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一种三七精密 播种机重播漏播的检测系统

阅读：1025发布：2020-06-15

专利汇可以提供一种三七精密播种机重播漏播的检测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种三七精密播种机重播漏播的检测系统属农业机械技术领域，本发明采用对射式激光结构，形成一个上下两层平行的矩形检测区域，其感应方式为遮断式，其发光元件形成的检测区域能均匀覆盖导种管管径的所有范围，解决了下落的种子对光线的阻断程度不一致所造成信号的不稳定、检测区域存在检测盲区等问题；此外与之配套设计的检测电路灵敏度高；双层检测区域结构与单片机算法相结合的方法，能检测出三七种子上下紧密跟随的重播现象。同时利用霍尔传感器和磁铁片在滚筒侧面的布局，为单片机计算重播漏播提供算法参考；本发明还加入蓝牙无线数据传输模块，让操作人员既能观测到三七精密播种机的排种情况，又能与作业机器保持安全距离。，下面是一种三七精密播种机重播漏播的检测系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种三七精密播种机重播漏播的检测系统，其特征在于：由左支架(A)、右支架(B)、单片机(1)、12路激光落种检测电路(2)、模数信号接口电路(3)、电源(4)、霍尔传感器检测模块(5)、蓝牙模块(6)、液晶显示模块(7)、激光发射管组Ⅰ(9)、激光发射管组Ⅱ(11)、激光接受光纤Ⅱ(13)和激光接受光纤Ⅰ(15)组成，其中由左支架(A)、激光发射管组Ⅰ(9)、激光发射管组Ⅱ(11)、右支架(B)、激光接受光纤Ⅱ(13)、激光接受光纤Ⅰ(15)构成上下双层对射式激光矩形检测区域，激光接受光纤(13)和激光接受光纤Ⅰ(15)连接模数信号接口电路(3)的激光接收管，激光接收管将光信号转化为模拟电信号，接入模数信号接口电路(3)，再由模数信号接口电路(3)将模拟电信号转换为数字信号，接入单片机(1)，此外霍尔传感器检测模块(5)、蓝牙模块(6)和液晶显示模块(7)通过单片机(1)上的I/O接口，接入单片机(1)；三七精密播种机上设有导种管组件(a)、滚筒(b)；滚筒(b)的筒壁上设有与滚筒(b)纵轴平行的12排窝眼(18),12排窝眼(18)在滚筒(b)圆周上均布，每排窝眼(18)的端部固接磁铁片(17)，磁铁片(17)为单片机(1)提供霍尔脉冲信号；导种管组件(a)由导种管(12)、左支架(A)和右支架(B)组成，导种管(12)固接于左支架(A)和右支架(B)之间，左支架(A)上设有互相平行的左下板(8)和左中板(10)；右支架(B)上设有互相平行的右下板(16)和右中板(14)；左下板(8)和右下板(16)在同一水平面上，左中板(10)和右中板(14)在同一水平面上；由6个激光发射管组成的激光发射管组Ⅰ(9)固接于左下板(8)上面右边，由6个激光发射管组成的激光发射管组Ⅱ(11)固接于左中板(10)上面右边，由6个激光接受管组成的激光接受管组Ⅰ(15)固接于右下板(16)上面左边，由6个激光接受管组成的激光接受管组Ⅱ(6)固接于右中板(14)上面左边；激光发射管组Ⅰ(9)的6个激光发射管与激光接收管组Ⅰ(8)的6个激光接收管一一对应，激光发射管组Ⅱ(11)的6个激光发射管与激光接收管组Ⅱ(13)的6个激光接收管一一对应，激光发射管组Ⅰ(9)的6个激光发射管与激光发射管组Ⅱ(11)的6个激光发射管交错排列，激光接受管组Ⅰ(15)的6个激光接收管与激光接收管组Ⅱ(13)的6个激光接收管交错排列，左支架(A)和右支架(B)的水平间距L1为35mm，每层相邻两个激光发射管，以及相邻两个激光接收管的间距L2均为5mm，上下两层左右相邻的两个激光发射管，以及相邻两个激光接收管的水平间距L3为2.5mm。
2.按权利要求1所述的三七精密播种机重播漏播的检测系统，其特征在于：所述的12路激光落种检测电路(2)中12个激光接收管接收到由激光接受光纤Ⅱ(13)和激光接受光纤Ⅰ(15)传导的12个模拟光信号后，再由二极管、电阻接到运算放大器的反相输入端，形成一个反相加法电路，再由数模转换芯片将模拟信号转换为数字信号。
3.按权利要求1所述的三七精密播种机重播漏播的检测系统，其特征在于：所述的蓝牙模块(6)在每个导种管(12)的单片机系统都配有一个蓝牙模块主机和与之对应的上位机端所连接的蓝牙模块从机，且每根导种管(12)中所配对的主从蓝牙模块均设有不同的配对密码。

说明书全文

一种三七精密播种机重播漏播的检测系统

技术领域

[0001] 本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种三七精密播种机重播漏播的检测系统。

背景技术

[0002] 三七是云南的特色中药产物，全国90％以上的三七产于云南，三七不仅是名贵的传统中药材，还是现代保健品的一种重要原料。目前三七的连作障碍问题尚未得到有效的解决，传统的大田种植方式已不能作为三七产业化的主要种植方式。2015年，云南省的三七种植面积占据全国总面积的98％，因此云南省委省政府决定将三七种植模式做成产业化和标准化，目前槽式三七育苗已成为云南三七种植的主要模式，与此模式配套的三七播种农艺要求较高，要求一穴一粒的播种，播种行距、株距均要求为50mm，播种深度为10mm，由于三七种子的三轴尺寸主要分布在4-8mm之间，尺寸跨度较大，窝眼对种子的适应性不能达到最佳，同时精密播种机必须在1.5米宽的范围内一次性一排密集播出27～28粒种子，由于行数较多，肉眼根本无法实时分辨出哪根导种管何时出现漏播、重播、堵塞等现象，只有在播种机行进一段距离后，靠肉眼分辨出哪里出现了漏播、重播、堵塞等现象，然后人工手动进行补种、捡种。这种生产模式大大增加劳动强度大、降低工作效率且后续的覆土、镇压等工作不能及时的一次性完成，这不仅造成了三七精密播种机的工作效率和质量的降低，同时还会影响三七种子的生长。因此，设计出与三七种植农艺要求配套的重播漏播检测系统，对提高和完善三七精密播种机的播种质量和功能具有重要的意义。

发明内容

[0003] 发明的目的在于提供一种与三七种植农艺要求配套的小行株距重播漏播检测系统，对提高和完善三七精密播种机的播种质量和功能具有重要的意义。同时为顺应现代农业装备智能化的发展趋势，使三七精密播种的排种性能可视化，以及人机作业的安全性考虑，本检测系统应用了蓝牙无线传输技术，为三七精密播种的智能信息化管理提供技术支持。

[0004] 本发明由左支架A、右支架B、单片机1、12路激光落种检测电路2、模数信号接口电路3、电源4、霍尔传感器检测模块5、蓝牙模块6、液晶显示模块7、激光发射管组Ⅰ9、激光发射管组Ⅱ11、激光接受光纤Ⅱ13和激光接受光纤Ⅰ15组成，其中由左支架A、激光发射管组Ⅰ9、激光发射管组Ⅱ11、右支架B、激光接受光纤Ⅱ13、激光接受光纤Ⅰ15构成上下双层对射式激光矩形检测区域，激光接受光纤13和激光接受光纤Ⅰ15连接模数信号接口电路3的激光接收管，激光接收管将光信号转化为模拟电信号，接入模数信号接口电路3，再由模数信号接口电路3将模拟电信号转换为数字信号，接入单片机1，此外霍尔传感器检测模块5、蓝牙模块6和液晶显示模块7通过单片机1上的I/O接口，接入单片机1；由此将种子的下落信号从光信号转变为数字信号，为单片机提供了数字信号来源。

[0005] 三七精密播种机上设有导种管组件a、滚筒b；滚筒b的筒壁上设有与滚筒b纵轴平行的12排窝眼18,12排窝眼18在滚筒b圆周上均布，每排窝眼18的端部固接磁铁片17，磁铁片17为单片机1提供霍尔脉冲信号；单片机1将获得的霍尔脉冲信号经算法处理作为判断是否出现重播漏播的依据。

[0006] 导种管组件a由导种管12、左支架A和右支架B组成，导种管12固接于左支架A和右支架B之间，左支架A上设有互相平行的左下板8和左中板10；右支架B上设有互相平行的右下板16和右中板14；左下板8和右下板16在同一水平面上，左中板10和右中板14在同一水平面上。

[0007] 由6个激光发射管组成的激光发射管组Ⅰ9固接于左下板8上面右边，由6个激光发射管组成的激光发射管组Ⅱ11固接于左中板10上面右边，由6个激光接受管组成的激光接受管组Ⅰ15固接于右下板16上面左边，由6个激光接受管组成的激光接受管组Ⅱ6固接于右中板14上面左边。

[0008] 激光发射管组Ⅰ9的6个激光发射管与激光接收管组Ⅰ8的6个激光接收管一一对应，激光发射管组Ⅱ11的6个激光发射管与激光接收管组Ⅱ13的6个激光接收管一一对应，激光发射管组Ⅰ9的6个激光发射管与激光发射管组Ⅱ11的6个激光发射管交错排列，激光接受管组Ⅰ15的6个激光接收管与激光接收管组Ⅱ13的6个激光接收管交错排列。

[0009] 左支架A和右支架B的水平间距L1为35mm，每层相邻两个激光发射管，以及相邻两个激光接收管的间距L2均为5mm，上下两层左右相邻的两个激光发射管，以及相邻两个激光接收管的水平间距L3为2.5mm。以上机构构成上下双层对射式激光矩形检测区域，且检测种子最小尺寸为2.5mm，此双层检测区域结构与单片机算法相结合能检测出三七种子上下紧密跟随的重播现象。

[0010] 所述的12路激光落种检测电路2中12个激光接收管接收到由激光接受光纤Ⅱ13和激光接受光纤Ⅰ15传导的12个模拟光信号后，再由二极管、电阻接到运算放大器的反相输入端，形成一个反相加法电路，再由数模转换芯片将模拟信号转换为数字信号。

[0011] 所述的蓝牙模块6在每个导种管12的单片机系统都配有一个蓝牙模块主机和与之对应的上位机端所连接的蓝牙模块从机，且每根导种管12中所配对的主从蓝牙模块均设有不同的配对密码。这样的数据传递方式即保证各管数据通讯对应性又能保证各管通讯互不干扰。

[0012] 本发明的有益效果在于：

[0013] (1)由12路对射式激光检测模组所形成的上下平行双层矩形检测区域，光束细规则且准直度高，抗外界光干扰强，对灰尘穿透性强。硬件响应时间在5～30us，能保证种子通过检测截面时，光信号能够可靠转换为电信号，让发光元件形成的检测范围能够均匀的覆盖导种管管径的所有范围，不存在落种检测盲区。

[0014] (2)检测电路采用加法电路，调节加法电路中运算放大器的参考电压值，能获取检测系统所需的不同检测灵敏度。

[0015] (3)该检测系统能对种子上下紧密跟随的重播现象进行检测，其检测的准确率达94％，对单粒的检测成功率达100％。

[0016] (4)根据第三代三七精密播种机的排种结构，而设计的霍尔脉冲信号发生点的空间布局，单片机能根据所获取的霍尔脉冲信号，判断出当前播种机的排种情况。

[0017] (5)从人机作业安全的角度考虑，单片机模块将采集到的数据通过蓝牙模块的无线通讯技术发送到电脑上位机端，让生产人员在与作业机器保持安全距离的情况下，又能随时监测播种机的排种情况。附图说明

[0018] 图1为三七精密播种机重播漏播检测系统的结构示意图

[0019] 图2为激光传感器布局示意图

[0020] 图3为激光发射头布局示意图

[0021] 图4为激光接受光纤布局示意图

[0022] 图5为激光传感器检测电路

[0023] 图6为磁片在滚筒的布局示意图

[0024] 图7为5管集排式硬件框图

[0025] 其中：A.左支架 B.右支架 a.导种管组件 b.滚筒 1.单片机 2.12路激光落种检测电路 3.模数信号接口电路 4.电源 5.霍尔传感器检测模块 6.蓝牙模块 7.液晶显示模块 8.左下板 9.激光发射管组Ⅰ 10.左中板 11.激光发射管组Ⅱ 12.导种管 13.激光接受光纤Ⅱ 14.右中板 15.激光接受光纤Ⅰ 16.右下板 17.磁铁片 18.窝眼

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明进行描述。

[0027] 如图1--图4所示，本发明由左支架A、右支架B、单片机1、12路激光落种检测电路2、模数信号接口电路3、电源4、霍尔传感器检测模块5、蓝牙模块6、液晶显示模块7、激光发射管组Ⅰ9、激光发射管组Ⅱ11、激光接受光纤Ⅱ13和激光接受光纤Ⅰ15组成，其中由左支架A、激光发射管组Ⅰ9、激光发射管组Ⅱ11、右支架B、激光接受光纤Ⅱ13、激光接受光纤Ⅰ15构成上下双层对射式激光矩形检测区域，激光接受光纤13和激光接受光纤Ⅰ15连接模数信号接口电路3的激光接收管，激光接收管将光信号转化为模拟电信号，接入模数信号接口电路3，再由模数信号接口电路3将模拟电信号转换为数字信号，接入单片机1，此外霍尔传感器检测模块5、蓝牙模块6和液晶显示模块7通过单片机1上的I/O接口，接入单片机1。

[0028] 三七精密播种机上设有导种管组件a、滚筒b；滚筒b的筒壁上设有与滚筒b纵轴平行的12排窝眼18,12排窝眼18在滚筒b圆周上均布，每排窝眼18的端部固接磁铁片17，磁铁片17为单片机1提供霍尔脉冲信号。

[0029] 导种管组件a由导种管12、左支架A和右支架B组成，导种管12固接于左支架A和右支架B之间，左支架A上设有互相平行的左下板8和左中板10；右支架B上设有互相平行的右下板16和右中板14；左下板8和右下板16在同一水平面上，左中板10和右中板14在同一水平面上。

[0030] 由6个激光发射管组成的激光发射管组Ⅰ9固接于左下板8上面右边，由6个激光发射管组成的激光发射管组Ⅱ11固接于左中板10上面右边，由6个激光接受管组成的激光接受管组Ⅰ15固接于右下板16上面左边，由6个激光接受管组成的激光接受管组Ⅱ6固接于右中板14上面左边。

[0031] 激光发射管组Ⅰ9的6个激光发射管与激光接收管组Ⅰ8的6个激光接收管一一对应，激光发射管组Ⅱ11的6个激光发射管与激光接收管组Ⅱ13的6个激光接收管一一对应，激光发射管组Ⅰ9的6个激光发射管与激光发射管组Ⅱ11的6个激光发射管交错排列，激光接受管组Ⅰ15的6个激光接收管与激光接收管组Ⅱ13的6个激光接收管交错排列。

[0032] 左支架A和右支架B的水平间距L1为35mm，每层相邻两个激光发射管，以及相邻两个激光接收管的间距L2均为5mm，上下两层左右相邻的两个激光发射管，以及相邻两个激光接收管的水平间距L3为2.5mm。

[0033] 如图5所示，所述的12路激光落种检测电路2中12个激光接收管接收到由激光接受光纤Ⅱ13和激光接受光纤Ⅰ15传导的12个模拟光信号后，再由二极管、电阻接到运算放大器的反相输入端，形成一个反相加法电路，再由数模转换芯片将模拟信号转换为数字信号。

[0034] 如图7所示，所述的蓝牙模块6在每个导种管12的单片机系统都配有一个蓝牙模块主机和与之对应的上位机端所连接的蓝牙模块从机，且每根导种管12中所配对的主从蓝牙模块均设有不同的配对密码。

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