1的问题；(3)安装计数装置的可输入式计数继电器，并将霍尔传感器与可输入式计数继电器连接。

作为一种优选，试验平台包括编码器、安装基座、单片机、高速摄像机；编码器安装在安装基座上，安装基座安装在插秧机的插植轴端，通过编码器测得插植轴的转动角度，编码器与单片机相连，单片机通过数码显示管显示插植轴的转动角度位置，高速摄像机用于拍摄单片机显示的数值与秧爪运动情况。

作为一种优选，安装基座包括1:1啮合传动的两个齿轮，一个齿轮与编码器同步转动，一个齿轮与插植轴同步转动，单片机通过数码显示管显示编码器的绝对位置信息，从而单片机实时显示插植轴的转动位置，并通过转换变成角度位置信息。

作为一种优选，角度位置信息用于确定计数装置中霍尔传感器的安装位置，该安装位置避开秧爪的启停区间角度，使计数装置准确性达到百分之百。

作为一种优选，编码器与单片机相连，通过程序将编码器的格雷码转为二进制通过单片机的数码显示管显示，数码显示管有四位数共1024位，即将一圈360°分为1024份，由此来精确显示插植轴的精确转动角度位置。

作为一种优选，秧爪的启停区间角度为插秧机的秧爪在频繁启停时位置不一可能造成计数装置计数多1或少1的情况的误差区间。

作为一种优选，转动位置信息需通过高速摄像机同时拍摄秧爪的运动与单片机的数码显示管，因为根据插秧机的传动原理得到旋转式分差机构转动1圈，秧爪推秧2次，插植轴转动2圈，也就是插植轴转动1圈时秧爪推秧1次；由于分差机构在运行时速度过快，肉眼难以辨别此时单片机显示的位置，因此需要采用高速摄像机同时进行秧爪与单片机的拍摄，拍摄结果同时用于后期数据分析。

作为一种优选，步骤(1)中，分差机构在作业旋转的过程中，当秧爪转动至最高点时，取此时的插植轴转动的位置标定测量基准线，测量基准线画在插植离合器与插植轴之间，因为插植离合器是静止的，插植轴是会发生转动的，实现清晰的观测出转动角度。

作为一种优选，步骤(2)中，通过试验平台测得启停区间角度，然后在插植轴前段避开此启停区间角度并在相对应的区间角度安装霍尔传感器，从而避免计数多1或少1的问题，使计数准确性达到百分之百。

作为一种优选，步骤(3)中，连接霍尔传感器与可输入式计数继电器的电路，并将插秧机的提升电路接入可输入式计数继电器的电路，使得计数装置控制插秧机的插植部分机构的升降。

总的说来，本发明具有如下优点：

(1)插秧计数试验平台只需要在同一类型的任意一台插秧机上进行安装测试，之后即可根据通用性安装方法实现在此类插秧机上的便捷安装。

(2)该计数试验平台还可应用于转轴类计数的试验。

(3)标定测量基准线的方法简单，在所有插秧机上都可以实现。

(4)通用性安装方法即标准的安装步骤流程简单，方便快捷，易于学习且能实现计数装置百分百的准确性。

附图说明

图1是推秧时刻角度示意图，对应少计数一次状态。

图2是推秧时刻角度示意图，对应多计数一次状态。

图3是测量基准线的标定图。

图4是分插机构结构图。

图5是编码器与安装基座的立体图。

图6是本发明的流程图。

其中，1为插植轴，2为霍尔传感器，3为插植离合器的圆形凸台，4为插植轴标线，5为永磁体标线，6为秧爪，7为秧针，8为旋转齿轮箱，9为旋转型绝对值编码器，10为动齿轮，11为主动齿轮，12为金属板。

α为秧爪启动时刻对应插植轴角度，β为秧爪停止时刻对应插植轴角度，γ为产生计数信号的角度，θ为实际插秧时刻，a为间隔区域。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

基于插秧机插秧计数的试验平台通用性安装方法，用于将计数装置安装在插秧机上，先通过在一台插秧机上安装试验平台，获取秧爪的启停区间角度，该启停区间角度即适用于与该台插秧机同类的插秧机；随后按照通用步骤在同类插秧机上安装计数装置。计数装置主要包括霍尔传感器和可输入式计数继电器，其中霍尔传感器包括永磁体和霍尔半导体元件，永磁体安装在插植轴上随插植轴转动，霍尔半导体元件与机架固定，永磁体通过霍尔半导体元件一次，感应一次，从而计数一次。其中霍尔传感器的感应位置影响计数精度。

计数装置准确性的问题主要由插秧计数试验平台解决，试验平台包括：编码器、安装基座、单片机、高速摄像机。

编码器采用绝对值式编码器，固定在安装基座上，安装基座由两块金属板构成，中间含有两个尺寸一致的齿轮，其中一个动齿轮套在编码器输出轴上，另一个主动齿轮套在插秧机的插植轴上，两个齿轮1:1啮合使得编码器与插植轴的转动位置完全对应。

编码器与单片机相连，通过程序将编码器的格雷码转为二进制通过单片机的数码显示管显示，数码显示管有四位数共1024位，即将一圈360°分为1024份，由此来精确显示插植轴的精确转动角度位置。

由于插植轴的转动情况难以观察，又插植轴转动一圈秧爪插秧一次，因此直接观测秧爪的运动情况即可。由于分插机构的秧爪在运行时速度过快，肉眼较难观测，所以采用高速摄像机来进行拍摄，且同时要将单片机显示编码器位置的数码显示管也需要进入高速摄像机的镜头范围，这样可以使用高速摄像机同时观测秧爪的运动情况与编码器显示的实时位置，即插秧时刻以及启停时刻插植轴的绝对位置。

确定霍尔传感器的安装位置的原理：由于试验平台可通过高速摄像机拍摄到秧爪启动与停止时刻直角的区间角度位置，当霍尔传感器的安装位置避开此区间位置时，计数便可达到百分之百的准确性。

启停区间对计数装置的准确性的分析：插植轴转动一圈，霍尔传感器计数一次，插植轴从启动到停止称之为一个周期，霍尔传感器计数的时刻是在插植轴转动一圈内的某一点的位置计数，而秧爪启动的位置即为一个计数周期开始时的位置，秧爪停止时即为一个计数周期结束时的位置。令秧爪启动时刻所对应的插植轴位置为角度α，秧爪停止时刻对应的插植轴角度为β，霍尔传感器产生计数信号的角度为γ，而秧爪实际插秧时刻所对应的角度为θ，其中示意图中的阴影区域为秧爪启停位置的间隔区域。

(1)少计数1次的情况：

频繁启停时，当实际插秧时刻θ在产生计数信号γ之前，且γ在秧爪停止角度β之后时，计数装置将发生少记1次的情况。如图1所示，当插秧点θ位于非间隔区域，而计数信号γ产生于间隔区域时，则在结束时刻会少计数1次。

(2)多记1次的情况：

频繁启停时，当插秧时刻θ在产生计数信号γ之后，且γ在秧爪停止角度β之前时，计数装置将发生多记1次的情况。如图2所示，当θ位于间隔区域，而γ位于非间隔区域时，则在停止时刻多计数1次。

避免间隔区域进行安装，即可使插秧计数装置准确性达到百分之百。

计数装置通用性安装方法：第一步标定测量基准线；第二步确定计数装置的安装位置；第三步连接电路完成安装。

第一步：插秧机的插植离合器与插植离合器的圆形凸台均是静止不动的，而插植轴是稳定转动的，因此在如图3所示的位置处画上一条直线，当秧爪运行到上止点时，即最高点时停止插秧机运行，然后沿着插植离合器一直到永磁体部分画一条直线，即标定测量基准线。那么当插秧机正常运行时候，插植轴的转动则会使插植轴与插植离合器圆形凸台上的测量基准线形成了一个角度差。其中秧爪的上止点即为图4中分插机构的旋转齿轮箱竖直垂直地面时。

第二步：根据角度差既可以确定霍尔传感器的安装位置或是永磁体部分的位置，即根据插秧计数试验平台所测得的启停区间角度，然后以测量基准线为标准即秧爪到达上止点的位置确定计数装置霍尔传感器的安装位置。其中可输入式计数继电器则安装在插秧机驾驶台右侧即可，方便驾驶员操作。

第三步：将可输入式计数继电器与霍尔传感器的电路与插秧机自身电瓶连接，同时将车身的提升电路接入可输入式计数继电器中，让可输入式计数继电器可以直接控制插秧机插植部分的升降。

如图5所示，动齿轮与编码器安装，主动齿轮安装于插植轴上，安装基座通过螺栓固定。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。