CN107836165A - 一种基于荧光原理的漏播检测播种机及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于荧光原理的漏播检测播种机，包括播种机壳体和设置于播种机壳体中的搅拌装置、排种装置、漏播检测装置、数据采集装置，搅拌装置包括储种箱、发动机和连接于发动机上的搅拌器；排种装置设置于下种口下方，包括排种箱、排种器和电机，排种箱的底部还设有排种口；排种器包括排种轮和毛刷，排种轮的侧壁布设多个排种孔；排种轮还连接电机；漏播检测装置包括导种槽、导种管和光敏电阻，导种管还连接光敏装置；光敏电阻与数据采集装置相连接；本发明还提供一种基于荧光原理的漏播检测播种机的检测方法。实现播种机在复杂环境下的漏播检测和播种量在线统计，光电传感的漏播检测装置和数据采集装置的反应更灵敏，更精准。
Description
技术领域
本发明属于农业机械领域，涉及一种基于荧光原理的漏播检测播种机及其检测方法。
背景技术
精密播种是现代农业增产的重要途径之一，精确地检测排种器的性能是实现精密播种的重要环节。目前，国内使用的精密播种机绝大多数是机械式播种机，该类型的播种机作业时由于播种作业速度快、播幅宽，播种过程全封闭，都会存在不同程度的漏播现象，一旦发生漏播，必然造成缺苗断垄，尤其是穴播作业。以上问题的存在导致作业效率大大降低，不利于市场的推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于荧光原理的漏播检测播种机及其检测方法，该漏播检测播种机基于荧光发光的原理，通过搅拌装置、排种装置、漏播检测装置和数据采集装置的相互配合，实现播种机在复杂环境下的漏播检测和播种量在线统计，光电传感的漏播检测装置和数据采集装置的反应更灵敏，更精准。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：包括播种机壳体和设置于播种机壳体中的搅拌装置、排种装置、漏播检测装置、数据采集装置，所述播种机壳体的底面设有开沟槽，所述播种机壳体上还预设加种口；所述搅拌装置包括储种箱、发动机和连接于发动机上的搅拌器，所述的储种箱设置于所述加种口处，所述的搅拌器设置于储种箱内，所述储种箱底部还设有下种口；所述排种装置设置于下种口下方，所述排种装置包括排种箱、排种器和电机，所述排种箱设置于下种口下方，排种箱的底部还设有排种口；所述排种器包括排种轮和毛刷，所述排种轮为圆柱型滚轮，排种轮的端面呈竖直方向设置，排种轮的侧壁通过排种口设置于排种箱内部，所述排种轮的侧壁布设排种孔，所述毛刷设置于排种箱内，毛刷的刷头接触于排种轮侧壁，毛刷的刷柄固定连接于排种箱；所述排种轮还连接电机；所述漏播检测装置包括导种槽、导种管和光敏电阻，所述导种槽设置于排种器下方，导种槽的下端面连接导种管的一端，导种管的另一端延伸至开沟槽处，所述导种管还连接光敏装置；所述光敏电阻为圆筒状，所述的光敏电阻与所述的导种管相连通；所述光敏电阻与数据采集装置相连接。
进一步的，所述毛刷设置为两个，两个毛刷对称设置于下种口两端，两个毛刷的刷头均接触于所述排种轮侧壁。
进一步的，所述排种孔设置为多个，多个排种孔沿排种轮侧壁的周向均布。
进一步的，所述排种装置还包括减速箱和传动轴，所述电机连接减速箱，所述减速箱通过传动轴连接排种轮，且传动轴沿排种轮中心轴线方向连接于排种轮。
进一步的，所述数据采集装置包括电源、数据采集器、接收器、发射器、计算机和蜂鸣报警器，所述电源连接数据采集器，数据采集器的输入端连接光敏电阻，所述数据采集器的输出端还连接计算机，所述计算机的输出端连接接收器，所述发射器连接所述蜂鸣报警器。
进一步的，所述储种箱连接有下种导管，下种导管的一端连接于下种口处，另一端设置于排种箱的上方。
进一步的，所述导种管上设有一个或多个弯管管段。
本发明还提供一种基于荧光原理的漏播检测播种机的检测方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一、将播种种子与荧光粉在光照下预混合，得到荧光粉粘附状种子，启动发动机和电机，发动机带动搅拌器转动，电机带动排种轮转动，在搅拌器转动情况下，向储种箱加入荧光粉粘附状种子；
步骤二、荧光粉粘附状种子在储种箱中在搅拌条件下进一步混合，并在重力作用下经由下种口滑落至排种箱，再次混合后的荧光粉粘附状种子填充至排种轮上的排种孔中，排种轮在电机带动下转动，排种孔依次通过排种轮水平高度的最低处，当盛有荧光粉粘附状种子的排种孔转动至最低处时，排种孔内的荧光粉粘附状种子在重力作用下滑落至导种槽内，此为荧光粉粘附状种子的排出，相邻排种孔内的荧光粉粘附状种子排出的时间间隔为t1；
步骤三、导种槽内的荧光粉粘附状种子在重力作用下滑落至导种管，导种管内呈黑暗条件，荧光粉粘附状种子在黑暗条件的导种管内发出荧光，在经过光敏电阻时，光敏电阻受到种子荧光的照射使其阻值减小，突然变化的阻值经由数据采集器反馈至计算机中，阻值的一次减小为荧光粉粘附状种子的一次下落；
步骤四、每隔t2时间判断一次是否有荧光粉粘附状种子下落，如果没有荧光粉粘附状种子落下，则计算机上的接受器接收并发出信号，与蜂鸣报警器相连的发射器启动蜂鸣报警器报警；
步骤五、计算机通过递增算法计算接收到的阻值的突然变化，递增量为1，实现种子播种量的统计。
进一步的，所述相邻排种孔内的荧光粉粘附状种子排出的时间间隔t1等于荧光粉粘附状种子下落检测时间间隔t2。
本发明的有益效果为：
1、本发明将播种种子与荧光粉在光照下预混合，使荧光粉粘附在种子表面，种子在荧光粉的作用下持续发光，混合方法简单且易于操作；
2、漏播检测装置可检测种子的播种，漏播检测装置中的光敏电阻对光照敏感，当发光种子通过时，光敏电阻在荧光照射下其阻值会减小，变化的阻值通过数据采集器和信号发射器将信号传递至计算机中，便于计算机对播种情况的实时监控，大大降低了漏播率，便于装置的精密播种；
3、导种管上设有一个或多个弯管管段，曲线式的管状导种管降低了种子落入土地的速度和种子的损伤率，同时能够使种子更加精确地落入开沟槽所开土沟中；
4、排种装置的排种器通过电机轴固定，并设置于排种箱底部排种口的下方，排种器与一般闭合式排种器相比，排种器相对于排种箱为非闭合型配合，当出现种子堵塞现象时，能够及时处理，节约修理时间，大大提高播种的生产力；
5、排种装置中排种轮上的毛刷避免排种轮与排种箱之间的硬性接触造成的种子受损，提高了播种后种子的存活率，并且有造价低廉和寿命长等诸多优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视图；
图3为搅拌器的结构示意图；
图4为排种装置的俯视图；
图5为排种装置的轴测图；
图6为漏播检测装置和数据采集装置的工作原理图；
图7为本发明光敏电阻阻值变化图。
其中，图中各标号为：1、发动机；2、储种箱；3、排种箱；4、排种轮；5、导种槽；6、电源；7、开沟槽；8、电机；9、减速箱；10、发射器；11、接收器；12、光敏电阻；13、搅拌器；14、毛刷；15、数据采集器；16、计算机；17、蜂鸣报警器；18、排种孔。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进项阐述。
本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟悉本技艺之人士可以据以完成，然本案之实施例并非可由下列而被限制其实施形态。
基于荧光原理的漏播检测播种机包括播种机壳体和设置于播种机壳体中的搅拌装置、排种装置、漏播检测装置、数据采集装置，所述播种机壳体的底面设有开沟槽7，所述播种机壳体上还预设加种口；
所述搅拌装置包括储种箱2、发动机1和连接于发动机1上的搅拌器13，所述的储种箱2设置于所述加种口处，所述的搅拌器13设置于储种箱2内，所述储种箱2底部还设有下种口，储种箱2还连接有下种导管，下种导管的一端连接于下种口处，另一端设置于排种箱3的上方；
所述排种装置设置于下种口下方，所述排种装置包括排种箱3、排种器和电机8，所述排种箱3设置于下种口下方，排种箱3的底部还设有排种口；所述排种器包括排种轮4和毛刷14，所述排种轮4为圆柱型滚轮，排种轮4的端面呈竖直方向设置，排种轮4的侧壁通过排种口设置于排种箱3内部，所述排种轮4的侧壁布设多个排种孔18，排种孔18设置为多个，多个排种孔18沿排种轮4侧壁的周向均布。所述毛刷14设置于排种箱3内，毛刷14的刷头接触于排种轮4侧壁，毛刷14的刷柄固定连接于排种箱3，毛刷14设置为两个，两个毛刷14对称设置于下种口两端，两个毛刷14的刷头均接触于所述排种轮4侧壁；所述排种轮4还连接电机8；排种装置还包括减速箱9和传动轴，电机8连接减速箱9，减速箱9通过传动轴连接排种轮4，且传动轴沿排种轮4中心轴线方向连接于排种轮4。排种装置的排种器通过电机轴固定，并设置于排种箱3底部排种口的下方，排种器与一般闭合式排种器相比，排种器相对于排种箱3为非闭合型配合，当出现种子堵塞现象时，能够及时处理，节约修理时间，大大提高播种的生产力。同时，排种装置中排种轮4上的毛刷14避免排种轮4与排种箱3之间的硬性接触造成的种子受损，提高了播种后种子的存活率，并且有造价低廉和寿命长等诸多优点。
所述漏播检测装置包括导种槽5、导种管和光敏电阻12，所述导种槽5设置于排种器下方，导种槽5的下端面连接导种管的一端，导种管的另一端延伸至开沟槽7处，所述导种管还连接光敏装置，导种管上设有一个或多个弯管管段，一个或多个弯管管段构成曲线式管状的导种管，降低了种子落入土地的速度和种子的损伤率，同时能够使种子更加精确地落入开沟槽7所开土沟中；所述光敏电阻12为圆筒状，所述的光敏电阻12与所述的导种管相连通；所述光敏电阻12与数据采集装置相连接。漏播检测装置可检测种子的播种，漏播检测装置中的光敏电阻12对光照敏感，当发光种子通过时，光敏电阻12在荧光照射下其阻值会减小，变化的阻值通过数据采集器15和信号发射器10将信号传递至计算机16中，便于计算机16对播种情况的实时监控，大大降低了漏播率，便于装置的精密播种。
数据采集装置包括电源6、数据采集器15、接收器11、发射器10、计算机16和蜂鸣报警器17，所述电源6连接数据采集器15，数据采集器15的输入端连接光敏电阻12，所述数据采集器15的输出端还连接计算机16，所述计算机16的输出端连接接收器11，所述发射器10连接所述蜂鸣报警器17。
基于荧光原理的漏播检测播种机在使用过程中，将播种种子与荧光粉在光照下预混合，使荧光粉粘附在种子表面，得到荧光粉粘附状种子，荧光粉选用无毒害的蓄光荧光粉，如硫化锌夜光粉、稀土超长余辉夜光粉或硫化钙夜光粉，种子在荧光粉的作用下持续发光，混合方法简单且易于操作；启动发动机1和电机8，发动机1带动搅拌器13转动，电机8带动排种轮4转动，发动机1连接搅拌器13将荧光粉粘附状种子进一步搅拌均匀，种子从储种箱2沿着下种导管落入排种箱3中。电机8通过传动轴与减速箱9连接，减速箱9再通过传动轴与排种轮4连接使其转动，排种轮4与排种箱3在排种箱3中部下方配合，毛刷14固定于储种箱3内部的两侧并与排种轮4相接触。排种轮4带有十二个排种孔18，排种轮4与毛刷14配合以确保每次只有一粒种子落入排种孔18中，排种轮4转动使种子落入下方的导种槽5中。种子沿曲线状导种槽管下落，导种管内无光源，散射的自然光也较难散射至长度较长的管道，导种管内呈黑暗状态，发出荧光的种子通过管道中部光敏电阻12，当光敏电阻12收到发光种子照射时，电阻很小；无光照时，电阻很大。光照越强，电阻越小；光照停止，电阻又恢复原值。光敏电阻12还通过单片机连接于计算机16，单片机中包括数据采集器15和信号发射器，其中信号发射器为无线信号发射器，数据采集器15接光敏电阻12和电源6，数据采集器15采集到的光敏电阻12的电阻变化通过信号发射器的无线信号把数据传回驾驶室中的计算机16，记录数据，接着种子沿着导种管落入土地。
图7为本发明光敏电阻阻值变化图，如果种子均匀的通过光敏电阻12，由于光敏电阻受到种子荧光的照射其阻值会减小，因此数据采集器15通过信号发射器传回驾驶室中计算机16的数据会呈现出有规律的折线图。当种子堵塞时，光敏电阻12不会接收到荧光，其阻值不变，计算机16接收到的数据呈现出的折线图就不会发生变化，此时连接在计算机16上的接收器11接收信号，并将信号传递给发射器10，发射器10发出信号控制蜂鸣报警器17报警，提醒种植人员及时处理故障，防止漏播，从而大大提高了播种的精准度和生产效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：包括播种机壳体和设置于播种机壳体中的搅拌装置、排种装置、漏播检测装置、数据采集装置，所述播种机壳体的底面设有开沟槽，所述播种机壳体上还预设加种口；
所述搅拌装置包括储种箱、发动机和连接于发动机上的搅拌器，所述的储种箱设置于所述加种口处，所述的搅拌器设置于储种箱内，所述储种箱底部还设有下种口；
所述排种装置设置于下种口下方，所述排种装置包括排种箱、排种器和电机，所述排种箱设置于下种口下方，排种箱的底部还设有排种口；所述排种器包括排种轮和毛刷，所述排种轮为圆柱型滚轮，排种轮的端面呈竖直方向设置，排种轮的侧壁通过排种口设置于排种箱内部，所述排种轮的侧壁布设排种孔，所述毛刷设置于排种箱内，毛刷的刷头接触于排种轮侧壁，毛刷的刷柄固定连接于排种箱；所述排种轮还连接电机；
所述漏播检测装置包括导种槽、导种管和光敏电阻，所述导种槽设置于排种器下方，导种槽的下端面连接导种管的一端，导种管的另一端延伸至开沟槽处，所述导种管还连接光敏装置；所述光敏电阻为圆筒状，所述的光敏电阻与所述的导种管相连通；所述光敏电阻与数据采集装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：所述毛刷设置为两个，两个毛刷对称设置于下种口两端，两个毛刷的刷头均接触于所述排种轮侧壁。
3.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：所述排种孔设置为多个，多个排种孔沿排种轮侧壁的周向均布。
4.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：所述排种装置还包括减速箱和传动轴，所述电机连接减速箱，所述减速箱通过传动轴连接排种轮，且传动轴沿排种轮中心轴线方向连接于排种轮。
5.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：所述数据采集装置包括电源、数据采集器、接收器、发射器、计算机和蜂鸣报警器，所述电源连接数据采集器，数据采集器的输入端连接光敏电阻，所述数据采集器的输出端还连接计算机，所述计算机的输出端连接接收器，所述发射器连接所述蜂鸣报警器。
6.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：所述储种箱连接有下种导管，下种导管的一端连接于下种口处，另一端设置于排种箱的上方。
7.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机，其特征在于：所述导种管上设有一个或多个弯管管段。
8.根据权利要求1所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机的检测方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一、将播种种子与荧光粉在光照下预混合，得到荧光粉粘附状种子，启动发动机和电机，发动机带动搅拌器转动，电机带动排种轮转动，在搅拌器转动情况下，向储种箱加入荧光粉粘附状种子；
步骤二、荧光粉粘附状种子在储种箱中在搅拌条件下进一步混合，并在重力作用下经由下种口滑落至排种箱，再次混合后的荧光粉粘附状种子填充至排种轮上的排种孔中，排种轮在电机带动下转动，排种孔依次通过排种轮水平高度的最低处，当盛有荧光粉粘附状种子的排种孔转动至最低处时，排种孔内的荧光粉粘附状种子在重力作用下滑落至导种槽内，此为荧光粉粘附状种子的排出，相邻排种孔内的荧光粉粘附状种子排出的时间间隔为t1；
步骤三、导种槽内的荧光粉粘附状种子在重力作用下滑落至导种管，导种管内呈黑暗条件，荧光粉粘附状种子在黑暗条件的导种管内发出荧光，在经过光敏电阻时，光敏电阻受到种子荧光的照射使其阻值减小，突然变化的阻值经由数据采集器反馈至计算机中，阻值的一次减小为荧光粉粘附状种子的一次下落；
步骤四、每隔t2时间判断一次是否有荧光粉粘附状种子下落，如果没有荧光粉粘附状种子落下，则计算机上的接受器接收并发出信号，与蜂鸣报警器相连的发射器启动蜂鸣报警器报警；
步骤五、计算机通过递增算法计算接收到的阻值的突然变化，递增量为1，实现种子播种量的统计。
9.根据权利要求8所述的一种基于荧光原理的漏播检测播种机的检测方法，其特征在于：所述相邻排种孔内的荧光粉粘附状种子排出的时间间隔t1等于荧光粉粘附状种子下落检测时间间隔t2。
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