一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法及系统，该方法包括判断试验种箱内的种薯余量并获得种薯余量数据；检测螺旋喂种器内的种薯分布情况并获得种薯分布数据；获取升运搅龙转速、排种链转速和螺旋喂种器转速及转角的运动参数数据；以及基于分布喂入式马铃薯排种装置参数优化数学模型，根据所述种薯余量数据、种薯分布数据和运动参数数据，向工控机发送指令，自动调控所述升运搅龙转速、螺旋喂种器转速及转角到设定工作参数组合。本发明专利技术还提供了应用上述方法的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控系统。本发明专利技术提高了分布喂入式马铃薯排种装置自动化程度水平，保证了持续稳定供种和高效排种，提升了播种效率和种植精度。提升了播种效率和种植精度。提升了播种效率和种植精度。
【技术实现步骤摘要】
一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法及系统
[0001]本专利技术涉及农业测控技术，特别是一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法及系统。
技术介绍
[0002]马铃薯粮菜兼用，营养丰富，种植广泛。马铃薯“主粮化”政策有助于保障国家粮食安全，推动现代农业的发展。马铃薯播种机是马铃薯产业发展的关键机器，其播种质量直接关系到马铃薯的生长发育和产量，而排种装置对马铃薯播种质量起着至关重要的作用。
[0003]目前勺式排种器应用最为广泛，取种勺通过勺柄连接在输送链或输送带上，具有造价低、不伤种、株距可调等优点，但具有一定局限性，若种箱内的种薯数量较多，种薯间压实作用大，不利于取种；反之种薯数量有限，则种薯与取种勺接触机会较少，亦不利于取种，容易产生漏种现象，影响排种性能。因此，如何根据排种频率实时调节供种量，保证供种稳定和高效排种是马铃薯排种技术亟待解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法及系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，包括如下步骤：
[0006]S100、判断试验种箱内的种薯余量并获得种薯余量数据；
[0007]S200、检测螺旋喂种器内的种薯分布情况并获得种薯分布数据；
[0008]S300、获取升运搅龙转速、排种链转速和螺旋喂种器转速及转角的运动参数数据；以及
[0009]S400、基于分布喂入式马铃薯排种装置参数优化数学模型，根据所述种薯余量数据、种薯分布数据和运动参数数据，向工控机发送指令，自动调控所述升运搅龙转速、螺旋喂种器转速及转角到设定工作参数组合。
[0010]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，步骤S100采用超声波测距判断所述试验种箱内的种薯余量，进一步包括：
[0011]S101、将超声波测距传感器设置在安装距离为距所述试验种箱底部X处，并进行超声波测距获取试验种箱内的种薯余量；
[0012]S102、若所述超声波测距的距离大于临界测距反应距离x时，则判断所述试验种箱内的种薯余量不足，工控机发出加种报警提示，以保证稳定供种；以及
[0013]S103、若所述试验种箱内的种薯余量充足，则驱动升运搅龙、螺旋喂种器和排种链工作。
[0014]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，所述安装距离X为：
[0015][0016]其中，Q为搅龙输送能力，单位为kg/s，T为种薯补种的时间，单位为s，S为试验种箱横截面面积，单位为m2，λ为填充系数，ρ为种薯密度，单位为kg/m3，x为临界测距反应距离，单位为m。
[0017]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，步骤S200采用阵列激光测距与称重相结合检测所述螺旋喂种器内的种薯分布情况，进一步包括：
[0018]S201、采用激光非接触式测距，根据所述螺旋喂种器每层充种区域的激光信号反射强度，获得所述螺旋喂种器每层充种区域内的种薯余量；
[0019]S202、通过称重检测所述螺旋喂种器的重力变化，求得所述螺旋喂种器内的实时种薯余量；以及
[0020]S203、根据所述螺旋喂种器每层充种区域内的种薯余量和所述螺旋喂种器内的种薯余量，得到所述螺旋喂种器内的种薯分布情况。
[0021]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，步骤S300中采用霍尔测速传感器获取所述升运搅龙转速、排种链转速和螺旋喂种器转速及转角，其中，所述升运搅龙转速、螺旋喂种器转速及排种链转速为：
[0022]单位为r/min；
[0023]所述螺旋喂种器转角为：
[0024]单位为rad；
[0025]其中，T1和T2分别为霍尔测速传感器测量的两个时间点，L1和L2分别为同一被测物体对应时间T1和T2的移动距离。
[0026]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，步骤S400进一步包括：
[0027]S401、根据所述种薯余量数据，确定各工作部件对应的电机是否正常动作；
[0028]S402、根据所述种薯分布数据，确定所述升运搅龙转速和螺旋喂种器转速及转角；以及
[0029]S403、所述霍尔测速传感器实时检测所述排种链转速，结合所述种薯余量数据、所述种薯分布数据、所述升运搅龙转速和螺旋喂种器转速及转角，实时匹配所述排种链转速。
[0030]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其中，还包括如下步骤：
[0031]S500、判断是否满足参数优化模型，若是，则控制分布喂入式马铃薯排种装置正常工作，且循环步骤S100
‑
S400；若否，则回到步骤S400重新自动调控所述升运搅龙转速、螺旋喂种器转速及转角到设定工作参数组合，以保证持续稳定供种和高效排种，提升播种效率和种植精度。
[0032]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控系统，设置在分布喂入式马铃薯排种装置上，其中，包括：
[0033]超声波测距传感器，水平放置并设置于距离所述分布喂入式马铃薯排种装置试验种箱底部安装距离为X处，用于判断所述试验种箱内的种薯余量；
[0034]多个霍尔测速传感器，分别设置于所述分布喂入式马铃薯排种装置的升运搅龙转轴、排种链转轴和螺旋喂种器外筒上，用于获取升运搅龙转速、排种链转速和螺旋喂种器转速及转角；
[0035]称重传感器，安装在所述分布喂入式马铃薯排种装置的螺旋喂种器底端，用于检测螺旋喂种器内的种薯余量；
[0036]多个激光测距传感器，分别对应所述螺旋喂种器内各层充种区域设置，用于检测所述螺旋喂种器内每层充种区域内的种薯余量；
[0037]电机调控器，分别与所述分布喂入式马铃薯排种装置的升运搅龙驱动电机、螺旋喂种器驱动电机连接，用于控制所述升运搅龙转速和螺旋喂种器转速及转角；
[0038]数据采集器，分别与所述超声波测距传感器、称重传感器、激光测距传感器和霍尔测速传感器连接，用于采集所述超声波测距传感器、称重传感器、激光测距传感器和霍尔测速传感器的脉冲信号；以及
[0039]工控机，分别与所述电机调控器和数据采集器连接，用于接收所述脉冲信号后进行数据处理，若所述试验种箱内的种薯余量充足，则发送指令自动调控所述升运搅龙转速和螺旋喂种器转速及转角到设定工作参数组合。
[0040]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控系统，其中，还包括报警器，用于所述试验种箱内的种薯余量不足时发出加种报警。
[0041]上述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控系统，其中，所述安装距离X为：
[0042][0043]其中，Q为搅龙输送能力，单位为kg/s，T为种薯补种的时间，单位为s，S为试验种箱横截面面积，单位为m2，λ为填充系数，ρ为种薯密度，单位为k本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，适用于分布喂入式马铃薯排种装置，其特征在于，包括如下步骤：S100、判断试验种箱内的种薯余量并获得种薯余量数据；S200、检测螺旋喂种器内的种薯分布情况并获得种薯分布数据；S300、获取升运搅龙转速、排种链转速和螺旋喂种器转速及转角的运动参数数据；以及S400、基于分布喂入式马铃薯排种装置参数优化数学模型，根据所述种薯余量数据、种薯分布数据和运动参数数据，向工控机发送指令，自动调控所述升运搅龙转速、螺旋喂种器转速及转角到设定工作参数组合。2.根据权利要求1所述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其特征在于，步骤S100采用超声波测距判断所述试验种箱内的种薯余量，进一步包括：S101、将超声波测距传感器设置在安装距离为距所述试验种箱底部X处，并进行超声波测距获取试验种箱内的种薯余量；S102、若所述超声波测距的距离大于临界测距反应距离x时，则判断所述试验种箱内的种薯余量不足，工控机发出加种报警提示，以保证稳定供种；以及S103、若所述试验种箱内的种薯余量充足，则驱动升运搅龙、螺旋喂种器和排种链工作。3.根据权利要求2所述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其特征在于，所述安装距离X为：其中，Q为搅龙输送能力，单位为kg/s，T为种薯补种的时间，单位为s，S为试验种箱横截面面积，单位为m2，λ为填充系数，ρ为种薯密度，单位为kg/m3，x为临界测距反应距离，单位为m。4.根据权利要求1、2或3所述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其特征在于，步骤S200采用阵列激光测距与称重相结合检测所述螺旋喂种器内的种薯分布情况，进一步包括：S201、采用激光非接触式测距，根据所述螺旋喂种器每层充种区域的激光信号反射强度，获得所述螺旋喂种器每层充种区域内的种薯余量；S202、通过称重检测所述螺旋喂种器的重力变化，求得所述螺旋喂种器内的实时种薯余量；以及S203、根据所述螺旋喂种器每层充种区域内的种薯余量和所述螺旋喂种器内的种薯余量，得到所述螺旋喂种器内的种薯分布情况。5.根据权利要求1、2或3所述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其特征在于，步骤S300中采用霍尔测速传感器获取所述升运搅龙转速、排种链转速和螺旋喂种器转速及转角，其中，所述升运搅龙转速、螺旋喂种器转速及排种链转速为：单位为r/min；所述螺旋喂种器转角为：
单位为rad；其中，T1和T2分别为霍尔测速传感器测量的两个时间点，L1和L2分别为同一被测物体对应时间T1和T2的移动距离。6.根据权利要求5所述的分布喂入式马铃薯排种装置自适应测控方法，其特征在于，步骤S400进一步包...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛康，白圣贺，苑严伟，赵博，周利明，刘阳春，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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