一种多作物条播机自适应播种控制方法技术

本发明专利技术涉及一种多作物条播机自适应播种量控制方法，属于农业机械技术领域。该播种机的牵引机装有转速传感器，其排种器装有称重传感器，还安装含有CPU的智能控制器，CPU按以下步骤实现播种控制：读取操作输入参数；以预定转速驱动排种器旋转播种；采集称重传感器的变化值，计算标定排种量；得出每亩播种量（千克/亩）与地轮平均转速（转/分）的关系式;计算预定时长地轮的实测平均转速;得出每亩计算播种量，并比较是否小于每亩额定播种量，进行修订；直至完成单位面积播种；以每亩修正播种量，取代每亩计算播种量；进一步修订，直至完成单位面积播种。采用本发明专利技术后，可以适应多作物条播的精密播种，提高机具的使用率，有利于作物机械作业的推广。

【技术实现步骤摘要】
一种多作物条播机自适应播种控制方法
本专利技术涉及一种播种控制方法，尤其是一种多作物条播机自适应播种量控制方法，属于农业机械

技术介绍
由于机械化精密播种比传统播种的产量显著提高，因此精密播种技术得到普及。据申请人了解，传统播量调节通常是人工计算播量后再手动更换链轮（或排种槽）进行调节。实践证明，这种机械式播种装置难以满足精密播种实时调节排种转速的需求，而且播种机使用地轮取功驱动排种器（其典型结构参见申请号为201310472023.8、名称为多功能旋耕施肥播种机的中国专利申请文献），由于田间秸秆和杂草对驱动轮阻力大，容易产生打滑现象，因此难以满足精密播种的调控要求。申请号为201010528094.1和201020587294.X的中国专利申请同时提出了一种能对油菜播种过程中的变量进行精确控制的农业操作系统，该系统能够根据需要通过按键手动输入播量，然后根据输入的播量与机具的前进速度进行综合运算，最后输出控制播量的脉冲对步进电机的转速进行控制，同时作为播量检测装置的光电传感器安装在排种口，对排出种子的粒数计数，系统根据千粒重计算播量再反馈给主控芯片，形成一个闭环反馈系统。但是，其排种器转速的标定必须通过人工对排种均匀性和各行排量一致性进行反复试验，从中找出排种特性稳定、符合排种要求的排种转速与排量之间的线性关系，再根据农业机械手册等工具书，算出播种量与作业速度、排种器转速的关系式。这种标定试验过程费时费力，完全靠手动完成，还需要专业技术人员根据试验数据拟合变量间的关系，不能依赖控制系统自身快速完成，在更换排种轮、作物种子类型或者土壤情况发生变化时更无法短时间内完成，因而不能满足播种季节抢播的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种能够在短时间内自动完成多种作物播种控制——即确定各种种子达到额定每亩播种量（千克/亩）时牵引机有效行进速度与排种器转速的关系，进而控制精准播种的多作物条播机自适应播种控制方法。为了达到以上目的，本专利技术的多作物条播机自适应播种控制装置基本技术方案为：含有牵引机带动的地轮和排种器，所述排种器具有与其转轴传动连接的驱动电机，所述牵引机的机架邻近地轮一侧装有转速传感器，所述排种器装有称重传感器，所述牵引机还安装含有CPU和操作输入端的智能控制器，所述智能控制器的CPU信号输入端分别接所述转速传感器和称重传感器，所述驱动电机的受控端接所述CPU的控制输出端，所述CPU按以下步骤实现播种控制：第一步.读取操作输入端的每亩额定播种量、标定时长、播种幅宽以及预定转速；第二步.以预定转速驱动排种器旋转播种；第三步.经过预定时长后，停止排种器旋转，采集称重传感器的变化值，计算标定排种量，进而求得排种器每转计算排种量；第四步.基于排种器单位时间的排种量与牵引机单位时间的播种量等式关系，得出每亩播种量（千克/亩）与地轮平均转速（转/分）的关系式式中--每亩播种量（千克/亩）--排种器每转计算排种量（克/转）--排种器转速（转/分）--播种幅宽(米)--地轮直径（米）--地轮平均转速（转/分）;第五步.进入田间作业后，以预定转速驱动排种器旋转播种，并根据转速传感器的数据，计算预定时长地轮的实测平均转速;第六步.读取输入的地轮直径，根据关系式得出在地轮实测平均转速条件下的每亩计算播种量，并比较是否小于每亩额定播种量，如是则以预定递进值增速修订预定转速，如否则以预定递进值减速修订预定转速；第七步.重复第五步和第六步，直至完成单位面积播种；第八步.完成单位面积播种后，以称重传感器的变化量作为实际单位面积播种量，并以其作为每亩修正播种量，取代每亩计算播种量；第九步.再次进入田间作业时，比较每亩修正播种量是否小于每亩额定播种量，如是则以预定递进值增速修订预定转速，如否则以预定递进值减速修订预定转速，驱动排种器旋转播种，直至完成单位面积播种。这样，每当种子品种或额定每亩播种量改变时，可以迅速自动完成标定，进行播种作业，并在完成第一次单位面积播种之后，自动以每亩修正播种量不断修订播种器的预定转速，从而很快逼近每亩额定播种量，实现精密播种，并满足抢种抢播的需求。并且，采用本专利技术后，可以适应多作物条播的精密播种，提高机具的使用率，节约了机械化作业成本，有利于作物机械作业的推广。此外，本专利技术适合无论南方北方的各种土壤条件，能满足农机与农艺的结合需要。本专利技术进一步的完善是：所述地轮安装在支架一端，所述支架的另一端铰支在机架上，铰支处安装使地轮具有落地趋势的扭簧，并装有用以向智能控制器输出所述支架相对机架转位信号的接近开关。本专利技术进一步的完善是：所述智能控制器的CPU控制输出端通过光耦器件和驱动电路接所述驱动电机的受控端。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术一个实施例的播种机结构示意图。图2为图1实施例的控制电路原理图。图3为图1实施例的播种控制过程流程图。具体实施方式实施例一本实施例的播种机为一种多作物条播机，如图1所示，含有牵引机带动的地轮6和电机2驱动的排种器1，排种器1为槽轮式，通过其转轴与驱动电机2传动连接，具体机构可以参见
技术介绍
中的现有专利文献。地轮6安装在一侧装有转速传感器5的支架一端，该支架的另一端铰支在机架上，铰支处安装使地轮6具有落地趋势的扭簧并装有接近开关4，用以向智能控制器输出支架相对机架转位信号。只有当地轮6受地面支撑力作用，支架与机架之间的角度转位超过一定范围时，智能控制器3监测的转速传感器信号才作为有效数据，从而排除地轮6不着地空转的影响。排种器1下装有称重传感器7。智能控制器3如图2所示，含有CPU和操作输入端，其CPU的信号输入端分别接转速传感器和称重传感器传来的转速信号和称重信号，驱动电机的受控端与CPU的控制输出端之间接有经光耦TLP521的驱动芯片L298，因此十分可靠。图2中的LM324是运放、9013是反向器。CPU按以下步骤实现本实施例播种对象为小麦的自适应播种控制（参见图3）：第一步.读取操作输入端的每亩额定播种量、标定时长、播种幅宽以及预定转速；第二步.以预定转速驱动排种器旋转播种；第三步.经过预定时长1分钟后，排种器旋转，采集称重传感器的变化值，计算标定排种量，进而求得排种器每转计算排种量并存储；第四步.基于排种器单位时间的排种量与牵引机单位时间的播种量等式关系，得出每亩播种量（千克/亩）与地轮平均转速（转/分）的关系式式中--每亩播种量（千克/亩）--排种器每转计算排种量（克/转）--排种器转速（转/分）--播种幅宽(米)--地轮直径（米）--地轮平均转速（转/分）;第五步.进入田间作业后，以预定转速驱动排种器旋转播种，并根据转速传感器的数据，计算预定时长地轮的实测平均转速（53r/分）;第六步.读取输入的地轮直径，根据关系式得出每亩计算播种量，并比较是否小于每亩额定播种量，如是则以预定递进值20r/分钟增速修订预定转速，如否则以同样的预定递进值减速修订预定转速；第七步.重复第五步和第六步，直至完成单位面积播种；第八步.完成单位面积播种后，以称重传感器的变化量作为实际单位面积播种量，并以其作为每亩修正播种量，取代每亩计算播种量；第九步.再次进入田间作业时，比较每亩修正播种量是否小于每亩额定播种量，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多作物条播机自适应播种控制方法，所述播种机含有牵引机带动的地轮和排种器，所述排种器具有与其转轴传动连接的驱动电机，其特征在于：所述牵引机的机架邻近地轮一侧装有转速传感器，所述排种器装有称重传感器，所述牵引机还安装含有CPU和操作输入端的智能控制器，所述智能控制器的CPU信号输入端分别接所述转速传感器和称重传感器，所述驱动电机的受控端接所述CPU的控制输出端，所述CPU按以下步骤实现播种控制：第一步.读取操作输入端的每亩额定播种量、标定时长、播种幅宽以及预定转速；第二步.以预定转速驱动排种器旋转播种；第三步.经过预定时长后，停止排种器旋转，采集称重传感器的变化值，计算标定排种量，进而求得排种器每转计算排种量；第四步.基于排种器单位时间的排种量与牵引机单位时间的播种量等式关系，得出每亩播种量（千克/亩）与地轮平均转速（转/分）的关系式式中‑‑每亩播种量（千克/亩）‑‑排种器每转计算排种量（克/转）‑‑排种器转速（转/分）‑‑播种幅宽(米)‑‑地轮直径（米）‑‑地轮平均转速（转/分）;    第五步.进入田间作业后，以预定转速驱动排种器旋转播种，并根据转速传感器的数据，计算预定时长地轮的实测平均转速;第六步.读取输入的地轮直径，根据关系式得出在地轮实测平均转速条件下的每亩计算播种量，并比较是否小于每亩额定播种量，如是则以预定递进值增速修订预定转速，如否则以预定递进值减速修订预定转速；第七步.重复第五步和第六步，直至完成单位面积播种；第八步.完成单位面积播种后，以称重传感器的变化量作为实际单位面积播种量，并以其作为每亩修正播种量，取代每亩计算播种量；第九步.再次进入田间作业时，比较每亩修正播种量是否小于每亩额定播种量，如是则以预定递进值增速修订预定转速，如否则以预定递进值减速修订预定转速，驱动排种器旋转播种，直至完成单位面积播种。...

【技术特征摘要】
1.一种多作物条播机自适应播种控制方法，所述条播机含有牵引机带动的地轮和排种器，所述排种器具有与其转轴传动连接的驱动电机，其特征在于：所述牵引机的机架邻近地轮一侧装有转速传感器，所述排种器装有称重传感器，所述牵引机还安装含有CPU和操作输入端的智能控制器，所述智能控制器的CPU信号输入端分别接所述转速传感器和称重传感器，所述驱动电机的受控端接所述CPU的控制输出端，所述CPU按以下步骤实现播种控制：第一步.读取操作输入端的每亩额定播种量、标定时长、播种幅宽以及预定转速；第二步.以预定转速驱动排种器旋转播种；第三步.经过预定时长后，停止排种器旋转，采集称重传感器的变化值，计算标定排种量，进而求得排种器每转计算排种量；第四步.基于排种器单位时间的排种量与牵引机单位时间的播种量等式关系，得出每亩播种量Q(千克/亩)与地轮平均转速n(转/分)的关系式式中Q--每亩播种量(千克/亩)α--排种器每转计算排种量(克/转)R--排种器转速(转/分)B--播种幅宽(米)D--地轮直径(米)n--地轮平均转速(转/分)；第五步.进入田间作业后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素珍，吴崇友，袁文胜，张敏，梁苏宁，纪要，
申请(专利权)人：农业部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32