免耕播种机主动式播种深度与镇压力调节系统技术方案

本发明专利技术提供了免耕播种机主动式播种深度与镇压力调节系统，包括监测系统和控制系统，监测系统包括播种深度检测机构、播种深度预测模型、压力预测模型以及镇压力检测机构；控制系统包括播种深度控制模型、下压力控制模型、镇压力控制模型、下压力调节机构、限深轮高度调节机构和镇压力调节机构；监测系统将播种深度监测机构采集的数据进行计算处理，通过播种深度预测模型获取播种作业时播种作业深度，通过压力预测模型获取播种单体下压力及镇压轮镇压力，通过镇压力调节机构实现镇压力的调节；下压力调节机构、限深轮高度调节机构与镇压力调节机构协同作用，保证免耕播种机播种深度与镇压力压力稳定的同时调节播种单体下压力。

【技术实现步骤摘要】
免耕播种机主动式播种深度与镇压力调节系统
本专利技术属于农业智能机械领域，尤其涉及免耕播种机主动式播种深度与镇压力调节系统。
技术介绍
播种深度简称播深，指的是种子上面所覆盖的土层的厚度，其作为评价播种质量的一个重要参考指标，播种精确与否决定出苗率、出苗齐整度及幼苗生长状况。播种机通过四连杆仿形机构对播种单体施加的下压力及播种后镇压轮对种沟的镇压力均会压实种子上面所覆盖的土壤，而适当的土壤压实有助于保证种子与土壤的良好接触，过度的土壤压实则会影响作物根系的延伸及水分的渗透，最终影响作物生长及产量。免耕播种作业相较于传统播种作业，其播种作业地表未经旋耕整平处理，种沟土壤紧实度差异大，地表起伏大，地表结构复杂，对免耕播种机作业过程中播种深度与压力稳定性具有显著影响，容易造成播深与压力的波动比较大，导致种子出苗一致性差，作物产量降低等问题。现有的免耕播种机多采用被动机械式弹簧进行仿形，播种作业前通过手动调节限深轮位置与弹簧伸长量对播种机播种深度及压力进行调节，但是却难以满足复杂多变的免耕作业环境。当遇到较硬地表时，被动机械式弹簧所提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.免耕播种机主动式播种深度与镇压力调节系统，包括监测系统和控制系统，其特征在于，/n监测系统包括播种深度检测机构、播种深度预测模型、压力预测模型以及镇压力检测机构；/n控制系统包括播种深度控制模型、下压力控制模型、镇压力控制模型、下压力调节机构(1)、限深轮高度调节机构(4)和镇压力调节机构(7)；/n其中，播种深度监测机构采集播种作业过程中限深轮高度、压种轮高度、镇压轮高度信息以及限深轮(3)压力信息，镇压力检测机构采集镇压轮压力信息，将数据发送至监测系统进行计算处理，通过播种深度预测模型获取播种作业时播种作业深度，通过压力预测模型获取播种单体下压力及镇压轮镇压力，以此对免耕播种机实时作业...

【技术特征摘要】
1.免耕播种机主动式播种深度与镇压力调节系统，包括监测系统和控制系统，其特征在于，
监测系统包括播种深度检测机构、播种深度预测模型、压力预测模型以及镇压力检测机构；
控制系统包括播种深度控制模型、下压力控制模型、镇压力控制模型、下压力调节机构(1)、限深轮高度调节机构(4)和镇压力调节机构(7)；
其中，播种深度监测机构采集播种作业过程中限深轮高度、压种轮高度、镇压轮高度信息以及限深轮(3)压力信息，镇压力检测机构采集镇压轮压力信息，将数据发送至监测系统进行计算处理，通过播种深度预测模型获取播种作业时播种作业深度，通过压力预测模型获取播种单体下压力及镇压轮镇压力，以此对免耕播种机实时作业状态进行监测；获取免耕播种机实时作业状态后，对播种机设定播种深度与实际播种深度进行对比，通过播种深度控制模型获取限深轮(3)的高度和调节量并将执行信号传递给限深轮高度调节机构(4)，通过下压力控制模型获取播种单体的下压力和调节量并将执行信号传递给下压力调节机构(1)，限深轮高度调节机构(4)与下压力调节机构(1)配合共同实现播种深度的自动调节；通过镇压力控制模型获取镇压轮(508)实时镇压力和调节量并将执行信号传递给镇压力调节机构(7)，通过镇压力调节机构(7)实现镇压力的调节；下压力调节机构(1)、限深轮高度调节机构(4)与镇压力调节机构(7)协同作用，保证免耕播种机播种深度与镇压力压力稳定的同时调节播种单体下压力。


2.根据权利要求1所述的调节系统，其特征在于，所述调节系统还包括播种单体支架(5)和双圆盘开沟器(2)，下压力调节机构(1)安装于免耕播种机四连杆处，其中，下压力调节机构(1)一侧与免耕播种机主梁固连，另一侧与播种单体四连杆铰接；限深轮高度调节机构(4)与播种单体支架(5)固连；压种轮(6)安装于双圆盘开沟器(2)两开沟圆盘中心；镇压力调节机构(7)与播种单体支架(5)固连。


3.根据权利要求2所述的调节系统，其特征在于，限深轮高度调节机构(4)包括播深调节推杆驱动电机(301)，播深调节推杆安装支架(302)，播深调节推杆(303)，压种轮角度传感器(304)，限深轮压力传感器(305)，播深调节手柄(306)，限深轮角度传感器(307)，限深轮支臂(308)，压种轮支臂(309)，其中，
播深调节推杆驱动电机(301)与播深调节推杆(303)固连，播深调节推杆驱动电机(301)旋转驱动播深调节推杆(303)伸缩；播深调节推杆安装支架(302)与播深调节推杆(303)及播种单体支架(5)固连，将播深调节推杆(303)与播种单体支架(5)相对位置固定；播深调节手柄(306)上开设有长槽孔，播深调节推杆(303)的头部插入播深调节手柄(306)上的长槽孔，播深调节推杆(303)伸出长度的变化带动播深调节推杆(303)头部在播深调节手柄(306)的长槽孔内滑动，从而引起播深调节手柄(306)前后位置变化以达到调节播种作业过程中限深轮(3)的高度的目的，以此实现双圆盘开沟器(2)开沟深度的调节，进而实现播种深度的直接调节；
压种轮角度传感器(304)用于检测压种轮支臂(309)的摆动角度，压种轮角度传感器(304)的安装座与播种单体支架(5)通过螺栓固定，压种轮角度传感器(304)的内轴心通过联轴器与压种轮支臂(309)的安装轴连接，压种轮(6)的上下摆动带动压种轮支臂(309)以其安装轴为中心摆动，从而带动压种轮角度传感器(304)的摆动，以此实现压种轮高度的检测；
限深轮压力传感器(305)用于检测限深轮(3)所承受的下压力，其为销轴式压力传感器，限深轮压力传感器(305)用于连接播深调节手柄(306)与播种单体支架(5)，限深轮压力传感器(305)与播种单体支架(5)固连，两者相对位置固定；播深调节手柄(306)以限深轮压力传感器(305)为回转轴相对转动，播深调节手柄(306)上端通过长槽孔部分与播深调节推杆(303)接触，播深调节手柄(306)下端与限深轮支臂(308)接触，播种作业过程中，检测播深调节推杆(303)的伸出长度及限深轮压力传感器(305)压力，并通过杠杆原理对限深轮(3)所承受的下压力进行计算；
限深轮角度传感器(307)设置有两个，分别用于检测播种单体两侧的两个限深轮(3)的摆动角度，限深轮角度传感器(307)的安装座与限深轮支臂(308)固连，限深轮角度传感器(307)的内轴心通过联轴器与限深轮支臂(308)的安装轴固定，限深轮(3)的摆动带动限深轮支臂(308)以其安装轴为中心转动，从而带动限深轮角度传感器(307)的安装座与轴心相互摆动，以此实现左右限深轮高度的检测。


4.根据权利要求3所述的调节系统，其特征在于，播深调节推杆(303)行程120mm，播深调节推杆(303)推力≥1000N，推杆速度6～15mm/s；压种轮角度传感器(304)量程0～30°，限深轮角度传感器(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆杰，曹鑫鹏，李洪文，李问盈，何进，卢彩云，王秀红，马新春，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11