一种播种机种箱自动对接加料装置和方法制造方法及图纸

一种播种机种箱自动对接加料装置和方法，该装置包括：机架；对接机构，包括导轨、丝杠调节机构和下料口，该导轨安装在机架上，该丝杠调节机构安装在导轨上，并与下料口连接；料仓，对应于该机架设置；绞龙输送机构，包括输送管道、输送绞龙和输送驱动部件，该输送管道的底端与该料仓连通；该输送管道的上部设置有出料口，该出料口与下料口连接；该输送驱动部件设置在该输送管道的顶端；该输送绞龙设置在该输送管道内并与该输送驱动部件连接；以及控制器，分别与该对接机构、绞龙输送机构和播种机连接，根据播种机的种箱行距信息调节该下料口的行距，以与播种机的种箱行距一致。本发明专利技术还公开了播种机种箱自动对接加料方法。公开了播种机种箱自动对接加料方法。公开了播种机种箱自动对接加料方法。

【技术实现步骤摘要】
一种播种机种箱自动对接加料装置和方法


[0001]本专利技术涉及农业播种机械，特别是一种播种机种箱自动对接加料装置和方法。

技术介绍

[0002]农业机械的快速发展使得多数作物在耕种和收获等环节实现了机械化，但多数情况下仍需依赖人工参与。随着信息技术和自动驾驶技术在农业机械上的应用，无人农场的研究和建设开始在世界范围内引起重视。但是当前无人农场在播种环节，因播种机种箱携带量有限，使得连续作业面积受到限制，无法满足大规模无人农场的需求；对播种机种箱进行补给依赖人工驱车前往手动操作，同时要求人员对播种机状态进行实时监测，否则会造成较长的停车等待时间，耽误作业进程；此外，人工加料过程较为粗放，对加料量缺少准确的记录。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种播种机种箱自动对接加料装置，其中，包括：
[0005]机架；
[0006]对接机构，包括导轨、丝杠调节机构和下料口，所述导轨安装在所述机架上，所述丝杠调节机构安装在所述导轨上，并与所述下料口连接，用于自动调节所述下料口的位置，以与播种机种箱准确对接；
[0007]料仓，对应于所述机架设置；
[0008]绞龙输送机构，包括输送管道、输送绞龙和输送驱动部件，所述输送管道的底端与所述料仓连通；所述输送管道的上部设置有出料口，所述出料口与所述下料口连接；所述输送驱动部件设置在所述输送管道的顶端；所述输送绞龙设置在所述输送管道内并与所述输送驱动部件连接；以及
[0009]控制器，分别与所述对接机构、绞龙输送机构和播种机连接，用于接收所述播种机发送的补给作业信号和播种机种箱行距信息，并根据所述播种机种箱行距信息调节所述下料口的行距，以与所述播种机种箱行距一致。
[0010]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，还包括工业相机和激光雷达，分别安装在所述丝杠调节机构上并与所述控制器连接；所述工业相机用于采集所述播种机种箱的图像并发送所述控制器，所述控制器解算得到所述下料口与播种机种箱的相对位置，并控制所述下料口移动至所述播种机种箱的中心上方；所述激光雷达用于测量所述播种机种箱的料位高度信息并发送所述控制器，所述控制器计算得到各所述播种机种箱的补给量，并控制所述绞龙输送机构准确加料。
[0011]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述丝杠调节结构包括丝杠、丝杠驱动电机、移动端板、固定端板和电动推杆，所述丝杠驱动电机、固定端板和移动端板分别安
装在所述导轨上；所述丝杠的一端与所述丝杠驱动电机连接；所述固定端板与所述丝杠的另一端连接，所述移动端板靠近所述丝杠驱动电机并与所述丝杠连接；所述电动推杆分别通过推杆支架安装在所述移动端板和固定端板上；所述下料口通过下料支架与所述电动推杆连接，所述电动推杆驱动所述下料口前后伸缩，以自适应调节所述下料口与对应的播种机种箱之间的距离。
[0012]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述导轨上对称设置有一对所述丝杠调节机构，两所述丝杠调节机构的固定端板相邻设置；同一所述丝杠调节机构的移动端板与固定端板的间距与两所述丝杠调节机构的固定端板的间距一致，以匹配不同行距的播种机种箱。
[0013]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述导轨上还设置有互相啮合的齿轮和齿条，所述齿条沿所述导轨的长度方向对称设置在所述齿轮的两侧，并分别与对应的所述丝杠调节机构连接；所述齿轮和齿条位于两所述丝杠调节机构之间；所述齿轮带动两侧的所述齿条反向等距离移动，所述齿条分别带动对应的所述丝杠调节机构的固定端板的间距相对所述导轨的中点均匀改变。
[0014]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述出料口通过柔性管道与所述下料口连接，所述下料口与所述柔性管道可拆卸连接。
[0015]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述工业相机正对所述下料口设置在所述下料支架的前端，所述激光雷达正对所述下料口设置在所述下料支架的下方；所述工业相机从正上方采集所述播种机种箱的边界信息，并发送所述控制器解算出所述播种机种箱的底面积S；所述激光雷达测定与所述播种机种箱内物料顶端的间距h1和与地面间距H，所述播种机种箱的应补给量V为：
[0016]V＝V
a
‑
ρ*S(H
‑
h1‑
h2)；
[0017]其中，V
a
为播种机种箱容积，h2为播种机种箱与地面间距，均为标定得出的常量；ρ为补给的种子密度；误差范围为(
‑
2/3μ，1/3μ)；其中μ的计算公式为：
[0018]μ＝S*rtanθ
[0019]其中，θ为播种机种箱内种子的固有堆积角，r为播种机种箱底面积等效半径。
[0020]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述输送驱动部件包括输送电机，所述绞龙输送机构的设定流量与所述输送电机转速为线性对应关系，所述输送电机以实际流量为反馈量，采用增量式PID控制算法调节电机转速，实现对输出流量的闭环控制；所述实际流量依据播种机种箱余量由所述控制器采用如下公式计算：
[0021][0022]其中，Q1为实际流量，V1和V2分别是两次连续采样计算的播种机种箱应补给量，Δt为两次连续采样的时间间隔；
[0023]所述增量式PID控制算法为：
[0024]u(k)＝K
P
[e(k)
‑
e(k
‑
1)]+K
I
e(k)+K
D
[e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2)]；
[0025]其中，u(k)为输出量，等于所述输送电机的输入电压增量；e(k
‑
1)、e(k)、e(k
‑
2)为输入量，为连续三次由播种机种箱余量测量值计算出的实际流量与设定流量间的误差值；K
P
为比例系数，成比例地反映当前误差；K
I
为积分系数，反映系统的累计偏差；K
D
为微分系
数。
[0026]上述的播种机种箱自动对接加料装置，其中，所述输送电机为步进电机，所述输送电机通过减速器与所述输送绞龙连接；所述绞龙输送机构稳定输送时的流量为：
[0027]Q＝47D2ρLnCK；
[0028]其中，D为输送绞龙的螺旋叶片外径，L为螺距，C为输送绞龙的倾斜输送修正系数，K为输送绞龙的螺旋叶片影响系数，n为输送绞龙的转速。
[0029]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种播种机种箱自动对接加料方法，其中，包括如下步骤：
[0030]S100、将绞龙输送机构与下料口使用柔性管道连接，补给车携带播种机种箱自动对接加料装置至目标作业区域，并位于播种机种箱正后方；
[0031]S200、播种机向所述播种机种箱自动对接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，包括：机架；对接机构，包括导轨、丝杠调节机构和下料口，所述导轨安装在所述机架上，所述丝杠调节机构安装在所述导轨上，并与所述下料口连接，用于自动调节所述下料口的位置，以与播种机种箱准确对接；料仓，对应于所述机架设置；绞龙输送机构，包括输送管道、输送绞龙和输送驱动部件，所述输送管道的底端与所述料仓连通；所述输送管道的上部设置有出料口，所述出料口与所述下料口连接；所述输送驱动部件设置在所述输送管道的顶端；所述输送绞龙设置在所述输送管道内并与所述输送驱动部件连接；以及控制器，分别与所述对接机构、绞龙输送机构和播种机连接，用于接收所述播种机发送的补给作业信号和播种机种箱行距信息，并根据所述播种机种箱行距信息调节所述下料口的行距，以与所述播种机种箱行距一致。2.如权利要求1所述的播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，还包括工业相机和激光雷达，分别安装在所述丝杠调节机构上并与所述控制器连接；所述工业相机用于采集所述播种机种箱的图像并发送所述控制器，所述控制器解算得到所述下料口与播种机种箱的相对位置，并控制所述下料口移动至所述播种机种箱的中心上方；所述激光雷达用于测量所述播种机种箱的料位高度信息并发送所述控制器，所述控制器计算得到各所述播种机种箱的补给量，并控制所述绞龙输送机构准确加料。3.如权利要求1或2所述的播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，所述丝杠调节结构包括丝杠、丝杠驱动电机、移动端板、固定端板和电动推杆，所述丝杠驱动电机、固定端板和移动端板分别安装在所述导轨上；所述丝杠的一端与所述丝杠驱动电机连接；所述固定端板与所述丝杠的另一端连接，所述移动端板靠近所述丝杠驱动电机并与所述丝杠连接；所述电动推杆分别通过推杆支架安装在所述移动端板和固定端板上；所述下料口通过下料支架与所述电动推杆连接，所述电动推杆驱动所述下料口前后伸缩，以自适应调节所述下料口与对应的播种机种箱之间的距离。4.如权利要求3所述的播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，所述导轨上对称设置有一对所述丝杠调节机构，两所述丝杠调节机构的固定端板相邻设置；同一所述丝杠调节机构的移动端板与固定端板的间距与两所述丝杠调节机构的固定端板的间距一致，以匹配不同行距的播种机种箱。5.如权利要求4所述的播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，所述导轨上还设置有互相啮合的齿轮和齿条，所述齿条沿所述导轨的长度方向对称设置在所述齿轮的两侧，并分别与对应的所述丝杠调节机构连接；所述齿轮和齿条位于两所述丝杠调节机构之间；所述齿轮带动两侧的所述齿条反向等距离移动，所述齿条分别带动对应的所述丝杠调节机构的固定端板的间距相对所述导轨的中点均匀改变。6.如权利要求3所述的播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，所述出料口通过柔性管道与所述下料口连接，所述下料口与所述柔性管道可拆卸连接。7.如权利要求3所述的播种机种箱自动对接加料装置，其特征在于，所述工业相机正对所述下料口设置在所述下料支架的前端，所述激光雷达正对所述下料口设置在所述下料支
架的下方；所述工业相机从正上方采集所述播种机种箱的边界信息，并发送所述控制器解算出所述播种机种箱的底面积S；所述激光雷达测定与所述播种机种箱内物料顶端的间距h1和与地面间距H，所述播种机种箱的应补给量V为：V＝V
a...

【专利技术属性】
技术研发人员：伟利国，王琦，赵博，董鑫，李阳，牛康，安飒，汪雅琦，周达，白圣贺，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：