【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农机播种，具体涉及一种智慧农场用小麦精量播种监测系统。
技术介绍
1、小麦播种通常采用条播方法，使用条播型播种机进行播种时，将种子倒入播种机的种子仓内，通过调整排种器的开口来调整播种量，误差大。虽然知道倒入种子仓的种子总重量，但播种过程中会出现堵塞、漏播、重播等现象，无法获取播种数量和均匀性的信息。现有的小麦精量播种研究大多从改进播种机的结构、尤其是改进排种器的结构的角度出发，例如：申请号为202321624375.6的专利公开了一种小麦精量播种机，在种子盒排料漏斗内设置调节装置，控制种子间断排出，从而控制株距；申请号为202221687400.0的专利公开了一种试验小区用小麦免耕精量播种机，其排种结构包括穿装于排种主轴上的排种辊，排种辊上设置指定直径尺寸和指定分布形式的种穴，从而满足播种需求；申请号为202320621832.x的专利公开了一种小麦复合型孔式水平圆盘排种器，通过具有振动发生器的圆锥斜面和搅动叶片，提高排种器的充种率，通过具有复合型孔的排种盘，提高了排种盘的充种率，同时满足了小麦精量穴播的农艺要求；申请号为202122359213.1的专利公开了一种内充种垂直轮式新型小麦精量排种器，在储种箱内转动安装有与排种轮同步动作的拨轮，在排种轮圆形外壁上设有若干沿周向均匀设置的种槽，排种轮的一部分穿过储种箱底部的底孔后伸入储种箱内，从而实现对小麦的精量排种；少部分从理论分析、机器视觉或光电传感器的角度出发，例如：申请号为201811078773.6的专利公开了一种小麦精量播种的计量装置与方法，通过导种辊将小麦
2、同时为满足智慧农场的建设需要，实现小麦耕、种、管、收的全流程无人化高效生产，需要收集小麦播种过程信息，如播种数量、播种的质量(重量)和播种密度(播种均匀性)，满足不同小麦品种的播种量要求，为后期田间智能管理提供技术参数。
技术实现思路
1、针对前述技术问题，本专利技术的目的在于提出一种智慧农场用小麦精量播种监测系统。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，包括设置于播种机上的播种装置和控制器、远程监测的上位机，所述播种装置包括位于机架上方的种子仓1、沿种子仓的长度方向排列并用于衔接种子仓的出料口和相应开沟器的进料口的多个播种管7，靠近种子仓的播种管内部设置螺旋槽排种器2，靠近种子仓的播种管一侧内壁上连接有延伸于螺旋槽排种器一侧的挡刷3、且该挡刷的底沿与螺旋槽排种器的外壁形成接触配合，靠近种子仓的播种管另一侧内壁与螺旋槽排种器另一侧的外壁之间形成小于小麦种子粒径的间隙配合，在排种作业中由排种主轴带动的螺旋槽排种器向挡刷所在的一侧旋转；靠近螺旋槽排种器出口的播种管上设置用于监测播种数量的光纤传感器4；
3、所述播种机上还设置用于检测播种机行驶距离的距离检测传感器、用于检测播种机行驶速度的速度传感器，光纤传感器、距离检测传感器、速度传感器均与控制器电连接，控制器通过无线传输模块与远程监测的上位机进行通信。
4、一实施例中，所述螺旋槽排种器2的轴线方向平行于种子仓的长度方向。
5、一实施例中，靠近种子仓的播种管另一侧顶壁上连接有延伸于所述螺旋槽排种器另一侧顶部的挡种板，所述挡种板的底沿与螺旋槽排种器的顶部外壁之间形成小于小麦种子粒径的间隙配合。
6、一实施例中，朝向螺旋槽排种器的排出口处的播种管7内壁上设置缓冲垫5，所述光纤传感器位于缓冲垫的下方。
7、一实施例中，所述播种管7为变径管，靠近种子仓的播种管尺寸大于靠近开沟器的播种管尺寸。
8、一实施例中，所述排种主轴通过链传动机构与地轮的转动轴连接。
9、一实施例中，所述螺旋槽排种器2的外壁沿周向设置槽型为双凹型的多个螺旋排种槽201，每个螺旋排种槽的内部沿其长度方向设有微型凸沿2011。
10、一实施例中，当播种机在田间行走时，所述上位机通过速度传感器上传的信号计算得到理论播种量q2(kg/m2)，所述上位机通过光纤传感器、距离检测传感器上传的信号计算得到实际播种量q1(kg/m2)；所述上位机比较q1和q2，并判定：如果q1＝q2，则播种正常；如果q1＜q2且q1＞0，则种子下落不畅；如果q1＜q2且q1＝0，则种子漏播；如果q1＞q2，则光纤传感器、距离检测传感器中的至少一个出现故障，此时应停车检修。
11、一实施例中，所述实际播种量q1的计算过程为：根据光纤传感器测得的小麦实际播种数量n，结合小麦的千粒重m(kg/千粒)、播种机的行驶距离s(m)、播种机的播种宽度b(m)，采用如下公式得出实际播种量q1(kg/m2)：
12、
13、一实施例中，所述理论播种量q2的计算过程为：根据地轮直径d和车速v，采用公式(2)得出地轮转数n1；根据地轮转数和传动比i，采用公式(3)得出螺旋槽排种器的转数n2；根据螺旋槽排种器转数和排种器每转的种子数量k，采用公式(4)得出螺旋槽排种器的理论理论播种量q2：
14、
15、i＝n1/n2 (3)
16、q2＝k·m·n2 (4)
17、前述公式(2)-(4)中，i为地轮和螺旋槽排种器之间链传动的传动比，m为小麦的千粒重(kg/千粒)。
18、借由前述技术方案，本专利技术一种智慧农场用小麦精量播种监测系统具有如下有益效果：
19、(1)借助新型排种器上的双凹型螺旋排种槽，便于小麦种子在排种槽中按序定位且依次离开排种器，有利于光纤传感器的计数；
20、(2)相比于现有播种机在播前播量校正时只按档位进行粗分后通过调整排种器的进口大小控制播种重量导致的播量误差较大的现象，本专利技术在播种机播前进行播量校正时，通过测得准确的播种数量和播种质量，便于准确调整播种机播量，适应不同小麦品种的精量播种；
21、(3)播种机在田间播种时，即时获取播种数量的变化情况，上位机能够显示播种的数量、重量、均匀性、堵塞、漏播等信息。当监测到播种故障时，应及时进行停车检修，提高播种性能；
22、(4)本专利技术将测量的播种数据通过无线传输方式传输至远程监测的上位机，便于后续导入至上位机上记载的智慧农场终端综合管理系统，为智慧农场的耕、种、管、收管理平台进行综合数据分析提供参数；
23、(5)通过更换排种器的型号，本专利技术提出的监测系统还可用于油菜、玉米、花生等各类种子作物的精量播种监测。
24、以上说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
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1.一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是包括设置于播种机上的播种装置和控制器、远程监测的上位机，所述播种装置包括位于机架上方的种子仓(1)、沿种子仓的长度方向排列并用于衔接种子仓的出料口和相应开沟器的进料口的多个播种管(7)，靠近种子仓的播种管内部设置螺旋槽排种器(2)，靠近种子仓的播种管一侧内壁上连接有延伸于螺旋槽排种器一侧的挡刷(3)、且该挡刷的底沿与螺旋槽排种器的外壁形成接触配合，靠近种子仓的播种管另一侧内壁与螺旋槽排种器另一侧的外壁之间形成小于小麦种子粒径的间隙配合，在排种作业中由排种主轴带动的螺旋槽排种器向挡刷所在的一侧旋转；靠近螺旋槽排种器出口的播种管上设置用于监测播种数量的光纤传感器(4)；
2.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述螺旋槽排种器(2)的轴线方向平行于种子仓的长度方向。
3.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是靠近种子仓的播种管另一侧顶壁上连接有延伸于所述螺旋槽排种器另一侧顶部的挡种板，所述挡种板的底沿与螺旋槽排种器的顶部外壁之间形成小于小麦种子粒径的间隙配合。
4.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是朝向螺旋槽排种器的排出口处的播种管(7)内壁上设置缓冲垫(5)，所述光纤传感器位于缓冲垫的下方。
5.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述播种管(7)为变径管，靠近种子仓的播种管尺寸大于靠近开沟器的播种管尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述排种主轴通过链传动机构与地轮的转动轴连接。
7.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述螺旋槽排种器(2)的外壁沿周向设置槽型为双凹型的多个螺旋排种槽(201)，每个螺旋排种槽的内部沿其长度方向设有微型凸沿(2011)。
8.根据权利要求6所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是当播种机在田间行走时，所述上位机通过速度传感器上传的信号计算得到理论播种量Q2(kg/m2)，所述上位机通过光纤传感器、距离检测传感器上传的信号计算得到实际播种量Q1(kg/m2)；所述上位机比较Q1和Q2，并判定：如果Q1＝Q2，则播种正常；如果Q1＜Q2且Q1＞0，则种子下落不畅；如果Q1＜Q2且Q1＝0，则种子漏播；如果Q1＞Q2，则光纤传感器、距离检测传感器中的至少一个出现故障，此时应停车检修。
9.根据权利要求8所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述实际播种量Q1的计算过程为：根据光纤传感器测得的小麦实际播种数量N，结合小麦的千粒重M(kg/千粒)、播种机的行驶距离S(m)、播种机的播种宽度B(m)，采用如下公式得出实际播种量Q1(kg/m2)：
10.根据权利要求8所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述理论播种量Q2的计算过程为：根据地轮直径D和车速v，采用公式(2)得出地轮转数n1；根据地轮转数和传动比i，采用公式(3)得出螺旋槽排种器的转数n2；根据螺旋槽排种器转数和排种器每转的种子数量k，采用公式(4)得出螺旋槽排种器的理论理论播种量Q2：
...【技术特征摘要】
1.一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是包括设置于播种机上的播种装置和控制器、远程监测的上位机，所述播种装置包括位于机架上方的种子仓(1)、沿种子仓的长度方向排列并用于衔接种子仓的出料口和相应开沟器的进料口的多个播种管(7)，靠近种子仓的播种管内部设置螺旋槽排种器(2)，靠近种子仓的播种管一侧内壁上连接有延伸于螺旋槽排种器一侧的挡刷(3)、且该挡刷的底沿与螺旋槽排种器的外壁形成接触配合，靠近种子仓的播种管另一侧内壁与螺旋槽排种器另一侧的外壁之间形成小于小麦种子粒径的间隙配合，在排种作业中由排种主轴带动的螺旋槽排种器向挡刷所在的一侧旋转；靠近螺旋槽排种器出口的播种管上设置用于监测播种数量的光纤传感器(4)；
2.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述螺旋槽排种器(2)的轴线方向平行于种子仓的长度方向。
3.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是靠近种子仓的播种管另一侧顶壁上连接有延伸于所述螺旋槽排种器另一侧顶部的挡种板，所述挡种板的底沿与螺旋槽排种器的顶部外壁之间形成小于小麦种子粒径的间隙配合。
4.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是朝向螺旋槽排种器的排出口处的播种管(7)内壁上设置缓冲垫(5)，所述光纤传感器位于缓冲垫的下方。
5.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种监测系统，其特征是所述播种管(7)为变径管，靠近种子仓的播种管尺寸大于靠近开沟器的播种管尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种智慧农场用小麦精量播种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣先，苗灵霞，张慧贤，王双龙，徐学广，宋晨毅，张堇田，周朝虎，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：
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