一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿

本发明属于农业机械领域，涉及一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，特别适用于大豆、玉米和花生等播种系统。背景技术：1、电驱高速精量播种系统能够实现运用外部动力驱动排种器转动获得在不同的作业速度下播种株距的自动调整和稳定控制，并能够适应播种速度在8～15km/h的高速播种作业，广泛应用于玉米、大豆和花生等作物的播种作业。近年来有许多科研机构对电驱排种器结构及相关监测系统进行了深入研究，株距变异系数、漏种率和重种率等指标均有提升，但由于多种因素的影响，在实际工作时仍会出现重播、漏播和坏种播等问题，不能确保精播质量。虽然有一部分研究机构致力于播种过程中种子状态的监测研究，能够检测漏播和坏种播，但并没有形成较完善的监测和补偿系统，进行补种的作业。造成这种现象的原因有：（1）播种作业环境复杂，例如作业抖动大、飞尘严重和地形不平等问题，导致光学传感器无法应用，或应用精度降低，无法精准监测和控制；（2）监测补偿控制算法复杂，播种机工作速度变化大，相应的监测和补偿控制需要具有灵敏的响应速度，才能实现精准作业。技术实现思路1、针对上述问题，本发明提出了一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，能够适应复杂的播种作业环境，实现播种作业过程中种子状态的监测和精准补种。2、本发明的详细技术方案是：一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置包含有机架（1）、开沟器（2）、种子检测和补偿装置（3）、覆土装置（4）气吸式电驱排种器（5）、电控箱（6），开沟器（2）固定在机架（1）前下方，气吸式电驱排种器（5）安装在机架（1）后上方，种子检测和补偿装置（3）安装在开沟器（2）和气吸式电驱排种器（5）之间，固定在机架（1）下方，能够将种子从气吸式电驱排种器（5）输送到开沟器（2）后方，并在输送过程中监测是否存在缺少种子和坏种子的情况，然后进行精准补种，覆土装置（4）安装在种子检测补偿装置（3）后方，能够将土壤滚压进播种沟内，电控箱（6）安装在机架（1）上方，内部集成了供电和逻辑控制模块，用于接收、处理和发送相应的控制指令。3、所述的种子检测和补偿装置（3）包含有支撑壳体（301）、补种器（302）、联轴器（303）、分种输送带驱动电机（304）、同步驱动齿轮组（305）、主动带轮（306）、从动带轮a（307）、分种输送带（308）、从动带轮b（309）、从动带轮c（310）、从动带轮d（311）、监测模块（312）、从动输送带（313）、挡板（314），主动带轮（306）安装在支撑壳体（301）中部，通过联轴器（303）与分种输送带驱动电机（304）相连，分种输送带驱动电机（304）固定在支撑壳体（301）侧面，从动带轮a（307）位于主动带轮（306）前方，设置在开沟器（2）后下方附近，从动带轮b（309）位于主动带轮（306）正后方，设置在气吸式电驱排种器（5）下方附近，主动带轮（306）、从动带轮a（307）和从动带轮b（309）组合形成带轮组，分种输送带（308）缠绕在三个带轮之间，分种输送带（308）外侧面均布固连若干挡板（314），用于将输送的种子分区，以便检测，主动带轮（306）和从动带轮b（309）之间支撑一段水平分种输送带（308），用于承接由气吸式电驱排种器（5）排出的种子；主动带轮（306）和从动带轮a（307）之间支撑一段倾斜向下的分种输送带（308），其上方安装有补种器（302），补种器（302）用于向缺少种子和坏种子的分区补充种子；从动带轮c（310）和从动带轮d（311）组合形成带轮组，安装在水平段分种输送带（308）的上方，从动输送带（313）缠绕在从动带轮c（310）和从动带轮d（311）之间，监测模块（312）按分种输送带（308）上两挡板（314）之间的距离均匀固定在从动输送带（313）外侧面；同步驱动齿轮组（305）的两个齿轮分别与主动带轮（306）和从动带轮d（311）同轴心固连，安装在支撑壳体（301）外侧，两齿轮啮合转动使得主动带轮（306）和从动带轮d（311）的旋转方向相反，转速相同，且带动从动输送带（313）与分种输送带（308）的带速相同，相应地，从动输送带（313）上的监测模块（312）与分种输送带（308）上的种子分区移动速度相同，使得监测模块（312）能够零速监测和识别分区内种子的状态；4、主动带轮（306）、从动带轮a（307）、从动带轮b（309）、从动带轮c（310）、从动带轮d（311）的模数和齿数相同。5、工作时，电控箱（6）内的控制系统控制气吸式电驱排种器（5）以设定速度将种子排出到分种输送带（308）水平段，种子在水平段输送过程中，分种输送带（308）与从动输送带（313）同步传动，使得监测模块（312）能够在零速状态下监控识别相应分区内的种子状况，当监测模块（312）识别到某个分种输送带（308）分区内存在缺少种子或坏种子的情况时，标记该分区，并将相应信号传输到电控箱（6）内的控制系统，控制系统根据分种输送带（308）长度、分种输送带驱动电机（304）转速和补种器（302）安装位置等数据确定相应的补种器（302）补种动作，在分种输送带（308）倾斜向下阶段完成补种。6、与现有技术相比，本发明提出了一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，利用链传动机构实现监测模块零速识别种子状态的功能，能够精准的识别缺种和坏种，然后进行补种作业。技术特征：1.一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，其特征在于：包含有机架、开沟器、种子检测和补偿装置、覆土装置、气吸式电驱排种器、电控箱，开沟器固定在机架前下方，气吸式电驱排种器安装在机架后上方，种子检测和补偿装置安装在开沟器和气吸式电驱排种器之间，固定在机架下方，能够将种子从气吸式电驱排种器输送到开沟器后方，并在输送过程中监测是否存在缺少种子和坏种子的情况，然后进行精准补种，覆土装置安装在种子检测补偿装置后方，能够将土壤滚压进播种沟内，电控箱安装在机架上方，内部集成了供电和逻辑控制模块，用于接收、处理和发送相应的控制指令。2.根据权利要求1所述的一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，其特征在于：所述的种子检测和补偿装置包含有支撑壳体、补种器、联轴器、分种输送带驱动电机、同步驱动齿轮组、主动带轮、从动带轮a、分种输送带、从动带轮b、从动带轮c、从动带轮d、监测模块、从动输送带、挡板，主动带轮安装在支撑壳体中部，通过联轴器与分种输送带驱动电机相连，分种输送带驱动电机固定在支撑壳体侧面，从动带轮a位于主动带轮前方，设置在开沟器后下方附近，从动带轮b位于主动带轮正后方，设置在气吸式电驱排种器下方附近，主动带轮、从动带轮a和从动带轮b组合形成带轮组，分种输送带缠绕在三个带轮之间，分种输送带外侧面均布固连若干挡板，用于将输送的种子分区，以便检测，主动带轮和从动带轮b之间支撑一段水平分种输送带，用于承接由气吸式电驱排种器排出的种子；主动带轮和从动带轮a之间支撑一段倾斜向下的分种输送带，其上方安装有补种器，补种器用于向缺少种子和坏种子的分区补充种子；从动带轮c和从动带轮d组合形成带轮组，安装在水平段分种输送带的上方，从动输送带缠绕在从动带轮c和从动带轮d之间，监测模块按分种输送带上两挡板之间的距离均匀固定在从动输送带外侧面；同步驱动齿轮组的两个齿轮分别与主动带轮和从动带轮d同轴心固连，安装在支撑壳体外侧，两齿轮啮合转动使主动带轮和从动带轮d的旋转方向相反，转速相同，且带动从动输送带与分种输送带的带速相同，相应地，从动输送带上的监测模块与分种输送带上的种子分区移动速度相同，使得监测模块能够零速监测和识别分区内种子的状态；3.根据权利要求1所述的一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，其特征在于：工作时，电控箱内的控制系统控制气吸式电驱排种器以设定速度将种子排出到分种输送带水平段，种子在水平段输送过程中，分种输送带与从动输送带同步传动，使得监测模块能够在零速状态下监控识别相应分区内的种子状况，当监测模块识别到某个分种输送带分区内存在缺少种子或坏种子的情况时，标记该分区，并将相应信号传输到电控箱内的控制系统，控制系统根据分种输送带长度、分种输送带驱动电机转速和补种器安装位置等数据确定相应的补种器补种动作，在分种输送带倾斜向下阶段完成补种。技术总结一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置包含有机架、开沟器、种子检测和补偿装置、覆土装置、气吸式电驱排种器、电控箱，开沟器固定在机架前下方，气吸式电驱排种器安装在机架后上方，种子检测和补偿装置安装在开沟器和气吸式电驱排种器之间，固定在机架下方，覆土装置安装在种子检测补偿装置后方，电控箱安装在机架上方，内部集成了供电和逻辑控制模块，用于接收、处理和发出相应的控制指令。本发明提出了一种适用于电驱高速精量播种系统的监测和补偿装置，利用链传动机构实现监测模块零速识别种子状态的功能，能够精准的识别缺种和坏种，然后进行补种作业。技术研发人员：夏广宝,尚书旗,王东伟,韩长杰,高增辉,夏超受保护的技术使用者：新疆农业大学技术研发日：技术公布日：2024/3/24