[发明专利]一种播种单体减振自动控制方法

说明书

本发明公开了一种播种单体减振自动控制方法，该方法应用PVDF压电薄膜制作限深轮胎面形变传感器，实时监测播种单体的对地压力，间接计算开沟器的实际开沟深度，当与目标深度不一致时，系统将此偏差转换为控制信号来控制安装在平行四连杆仿形机构上的空气弹簧，推动播种单体对地表形成足够压力，从而减小播种单体所受振动，提高播种质量。

技术领域

本发明涉及自动化耕种领域，具体为一种播种单体减振自动控制方法。

背景技术

免耕播种机的播种单体通过仿形机构与机架连接，使播种单体可随地表起伏而运动，保证播深一致性。但免耕播种需要在未经翻耕的地表直接播种，土壤坚实度高，开沟器难入土。采用被动式仿形机构时，如果播种单体自重不够会导致对地压力不足，造成播种深度不够，甚至种子裸露的现象，影响作物产量。主动式仿形机构可以有效解决播种单体对地压力不足的问题，具有更好的仿形性能。但电液控制主动式仿形机构的结构复杂，成本较高，不适合小型机具，而且对于地面凸起或者硬物这类瞬时激励，液压系统的响应时间不能满足播种单体减振的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种播种单体减振自动控制方法，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种播种单体减振自动控制方法，该方法应用PVDF压电薄膜制作限深轮胎面形变传感器，实时监测播种单体的对地压力，间接计算开沟器的实际开沟深度，当与目标深度不一致时，系统将此偏差转换为控制信号来控制安装在平行四连杆仿形机构上的空气弹簧，推动播种单体对地表形成足够压力，从而减小播种单体所受振动，提高播种质量。

优选的，播种单体通过平行四连杆仿形机构连接到机架上，工作时平行四连杆仿形机构可以上下浮动来带动播种单体适应地面的起伏变化，以保证开沟深度一致性；一对呈八字形安装的拨茬轮配合波纹圆盘刀切断种床上的秸秆、根茬并清扫至播种单体的后侧方，为双圆盘开沟器提供一个良好的种床条件；限深轮与双圆盘开沟器的高度差为播种开沟深度，可在播种前调整至实际的播种深度要求；播种开沟的同时，指夹式排种器在地轮的驱动下进行播种；限深轮兼具覆土功能，最后由镇压轮对土壤进行压实。

优选的，实现对地压力监测的方法是播种机工作时限深轮与地面接触，当播种单体对地压力发生变化，限深轮的胎面会产生形变，因此可以通过测量限深轮胎面的形变量，间接计算出播种单体的对地压力。只要保证限深轮与地面接触时胎面的形变量一致就能确保播种单体的对地压力，从而保证播种深度的一致性。为了实时监测限深轮的胎面形变，采用新型的聚偏氟乙烯、压电薄膜传感器作为限深轮胎面形变检测元件。

优选的，PVDF传感器收集的压力信号处理方式是PVDF传感器所产生的信号太过微弱，不便于直接采集，需要经过电荷放大器放大处理。电荷放大器除了起到放大电荷信号的作用，同时还能将电荷信号转换成便于测量的模拟电压信号；之后，信号滤波器将对该模拟电压信号再进行滤波处理，用以滤除电压信号中的低频干扰信号；然后，模拟电压信号经峰值保持器后，其峰值电压将会被保持，而A/D转换器则将该峰值信号变为数字信号，该数字电压信号经微处理器1采集、处理后，再由无线发射模块将之发射出去；同时，微处理器一将会给峰值保持器一个复位电平，以便峰值保持器能够持续反复的工作。

本发明结构简单，制作方便，实用性强。

附图说明

图1为本发明局的播种单体结构示意图；

图2为本发明中播种单体振动自动控制系统结构原理示意图；

图3为本发明中自动控制系统的信号处理程序流程图；

图4为本发明中自动控制系统的信号产生程序流程图。

其中；1-机架；2-四连杆机构；3-空气弹簧支架；4-空气弹簧；5-支板；6-空气弹簧托板；7-连杆；8-拨茬轮；9-波纹圆盘刀；10-限深轮；11-双圆盘开沟器。