[發(fā)明專利]一種電驅(qū)式零速投種裝置、控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210024485.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN114467414B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白慧娟;方憲法;李帥;苑嚴(yán)偉;趙博;周利明;牛康;樊學(xué)謙;韓振浩;熊師
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): A01C7/00
• 分類號(hào): A01C7/00;A01C7/20;G05D13/62;G06F17/15
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 張燕華;尚群

1.一種電驅(qū)式零速投種裝置的控制方法，其特征在于，根據(jù)播種機(jī)前進(jìn)速度分別采用三種不同的控制算法，實(shí)現(xiàn)投種裝置基于播種機(jī)前進(jìn)速度自適應(yīng)的轉(zhuǎn)速精確調(diào)節(jié)，使種子離開投種裝置時(shí)的水平方向分速度始終與播種機(jī)前進(jìn)速度大小相等，方向相反，實(shí)現(xiàn)零速投種，包括以下步驟：

S1、主控制器接收北斗測(cè)速模塊報(bào)文，解析出播種機(jī)前進(jìn)速度；

S2、所述主控制器判斷前進(jìn)速度是否大于0km/h：當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＝0時(shí)執(zhí)行步驟S3，當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＞0時(shí)執(zhí)行步驟S4；

S3、所述主控制器向投種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送停止信號(hào)；

S4、所述主控制器判斷前進(jìn)速度是否≥6km/h：當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＜6km/h時(shí)執(zhí)行步驟S5、S6及S12，當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度≥6km/h時(shí)執(zhí)行步驟S7；

S5、所述主控制器向顯示終端發(fā)送提速信號(hào)，提示將播種機(jī)前進(jìn)速度提升至排種器最佳工作速度區(qū)間；

S6、所述主控制器根據(jù)播種機(jī)前進(jìn)速度計(jì)算出投種裝置目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)執(zhí)行經(jīng)典PID閉環(huán)控制算法；

S7、所述主控制器判斷前進(jìn)速度是否≥16km/h：當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＜16km/h時(shí)執(zhí)行步驟S10、S11及S12，當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度≥16km/h時(shí)執(zhí)行步驟S8及S9；

S8、所述主控制器向所述顯示終端發(fā)送降速信號(hào)，提示將播種機(jī)前進(jìn)速度降低至所述排種器最佳工作速度區(qū)間；

S9、所述主控制器根據(jù)投種裝置最大目標(biāo)轉(zhuǎn)速執(zhí)行恒轉(zhuǎn)速控制算法；

S10、所述主控制器根據(jù)播種機(jī)前進(jìn)速度計(jì)算出所述投種裝置目標(biāo)轉(zhuǎn)速，執(zhí)行雙閉環(huán)串級(jí)控制算法，并向所述投種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送轉(zhuǎn)速控制信號(hào)；

S11、所述主控制器接收播種監(jiān)測(cè)傳感器反饋信號(hào)，計(jì)算種子水平方向分速度；以及

S12、所述主控制器接收投種電機(jī)編碼器反饋信號(hào)。

2.一種電驅(qū)式零速投種裝置，其特征在于，包括投種殼、接種口、投種輪、投種軸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和投種口，所述投種殼包括上殼和下殼，通過兩側(cè)的螺栓孔位進(jìn)行固定連接，所述接種口設(shè)置在所述投種殼的頂部，與排種器底部出種口連接，所述投種輪包括支撐輪和橡膠撥齒，所述支撐輪中心孔處設(shè)有鍵槽與所述投種軸進(jìn)行鍵連接，所述投種軸兩端通過帶座軸承進(jìn)行固定，所述投種口設(shè)置在所述投種殼的底部，所述橡膠撥齒安裝在所述支撐輪上，所述支撐輪安裝在所述投種軸上，所述橡膠撥齒的槽和所述投種殼的內(nèi)壁之間形成種子隔腔，在投種過程中，所述種子被限制在所述種子隔腔中并與所述種子隔腔保持相對(duì)靜止，且隨著所述投種輪轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，以控制所述種子的運(yùn)動(dòng)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括投種電機(jī)與減速機(jī)，所述減速機(jī)為孔輸出型一級(jí)行星減速機(jī)，通過鍵連接驅(qū)動(dòng)所述投種軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述投種電機(jī)為直流無刷電機(jī)，采用速度控制模式，轉(zhuǎn)速由所述直流無刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器控制，以消除地輪滑移和鏈條跳動(dòng)對(duì)投種裝置轉(zhuǎn)速的影響；

其中，根據(jù)播種機(jī)前進(jìn)速度分別采用三種不同的控制算法，實(shí)現(xiàn)所述電驅(qū)式零速投種裝置基于播種機(jī)前進(jìn)速度自適應(yīng)的轉(zhuǎn)速精確調(diào)節(jié)，使種子離開所述投種口時(shí)的水平方向分速度始終與播種機(jī)前進(jìn)速度大小相等，方向相反，實(shí)現(xiàn)零速投種，包括以下步驟：

S1、主控制器接收北斗測(cè)速模塊報(bào)文，解析出播種機(jī)前進(jìn)速度；

S2、所述主控制器判斷前進(jìn)速度是否大于0km/h：當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＝0時(shí)執(zhí)行步驟S3，當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＞0時(shí)執(zhí)行步驟S4；

S3、所述主控制器向投種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送停止信號(hào)；

S4、所述主控制器判斷前進(jìn)速度是否≥6km/h：當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＜6km/h時(shí)執(zhí)行步驟S5、S6及S12，當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度≥6km/h時(shí)執(zhí)行步驟S7；

S5、所述主控制器向顯示終端發(fā)送提速信號(hào)，提示將播種機(jī)前進(jìn)速度提升至排種器最佳工作速度區(qū)間；

S6、所述主控制器根據(jù)播種機(jī)前進(jìn)速度計(jì)算出投種裝置目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)執(zhí)行經(jīng)典PID閉環(huán)控制算法；

S7、所述主控制器判斷前進(jìn)速度是否≥16km/h：當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度＜16km/h時(shí)執(zhí)行步驟S10、S11及S12，當(dāng)播種機(jī)前進(jìn)速度≥16km/h時(shí)執(zhí)行步驟S8及S9；

S8、所述主控制器向所述顯示終端發(fā)送降速信號(hào)，提示將播種機(jī)前進(jìn)速度降低至所述排種器最佳工作速度區(qū)間；

S9、所述主控制器根據(jù)投種裝置最大目標(biāo)轉(zhuǎn)速執(zhí)行恒轉(zhuǎn)速控制算法；

S10、所述主控制器根據(jù)播種機(jī)前進(jìn)速度計(jì)算出所述投種裝置目標(biāo)轉(zhuǎn)速，執(zhí)行雙閉環(huán)串級(jí)控制算法，并向所述投種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送轉(zhuǎn)速控制信號(hào)；

S11、所述主控制器接收播種監(jiān)測(cè)傳感器反饋信號(hào)，計(jì)算種子水平方向分速度；以及

S12、所述主控制器接收投種電機(jī)編碼器反饋信號(hào)。