一种小籽粒智能播种机

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体是一种小籽粒智能播种机。

背景技术

智能化作为现代科技的主流趋势，将其应用于农业领域。国外农机业多年的发展经验表明，采用智能化、自动化的作业方式是农业发展的必然趋势，是发展高效节本农业的有效途径。世界农业发达国家在采用了高度自动化的作业机械后不仅提高了工作效率，降低了作业成本，而且还提高了其农产品在国际市场上数量和价格的相对优势。我国农机业要想在国际上立足，就必须缩小我国与农业发达国家在农业机械装备方面的差距。这样国外自动化、智能化程度很高的农机装备才不会占领我国市场，也不会使我国农机行业陷入困境。近年来，随着我国改革开放政策的不断深入，我国科学技术方面也取得了突飞猛进的发展，为我国实现农业生产自动化、智能化打下了基础。与国外比较，我国在电控播种技术方面上的研究起步较晚。但随着我国科技水平的提升，机电液一体化技术在农业机械上的应用也愈加广泛。

结合国内外目前对小籽粒播种机及电控播种技术的研究现状，传统小籽粒播种机多为地轮通过链传动形式为排种、排肥提供动力，传动过程中会对地轮产生较大的阻力矩而造成地轮打滑，进而导致漏播及播种均匀性差；其次，传统小籽粒播种机多采用塔轮式变速箱调节播量，调整繁琐且范围有限；再次，国内虽然已经开展了对电控播种技术的研究，但很多都是针对玉米、水稻，且有些结构较为复杂。

总结：现有播种机针对小籽粒的播种时存在播种量调节繁琐、播种不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小籽粒智能播种机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种小籽粒智能播种机，包括：一车架，所述车架的底部设有移动装置，所述移动装置带动车架运动；安装在所述车架前端的排种装置，其包括若干一体安装的开沟器和排种器，所述开沟器用于形成播种沟并输送排种器投放的种子至播种沟内；覆土装置，所述覆土装置安装在车架的后端，覆土装置用于拢土覆盖播种沟；以及电驱动模块和控制模块，所述电驱动模块带动排种器间歇对接种子箱和开沟器，以输送种子箱内的种子至开沟器，所述控制模块通过电驱动模块控制排种器的间歇周期，所述电驱动模块还为移动装置和覆土装置提供动力。

作为本发明进一步的方案：还包括施肥装置，所述施肥装置安装在排种装置与覆土装置之间，用于撒播肥料。

作为本发明再进一步的方案：所述施肥装置包括肥料箱和与肥料箱连接的撒肥器，所述肥料箱安装在车架上，所述撒肥器安装在车架底部，用于均匀撒播肥料，所述肥料箱和撒肥器之间设有调节件，所述调节件控制肥料箱输送给撒肥器的肥料的量。

作为本发明再进一步的方案：所述控制模块连接有传感器组，所述传感器组用于检测排种器的播种数和节拍，并反馈给控制模块，所述控制模块控制电驱动模块调节排种器的播种节拍。

作为本发明再进一步的方案：所述控制模块包括单片机，所述单片机内预设有PID控制器，所述PID控制器的输入为传感器组的检测数据及相关播种参数，输出为驱动电驱动模块的相关驱动信号。

作为本发明再进一步的方案：所述单片机连接有通信单元，单片机通过通信单元与遥控设备通讯连接，遥控设备通过单片机控制各部件的工作。

作为本发明再进一步的方案：所述排种器包括排种器盒、排种轴、外槽轮，所述排种器盒安装在车架前端，所述排种器盒的顶部、底部连接种子箱和开沟器，所述排种轴轴承安装在排种器盒内，外槽轮安装在排种轴上，所述外槽轮的外圆周开设有圆周排列的凹槽，所述排种轴上间隔套装有排种舌，排种舌与外槽轮之间留有供种子通过的间隙，所述排种轴带动外槽轮旋转，以使外槽轮上的凹槽间歇承接种子箱落出的种子并转移至开沟器。

作为本发明再进一步的方案：所述开沟器侧部的车架上安装有深度调节件，通过深度调节件调节所述开沟器的开沟深度。

作为本发明再进一步的方案：所述覆土装置包括覆土轮、弹簧及支撑架，所述覆土轮通过支撑架铰接在车架后端固定的安装架上，所述弹簧安装在支撑架与安装架之间，弹簧用于弹性调节覆土轮的受力。

作为本发明再进一步的方案：所述电驱动模块包括若干为移动装置、排种装置和覆土装置提供动力的电机，所述电机通过电机驱动器连接控制模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述控制模块通过电驱动模块控制各部件工作，通过电驱动模块直接调节排种器的排种节拍，实现播种的播种量和节拍的调节，且调节结构简单、调节过程简单快捷。

附图说明

图1为本发明实施例中小籽粒智能播种机的结构示意图。

图2为本发明实施例中小籽粒智能播种机的主视示意图。

图3为本发明实施例中开沟器的主视示意图。

图4为本发明实施例中开沟器的结构示意图。

图5为本发明实施例中L型电动推杆的结构示意图。

图6为本发明实施例中笔式电动推杆的结构示意图。

图7为本发明实施例中排种器的主视示意图。

图8为本发明实施例中排种器的侧视示意图。

图9为本发明实施例中排种器的俯视示意图。

图10为本发明实施例中覆土轮的结构示意图。

图11为本发明实施例中覆土轮的主视示意图。

图12为本发明实施例中单片机的控制原理示意图。

附图中：1、开沟器，2、播种机步进电机，3、排种器，4、电气控制箱，5、肥料箱，6、覆土轮，7、L型电动推杆，8、笔式电动推杆，9、撒肥器，10、电动施肥盒；101、导种管，102、立柱，103、开沟器体；301、外槽轮，302、阻塞轮，303、排种舌，304、排种器盒，305、挡环，306、清种轴；601、支撑架，602、连接耳，603、轮本体，604、滚动轴承，605、安装架，606、弹簧，607、刮土板，608、侧胎，609、转轴。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1-2，本发明实施例中，一种小籽粒智能播种机，包括：一车架，所述车架的底部设有移动装置，所述移动装置带动车架运动；安装在所述车架前端的排种装置，其包括若干一体安装的开沟器1和排种器3，所述开沟器用于形成播种沟并输送排种器投放的种子至播种沟内；覆土装置，所述覆土装置安装在车架的后端，覆土装置用于拢土覆盖播种沟；以及电驱动模块和控制模块，所述电驱动模块带动排种器间歇对接种子箱和开沟器，以输送种子箱内的种子至开沟器，所述控制模块通过电驱动模块控制排种器的间歇周期，所述电驱动模块还为移动装置和覆土装置提供动力。

具体的，如图3-4所示，所述开沟器包括立柱102、固设于立柱底部的呈箭铲状的开沟器体103，所述立柱102上设有接通排种器的导种管101；播种时，排种器3投放的种子经过导种管101流至开沟器体103的底部，落在被开沟器体103犁出的播种沟内，随后又被开沟器体103两侧翻出的土壤掩埋；所述电驱动模块包括若干为移动装置、排种装置和覆土装置提供动力的电机，所述电机通过电机驱动器连接控制模块；所述电机和控制模块连接有电源，如图12所示，所述电机分别为左驱动电机、开沟器推杆电机、播种机步进电机2、覆土轮电动推杆电机、右驱动电机及施肥器电机，分别通过第一电机驱动器BTS7960-01、第二电机驱动器BTS7960-02、步进电机驱动芯片TB6600、第三电机驱动器BTS7960-03、第四电机驱动器BTS7960-04及场效应管模块连接控制模块；所述第一电机驱动器、第二电机驱动器、步进电机驱动芯片、第三电机驱动器、第四电机驱动器、场效应管模块、控制模块及各配设部件均设置在车架上的电气控制箱4内。

如图7-9所示，所述排种器包括排种器盒304、排种轴、外槽轮301，所述排种器盒304安装在车架前端，所述排种器盒的顶部、底部连接种子箱和开沟器，所述排种轴轴承安装在排种器盒内，外槽轮安装在排种轴上，所述外槽轮的两端与排种器盒304的连接处分别安装有挡环305；所述外槽轮的外圆周开设有圆周排列的凹槽，所述排种轴上间隔套装有排种舌303，排种舌303与外槽轮之间留有供种子通过的间隙，通过安装在排种器盒304顶部的清种轴306控制间隙的大小，所述排种轴带动外槽轮旋转，以使外槽轮上的凹槽间歇承接种子箱落出的种子并转移至开沟器。所述排种轴由播种机步进电机驱动。所述排种轴的其中一端安装有阻塞轮302，通过调节所述阻塞轮302在排种轴上的位置改变外槽轮的工作长度，达到准确调节播种量的目的。

如图10-11，所述覆土装置包括覆土轮，三个所述覆土轮分别通过支撑架601铰接在车架后端固定的安装架605上。所述覆土轮6包括轮本体603，轮本体603由中心胎及固定在中心胎两侧的侧胎608组成，所述支撑架601的一端铰接在安装架605上，另一端设有相对的两个连接耳602，两个连接耳602之间安装有转轴609，所述轮本体603通过滚动轴承604安装在转轴上。另外，所述轮本体603的外侧的所述支撑架601上安装有刮土板607，所述刮土板607用于清理轮本体603。轮本体603由其中部的中心胎和连接于中心胎两侧的侧胎构成。

小籽粒智能播种机的工作过程：电源采用12V，80ah铅酸蓄电池供电，采用直流电机进行驱动，带动移动装置作为播种机整体动力，完成车架的前进、倒退和转向工作，控制模块连接的旋转编码器通过角位移测量得播种机行进数据，通过控制模块连接的PID控制器对排种器进行控制，实现种子的株距的有效调节，通过PID控制器的PID模糊算法，控制行距调节，以达到株距行距可调目的。

综上所述，所述控制模块通过电驱动模块控制各部件工作，通过电驱动模块直接调节排种器的排种节拍，实现播种的播种量和节拍的调节，且调节结构简单、调节过程简单快捷。

其侧胎靠近中心胎的一侧曲率小，法向方向斜向内，对土壤有向下和向内两个方向上的作用，覆土镇压时和普通镇压轮工作原理相同。轮本体进行覆土镇压，当用于不同大小的种苗时，由于种苗的叶子占用空间不同，此时根据种苗大小通过轮本体变形进行土壤的回流和镇压，在调节轮本体中部形状时可通对中心空腔、侧空腔进行充气和放气以产生形变。通过调整轮本体的空气的压力来改变形状，从而调整侧胎的间距，满足不同种苗播种时覆土镇压。一轮多用，避免了播种不同种苗时叶片的空间需求，节约了镇压轮的更换时间，提高了播种效率，同时降低了农业生产的成本。

请参阅图1-2，本发明的另一个实施例中，还包括施肥装置，所述施肥装置安装在排种装置与覆土装置之间，用于撒播肥料。

具体的，所述施肥装置包括肥料箱5和与肥料箱5连接的撒肥器9，所述肥料箱5安装在车架上，所述撒肥器9安装在车架底部，用于均匀撒播肥料，所述肥料箱和撒肥器之间设有调节件，所述调节件控制肥料箱输送给撒肥器的肥料的量。

所述调节件采用电动施肥盒10，通过安装在电动施肥盒10上的施肥器电机控制电动施肥盒10的开口，进而控制肥料箱输送给撒肥器的肥料的量。改善劳动者的工作环境，减轻有机肥撒施作业的劳动强度，提高撒施的均匀度。因为各类农作物及各种植条件所需施肥量不同，安装了电动施肥盒10控制施肥量和传统施肥器施肥不均匀问题，下方安装撒肥器9，解决过多肥料入沟会灼伤种子问题。

请参阅图12，本发明的另一个实施例中，所述控制模块连接有传感器组，所述传感器组用于检测排种器的播种数和节拍，并反馈给控制模块，所述控制模块控制电驱动模块调节排种器的播种节拍。

所述传感器组包括左轮电机编码器和右轮电机编码器，通过左轮电机编码器和右轮电机编码器分别检测移动装置包括的左轮和右轮的转速，掌握车架及排种装置的行走速度，进而推断播种的实际间距，实际间距与设定间距进行比较，控制模块根据差值调节所述左轮和右轮的转速，或调节排种装置的播种速度。所述控制模块包括单片机，所述单片机内预设有PID控制器，所述PID控制器的输入为传感器组的检测数据及相关播种参数，输出为驱动电驱动模块的相关驱动信号。

进一步的，所述单片机连接有通信单元，单片机通过通信单元与遥控设备通讯连接，遥控设备通过单片机控制各部件的工作。所述单片机选用AVRMEGA2560单片机。单片机通过逻辑判断判断发出的驱动信号类型为前进、后退、左转、右转、开沟器放下、开沟器抬起、覆土轮放下、覆土轮抬起、施肥、播种中的信号，从而使相应模块准备动作，驱动相应电机驱动模块，使对应电机运转，带动机械结构完成动作。完成动作后判断是否有停止相应动作的控制信号，若收到停止动作的信号则停止动作。

所述遥控设备包括遥控器和集成在遥控器上的信号收发器，信号收发器与单片机设有的遥控器接收器进行通信，向单片机写入参数，控制播种机各模块工作。遥控器用于控制播种机的前进、后退、左转、右转、开沟器放下、开沟器抬起、覆土轮放下、覆土轮抬起、施肥、播种等工作。通过遥控器，将相应信息传送至控制模块，通过控制模块的逻辑判断做出对应动作。

请参阅图2，本发明的一个优选实施例中，所述开沟器侧部的车架上安装有深度调节件，通过深度调节件调节所述开沟器的开沟深度。

所述深度调节件包括L型电动推杆7和驱动所述L型电动推杆7的开沟器推杆电机，所述开沟器推杆电机受单片机控制，单片机通过开沟器推杆电机带动L型电动推杆伸缩，进而调节所述开沟器的深度。使得在开沟器开沟的过程中，根据地形合理犁出播种沟。开沟器下部安装的L型电动推杆，可实现播种深度的自动控制。

请参阅图10-11，本发明的另一个优选实施例中，所述覆土装置还包括弹簧606及支撑架，所述覆土轮通过支撑架铰接在车架后端固定的安装架上，所述弹簧606安装在支撑架与安装架之间，弹簧606用于弹性调节覆土轮的受力。

请参阅图2、12，本发明的另一个实施例中，所述移动装置包括前轮组和后轮组，所述前轮组包括的左前轮和右前轮、后轮组包括的左后轮和右后轮分别轴承安装在车架的前端和后端两侧，且所述车架的底部安装有笔式电动推杆8，两个所述笔式电动推杆8的输出端分别连接左前轮和右前轮设有的转向节，通过笔式电动推杆8控制播种机转向，两个笔式电动推杆8分别受与控制模块连接的左驱动电机和右驱动电机驱动。

本发明的工作原理：如图12所示，所述电机分别为左驱动电机、开沟器推杆电机、播种机步进电机2、覆土轮电动推杆电机、右驱动电机及施肥器电机，分别通过第一电机驱动器BTS7960-01、第二电机驱动器BTS7960-02、步进电机驱动芯片TB6600、第三电机驱动器BTS7960-03、第四电机驱动器BTS7960-04及场效应管模块连接控制模块。控制模块通过相应电机驱动器控制相应的电机动作，实现播种机的前进、后退、左转、右转、开沟器放下、开沟器抬起、覆土轮放下、覆土轮抬起、施肥、播种工作。

需要说明的是，本发明所采用的单片机、电机和电机驱动器均为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。