[發明專利]一種基于電阻式應變片的甘蔗種芽計數系統

有效

• 申請號: 201310692008.4
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103914730B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 黃亦其;王小波;羅昭宇;李曉峰;王偉;劉子良;蔣瑜;張培棟
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06M1/27
• 分類號: G06M1/27
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 彭曉玲

技術領域

本發明涉及一種甘蔗種芽計數系統，特別涉及一種基于電阻式應變片的甘蔗種芽計數系統。

背景技術

目前，國內外已經逐步推廣甘蔗機械化種植技術，國內研發的部分新型甘蔗種植機功能相對齊全，但尚未配備專業的蔗種切割防傷芽裝置，還不能完全實現自動化，尤其是無法解決自動化切種傷芽率高的問題，難以保證新植甘蔗的發芽率，這將對來年的甘蔗產量產生較大影響。

甘蔗種植機在切割甘蔗種時，要準確有效的做到不切芽、不傷芽，就必須準確判斷與識別甘蔗種芽在甘蔗莖桿上的具體位置，而根據甘蔗種芽生長在其莖節上的特征，即可判斷甘蔗種芽的具體位置。

中國發明專利（專利號：201210123151.7）公開了一種基于計算機視覺的甘蔗切割防傷芽系統，主要包括切割器、CCD攝像頭及由電機控制器驅動的夾持輸送機構。其結構簡單，能識別出莖節的位置，基本能實現切割甘蔗種防傷芽功能，但是仍存在以下問題：1.每節甘蔗（即相鄰兩個莖節的間距）長短不一，而以固定的長度為依據切取蔗種難以保證每段甘蔗種均含有三個莖節種芽，無法完全滿足每段蔗種均含有三個莖節的農藝要求；2.基于計算機視覺的圖像處理所需的攝像頭等設備易受田間振動和天氣等作業環境的影響與干擾；3.其甘蔗切割與輸送機構的運動控制復雜，精確性要求較高。

因此，急需重新設計一套簡單、有效以及可靠的甘蔗種切割防傷芽系統，保護蔗芽的完整性，增加單位種植面積內有效的蔗種數量，為提高蔗種的發芽率提供有力保障。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，發明了一種基于電阻式應變片的甘蔗種芽計數系統，該系統可對甘蔗種芽進行檢測并計數，經檢測后，切割所得的甘蔗種既可滿足農藝要求，又可降低甘蔗種芽的傷害率，為提高蔗種的發芽率作保障。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種基于電阻式應變片的甘蔗種芽計數系統，包括：

產生種芽信號的甘蔗種芽感應機構；

對種芽信號放大的種芽信號放大電路；

對放大后的種芽信號進行計數及顯示的種芽計數及顯示系統；

所述種芽感應機構包括：

橡膠套，呈喇叭形；

橡膠片，其若干橡膠片固定于遠離橡膠套喇叭形端的套壁上；以及

每個橡膠片上貼有一電阻式應變片；

其中，由電阻式應變片產生種芽信號傳遞至種芽信號放大電路。

優選的是，將電阻式應變片聯合三個固定電阻接成惠斯登電橋形式。

優選的是，所述種芽信號放大電路包括：

對種芽信號進行放大的兩級反相放大電路；

進行反向保護的反向保護電路；以及

對電路進行穩壓的穩壓電路；以及

對電路電源電壓起明示作用的電源指示燈電路。

優選的是，所述種芽計數及顯示系統包括：

對放大后的種芽信號進行比較的電壓比較器；

對比較后的種芽信號進行統計計數的單片機；以及

將統計分析后的種芽信號進行緩存的鎖存器；以及

將鎖存器內的信號進行顯示的顯示器。

所述顯示器為LED數碼管。

本發明進行甘蔗種芽計數的原理為：甘蔗種植機輸送機構將甘蔗莖桿送入甘蔗莖節種芽感應機構進入橡膠套，并往前輸送，當甘蔗莖節種芽經過橡膠片時，甘蔗莖節種芽相對于甘蔗莖桿的凸起部分對橡膠片產生一個壓力，進而迫使貼在橡膠片上的電阻式應變片產生變形，并將變形量轉換為電信號，電信號經種芽信號放大電路放大后進入種芽計數與顯示系統，與電壓比較器設定的參考電壓進行比較，根據比較結果輸出高電平或低電平，高、低電平進入單片機進行統計分析，隨后計數并由顯示器件顯示，最終實現甘蔗種芽計數。

與現有技術對比，本發明的有益效果為：通過感應機構以及種芽信號放大電路及種芽計數及顯示系統，可對甘蔗種芽檢測實現自動化，為切割甘蔗種防傷芽提供了保障，準確有效做到不切芽、不傷芽；進一步優點為該系統結構簡單、適用范圍寬、莖節種芽感應過程簡單、可靠、精確、判斷、響應迅速及其LED數碼管直接顯示甘蔗種芽數目，直觀明了。

附圖說明

圖1為本發明基于電阻式應變片的甘蔗種芽計數系統結構示意圖；

圖2為本發明甘蔗種芽感應機構左視及主視結構示意圖；

圖3為本發明種芽放信號大電路原理圖；

圖4為本發明惠斯登電橋電路原理圖；

圖5為本發明電壓比較器電路原理圖；