申请/专利权人：山东农业大学

申请日：2019-07-26

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN110214498B

主分类号：A01C5/06

分类号：A01C5/06;A01C7/00;A01C7/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.10#公开

摘要：本申请公开了一种玉米播种机镇压装置及方法，涉及农业设备技术领域镇压轮支架上设置有镇压轮，镇压轮与镇压轮支架活动连接，镇压轮与镇压轮支架之间设置有镇压调节装置；镇压轮支架活动设置在播种机支架上，播种机支架上设置有控制器和土壤水分传感器，土壤水分传感器设置在播种机支架底侧，控制器分别与土壤水分传感器和镇压调节装置电连接。在玉米种子播种过程中，土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息，并传送给控制器，控制器根据玉米种子适合生长的最佳水分和当前土壤的水分通过镇压调节装置控制镇压轮采用不同压力对不同水分的土壤进行镇压，使得土壤满足玉米种子生长需求。

主权项：1.一种玉米播种机镇压方法，其特征在于，采用如下玉米播种机镇压装置，包括：镇压轮支架，所述镇压轮支架上设置有镇压轮，所述镇压轮与所述镇压轮支架活动连接，所述镇压轮与所述镇压轮支架之间设置有镇压调节装置；所述镇压轮支架活动设置在播种机支架上，所述播种机支架上设置有控制器和土壤水分传感器，所述土壤水分传感器设置在所述播种机支架底侧，所述控制器分别与所述土壤水分传感器和所述镇压调节装置电连接；所述镇压调节装置包括一承重板，所述承重板与所述播种机支架之间设置有液压油缸，所述液压油缸两端分别与所述播种机支架和所述承重板的一侧固定连接；所述承重板上设置减震弹簧，所述减震弹簧的一端与所述承重板的另一侧固定连接，所述减震弹簧的另一端固定设置在弹簧支架上，所述弹簧支架与所述镇压轮支架固定连接；所述减震弹簧两侧均设置有弹簧垫圈，两个所述弹簧垫圈分别固定设置在所述承重板的另一侧和所述弹簧支架上；所述承重板与所述弹簧垫圈之间设置压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接；所述镇压轮支架上设置有角度传感器，所述角度传感器与所述控制器电连接；所述方法包括：玉米播种机在对玉米播种过程中土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息；在玉米种子播种过程中，土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息，并传送给控制器，控制器根据玉米种子适合生长的最佳水分和当前土壤的水分通过镇压调节装置控制镇压轮采用不同压力对不同水分的土壤进行镇压；控制器根据所述土壤的水分信息通过镇压调节装置控制镇压轮对土壤进行镇压，以使得镇压后的土壤适合玉米种子的生长，控制器通过计算公式确定出最佳的镇压压力，为镇压轮需要施加的压力，为土壤水份值，其中：所述控制器获取当前镇压器对土壤施加的压力值以及角度信息，结合所述土壤的水分信息获得镇压力值，控制所述镇压调节装置实现镇压轮进行土壤镇压。

全文数据：一种玉米播种机镇压装置及方法技术领域本申请涉及农业设备技术领域，具体涉及一种玉米播种机镇压装置及方法。背景技术随着农业技术的发展，玉米播种一般采用玉米播种机，玉米播种机进行播种时一般采用免耕法的开沟播种。免耕法的开沟播种不能保证土壤与种子的贴合及其所需紧度，不利于种子的发芽和生长。因此在播种时采用镇压器镇压，这样可以减小土壤中的空隙，降低水分蒸发，以使土地保墒。但是在播种过程中不同区域的土壤水分含量可能不同，传统技术中的播种镇压器无法根据土壤的实际水分含量调节合适的力度镇压，以使得土壤水分达到适合玉米播种要求，进而影响玉米种子的发芽和生长。发明内容本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本申请实施例提供了一种玉米播种机镇压装置，包括：镇压轮支架，所述镇压轮支架上设置有镇压轮，所述镇压轮与所述镇压轮支架活动连接，所述镇压轮与所述镇压轮支架之间设置有镇压调节装置；所述镇压轮支架活动设置在播种机支架上，所述播种机支架上设置有控制器和土壤水分传感器，所述土壤水分传感器设置在所述播种机支架底侧，所述控制器分别与所述土壤水分传感器和所述镇压调节装置电连接。采用上述实现方式，在玉米种子播种过程中，土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息，并传送给控制器，控制器根据玉米种子适合生长的最佳水分和当前土壤的水分通过镇压调节装置控制镇压轮采用不同压力对不同水分的土壤进行镇压，使得土壤满足玉米种子生长需求。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述镇压调节装置包括一承重板，所述承重板与所述播种机支架之间设置有液压油缸，所述液压油缸两端分别与所述播种机支架和所述承重板的一侧固定连接。承重板的设置使得镇压调节装置可以实现对镇压轮的承载，在播种机支架与承重板之间设置液压油缸，通过控制电液比例阀开度的以调节液压油缸的伸缩量，实现镇压轮压力的调整。结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述承重板上设置减震弹簧，所述减震弹簧的一端与所述承重板的另一侧固定连接，所述减震弹簧的另一端固定设置在弹簧支架上，所述弹簧支架与所述镇压轮支架固定连接。减震弹簧在通过液压油缸控制镇压轮上下运动时，起到减震效果。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述减震弹簧两侧均设置有弹簧垫圈，两个所述弹簧垫圈分别固定设置在所述承重板的另一侧和所述弹簧支架上。弹簧垫圈的设置，可以实现减震弹簧更换的方便，当减震弹簧需要更换时，可快速更换。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述承重板与所述播种机支架之间设置一导轨，所述导轨的一端固定设置在所述承重板的一侧，所述导轨的另一端与所述播种机支架活动连接，所述导轨的另一端设置一限位销，用于控制所述导轨脱离所述播种机支架。导轨的设置实现了通过液压油缸对镇压轮进行控制时更加稳定，使得镇压轮可以更好的实现土壤的镇压。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述液压油缸包括第一液压油缸和第二液压油缸，所述第一液压油缸和所述液压油缸分别设置在所述导轨两侧。液压油缸设置有两个，通过液压油缸控制承重板上下运动时更加稳定，进而可以更好的控制镇压轮工作。结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述承重板与所述弹簧垫圈之间设置压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接。压力传感器的设置，可以获取镇压器对土壤施加的压力值，进而可以实现对镇压轮镇压的最佳设置。结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述镇压轮支架上设置有角度传感器，所述角度传感器与所述控制电连接。角度传感器可以获知镇压轮的镇压角度问题，有利于对镇压轮的姿态控制。结合第一方面或第一方面第一至七种任一可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述控制器包括STM32F103ZET6单片机。第二方方面，本申请实施例提供了一种玉米播种机镇压方法，采用第一方面或第一方面任一项所述的玉米播种机镇压装置，所述方法包括：玉米播种机在对玉米播种过程中土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息；控制器根据所述土壤的水分信息通过镇压调节装置控制镇压轮对土壤进行镇压，以使得镇压后的土壤适合玉米种子的生长，其中：所述控制器获取当前镇压器对土壤施加的压力值以及角度信息，结合所述土壤的水分信息获得镇压力值，控制所述镇压调节装置实现镇压轮进行土壤镇压。附图说明图1为本申请实施例提供的一种玉米播种机镇压装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种镇压调节装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种玉米播种机镇压装置的侧视图；图4为本申请实施例提供的玉米种子生长压力与土壤湿度关系图；图5为本申请实施例提供的一种玉米播种机镇压方法流程示意图；图1-5中，符号表示为：1-镇压轮支架，2-镇压轮，3-承重板，4-液压油缸，5-减震弹簧，6-弹簧支架，7-弹簧垫圈，8-播种机支架，9-导轨，10-限位销，11-控制器，12-土壤水分传感器，13-压力传感器，14-角度传感器。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。图1为本申请实施例提供的一种玉米播种机镇压装置的结构示意图，参见图1，本申请实施例中的玉米播种机镇压装置包括镇压轮2支架1，所述镇压轮2支架1上设置有镇压轮2，所述镇压轮2与所述镇压轮2支架1活动连接，所述镇压轮2与所述镇压轮2支架1之间设置有镇压调节装置。参见图2，所述镇压调节装置包括一承重板3，所述承重板3与所述播种机支架8之间设置有液压油缸4，所述液压油缸4两端分别与所述播种机支架8和所述承重板3的一侧固定连接。承重板3的设置使得镇压调节装置可以实现对镇压轮2的承载，在播种机支架8与承重板3之间设置液压油缸4，通过控制电液比例阀开度的以调节液压油缸4的伸缩量，实现镇压轮2压力的调整。本实施例中的电液比例阀是设置在驱动装置上的，例如与拖拉机连接时，电液比例阀是设置在与拖拉机连接的液压油管上。为了实现通过液压油缸4控制镇压轮2上下运动时，对镇压轮2进行减震，本实施例中所述承重板3上设置减震弹簧5，所述减震弹簧5的一端与所述承重板3的另一侧固定连接，所述减震弹簧5的另一端固定设置在弹簧支架6上，所述弹簧支架6与所述镇压轮2支架1固定连接。所述减震弹簧5两侧均设置有弹簧垫圈7，两个所述弹簧垫圈7分别固定设置在所述承重板3的另一侧和所述弹簧支架6上。弹簧垫圈7的设置，可以实现减震弹簧5更换的方便，当减震弹簧5需要更换时，可快速更换。因为减震弹簧5长期使用，会发生形变，因此需要更换新的减震弹簧5。所述镇压轮2支架1活动设置在播种机支架8上，所述承重板3与播种机支架8之间设置一导轨9，所述导轨9的一端固定设置在所述承重板3的一侧。参见图1，所述导轨9的另一端与所述播种机支架8活动连接，所述导轨9的另一端设置一限位销10，用于控制所述导轨9脱离所述播种机支架8。导轨9的设置实现了通过液压油缸4对镇压轮2进行控制时更加稳定，使得镇压轮2可以更好的实现土壤的镇压。本实施例中所述液压油缸4包括第一液压油缸4和第二液压油缸4，所述第一液压油缸4和所述液压油缸4分别设置在所述导轨9两侧。液压油缸4设置有两个，通过液压油缸4控制承重板3上下运动时更加稳定，进而可以更好的控制镇压轮2工作。参加图1和图3，所述播种机支架8上设置有控制器11和土壤水分传感器12，所述土壤水分传感器12设置在所述播种机支架8底侧，所述控制器11分别与所述土壤水分传感器12和所述镇压调节装置电连接。所述承重板3与所述弹簧垫圈7之间设置压力传感器13，所述压力传感器13与所述控制器11电连接。压力传感器13的设置，可以获取镇压器对土壤施加的压力值，进而可以实现对镇压轮2镇压的最佳设置。所述镇压轮2支架1上设置有角度传感器14，所述角度传感器14与所述控制电连接。角度传感器14可以获知镇压轮2的镇压角度问题，有利于对镇压轮2的姿态控制在玉米种子播种过程中，土壤水分传感器12实时获取土壤的水分信息，并传送给控制器11，控制器11根据玉米种子适合生长的最佳水分和当前土壤的水分通过镇压调节装置控制镇压轮2采用不同压力对不同水分的土壤进行镇压，使得土壤满足玉米种子生长需求。本实施例中控制器11为STM32F103ZET6单片机。具体地，本申请实施例中的单片机通过计算公式y＝0.501x3-16.5x2+105x+473确定出最佳的镇压压力。y为镇压轮2需要施加的压力，x为土壤水份值。参见图4，当土壤湿度较大时应施加一个较小的，当土壤湿度较小时应施加一个较大的力；当前土壤湿度适宜时只进行正常覆土，不进行镇压，当前土壤湿度大于适宜湿度时，同样不进行镇压。由上述实施例可知，本实施例提供了一种玉米播种机镇压装置，在玉米种子播种过程中，土壤水分传感器12实时获取土壤的水分信息，压力传感器13获取镇压器自身对土壤施加的压力值，角度传感器14获取镇压轮2的角度信息，上述信息一并传送给控制器11，控制器11根据接收到的传感器信息和玉米种子适合生长的最佳水分，控制当镇压轮2采用不同压力对不同水分的土壤进行镇压，使得土壤满足玉米种子生长需求。与上述实施例提供的一种玉米播种机镇压装置相对应，本申请还提供了一种玉米播种机镇压方法的实施例。参见图5，所述方法包括：S101，玉米播种机在对玉米播种过程中土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息。土壤水分传感器悬挂在播种机下面，在播种机运行过程中，实时获取土壤的水分信息。S102，控制器根据所述土壤的水分信息通过镇压调节装置控制镇压轮对土壤进行镇压。获取土壤的水分信息后，控制器根据控制器内部存储的计算公式y＝0.501x3-16.5x2+105x+473确定出最佳的镇压压力。式中，y为镇压轮需要施加的压力，x为土壤水份值。当土壤湿度较大时应施加一个较小的，当土壤湿度较小时应施加一个较大的力；当前土壤湿度适宜时只进行正常覆土，不进行镇压，当前土壤湿度大于适宜湿度时，同样不进行镇压。需要指出的是，所述控制器还会获取当前镇压器自身对土壤施加的压力值以及角度信息，结合所述土壤的水分信息获得镇压力值，控制所述镇压调节装置实现镇压轮进行土壤镇压，以使得镇压后的土壤适合玉米种子的生长。播种机播种时，镇压装置工作时的工作流程为：播种机启动后，通过电源给控制器及各传感器进行供电。在播种机向前运作过程中，先由土壤水分传感器检测即将镇压土壤的土壤水分值并上传给控制器，控制器接收到水分数值后带入计算公式计算当前土壤湿度下应施加的镇压力度值。控制器同时接收到压力传感器和角度传感器传来的数值信息计算出镇压轮即将对前方土壤施加的压力值。将镇压器应施加的压力值与即将施加的压力值进行比较，判断即将施加的压力值是否适宜。如果即将施加的压力值偏小，控制器发送指令控制电液比例阀工作，此时电液比例阀调节液压油缸伸长，用以给所连接的镇压轮支架施加更大的压力，进而使得播种机在前进到前一时刻检测的土壤区域时镇压轮给土壤施加更大的压力，完成对土壤的镇压。以实现对土壤水分的调节，并使玉米种子生长在适宜的条件中。如果压力适宜时，控制器不调节液压油缸伸缩，进行正常的镇压。如果压力过大，则控制电液比例阀工作，此时电液比例阀调节液压油缸收缩，用以给所连接的镇压轮支架施加更小的压力，进而使得播种机在前进到前一时刻检测的土壤区域时镇压轮给土壤施加更小的压力，完成对土壤的镇压。本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于方法实施例而言，由于其中的镇压装置基本相似于装置的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例中的说明即可。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。

权利要求：1.一种玉米播种机镇压装置，其特征在于，包括：镇压轮支架，所述镇压轮支架上设置有镇压轮，所述镇压轮与所述镇压轮支架活动连接，所述镇压轮与所述镇压轮支架之间设置有镇压调节装置；所述镇压轮支架活动设置在播种机支架上，所述播种机支架上设置有控制器和土壤水分传感器，所述土壤水分传感器设置在所述播种机支架底侧，所述控制器分别与所述土壤水分传感器和所述镇压调节装置电连接。2.根据权利要求1所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述镇压调节装置包括一承重板，所述承重板与所述播种机支架之间设置有液压油缸，所述液压油缸两端分别与所述播种机支架和所述承重板的一侧固定连接。3.根据权利要求2所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述承重板上设置减震弹簧，所述减震弹簧的一端与所述承重板的另一侧固定连接，所述减震弹簧的另一端固定设置在弹簧支架上，所述弹簧支架与所述镇压轮支架固定连接。4.根据权利要求3所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述减震弹簧两侧均设置有弹簧垫圈，两个所述弹簧垫圈分别固定设置在所述承重板的另一侧和所述弹簧支架上。5.根据权利要求4所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述承重板与所述播种机支架之间设置一导轨，所述导轨的一端固定设置在所述承重板的一侧，所述导轨的另一端与所述播种机支架活动连接，所述导轨的另一端设置一限位销，用于控制所述导轨脱离所述播种机支架。6.根据权利要求5所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述液压油缸包括第一液压油缸和第二液压油缸，所述第一液压油缸和所述液压油缸分别设置在所述导轨两侧。7.根据权利要求6所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述承重板与所述弹簧垫圈之间设置压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接。8.根据权利要求7所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述镇压轮支架上设置有角度传感器，所述角度传感器与所述控制电连接。9.根据权利要求1-8任一项所述的玉米播种机镇压装置，其特征在于，所述控制器包括STM32F103ZET6单片机。10.一种玉米播种机镇压方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的玉米播种机镇压装置，所述方法包括：玉米播种机在对玉米播种过程中土壤水分传感器实时获取土壤的水分信息；控制器根据所述土壤的水分信息通过镇压调节装置控制镇压轮对土壤进行镇压，以使得镇压后的土壤适合玉米种子的生长，其中：所述控制器获取当前镇压器对土壤施加的压力值以及角度信息，结合所述土壤的水分信息获得镇压力值，控制所述镇压调节装置实现镇压轮进行土壤镇压。

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