一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机制造技术

一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，正常情况下来自单行马铃薯种植机的地轮传动；漏播检测系统与系统控制器装置配合监测单行马铃薯种植机漏播事件是否发生、在漏播事件发生的情况下由系统控制器装置启动基于单向离合器的漏播补偿系统工作，同时系统控制器装置进行数据统计；基于单向离合器的漏播补偿系统工作启动时将由系统控制器装置控制电机加速运转，从而使单行马铃薯种植机的排种链轮动力源脱离地轮传动，由电机带动运转，使待补薯种加速追赶至前一空缺种薯的正常预定位置时，排种链轮重新从地轮获取动力，系统重新进入正常播种状态。本发明专利技术实现了马铃薯种植机漏播的精准的检测和及时的补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机
本专利技术属于农业机械及其电气自动化
，具体涉及一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机。
技术介绍
目前，精量播种已成为现代播种技术的主要特征，对于大籽粒作物而言，精量播种更是未来发展的方向。欧美国家的精量播种起始20世纪40年代，目前已经比较成熟，但主要集中在玉米、大豆等大宗作物栽培方面。目前国内外已有对马铃薯漏播监测的相关研究，例如，王关平、张校东等各自提出的基于光电检测的机电式漏播检测补偿系统，虽然各自方案不同，但其都采用排种管监测，并在原排种器外加装一套备用排种装置，当原排种装置出现漏播时，采用备用装置进行补播。这种排种器与漏播补种装置相互独立的补种方式虽然原理简单，但是付诸实践却结构复杂；另外，由于种子正常排种与补种时下落路径不同，存在补种位置滞后、不准确等问题，还可能存在待补薯种自身的堵塞问题，因策，实用性并不高。王关平等还提出了“单向离合器式播种补种一体化马铃薯种植机”，该构想的核心在于单向离合器的使用使得正常播种和补种使用不同的动力源，但是，该方案仅仅是一种理论构架，非常粗糙，例如，漏播检测传感器的安装无充足结构数据、系统控制无任何理论公式作为依据、没有控制系统的基本硬件构成，更没有关键系统软件流程框图。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机。为解决本专利技术的技术问题采用如下技术方案：一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，包括单行马铃薯种植机、漏播检测系统、基于单向离合器的漏播补偿系统和系统控制器装置；所述单行马铃薯种植机排种链轮动力正常情况下来自单行马铃薯种植机的地轮传动；所述漏播检测系统与系统控制器装置联合工作，监测单行马铃薯种植机漏播事件是否发生、在漏播事件发生的情况下由系统控制器装置启动基于单向离合器的漏播补偿系统工作，同时系统控制器装置进行数据统计；所述基于单向离合器的漏播补偿系统工作启动时将由系统控制器装置控制电机加速运转，从而使单行马铃薯种植机的排种链轮动力源脱离地轮传动，转而由电机带动运转，使单行马铃薯种植机的待补薯种加速追赶至前一空缺种薯的正常预定位置时，系统控制器装置控制电机加速转动状态终止，排种链轮重新从地轮获取动力，系统重新进入正常播种状态。所述单行马铃薯种植机包括种箱、机架竖梁、排种槽、补偿单向离合器、排种链轮(II，I)、排种链条、地轮轴、机架底梁、主动力传输单向离合器、排种链轮轴(II，I)、取种勺、地轮动力传输链条、主动力传输链轮，所述机架底梁安装于地轮轴上，机架竖梁垂直固定于机架底梁之上，所述排种槽平行安装于机架竖梁上；所述排种槽内上、下端分别设置排种链轮轴II和排种链轮轴I，所述排种链轮轴II上套装排种链轮II，所述排种链轮轴I上套装排种链轮I，所述排种链轮II与排种链轮I之间套装排种链条，所述排种链条上均匀设置若干取种勺；所述主动力传输单向离合器套装于排种链轮轴II一侧，所述补偿单向离合器套装于排种链轮轴II另一侧，所述主动力传输单向离合器通过地轮动力传输链条与主动力传输链轮连接，所述主动力传输链轮安装于地轮轴上与其同步转动，所述补偿单向离合器通过漏播补偿动力传输链条和基于单向离合器的漏播补偿系统的电机动力输出链轮连接，基于单向离合器的漏播补偿系统的电机的动力由安装于其转轴之上的电机动力输出链轮输出；所述基于单向离合器的漏播补偿系统与系统控制器装置和漏播检测系统配合。所述漏播检测系统包括排种检测光电传感器组(II，I)、取种勺位置信号携载器、取种勺位置传感器(II，I)，所述取种勺位置信号携载器安装在每个取种勺在同一位置上，所述排种槽在对应安装有取种勺位置信号携载器一侧从上到下两个位置分别设置取种勺位置传感器II和取种勺位置传感器I，相邻所述取种勺位置传感器之间的距离与相邻取种勺之间的距离L1相等，在取种勺位置传感器II、取种勺位置传感器I之上的种薯平均半径r处分别设置排种检测光电传感器组II和排种检测光电传感器组I，其中取种勺位置传感器I距离种薯进入自由落体运动的起点线距离与相邻取种勺之间的距离L1相同，其中，所述排种检测光电传感器组I为漏播事件是否发生的检测点，所述排种检测光电传感器组II为待补薯种是否具备的检测点；所述排种检测光电传感器组、取种勺位置传感器分别与系统控制器装置连接，所述系统控制器装置设置在单行马铃薯种植机上。所述基于单向离合器的漏播补偿系统包括驱动器、电机、电机动力输出链轮、车载蓄电池、漏播补偿动力传输链条，所述驱动器与电机和系统控制器装置连接，所述所述电机连接车载蓄电池，所述电机通过电机动力输出链轮、漏播补偿动力传输链条和补偿单向离合器给排种链轮轴提供补偿动力，排种链轮轴通过主动力传输单向离合器、地轮动力传输链条和主动力传输链轮而从地轮轴获得正常工作动力。所述系统控制器装置包括CPU核心运算处理器、复位按键、键盘、漏播报警声光电路、参数显示，所述CPU核心运算处理器具有定时和中断功能，所述键盘、参数显示及CPU核心运算处理器联合提供参数设置时的人机交互渠道，系统的表现偏差可以通过不断修改参数设置得到校正；所述复位按键供系统状态清零、紧急工况停机及系统死机再启动服务；所述CPU核心运算处理器(28-1)在综合获取种勺位置传感器(II，I)、排种检测光电传感器组(II，I)、测速码盘信号的基础上做出是否发生漏播的判断，在判定漏播事件发生的前提下输出驱动器所需的控制信号，从而使电机达到所需的运转速度，同时进行自然播种数、自然漏播数、补种数、最终漏播数的统计并将结果在参数显示上实时更新，所述CPU核心运算处理器连接测速码盘，所述测速码盘(29)的转动轴与排种链轮轴I(22)一端连接，所述测速码盘的机身固定于机架底梁之上，所述测速码盘的信号传递给CPU核心运算处理器后可以计算获得排种链轮(II，I)的角速度，从而得到排种链条(14)的实时运动速度。上述机具工作时，如果系统控制器装置的CPU核心运算处理器判断排种检测光电传感器组I处发生了漏播事件，则除了进行自然播种数、自然漏播数、补种数、最终漏播数的统计并将结果在参数显示上实时更新显示外，还需根据排种检测光电传感器组II处待补薯种是否具备的检测结果而由CPU核心运算处理器给驱动器发出相应的控制信号：如果排种检测光电传感器组II处待补薯种具备，则CPU核心运算处理器根据取种勺的实时运动速度v1给驱动器发出的控制信号应该使电机带动排种链条在原运动方向上的目标速度达到v′1，由于v′1＞v1，根据单向离合器的工作原理，此时电机通过电机动力输出链轮、漏播补偿动力传输链条和补偿单向离合器给排种链轮轴提供动力，先前排种链轮轴通过主动力传输单向离合器、地轮动力传输链条和主动力传输链轮而从地轮轴获取动力的途径自动分离，从而使得排种检测光电传感器组II处的取种勺在经过时间t1加速后，能够到达在其依然采用原速度v1而到达的相同位置，从而完成种薯位置无偏差补偿，随后，CPU核心运算处理器重新给驱动器发出控制信号，使电机停止转动，即这种情况下可视为电机带动排种链条在原运动方向上的目标速度为v′1＝0，显然有v′1＜v1，根据单向离合器的工作原理，此时电机通过电机动力输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：包括单行马铃薯种植机、漏播检测系统、基于单向离合器的漏播补偿系统和系统控制器装置；所述单行马铃薯种植机排种链轮动力正常情况下来自单行马铃薯种植机的地轮传动；所述漏播检测系统与系统控制器装置联合工作，监测单行马铃薯种植机漏播事件是否发生、在漏播事件发生的情况下由系统控制器装置启动基于单向离合器的漏播补偿系统工作，同时系统控制器装置进行数据统计；所述基于单向离合器的漏播补偿系统工作启动时将由系统控制器装置控制电机加速运转，从而使单行马铃薯种植机的排种链轮动力源脱离地轮传动，转而由电机带动运转，使单行马铃薯种植机的待补薯种加速追赶至前一空缺种薯的正常预定位置时，系统控制器装置控制电机加速转动状态终止，排种链轮重新从地轮获取动力，系统重新进入正常播种状态。

【技术特征摘要】
1.一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：包括单行马铃薯种植机、漏播检测系统、基于单向离合器的漏播补偿系统和系统控制器装置；所述单行马铃薯种植机排种链轮动力正常情况下来自单行马铃薯种植机的地轮传动；所述漏播检测系统与系统控制器装置联合工作，监测单行马铃薯种植机漏播事件是否发生、在漏播事件发生的情况下由系统控制器装置启动基于单向离合器的漏播补偿系统工作，同时系统控制器装置进行数据统计；所述基于单向离合器的漏播补偿系统工作启动时将由系统控制器装置控制电机加速运转，从而使单行马铃薯种植机的排种链轮动力源脱离地轮传动，转而由电机带动运转，使单行马铃薯种植机的待补薯种加速追赶至前一空缺种薯的正常预定位置时，系统控制器装置控制电机加速转动状态终止，排种链轮重新从地轮获取动力，系统重新进入正常播种状态。2.根据权利要求1所述的一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：所述单行马铃薯种植机包括种箱(1)、机架竖梁(2)、排种槽(4)、补偿单向离合器(7)、排种链轮(II，I)(10)、排种链条(14)、地轮轴(15)、机架底梁(18)、主动力传输单向离合器(20)、排种链轮轴(II，I)(22)、取种勺(10)、地轮动力传输链条(25)、主动力传输链轮(27)，所述机架底梁(18)安装于地轮轴(15)上，机架竖梁(2)垂直固定于机架底梁(18)之上，所述排种槽(4)平行安装于机架竖梁(2)上；所述排种槽(4)内上、下端分别设置排种链轮轴II(22)和排种链轮轴I(22)，所述排种链轮轴II(22)上套装排种链轮II(10)，所述排种链轮轴I(22)上套装排种链轮I(10)，所述排种链轮II(10)与排种链轮I(10)之间套装排种链条(14)，所述排种链条(14)上均匀设置若干取种勺(11)；所述主动力传输单向离合器(20)套装于排种链轮轴II(22)一侧，所述补偿单向离合器(7)套装于排种链轮轴II(22)另一侧，所述主动力传输单向离合器(20)通过地轮动力传输链条(25)与主动力传输链轮(27)连接，所述主动力传输链轮(27)安装于地轮轴(15)上与其同步转动，所述补偿单向离合器(7)通过漏播补偿动力传输链条(26)和基于单向离合器的漏播补偿系统的电机动力输出链轮(8)连接，基于单向离合器的漏播补偿系统的电机(6)的动力由安装于其转轴之上的电机动力输出链轮(8)输出；所述基于单向离合器的漏播补偿系统与系统控制器装置和漏播检测系统配合。3.根据权利要求1或2所述的一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：所述漏播检测系统包括排种检测光电传感器组(II，I)(9)、取种勺位置信号携载器(12)、取种勺位置传感器(II，I)(13)，所述取种勺位置信号携载器(12)安装在每个取种勺(11)在同一位置上，所述排种槽(4)在对应安装有取种勺位置信号携载器(12)一侧从上到下两个位置分别设置取种勺位置传感器II(13)和取种勺位置传感器I(13)，相邻所述取种勺位置传感器(13)之间的距离与相邻取种勺(11)之间的距离L1相等，在取种勺位置传感器II(13)、取种勺位置传感器I(13)之上的种薯(17)平均半径r处分别设置排种检测光电传感器组II(9)和排种检测光电传感器组I(9)，其中取种勺位置传感器I(13)距离种薯(17)进入自由落体运动的起点线距离与相邻取种勺(11)之间的距离L1相同，其中，所述排种检测光电传感器组I(9)为漏播事件是否发生的检测点，所述排种检测光电传感器组II(9)为待补薯种是否具备的检测点；所述排种检测光电传感器组(9)、取种勺位置传感器(13)分别与系统控制器装置(28)连接，所述系统控制器装置(28)设置在单行马铃薯种植机上。4.根据权利要求3所述的一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：所述基于单向离合器的漏播补偿系统包括驱动器(24)、电机(6)、电机动力输出链轮(8)、车载蓄电池(19)、漏播补偿动力传输链条(26)，所述驱动器(24)与电机(6)和系统控制器装置(28)连接，所述所述电机(6)连接车载蓄电池(19)，所述电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴(22)提供补偿动力，排种链轮轴(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获得正常工作动力。5.根据权利要求1或4所述的一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：所述系统控制器装置(28)包括CPU核心运算处理器(28-1)、复位按键(28-2)、键盘(28-3)、漏播报警声光电路(28-4)、参数显示(28-5)，所述CPU核心运算处理器(28-1)具有定时和中断功能，所述键盘(28-3)、参数显示(28-5)及CPU核心运算处理器(28-1)联合提供参数设置时的人机交互渠道，系统的表现偏差可以通过不断修改参数设置得到校正；所述复位按键(28-2)供系统状态清零、紧急工况停机及系统死机再启动服务；所述系统控制器装置(28)的CPU核心运算处理器(28-1)在综合获取种勺位置传感器(II，I)(13)、排种检测光电传感器组(II，I)(9)、测速码盘(29)信号的基础上做出是否发生漏播的判断，在判定漏播事件发生的前提下输出驱动器(24)所需的控制信号，从而使电机(6)达到所需的运转速度，同时进行自然播种数(N1)、自然漏播数(N2)、补种数(N3)、最终漏播数(N4)的统计并将结果在参数显示(28-5)上实时更新，所述CPU核心运算处理器(28-1)连接测速码盘(29)，所述测速码盘(29)的转动轴与排种链轮轴I(22)一端连接，所述测速码盘(29)的机身固定于机架底梁(18)之上，所述测速码盘(29)的信号传递给CPU核心运算处理器(28-1)后可以计算获得排种链轮(II，I)(10)的角速度，从而得到排种链条(14)的实时运动速度。6.根据上述任一权利要求所述的一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：如果系统控制器装置(28)的CPU核心运算处理器(28-1)判断排种检测光电传感器组I(9)处发生了漏播事件，则除了进行自然播种数(N1)、自然漏播数(N2)、补种数(N3)、最终漏播数(N4)的统计并将结果在参数显示(28-5)上实时更新显示外，还需根据排种检测光电传感器组II(9)处待补薯种是否具备的检测结果而由CPU核心运算处理器(28-1)给驱动器(24)发出相应的控制信号：如果排种检测光电传感器组II(9)处待补薯种具备，则CPU核心运算处理器(28-1)根据取种勺(11)的实时运动速度v1给驱动器(24)发出的控制信号应该使电机(6)带动排种链条(14)在原运动方向上的目标速度达到v′1，由于v′1＞v1，根据单向离合器的工作原理，此时电机(6)通过电机动力输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王关平，孙伟，张华，刘小龙，杨小平，杨浩，李益民，李红岭，杨晚霞，高晓阳，冯全，闫红强，杨森，刘柯楠，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62