CN108124546B - 一种无人值守的株行距智能精准穴播*** - Google Patents
一种无人值守的株行距智能精准穴播*** Download PDFInfo
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Abstract
针对现有中小粒径种子穴播装置需要人工进行辅助的问题,本发明提供一种无人值守的株行距智能精准穴播***,包括控制组件、通过控制组件控制前进的穴播装置、设置在穴播装置上的信息采集组件以及与控制组件、穴播装置信息采集组件电连接用于供电的电池组。本发明通过控制模块周期性采集差分全球定位装置发回的穴播装置的坐标,对穴播装置的行进方向进行检测,如果发现穴播装置行进偏移,则采集陀螺仪磁传感器的数据,对驱动行走装置的步进电机进行控制,以保证穴播装置的直线行走。本发明根据行走上设置的编码器对行走距离进行检测,如果发现穴播装置以及行走了预设的距离,控制模块通过控制步进电机,实现穴播装置的转弯,进行下一行的穴播。
Description
技术领域
本发明涉及电动式种子穴播机,尤其是一种全自动的无人值守的株行距智能精准穴播***,具体的说是能够进行全自动工作的穴播机,属于农业机械的技术领域。
背景技术
随着我国农业结构调整的逐步深入,农业种植正在由原来的粮食型向多元化经济型转变,播种模式也由原来的纯手工作业发展为如今的机械化,未来可实现全面自动电气化。
其中,小粒径作物的种植面积正逐渐扩大。如今,越来越多的人开始追求高质量的绿色生活,这使得蔬菜和花卉需求量与日俱增,进而促进了蔬菜及花卉产业的不断扩张。由此可见,小粒径作物已经成为国民生活的“绿色产品“中重要组成部分。小粒径作物生产已经被普遍认为是一个发展潜力大,市场前景好的朝阳产业。
因此,加强对小粒径种子作物播种技术的研究具有重要的实用价值和现实意义。
同时,现有技术中的穴播装置都存在各种问题。如手持式穴盘播种机工作过程中完全靠人工操作,需要很多的技术工,自动化程度非常低,长时间操作劳动强度大。而本发明采用全自动电动驱动模式,作业期间,自主完成一系列播种操作。如气吸式精量穴播机工作过程中,由于小粒径种子密度较小,播种过程中受空气干扰较大,使得排种器的误码率相对较高,株距误差大。目前,国内最先进小粒径种子穴播机工作时采用电动式人工辅助模式,即机器工作时需要人工一旁加以辅助以达到控制其前进的方向和行进路程的目的。
而对于现有技术中的自循迹小车,其循迹并没有完全正确地采集和识别,易造成舵机不能精确及时转向,进而导致模型车严重抖动甚至偏离远定轨道。
综上所述,一种全自动的无需人工辅助的小粒径种子穴播装置亟待研发。
发明内容
针对现有技术中小粒径种子穴播装置需要人工进行辅助的问题,本发明提供一种无人值守的株行距智能精准穴播***,其结构简单,可以有效解决现有技术中的问题。
所述的一种无人值守的株行距智能精准穴播***,包括控制组件、通过控制组件控制前进的穴播装置、设置在穴播装置上的信息采集组件以及与控制组件、穴播装置信息采集组件电连接用于供电的电池组;其技术方案在于:所述的控制组件包括控制模块;
所述的穴播装置通过履带前进进行穴播;所述的履带分别通过两个步进电机分别进行控制;所述的步进电机均电连接至控制模块;该穴播装置上的播种机构可以根据控制模块的指令进行播种/停止播种的动作;
所述的信息采集组件包括设置在穴播装置上的差分全球定位装置、加速度传感器、陀螺仪磁传感器以及编码器;所述的控制模块周期性采集差分全球定位装置的信息确定穴播装置行走的路线是否为直线;如果发生偏移,控制模块采集陀螺仪磁传感器的偏移信息并发出指令控制两个步进电机中的一个对穴播装置前进方向进行调整,保持穴播装置直线行走;
在穴播装置保持直线行走时,所述的控制模块采集加速度传感器的数据,向两个步进电机同时发出指令控制步进电机的前进速度,保证穴播装置单位时间内播种数量一定的情况下,通过行进速度对株距进行调整或在穴播装置行进速度一定的情况下,通过对穴播装置播种速度的调整对株距进行调整;
所述的控制模块持续的采集编码器发回的脉冲,对穴播装置的行进距离进行监控;在穴播装置行进距离达到设定的长度后,控制模块确定穴播装置已经完成该行的穴播需要进行下一行穴播工作时,控制模块向穴播装置发送指令,停止播种;该控制模块同时向两个步进电机发送指令,根据需要控制其中一个步进电机不工作,另一个步进电机工作,完成转弯到位。
进一步的,所述的穴播装置包括行走装置、设置在行走装置之上的用于取出小颗粒种子的取种装置以及连通设置在取种装置下侧的开穴装置,其中,所述的取种装置包括四根一端设置在行走装置上的竖杆、同时设置在竖杆另一端的储种箱、设置在储种箱一侧的尖端向下的V形落种箱、一端与V形落种箱落种口连接另一端与开穴装置连接的落种管以及用于将储种箱内的小颗粒种子从储种箱中取出并进行精量播入开穴装置中的取播组件;所述的取播组件电连接用于控制取播组件取种、播种的控制模块;所述的差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器均设置在行走装置上。
进一步的,所述的取播组件包括设置于储种箱底部的运动取播单元;其中,该运动取播单元包括一端与储种箱底部连通设置的用于取种的管套、设置在管套内部的能够上下往复运动的用于精量顶出种子的顶针以及设置在管套和顶针另一端的用于带动管套和/或顶针上下往复运动进行取种和将管套中纵向排列的种子精量播入开穴装置的活动机构;
其中,所述的活动机构包括设置在行走装置上的第二舵机、一端设置在第二舵机输出轴上竖直方向的播种摇臂、播种摇臂另一端设置的第一滚轮、匹配设置在第一滚轮外侧的轨道固定下压导槽上的第一轨道、设置在轨道固定下压导槽外侧的水平固定板、设置在水平固定板上的用于连通管套并穿过顶针的筒状的导向环以及播种压杆和弹簧;
其中,所述的播种压杆包括相互连接的第一水平段、倾斜段以及第二水平段,其中,所述的第一水平段设置在水平固定板下方用于固定顶针;所述的第二水平段设置于水平固定板上方且第二水平段与水平固定板之间设置有弹簧;其中,所述的倾斜段通过水平固定板上设置的长孔使第一水平段位于水平固定板下方且第二水平段位于水平固定板上方;该倾斜段与水平固定板上的长孔之间设置有转轴;其中,所述的储种箱底部设置有 向落种方向凸起的用于在播种时压缩播种压杆的第二水平段与水平固定板之间弹簧的顶柱;
其中,所述的V形落种箱与储种箱连接处的倾斜的落种板在对应储种箱的中心线上设置有用于配合管套出入V形落种箱的第二安装孔;
其中,所述的第二舵机电连接至控制模块由控制模块控制其通断,从而控制取播组件是否进行取种、播种动作。
进一步的,所述的第二安装孔上设置有用于减小摩擦的滑套。
进一步的,所述的落种板在V形落种箱尖端处落种口处设有对称的两条与落种口连接的曲线凹槽,该曲线凹槽的高度从储种箱两壁向落种口逐渐降低。
进一步的,所述的开穴装置包括设置在行走装置上的第一支撑架、设置在第一支撑架上的三根定位轴、同时匹配设置在定位轴上的三叉稳定架、设置在三叉稳定架中心位置的过渡筒、固定设在过渡筒位于行走装置靠近地面一侧的拉绳支撑架、设在拉绳支撑架靠近地面一侧的拉升滑块、设置在过渡筒靠近地面一端的多个拨土片、设置在拉升滑块与每个拨土片之间的拉绳以及设置在拉绳支撑架与拉升滑块之间的弹簧I;其中所述的过渡筒套在落种管的外侧;
该开穴装置还包括设置在行走装置上的用于带动三叉稳定架上下往复运动的开穴运动组件,该开穴运动组件包括第一舵机、一端与第一舵机输出轴连接的水平设置的开穴传动臂以及开穴传动臂另一端连接的垂直传动机构;所述的垂直传动机构包括与开穴传动臂连接的第二滚轮、设置在第二滚轮外侧的第二导轨以及设置在第二导轨水平侧面上的用于连接三叉稳定架的连接块;
其中,所述的三叉稳定架上设置有与定位轴对应的第一安装孔。
进一步的,所述的行走装置包括对称设置的履带式底盘、设置在履带式底盘之间的机架以及设置在机架上的步进电机、用于驱动步进电机转动的驱动模块以及用于控制驱动模块的控制模块和用于为步进电机、驱动模块以及控制模块供电的电池组;所述的驱动模块控制取种装置中的第二舵机和开穴装置中的第一舵机;所述的机架上还设置有差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器;所述的履带式底盘上设置有用于测距的编码器。
进一步的,所述的履带式底盘包括悬挂***、用于与步进电机相连的履带传送轮、设置于履带的中部用于接触地面的承重轮以及用于为承重轮减震的承重弹簧;该承重轮的主轴上设置有用于测距的编码器。
本发明的有益效果是: 本发明通过控制模块周期性采集差分全球定位装置发回的穴播装置的坐标,对穴播装置的行进方向进行检测,如果发现穴播装置行进偏移,则采集陀螺仪磁传感器的数据,对驱动行走装置的步进电机进行控制,以保证穴播装置的直线行走;同时,根据穴播装置上设置的加速度传感器,控制模块采集加速度传感器的数据,对穴播装置的行走速度进行控制,在穴播装置播种速度一定的前提下,控制株距;最后,本发明根据行走上设置的编码器对行走距离进行检测,如果发现穴播装置以及行走了预设的距离,则确定该行已经穴播完毕,控制模块通过控制步进电机的工作或停止,实现穴播装置的转弯,以进行下一行的穴播。本发明结构简单,性能可靠,株距行距精确,而却无人值守,为小粒径种子智能精准穴播提供了一种借鉴。
附图说明
图1为本发明流程框图。
图2为穴播装置结构示意图。
图3为穴播装置另一个角度的结构示意图。
图4为取播组件结构示意图。
图5为图3的俯视图。
图6为图4的A-A向截面图。
图7为图5中E处放大图。
图8为图5中活动机构的立体图。
图9为穴播装置中开穴装置结构示意图。
图10为图8的主视图。
图11为穴播装置中行走装置结构示意图。
图12为本发明具体实施例示意图。
图13为本发明具体实施例中换行示意图。
其中,1.机架;2.播种摇臂;3.轨道固定下压槽;4.播种压杆;5.储种箱;6. V形落种箱;7.开穴装置;8.履带式底盘;9.悬挂***;10.履带传动轮;11. 第一滚轮;12.步进电机;13.驱动模块;14.控制模块;15.拨土片;16.承重轮;17.第一舵机;18.落种管;19.落种板;20.滑套;21.落种口;22.第一轨道;23.水平固定板;24.弹簧;25.导向环;26.顶柱;27.承重弹簧;28.第二安装孔;29.曲线凹槽;30.电池组;31.管套;32.顶针;33.竖杆;34.拉绳支撑架;35. 拉升滑块;36.拉绳;37.垂直传送机构;38.第一支撑架;39.定位轴;40.三叉稳定架;41.开穴传动臂;42.第二舵机;43.第二导轨;44.第二滚轮;45.第一安装孔;46. 过渡筒;47.弹簧I;48.连接块。
其中,图11和图12中的X轴代表耕地长度即本发明行进方向,Y轴代表耕地宽度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
需要明确的是:为了清楚的说明本发明的结构,附图中采用了立体图加三视图的方式进行说明。
如图1,一种无人值守的株行距智能精准穴播***,包括控制组件、通过控制组件控制前进的穴播装置、设置在穴播装置上的信息采集组件以及与控制组件、穴播装置信息采集组件电连接用于供电的电池组30;其技术方案在于:
所述的控制组件包括控制模块14;
所述的穴播装置通过履带前进进行穴播;所述的履带分别通过两个步进电机分别进行控制;所述的步进电机均电连接至控制模块14;该穴播装置上的播种机构可以根据控制模块14的指令进行播种/停止播种的动作;
所述的信息采集组件包括设置在穴播装置上的差分全球定位装置、加速度传感器、陀螺仪磁传感器以及编码器;
所述的控制模块14周期性采集差分全球定位装置的信息确定穴播装置行走的路线是否为直线;如果发生偏移,控制模块14采集陀螺仪磁传感器的偏移信息并发出指令控制两个步进电机中的一个对穴播装置前进方向进行调整,保持穴播装置直线行走;
在穴播装置保持直线行走时,所述的控制模块14采集加速度传感器的数据,向两个步进电机同时发出指令控制步进电机的前进速度,保证穴播装置单位时间内播种数量一定的情况下,通过行进速度对株距进行调整或在穴播装置行进速度一定的情况下,通过对穴播装置播种速度的调整对株距进行调整;;
所述的控制模块14持续的采集编码器发回的脉冲,对穴播装置的行进距离进行监控;在穴播装置行进距离达到设定的长度后,控制模块14确定穴播装置已经完成该行的穴播需要进行下一行穴播工作时,控制模块14向穴播装置发送指令,停止播种;该控制模块14同时向两个步进电机发送指令,根据需要控制其中一个步进电机不工作,另一个步进电机工作,完成转弯到位。
进一步的,如图2~11,所述的穴播装置包括行走装置、设置在行走装置之上的用于取出小颗粒种子的取种装置以及连通设置在取种装置下侧的开穴装置7,其中,所述的取种装置包括四根一端设置在行走装置上的竖杆33、同时设置在竖杆33另一端的储种箱5、设置在储种箱5一侧的尖端向下的V形落种箱6、一端与V形落种箱6落种口21连接另一端与开穴装置7连接的落种管18以及用于将储种箱5内的小颗粒种子从储种箱5中取出并进行精量播入开穴装置7中的取播组件;所述的取播组件电连接用于控制取播组件取种、播种的控制模块14;所述的差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器均设置在行走装置上。
需要明确的是:取播组件可以根据土地或种子情况进行精量播种,如一个穴中播一粒种子或多粒种子。
需要明确的是:所述的差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器均通过支架等设备设置在行走装置上。本技术手段为现有技术中常见的连接结构,本文不再赘述。
进一步的,所述的取播组件包括设置于储种箱5底部的运动取播单元;其中,该运动取播单元包括一端与储种箱5底部连通设置的用于取种的管套31、设置在管套31内部的能够上下往复运动的用于精量顶出种子的顶针32以及设置在管套31和顶针32另一端的用于带动管套31和/或顶针32上下往复运动进行取种和将管套31中纵向排列的种子精量播入开穴装置7的活动机构;
其中,所述的活动机构包括设置在行走装置上的第二舵机42、一端设置在第二舵机42输出轴上竖直方向的播种摇臂2、播种摇臂2另一端设置的第一滚轮11、匹配设置在第一滚轮11外侧的轨道固定下压导槽3上的第一轨道22、设置在轨道固定下压导槽3外侧的水平固定板23、设置在水平固定板23上的用于连通管套31并穿过顶针32的筒状的导向环25以及播种压杆4和弹簧24;
其中,所述的播种压杆4包括相互连接的第一水平段、倾斜段以及第二水平段,其中,所述的第一水平段设置在水平固定板23下方用于固定顶针32;所述的第二水平段设置于水平固定板23上方且第二水平段与水平固定板23之间设置有弹簧24;其中,所述的倾斜段通过水平固定板23上设置的长孔使第一水平段位于水平固定板23下方且第二水平段位于水平固定板23上方;该倾斜段与水平固定板23上的长孔之间设置有转轴;其中,所述的储种箱5底部设置有 向落种方向凸起的用于在播种时压缩播种压杆4的第二水平段与水平固定板23之间弹簧24的顶柱26;
其中,所述的V形落种箱6与储种箱5连接处的倾斜的落种板19在对应储种箱5的中心线上设置有用于配合管套31出入V形落种箱6的第二安装孔28;
其中,所述的第二舵机42电连接至控制模块14由控制模块14控制其通断,从而控制取播组件是否进行取种、播种动作。
需要明确的是:管套31下落处于储种箱5内后,小颗粒种子会流入其中,并沿管壁纵向排列,方便根据顶针32向上运动的距离就可以控制顶出种子的数量,达到精量播种的目的。
需要明确的是:倾斜段与水平固定板23上的长孔之间设置有转轴,该转轴用于播种压杆4以此为轴进行转动。
进一步的,所述的第二安装孔28上设置有用于减小摩擦的滑套20。
需要明确的是:滑套20是现有技术中常用的零件,可采用非金属如PVC制成,其接触面上设置有润滑油,减小摩擦。
进一步的,所述的落种板19在V形落种箱6尖端处落种口21处设有对称的两条与落种口21连接的曲线凹槽29,该曲线凹槽29的高度从储种箱5两壁向落种口21逐渐降低。
需要明确的是:曲线凹槽29的存在方便小颗粒种子下落,防止了小颗粒种子在储种箱5内架空。
进一步的,所述的开穴装置包括设置在行走装置上的第一支撑架38、设置在第一支撑架38上的三根定位轴39、同时匹配设置在定位轴39上的三叉稳定架40、设置在三叉稳定架40中心位置的过渡筒46、固定设在过渡筒46位于行走装置靠近地面一侧的拉绳支撑架34、设在拉绳支撑架34靠近地面一侧的拉升滑块35、铰接在过渡筒46靠近地面一端的多个拨土片15、设置在拉升滑块35与每个拨土片15之间的拉绳36以及设置在拉绳支撑架34与拉升滑块35之间的弹簧I47;其中所述的过渡筒46套在落种管18的外侧;
该开穴装置还包括设置在行走装置上的用于带动三叉稳定架40上下往复运动的开穴运动组件,该开穴运动组件包括第一舵机17、一端与第一舵机17输出轴连接的水平设置的开穴传动臂41以及开穴传动臂41另一端连接的垂直传动机构37;所述的垂直传动机构37包括与开穴传动臂41连接的第二滚轮44、设置在第二滚轮44外侧的第二导轨43以及设置在第二导轨43水平侧面上的用于连接三叉稳定架40的连接块48;
其中,所述的三叉稳定架40上设置有与定位轴39对应的第一安装孔45。
需要明确的是:以上所述的结构均为本领域人员可以明确的结构。连接块48可以根据实际情况进行高度上的调整,以适应不同的地面情况。水平设置的开穴传动臂41由第一舵机17带动最高达到竖直的程度,可以将三叉稳定架40带动到很高的位置,便于开穴。
需要明确的是:多个拨土片15与过渡筒46铰接,方便拉开和闭合。
进一步的,所述的行走装置包括对称设置的履带式底盘8、设置在履带式底盘8之间的机架1以及设置在机架1上的步进电机12、用于驱动步进电机12转动的驱动模块13以及用于控制驱动模块13的控制模块14和用于为步进电机12、驱动模块13以及控制模块14供电的电池组30;所述的驱动模块13控制取种装置中的第二舵机42和开穴装置中的第一舵机17;所述的机架1上还设置有差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器;所述的履带式底盘8上设置有用于测距的编码器。
需要明确的是:所述的控制模块14可以为单片或PLC模块,且无论是使用单片机还是PLC模块来控制电机的转动都是本领域常见的技术方案。
进一步的,所述的履带式底盘8包括悬挂***9、用于与步进电机12相连的履带传送轮10、设置于履带的中部用于接触地面的承重轮16以及用于为承重轮16减震的承重弹簧27;该承重轮16的主轴上设置有用于测距的编码器。
需要明确的是:编码器用来测距是现有技术中常见的技术手段。
需要明确的是:履带式传动方式是农机领域常见的传动结构,本发明未做详细的描述。
需要明确的是:本文中所述的上、下等方向性质的描述均以图1为准。
本发明的工作过程:小粒径种子需播深度浅,粒径小不容易定量播种,为了能够达到每穴精确定量播种,履带式底盘8上设有播种摇臂2,播种摇臂2一端与第二舵机42连接,另一端与轨道固定下压槽3匹配,通过第二舵机42控制播种摇臂2以第二舵机42为中心进行左右摆动,播种摇臂2与轨道固定下压槽3匹配端则在第一轨道22上左右运动,使轨道固定下压槽3上下移动,播种压杆4随轨道固定下压槽3运动,所述储种箱5底面由外向内呈凹陷结构。储种箱5内设有落种板19,落种板19长度小于储种箱5上口长度,落种板19上设有第二安装孔28与管套31匹配,与轨道固定下压槽3连接,随轨道固定下压槽3向下运动时,管套31到达储种箱5内,将小粒径种子装入管套31内,形成纵向的一排。待管套31随轨道固定下压槽3向上运动到达最高位置时,控制模块14控制第二舵机42转动一定角度,压缩播种压杆4下的弹簧24,使播种压杆4将管套31内的顶针32顶起一定的距离,从而使管套31中的种子精确定量排出并落入落种板19上。
优选的,所述落种板19从第二安装孔28到落种口21处高度逐渐降低,落种板19在落种口21处设有对称的两条曲线凹槽29与落种口21连接,曲线凹槽29由储种箱5两壁向落种口21高度逐渐降低,种子通过落种板19滑落至落种管18,落种管18与开穴器7配合。
所述开穴器7在电动式小粒径种子株行距精准穴播机行走在无需开穴路段时控制模块14驱动第一舵机17带动开穴传动臂41在第二导轨43中运动使三叉稳定架40带动下端垂直传送机构37上升使拨土片15远离地面。在行进播种中,当穴播机行进到指定位置,控制模块14驱动第一舵机17带动开穴传动臂41在第二导轨43中运动使三叉稳定架40带动下端垂直传送机构37下降使拨土片15***土中,拉升滑块35上下运动带动拉绳支撑架34运动,通过拉绳36使拨土片15完成开合过程。
行走装置通过履带传送结构进行传动,为现有技术,本文不再赘述。
需要说明的是:对于一种本发明的变形,可以采用履带驱动,在两条履带中部设置多个穴播装置进行多行同步穴播,提高穴播效率。
如图12,在两条履带中部设置三个穴播装置,同时对三行进行穴播。
直线行走的控制过程:当穴播装置工作时,穴播装置中的控制模块14周期性,如10s,采集差分全球定位装置对其进行行走定位。当穴播装置的前进方向偏离原先设定的直线轴时,控制模块14采集陀螺仪磁传感器的数据,控制模块14根据反馈情况发出调节指令,接收到指令的步进电机通过两履带之间的相互作用配合,最后使穴播装置恢复到原定的循迹直线行走的状态。
精确定位株行距穴播的控制过程:穴播装置循迹直线行走时,加速度传感器会对步进电机控制的行进速度进行实时监测。当穴播装置的行进速度一定时,相对于线性关系而言,若播种速度过大,则株距偏小;若播种速度过小,则株距偏大。而加速度传感器会将监测到的情况反馈给控制模块14,控制模块14根据实际情况进行精密计算进而对播种装置发出指令,使其播种速度得以调节,确定株距,以符合实际需要。同理而言,当播种速度一定时,穴播装置的行进速度过大或过小,也会导致株距偏大或偏小。同样的,控制模块14会得到加速度传感器的监测反馈,而后进行精密计算进而对步进电机发出指令,以调节行进速度,精确定位株距。
定距转向的控制过程:如图13,当穴播装置循迹直线播种的行进距离达到设定行距时,如100m,需要进行转向,换行工作。该设定行距根据编码器获得。加速度传感器会将情况反馈给控制模块14。控制模块14会同时对步进电机和播种装置发出有关停止工作的指令。假如需要右转,则控制模块14会对穴播装置中两履带的驱动步进电机分别发出调节指令,右履带保持不动,左履带以右履带的几何中心为轴,顺时针作匀速圆周运动旋转90度,之后两履带同步行进已设定的距离,再次进行上述的转向操作,达到换行工作的目的。与此同时,控制模块14对播种装置进行控制,以保证穴播装置在整个换行过程中不进行播种作业。
以上所述仅为发明的较佳实施例而己,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种无人值守的株行距智能精准穴播***,包括控制组件、通过控制组件控制前进的穴播装置、设置在穴播装置上的信息采集组件以及与控制组件、穴播装置信息采集组件电连接用于供电的电池组(30);其特征在于:
所述的控制组件包括控制模块(14);
所述的穴播装置通过履带前进进行穴播;所述的履带分别通过两个步进电机分别进行控制;所述的步进电机均电连接至控制模块(14);该穴播装置上的播种机构可以根据控制模块(14)的指令进行播种/停止播种的动作;
所述的信息采集组件包括设置在穴播装置上的差分全球定位装置、加速度传感器、陀螺仪磁传感器以及编码器;
所述的控制模块(14)周期性采集差分全球定位装置的信息确定穴播装置行走的路线是否为直线;如果发生偏移,控制模块(14)采集陀螺仪磁传感器的偏移信息并发出指令控制两个步进电机中的一个对穴播装置前进方向进行调整,保持穴播装置直线行走;
在穴播装置保持直线行走时,所述的控制模块(14)采集加速度传感器的数据,向两个步进电机同时发出指令控制步进电机的前进速度,保证穴播装置单位时间内播种数量一定的情况下,通过行进速度对株距进行调整或在穴播装置行进速度一定的情况下,通过对穴播装置播种速度的调整对株距进行调整;
所述的控制模块(14)持续的采集编码器发回的脉冲,对穴播装置的行进距离进行监控;在穴播装置行进距离达到设定的长度后,控制模块(14)确定穴播装置已经完成该行的穴播需要进行下一行穴播工作时,控制模块(14)向穴播装置发送指令,停止播种;该控制模块(14)同时向两个步进电机发送指令,根据需要控制其中一个步进电机不工作,另一个步进电机工作,完成转弯到位;
所述的穴播装置包括行走装置、设置在行走装置之上的用于取出小颗粒种子的取种装置以及连通设置在取种装置下侧的开穴装置(7),其中,所述的取种装置包括四根一端设置在行走装置上的竖杆(33)、同时设置在竖杆(33)另一端的储种箱(5)、设置在储种箱(5)一侧的尖端向下的V形落种箱(6)、一端与V形落种箱(6)落种口(21)连接另一端与开穴装置(7)连接的落种管(18)以及用于将储种箱(5)内的小颗粒种子从储种箱(5)中取出并进行精量播入开穴装置(7)中的取播组件;所述的取播组件电连接用于控制取播组件取种、播种的控制模块(14);所述的差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器均设置在行走装置上;
所述的取播组件包括设置于储种箱(5)底部的运动取播单元;其中,该运动取播单元包括一端与储种箱(5)底部连通设置的用于取种的管套(31)、设置在管套(31)内部的能够上下往复运动的用于精量顶出种子的顶针(32)以及设置在管套(31)和顶针(32)另一端的用于带动管套(31)和/或顶针(32)上下往复运动进行取种和将管套(31)中纵向排列的种子精量播入开穴装置(7)的活动机构;
其中,所述的活动机构包括设置在行走装置上的第二舵机(42)、一端设置在第二舵机(42)输出轴上竖直方向的播种摇臂(2)、播种摇臂(2)另一端设置的第一滚轮(11)、匹配设置在第一滚轮(11)外侧的轨道固定下压导槽(3)上的第一轨道(22)、设置在轨道固定下压导槽(3)外侧的水平固定板(23)、设置在水平固定板(23)上的用于连通管套(31)并穿过顶针(32)的筒状的导向环(25)以及播种压杆(4)和弹簧(24);
其中,所述的播种压杆(4)包括相互连接的第一水平段、倾斜段以及第二水平段,其中,所述的第一水平段设置在水平固定板(23)下方用于固定顶针(32);所述的第二水平段设置于水平固定板(23)上方且第二水平段与水平固定板(23)之间设置有弹簧(24);其中,所述的倾斜段通过水平固定板(23)上设置的长孔使第一水平段位于水平固定板(23)下方且第二水平段位于水平固定板(23)上方;该倾斜段与水平固定板(23)上的长孔之间设置有转轴;其中,所述的储种箱(5)底部设置有向落种方向凸起的用于在播种时压缩播种压杆(4)的第二水平段与水平固定板(23)之间弹簧(24)的顶柱(26);
其中,所述的V形落种箱(6)与储种箱(5)连接处的倾斜的落种板(19)在对应储种箱(5)的中心线上设置有用于配合管套(31)出入V形落种箱(6)的第二安装孔(28);
其中,所述的第二舵机(42)电连接至控制模块(14)由控制模块(14)控制其通断,从而控制取播组件是否进行取种、播种动作;
所述的第二安装孔(28)上设置有用于减小摩擦的滑套(20);
所述的落种板(19)在V形落种箱(6)尖端处落种口(21)处设有对称的两条与落种口(21)连接的曲线凹槽(29),该曲线凹槽(29)的高度从储种箱(5)两壁向落种口(21)逐渐降低;
所述的开穴装置包括设置在行走装置上的第一支撑架(38)、设置在第一支撑架(38)上的三根定位轴(39)、同时匹配设置在定位轴(39)上的三叉稳定架(40)、设置在三叉稳定架(40)中心位置的过渡筒(46)、固定设在过渡筒(46)位于行走装置靠近地面一侧的拉绳支撑架(34)、设在拉绳支撑架(34)靠近地面一侧的拉升滑块(35)、设置在过渡筒(46)靠近地面一端的多个拨土片(15)、设置在拉升滑块(35)与每个拨土片(15)之间的拉绳(36)以及设置在拉绳支撑架(34)与拉升滑块(35)之间的弹簧I(47);其中所述的过渡筒(46)套在落种管(18)的外侧;
该开穴装置还包括设置在行走装置上的用于带动三叉稳定架(40)上下往复运动的开穴运动组件,该开穴运动组件包括第一舵机(17)、一端与第一舵机(17)输出轴连接的水平设置的开穴传动臂(41)以及开穴传动臂(41)另一端连接的垂直传动机构(37);所述的垂直传动机构(37)包括与开穴传动臂(41)连接的第二滚轮(44)、设置在第二滚轮(44)外侧的第二导轨(43)以及设置在第二导轨(43)水平侧面上的用于连接三叉稳定架(40)的连接块(48);
其中,所述的三叉稳定架(40)上设置有与定位轴(39)对应的第一安装孔(45)。
2.根据权利要求1所述的一种无人值守的株行距智能精准穴播***,其特征在于:所述的行走装置包括对称设置的履带式底盘(8)、设置在履带式底盘(8)之间的机架(1)以及设置在机架(1)上的步进电机(12)、用于驱动步进电机(12)转动的驱动模块(13)以及用于控制驱动模块(13)的控制模块(14)和用于为步进电机(12)、驱动模块(13)以及控制模块(14)供电的电池组(30);所述的驱动模块(13)控制取种装置中的第二舵机(42)和开穴装置中的第一舵机(17);所述的机架(1)上还设置有差分全球定位装置、加速度传感器以及陀螺仪磁传感器;所述的履带式底盘(8)上设置有用于测距的编码器。
3.根据权利要求2所述的一种无人值守的株行距智能精准穴播***,其特征在于:所述的履带式底盘(8)包括悬挂***(9)、用于与步进电机(12)相连的履带传送轮(10)、设置于履带的中部用于接触地面的承重轮(16)以及用于为承重轮(16)减震的承重弹簧(27);该承重轮(16)的主轴上设置有用于测距的编码器。
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