[发明专利]一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机

权利要求书

1.一种双单向离合器配合的播补一体化马铃薯种植机，其特征在于：包括单行马铃薯种植机、漏播检测系统、基于单向离合器的漏播补偿系统和系统控制器装置；所述单行马铃薯种植机排种链轮动力正常情况下来自单行马铃薯种植机的地轮传动；所述漏播检测系统与系统控制器装置联合工作，监测单行马铃薯种植机漏播事件是否发生、在漏播事件发生的情况下由系统控制器装置启动基于单向离合器的漏播补偿系统工作，同时系统控制器装置进行数据统计；所述基于单向离合器的漏播补偿系统工作启动时将由系统控制器装置控制电机加速运转，从而使单行马铃薯种植机的排种链轮动力源脱离地轮传动，转而由电机带动运转，使单行马铃薯种植机的待补薯种加速追赶至前一空缺种薯的正常预定位置时，系统控制器装置控制电机加速转动状态终止，排种链轮重新从地轮获取动力，系统重新进入正常播种状态；

所述单行马铃薯种植机包括种箱(1)、机架竖梁(2)、排种槽(4)、补偿单向离合器(7)、排种链轮II和I(10)、排种链条(14)、地轮轴(15)、机架底梁(18)、主动力传输单向离合器(20)、排种链轮轴II和I(22)、取种勺(11)、地轮动力传输链条(25)、主动力传输链轮(27)，所述机架底梁(18)安装于地轮轴(15)上，机架竖梁(2)垂直固定于机架底梁(18)之上，所述排种槽(4)平行安装于机架竖梁(2)上；所述排种槽(4)内上、下端分别设置排种链轮轴II(22)和排种链轮轴I(22)，所述排种链轮轴II(22)上套装排种链轮II(10)，所述排种链轮轴I(22)上套装排种链轮I(10)，所述排种链轮II(10)与排种链轮I(10)之间套装排种链条(14)，所述排种链条(14)上均匀设置若干取种勺(11)；所述主动力传输单向离合器(20)套装于排种链轮轴II(22)一侧，所述补偿单向离合器(7)套装于排种链轮轴II(22)另一侧，所述主动力传输单向离合器(20)通过地轮动力传输链条(25)与主动力传输链轮(27)连接，所述主动力传输链轮(27)安装于地轮轴(15)上与其同步转动，所述补偿单向离合器(7)通过漏播补偿动力传输链条(26)和基于单向离合器的漏播补偿系统的电机动力输出链轮(8)连接，基于单向离合器的漏播补偿系统的电机(6)的动力由安装于其转轴之上的电机动力输出链轮(8)输出；所述基于单向离合器的漏播补偿系统与系统控制器装置和漏播检测系统配合；

所述漏播检测系统包括排种检测光电传感器组II和I(9)、取种勺位置信号携载器(12)、取种勺位置传感器II和I(13)，所述取种勺位置信号携载器(12)安装在每个取种勺(11)的同一位置上，所述排种槽(4)在对应安装有取种勺位置信号携载器(12)一侧从上到下两个位置分别设置取种勺位置传感器II(13)和取种勺位置传感器I(13)，相邻所述取种勺位置传感器II(13)与取种勺位置传感器I(13)之间的距离与相邻取种勺(11)之间的距离L₁相等，在取种勺位置传感器II(13)、取种勺位置传感器I(13)之上的种薯(17)平均半径r处分别设置排种检测光电传感器组II(9)和排种检测光电传感器组I(9)，其中取种勺位置传感器I(13)距离种薯(17)进入自由落体运动的起点线距离与相邻取种勺(11)之间的距离L₁相同，其中，所述排种检测光电传感器组I(9)为漏播事件是否发生的检测点，所述排种检测光电传感器组II(9)为待补薯种是否具备的检测点；所述排种检测光电传感器组II和I(9)、取种勺位置传感器II和I(13)分别与系统控制器装置(28)连接，所述系统控制器装置(28)设置在单行马铃薯种植机上；

所述系统控制器装置(28)包括CPU核心运算处理器(28-1)、复位按键(28-2)、键盘(28-3)、漏播报警声光电路(28-4)、参数显示(28-5)，所述CPU核心运算处理器(28-1)具有定时和中断功能，所述键盘(28-3)、参数显示(28-5)及CPU核心运算处理器(28-1)联合提供参数设置时的人机交互渠道，系统的表现偏差可以通过不断修改参数设置得到校正；所述复位按键(28-2)供系统状态清零、紧急工况停机及系统死机再启动服务；所述系统控制器装置(28)的CPU核心运算处理器(28-1)在综合获取种勺位置传感器II和I(13)、排种检测光电传感器组II和I(9)、测速码盘(29)信号的基础上做出是否发生漏播的判断，在判定漏播事件发生的前提下输出驱动器(24)所需的控制信号，从而使电机(6)达到所需的运转速度，同时进行自然播种数N₁、自然漏播数N₂、补种数N₃、最终漏播数N₄的统计并将结果在参数显示(28-5)上实时更新，所述CPU核心运算处理器(28-1)连接测速码盘(29)，所述测速码盘(29)的转动轴与排种链轮轴I(22)一端连接，所述测速码盘(29)的机身固定于机架底梁(18)之上，所述测速码盘(29)的信号传递给CPU核心运算处理器(28-1)后可以计算获得排种链轮II和I(10)的角速度，从而得到排种链条(14)的实时运动速度；

所述基于单向离合器的漏播补偿系统包括驱动器(24)、电机(6)、电机动力输出链轮(8)、车载蓄电池(19)、漏播补偿动力传输链条(26)，所述驱动器(24)与电机(6)和系统控制器装置(28)连接，所述电机(6)连接车载蓄电池(19)，所述电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴II和I(22)提供补偿动力，排种链轮轴II和I(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获得正常工作动力；

如果系统控制器装置(28)的CPU核心运算处理器(28-1)判断排种检测光电传感器组I(9)处发生了漏播事件，则除了进行自然播种数N₁、自然漏播数N₂、补种数N₃、最终漏播数N₄的统计并将结果在参数显示(28-5)上实时更新显示外，还需根据排种检测光电传感器组II(9)处待补薯种是否具备的检测结果而由CPU核心运算处理器(28-1)给驱动器(24)发出相应的控制信号：如果排种检测光电传感器组II(9)处待补薯种具备，则CPU核心运算处理器(28-1)根据取种勺(11)的实时运动速度v₁给驱动器(24)发出的控制信号使电机(6)带动排种链条(14)在原运动方向上的目标速度达到v₁'，由于v₁'＞v₁，根据单向离合器的工作原理，此时电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴II和I(22)提供动力，先前排种链轮轴II和I(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获取动力的途径自动分离，从而使得排种检测光电传感器组II(9)处的取种勺(11)在经过时间t₁加速后，能够到达在其依然采用原速度v₁而到达的相同位置，从而完成种薯(17)位置无偏差补偿，随后，CPU核心运算处理器(28-1)重新给驱动器(24)发出控制信号，使电机(6)停止转动，即这种情况下可视为电机(6)带动排种链条(14)在原运动方向上的目标速度为v₁'＝0，显然有v₁'＜v₁，根据单向离合器的工作原理，此时电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴II和I(22)提供动力的途径自动分离，排种链轮轴II和I(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获取动力的途径恢复，从而退出补种状态而正常运行；如果排种检测光电传感器组II(9)处待补薯种不具备，则CPU核心运算处理器(28-1)一方面马上以低频启动漏播报警声光电路(28-4)进入报警I工作状态，另一方面则根据取种勺(11)的实时运动速度v₁给驱动器(24)发出的控制信号使电机(6)带动排种链条(14)在原运动方向上的目标速度达到v'₁，由于v'₁＞v₁，根据单向离合器的工作原理，此时电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴II和I(22)提供动力，先前排种链轮轴II和I(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获取动力的途径自动分离，电机(6)以使排种链条(14)的速度达到v'₁的状态运行，而后，等待检测下一个进入排种检测光电传感器组II(9)处的取种勺(11)背后是否具备待补薯种，如果具备，则按照排种检测光电传感器组II(9)处待补薯种具备的情况执行，原排种检测光电传感器组I(9)处的取种勺(11)背后发生最终漏播事件1次，应更新最终漏播数N₄并在参数显示(28-5)实时显示，CPU核心运算处理器(28-1)重新给驱动器(24)发出控制信号，使电机(6)停止转动，即电机(6)带动排种链条(14)在原运动方向上的目标速度再次为v'₁＝0，显然有v'₁＜v₁，根据单向离合器的工作原理，此时电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴II和I(22)提供动力的途径自动分离，排种链轮轴II和I(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获取动力的途径恢复，系统退出漏播补偿工作状态，漏播报警声光电路(28-4)退出报警I工作状态，系统正常运行，否则，在这种情况下，待检测的下一个进入排种检测光电传感器组II(9)处的取种勺(11)背后待补薯种依然不具备，则CPU核心运算处理器(28-1)马上以高频启动漏播报警声光电路(28-4)进入报警II工作状态，同时，CPU核心运算处理器(28-1)给整个系统控制器装置(28)发出停机指令，使电机(6)带动排种链条(14)在原运动方向上的目标速度为v'₁＝0，显然有v'₁＜v₁，根据单向离合器的工作原理，此时电机(6)通过电机动力输出链轮(8)、漏播补偿动力传输链条(26)和补偿单向离合器(7)给排种链轮轴II和I(22)提供动力的途径自动分离，排种链轮轴II和I(22)通过主动力传输单向离合器(20)、地轮动力传输链条(25)和主动力传输链轮(27)而从地轮轴(15)获取动力的途径恢复，此时应使拖拉机停止前进，操作人员进行人工检查。