[发明专利]一种电驱式零速投种装置、控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种电驱式零速投种装置的控制方法，其特征在于，根据播种机前进速度分别采用三种不同的控制算法，实现投种装置基于播种机前进速度自适应的转速精确调节，使种子离开投种装置时的水平方向分速度始终与播种机前进速度大小相等，方向相反，实现零速投种，包括以下步骤：

S1、主控制器接收北斗测速模块报文，解析出播种机前进速度；

S2、所述主控制器判断前进速度是否大于0km/h：当播种机前进速度＝0时执行步骤S3，当播种机前进速度＞0时执行步骤S4；

S3、所述主控制器向投种电机驱动器发送停止信号；

S4、所述主控制器判断前进速度是否≥6km/h：当播种机前进速度＜6km/h时执行步骤S5、S6及S12，当播种机前进速度≥6km/h时执行步骤S7；

S5、所述主控制器向显示终端发送提速信号，提示将播种机前进速度提升至排种器最佳工作速度区间；

S6、所述主控制器根据播种机前进速度计算出投种装置目标转速，根据电机编码器反馈信号执行经典PID闭环控制算法；

S7、所述主控制器判断前进速度是否≥16km/h：当播种机前进速度＜16km/h时执行步骤S10、S11及S12，当播种机前进速度≥16km/h时执行步骤S8及S9；

S8、所述主控制器向所述显示终端发送降速信号，提示将播种机前进速度降低至所述排种器最佳工作速度区间；

S9、所述主控制器根据投种装置最大目标转速执行恒转速控制算法；

S10、所述主控制器根据播种机前进速度计算出所述投种装置目标转速，执行双闭环串级控制算法，并向所述投种电机驱动器发送转速控制信号；

S11、所述主控制器接收播种监测传感器反馈信号，计算种子水平方向分速度；以及

S12、所述主控制器接收投种电机编码器反馈信号。

2.一种电驱式零速投种装置，其特征在于，包括投种壳、接种口、投种轮、投种轴、驱动机构和投种口，所述投种壳包括上壳和下壳，通过两侧的螺栓孔位进行固定连接，所述接种口设置在所述投种壳的顶部，与排种器底部出种口连接，所述投种轮包括支撑轮和橡胶拨齿，所述支撑轮中心孔处设有键槽与所述投种轴进行键连接，所述投种轴两端通过带座轴承进行固定，所述投种口设置在所述投种壳的底部，所述橡胶拨齿安装在所述支撑轮上，所述支撑轮安装在所述投种轴上，所述橡胶拨齿的槽和所述投种壳的内壁之间形成种子隔腔，在投种过程中，所述种子被限制在所述种子隔腔中并与所述种子隔腔保持相对静止，且随着所述投种轮转动而运动，以控制所述种子的运动；所述驱动机构包括投种电机与减速机，所述减速机为孔输出型一级行星减速机，通过键连接驱动所述投种轴转动，所述投种电机为直流无刷电机，采用速度控制模式，转速由所述直流无刷电机的驱动器控制，以消除地轮滑移和链条跳动对投种装置转速的影响；

其中，根据播种机前进速度分别采用三种不同的控制算法，实现所述电驱式零速投种装置基于播种机前进速度自适应的转速精确调节，使种子离开所述投种口时的水平方向分速度始终与播种机前进速度大小相等，方向相反，实现零速投种，包括以下步骤：

S1、主控制器接收北斗测速模块报文，解析出播种机前进速度；

S2、所述主控制器判断前进速度是否大于0km/h：当播种机前进速度＝0时执行步骤S3，当播种机前进速度＞0时执行步骤S4；

S3、所述主控制器向投种电机驱动器发送停止信号；

S4、所述主控制器判断前进速度是否≥6km/h：当播种机前进速度＜6km/h时执行步骤S5、S6及S12，当播种机前进速度≥6km/h时执行步骤S7；

S5、所述主控制器向显示终端发送提速信号，提示将播种机前进速度提升至排种器最佳工作速度区间；

S6、所述主控制器根据播种机前进速度计算出投种装置目标转速，根据电机编码器反馈信号执行经典PID闭环控制算法；

S7、所述主控制器判断前进速度是否≥16km/h：当播种机前进速度＜16km/h时执行步骤S10、S11及S12，当播种机前进速度≥16km/h时执行步骤S8及S9；

S8、所述主控制器向所述显示终端发送降速信号，提示将播种机前进速度降低至所述排种器最佳工作速度区间；

S9、所述主控制器根据投种装置最大目标转速执行恒转速控制算法；

S10、所述主控制器根据播种机前进速度计算出所述投种装置目标转速，执行双闭环串级控制算法，并向所述投种电机驱动器发送转速控制信号；

S11、所述主控制器接收播种监测传感器反馈信号，计算种子水平方向分速度；以及

S12、所述主控制器接收投种电机编码器反馈信号。