[发明专利]玉米定向播种系统和定向播种方法

说明书

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及一种农作物定向播种系统和定向播种方法。

背景技术

定向播种是指种子在播种的过程中，通过机械或者人为的干预，使其按照在一定的方向播种到田地里。定向播种后，种子的叶片得到合理的排列，并且光照和通风状况得到良好的改善。在此基础上作物可以进行合理的密植，充分利用光能，达到高产的目的。

最普通的播种机械是免耕大型非定向播种机，这种类型的播种机是我国甚至是世界应用最广的一种，它结构简单、纯机械化、操作简单，得到广泛推广，但是，这种播种机需要大型农机做传动系统。另一种是携带方便，单人就能操作的手推式小型非定向播种机，因其携带操作方便，受到小型农户的青睐，但是这种播种机对土地的要求高，需要人力操作，只能适用于小型农户小块土地操作。近些年还研发出了精量播种机，它是继前两个播种机基础上通过新技术新机械研制出的精量高效播种机。它是通过风机产生负压以供排种器吸附种子，然后通过刮种器将其多余的种子刮下，以确保单粒输出。但是由于它的空穴率高，操作复杂，技术尚未成熟，没有得到广泛应用。

目前在研播种机多是无序排种播种系统，而定向排种都是实验室所能用的，无法真正应用到现实农业操作中。至今，定向播种技术只能应用到小型实验田，且完全依赖于人工点播。其生产效率极低、劳动强度大、经济效益低的种植模式严重阻碍了精种面积和产量快速增加、农民的增产增收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现农作物定向排序，从而实现农作物定向播种的定向播种系统。

本发明的技术方案是：玉米定向播种系统，包括振动筛选系统、单粒排种系统，其特征在于：还包括控制系统、暗箱和输送通道，暗箱内设置有图像识别系统、旋转机构和取种机构，所述单粒排种系统的泄种口位于输送通道入口的正上端，种子经泄种口落入输送通道的入口中；输送通道的末端深入暗箱中；

所述单粒排种系统的泄种口处设置有阻挡装置，使泄种口每次落下一粒种子；

所述旋转机构包括相互连接的微容器和旋转系统，还包括传感测量装置，旋转系统和测量装置均与控制系统相连，旋转系统可带动微容器沿轨道运动，输送通道的出口位于微容器运动轨道的正上方；所述微容器包括竖直的钢轴，钢轴顶端为储物板，钢轴上套装有弹性容器；

所述取种机构包括安装在暗箱上的升降装置和旋转装置；所述旋转装置包括一可旋转的旋转轴，旋转轴连接有旋转电机，旋转轴上设置有取种带，旋转装置活动安装在暗箱侧壁上，可沿暗箱侧壁上下运动；所述升降装置包括一升降杆，升降杆连接有升降电机，升降杆的下端位于取种带的正上方；升降电极和旋转电机均与控制系统相连；

所述图像识别系统包括设置在暗箱顶部的摄像装置，摄像装置位于微容器运动轨道的正上方，摄像装置与控制系统相连。

优选的是：输送通道为一入口口径大于出口口径的弧形通道。

优选的是：暗箱内设置有一隔板，隔板上设置有开口，所述旋转机构位于隔板的下部，开口的形状与微容器的运动轨道相匹配，设置隔板可以避免摄像装置每次采集到多余的图像，确保只采集种子图像。

优选的是：旋转系统包括主舵机和辅舵机，主舵机和辅舵机通过一固定支架相互连接，主舵机设置在暗箱底部，辅舵机与微容器的钢轴相连，主舵机和辅舵机均与控制系统相连。

优选的是：弹性容器包括套装在钢轴外围的弹簧和安装在弹簧顶部的容器槽。

优选的是：取种带采用粘性可降解纸带，可直接将纸带播种到土壤中。

定向播种方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.将种子经振动筛选系统筛选，筛选后送入单粒排种系统；

B.单粒排种系统将种子单粒排出，落入到旋转机构的微容器中；

C.旋转机构带动微容器旋转到摄像装置的下方，摄像装置对种子进行图像扫描拍照，将图像传递到控制系统进行图像分析；根据图像分析结果得到种子转动角度信号，将信号传递到旋转系统；

D.旋转系统接收到角度信号后，控制钢轴转动，带动种子转动，确保每次接收到的种子均旋转到一定方向；

E.旋转机构带动微容器旋转到取种机构的下方；

F.升降装置下移，带动取种机构取种；

G.取种完成后，控制系统控制旋转装置的旋转轴步进转动，升降装置归位，旋转机构归位。

优选的是：图像分析方法包括以下步骤：

A.将摄像装置拍摄的种子图像进行灰度处理；

B.获取种子图像的直方图；

C.对种子图像进行二值化处理；