一种面向播量补偿的精密播种装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农业播种技术领域，公开了一种面向播量补偿的精密播种装置及其方法，该精密播种装置包括人机交互单元、信息采集单元和控制单元；人机交互单元用于设定播种参数；信息采集单元用于采集预设时间内播种机上地轮的转速信息与精密排种器输出的播量信息；控制单元用于根据播种参数计算出播种时的理论粒距与播量补偿延迟距离，获取播量补偿差值，并进一步计算出播种时与排种盘的转速初值相对应的转速更新值，以相应地调控排种电机的转动状态；本发明专利技术有效克服了现有精密排种系统固有漏播、重播的缺点，可根据播种机当前的播量补偿差值，适应性调整播种株距值，面向播量进行主动补偿，达到了播种的合格率及播量控制精度的效果。

A precision seeding device and method for seeding compensation

【技术实现步骤摘要】
一种面向播量补偿的精密播种装置及其方法
本专利技术涉及农业播种
，特别是涉及一种面向播量补偿的精密播种装置及其方法。
技术介绍
精密播种通过单粒等距播种，在省种的同时保证产量，成为玉米、大豆等大田作物主要的种植方式。精密播种进行单粒等距播种的目的是实现单位面积的播种量均匀地在田间播种，由于受到环境、播种机固有排种性能的影响，利用播种机实现田间高精度的单粒等距播种是十分困难的，因此，GB/T6973-2005规定了精密播种重播、合格和漏播时播种粒距的数值范围，当播种粒距大于0.5倍理论粒距，小于等于1.5倍理论粒距时，均认为是合格粒距范围。基于当前对精密播种的要求，播量的准确性直接影响作物的产量，从而在播种机上设置精密排种器。当前主要从提高排种器排种的均匀性，及提高播种机车速与排种器排种速率匹配精度两个方面，来确保精密排种器的单粒等距播种。在提高精密排种器的排种均匀性性能方面，主要通过结合机械式与气力式结构，对相关动力参数进行优化，来提高单排种器的排种均匀性。在提高播种机的车速与精密排种器的排种速率的匹配精度方面，为了克服地轮传动过程中打滑、传动机构卡死等缺点，利用电动机驱动和液压马达驱动等可控动力单元来取代地轮传动，通过监测车速，来主动匹配排种速率。对于上述两种精密播种方式而言，精密排种器在排种性能上提高比较明显，但在田间播种状态下仍存在漏播、重播的现象。相比于重播而言，出现漏播的现象更为明显，当前可通过漏播补偿装置对漏播现象进行改进，但由于漏播补偿装置的相应机构比较复杂，造成成本的增加，使推广使用受限，且不能解决重播的问题。由此可见，当前在进行精密播种时，难以有效解决漏播和重播的问题，在保证播量精度方面有所缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种面向播量补偿的精密播种装置及其方法，用于至少解决当前在进行精密播种时，出现漏播和重播，并难以确保播量精度的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种面向播量补偿的精密播种装置，包括播种机和精密排种器，所述播种机上安装所述精密排种器，所述精密排种器包括排种盘及与所述排种盘同轴连接的排种电机；还包括人机交互单元、信息采集单元和控制单元；所述人机交互单元用于设定播种参数，并将所述播种参数传输至所述控制单元，所述播种参数包括播种单体行距、目标播量、播量补偿延迟数及排种盘单圈排种数；所述信息采集单元用于采集预设时间内所述播种机上地轮的转速信息与所述精密排种器输出的播量信息；所述控制单元用于根据所述播种参数计算出播种时的理论粒距与播量补偿延迟距离，获取播量补偿差值，并进一步计算出播种时与所述排种盘的转速初值相对应的转速更新值，以相应地调控所述排种电机的转动状态。其中，所述信息采集单元包括车速码盘、接近开关和播量监测传感器；所述车速码盘同轴安装在所述地轮的一侧，所述车速码盘包括盘体及以中心辐射状沿圆周均匀排布在所述盘体上的栅条；所述接近开关安装在所述播种机的机体上，并与所述栅条呈相对布置；所述播量监测传感器安装在导种管上，所述导种管的一端连通所述精密排种器的排种口，另一端伸向预播种的田地；所述接近开关与所述播量监测传感器均通讯连接所述控制单元。其中，所述人机交互单元包括车载计算机，所述控制单元包括控制器；所述车载计算机与所述控制器均安装在所述播种机上；所述车载计算机与所述控制器通讯连接，所述接近开关与所述播量监测传感器均通讯连接所述控制器，所述控制器与所述排种电机构成电连接。本专利技术实施例还提供了一种基于上述面向播量补偿的精密播种装置的精密播种方法，包括：S1，设定播种参数，播种参数包括播种单体行距P、目标播量Q、播量补偿延迟数O及排种盘单圈排种数A，计算播种时的理论粒距s与播量补偿延迟距离L；S2，启动播种作业，采集预设时间内播种机上地轮的转速信息与精密排种器输出的播量信息，计算播种机的车速v与排种盘的转速初值N；S3，获取播量补偿差值nc，并进一步计算出播种时与排种盘的转速初值N相对应的转速更新值N'，以相应地调控排种电机的转动状态，并进行播量补偿。其中，还包括S4：根据S1-S3，循环查找播量补偿差值，计算理论粒距更新值，求出排种盘的转速更新值，以播量补偿延迟距离为最小单位，按照精密播种合格粒距的要求，进行播量补偿。其中，S1中按照如下公式计算理论粒距与播量补偿延迟距离：L＝O×s。其中，S1中设定的播种参数还包括车速脉冲距离X；S2中采集预设时间内的所述转速信息包括车速脉冲时间T与累计的脉冲数ns，及S2中采集预设时间内的所述播量信息包括精密排种器输出的实际播种数na；S2中按照如下公式计算播种机的车速v与排种盘的转速初值N：其中，S3中在满足如下条件时获取播量补偿差值nc：ns×X≥L。其中，S3中在计算排种盘的转速更新值N'之前，按照如下步骤计算播种时的理论粒距更新值s'：获取播量补偿差值nc，nc＝O-na；获取播量补偿更新值n'a，n'a＝nc+O；获取理论粒距更新值s'，按照合格粒距范围(0.5s，1.5s)对通过公式计算得到的s'进行取值：s'在小于0.5s时，则令s'等于0.5s；s'在大于等于0.5s且小于1.5s时，则令s'为实际计算值；s'在大于等于1.5s时，则令s'等于1.5s；相应地，S3中按照如下公式计算排种盘的转速更新值N'：本专利技术实施例提供的面向播量补偿的精密播种装置及其方法，通过人机交互单元设定包括播种单体行距、目标播量、播量补偿延迟数及排种盘单圈排种数的播种参数，以获取播种时的理论粒距与播量补偿延迟距离，并通过信息采集单元获取预设时间内播种机上地轮的转速信息与精密排种器输出的播量信息，以获取播种机的车速及与该车速相关联的排种盘的转速初值，进而得到播量补偿差值，及播种时与排种盘的转速初值相对应的转速更新值，以相应地调控排种电机的转动状态，并进行播量补偿。由此，本专利技术区别于现有的在播量、行距确定后，以播种株距为定值输出的播种方法，有效克服了现有精密排种系统固有漏播、重播的缺点，可根据播种机当前的播量补偿差值，适应性调整播种株距值，面向播量进行主动补偿，从而达到了播种的合格率及播量控制精度的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所示的面向播量补偿的精密播种装置的控制结构框图；图2为本专利技术实施例所示的面向播量补偿的精密播种装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例所示的基于面向播量补偿的精密播种装置的精密播种方法的流程图。附图标记说明：101、人机交互单元；102、信息采集单元；103、控制单元；201、地轮；202、车速码盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向播量补偿的精密播种装置，包括播种机和精密排种器，所述播种机上安装所述精密排种器，所述精密排种器包括排种盘及与所述排种盘同轴连接的排种电机；其特征在于，/n还包括人机交互单元、信息采集单元和控制单元；/n所述人机交互单元用于设定播种参数，并将所述播种参数传输至所述控制单元，所述播种参数包括播种单体行距、目标播量、播量补偿延迟数及排种盘单圈排种数；/n所述信息采集单元用于采集预设时间内所述播种机上地轮的转速信息与所述精密排种器输出的播量信息；/n所述控制单元用于根据所述播种参数计算出播种时的理论粒距与播量补偿延迟距离，获取播量补偿差值，并进一步计算出播种时与所述排种盘的转速初值相对应的转速更新值，以相应地调控所述排种电机的转动状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向播量补偿的精密播种装置，包括播种机和精密排种器，所述播种机上安装所述精密排种器，所述精密排种器包括排种盘及与所述排种盘同轴连接的排种电机；其特征在于，
还包括人机交互单元、信息采集单元和控制单元；
所述人机交互单元用于设定播种参数，并将所述播种参数传输至所述控制单元，所述播种参数包括播种单体行距、目标播量、播量补偿延迟数及排种盘单圈排种数；
所述信息采集单元用于采集预设时间内所述播种机上地轮的转速信息与所述精密排种器输出的播量信息；
所述控制单元用于根据所述播种参数计算出播种时的理论粒距与播量补偿延迟距离，获取播量补偿差值，并进一步计算出播种时与所述排种盘的转速初值相对应的转速更新值，以相应地调控所述排种电机的转动状态。


2.根据权利要求1所述的面向播量补偿的精密播种装置，其特征在于，所述信息采集单元包括车速码盘、接近开关和播量监测传感器；
所述车速码盘同轴安装在所述地轮的一侧，所述车速码盘包括盘体及以中心辐射状沿圆周均匀排布在所述盘体上的栅条；所述接近开关安装在所述播种机的机体上，并与所述栅条呈相对布置；
所述播量监测传感器安装在导种管上，所述导种管的一端连通所述精密排种器的排种口，另一端伸向预播种的田地；
所述接近开关与所述播量监测传感器均通讯连接所述控制单元。


3.根据权利要求2所述的面向播量补偿的精密播种装置，其特征在于，所述人机交互单元包括车载计算机，所述控制单元包括控制器；
所述车载计算机与所述控制器均安装在所述播种机上；
所述车载计算机与所述控制器通讯连接，所述接近开关与所述播量监测传感器均通讯连接所述控制器，所述控制器与所述排种电机构成电连接。


4.一种基于权利要求1-3中任意一项所述的面向播量补偿的精密播种装置的精密播种方法，其特征在于，包括：
S1，设定播种参数，播种参数包括播种单体行距P、目标播量Q、播量补偿延迟数O及排种盘单圈排种数A，计算播种时的理论粒距s与播量补偿延迟距离L；
S2，启动播种作...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀，杨硕，高原源，翟长远，窦汉杰，赵学观，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11