撒播器監(jiān)控裝置、撒播器和單粒播種的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于連接到撒播器(3′)且用于監(jiān)控撒播器(3′)的撒播器監(jiān)控裝置，其具有帶有檢測(cè)方向(E)的線陣相機(jī)(21)、可固定在撒播器(3′)處的用于容納線陣相機(jī)(21)的殼體(20)和用于產(chǎn)生可由線陣相機(jī)(21)檢測(cè)的帶有輻射方向(S)的電磁波的輻射源(22)，其中撒播器監(jiān)控裝置(12)這樣構(gòu)造，使得由輻射源(22)產(chǎn)生的電磁波在撒播器(3′)的可旋轉(zhuǎn)播種盤(9)的反射面(13)處反射之后可由線陣相機(jī)(21)檢測(cè)并且可由評(píng)估單元進(jìn)行評(píng)估。此外，本發(fā)明涉及一種撒播器和一種單粒播種機(jī)。
【專利說明】撒播器監(jiān)控裝置、撒播器和單粒播種機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的撒播器監(jiān)控裝置、一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的撒播器(Sdher^)以及一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的單粒播種機(jī)(Einzelkomsamaschine)
【背景技術(shù)】
[0002]以不同的實(shí)施方案已知用于監(jiān)控單粒播種機(jī)的功能的監(jiān)控裝置。由于容易接近，監(jiān)控常常在進(jìn)料通道處進(jìn)行，例如在印刷品W02005 / 096799A1或W02005 / 096798A1中那樣。
[0003]監(jiān)控裝置尤其是用于播種器的控制和調(diào)節(jié)以及檢驗(yàn)其正確功能。存在這樣的要求，即監(jiān)控快速地響應(yīng)并且無差錯(cuò)地以及通過簡(jiǎn)單的方式運(yùn)行。此外，監(jiān)控裝置應(yīng)盡可能成本有利地和不需維護(hù)地工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的任務(wù)是說明一種監(jiān)控裝置，借助于該監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)在單粒播種機(jī)的情況下對(duì)撒播設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)快速的、可靠的且可成本有利地制造的監(jiān)控。 [0005]該任務(wù)借助于權(quán)利要求1、8和10的特征來解決。
[0006]本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。由至少兩個(gè)在說明書、權(quán)利要求書和/或附圖中給出的特征的全部組合都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0007]本發(fā)明的基本思想是將監(jiān)控裝置可集成地構(gòu)建到撒播器中，從而對(duì)種子播撒的監(jiān)控直接在負(fù)責(zé)分開的機(jī)構(gòu)、即撒播器處執(zhí)行。在此，本發(fā)明的另一方面是，通過線陣相機(jī)、尤其通過純對(duì)比度測(cè)量以成本有利、響應(yīng)迅速且節(jié)省空間的方式來設(shè)置監(jiān)控。對(duì)本發(fā)明特別有利的是，監(jiān)控可以由播種盤的僅僅一側(cè)、即尤其通過反射測(cè)量進(jìn)行。換句話說，由輻射源射向播種盤的電磁波被播種盤反射且在反射后由線陣相機(jī)檢測(cè)，更確切的說在種子在播種盤上被輸送的區(qū)域中。線陣相機(jī)相應(yīng)地聚焦到播種盤的反射面上且由線陣相機(jī)產(chǎn)生的脈沖通過評(píng)估單元評(píng)估，其中根據(jù)在排種孔處沒有吸附種粒、吸附一顆種粒還是吸附兩顆種粒而在排種孔處獲得明顯不同的脈沖。因此，每個(gè)排種孔的占據(jù)可直接在檢測(cè)之后、也即在線評(píng)估。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施形式規(guī)定，檢測(cè)方向和輻射方向可布置成相對(duì)于反射面等角度的，這尤其通過殼體在撒播器處的固定件和線陣相機(jī)和輻射源在殼體中的布置而預(yù)先給定。以該方式借助于由輻射源輸出且在反射面處被反射的電磁波對(duì)線陣相機(jī)進(jìn)行可再現(xiàn)的加載。
[0009]通過將殼體構(gòu)造成相對(duì)周圍環(huán)境密封的、尤其可密封地連接到撒播器上，有效保護(hù)線陣相機(jī)(以及輻射源)不受灰塵和/或濕氣和/或漫射光影響。因此可確保長(zhǎng)時(shí)間和無干擾的運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案規(guī)定，在線陣相機(jī)和反射面之間設(shè)置透射電磁波的板以尤其用于相對(duì)于周圍環(huán)境密封殼體。通過板可將在電磁波射在板上時(shí)產(chǎn)生的光折射最小化并且也一起流入到評(píng)估裝置中。在此特別有利的是，板由折射率小于1.6、尤其小于1.5(λ=589ηπι)的材料構(gòu)成，優(yōu)選由聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)構(gòu)成。聚甲基丙烯酸甲酯的優(yōu)點(diǎn)是其彈性特性和由條件決定的抗沖強(qiáng)度以及其良好的熱學(xué)特性。特別有利的是對(duì)光的良好的透射特性。根據(jù)本發(fā)明可替換地作為材料考慮聚碳酸酯。
[0010]通過構(gòu)造線陣相機(jī)以檢測(cè)帶有種粒的旋轉(zhuǎn)播種盤的排種孔的占據(jù)，可非常良好地推斷出撒播器的正確調(diào)整。調(diào)整尤其取決于不同的種子，但也取決于環(huán)境條件。
[0011]當(dāng)使用光源、尤其是LED、優(yōu)選紅色LED作為輻射源時(shí)，本發(fā)明可以特別成本有利地和有效地實(shí)現(xiàn)。使用有色LED是特別有利的，因?yàn)橛绕淇膳c相對(duì)應(yīng)的濾波器組合地對(duì)外來光距(Fremdlichtabstand)進(jìn)行優(yōu)化。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一有利的實(shí)施形式，在反射面和線陣相機(jī)之間、尤其在線陣相機(jī)處設(shè)置對(duì)于電磁波選擇性的濾波器。由此可進(jìn)一步減少外來光影響。
[0013]用于單粒播種機(jī)的撒播器視作為一個(gè)獨(dú)立的發(fā)明，該撒播器具有可在旋轉(zhuǎn)方向R上旋轉(zhuǎn)的播種盤并且具有上述的撒播器監(jiān)控裝置，該播種盤具有多個(gè)與播種盤同心分布的排種孔以沿著至少一個(gè)同心的排種孔圓尤其通過低壓吸附各個(gè)種粒。通過將撒播器監(jiān)控裝置安裝在撒播器的圓周邊緣處，尤其安裝在用于將撒播器緊固在單粒播種機(jī)處的固定件處，可以簡(jiǎn)單、節(jié)省空間且成本有利地集成撒播器監(jiān)控裝置。撒播器在此僅須在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行少許改變，即在撒播器的半件的部分區(qū)域中進(jìn)行改變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明以及借助于附圖得出。其中:
[0015]圖1a和Ib示出在行駛方向上從斜后方(圖1a)和斜前方(圖1b)看的一般單粒播種機(jī)的單粒播種器械的透視圖，
[0016]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的撒播器的透視圖，
[0017]圖3示出根據(jù)圖2的撒播器的各個(gè)部件的透視圖，
[0018]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的撒播器監(jiān)控裝置的截面圖和撒播器監(jiān)控裝置相對(duì)于根據(jù)圖1的撒播器的播種盤的位置，
[0019]圖5a示出播種盤的區(qū)段的照片，以及
[0020]圖5b示出由撒播器監(jiān)控裝置檢測(cè)到的圖片。
[0021] 附圖中，相同的構(gòu)件或具有相同功能的構(gòu)件標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在圖1a和Ib中示出根據(jù)本發(fā)明的單粒播種機(jī)的播種器械1，該播種器械I通過臂2固定在單粒播種機(jī)的框架上。與此相對(duì)應(yīng)地，在單粒播種機(jī)運(yùn)行時(shí)的行駛方向?yàn)橛杉^F給出的方向。
[0023]在允許擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)——優(yōu)選為通過將臂2構(gòu)造為平行四邊形臂而實(shí)現(xiàn)的垂直運(yùn)動(dòng)——的臂2上安裝有撒播器3、布置在撒播器3上方的料箱4、布置在撒播器3下方的犁刀5以及兩個(gè)在行駛方向F上布置在撒播器3之前和之后的可相對(duì)于撒播器3擺動(dòng)的滾輪
6。料箱4可通過蓋板4d封閉并且可填充種子16，種子16又通過通道4k側(cè)向引入撒播器3中。
[0024]種子16在撒播器3中被分開并且通過犁刀5放入到由犁刀5的犁尖7在耕地中開墾的犁溝中。
[0025]在圖2中示出根據(jù)本發(fā)明的撒播器3'，其與根據(jù)圖1a和Ib的撒播器3不同地在撒播器3,沿行駛方向F位于前方的區(qū)域中具有撒播器監(jiān)控裝置12。撒播器監(jiān)控裝置12尤其布置在撒播器3,的圓周上，尤其在臂2安裝在撒播器3,上的區(qū)域中。
[0026]撤播器3、3^具有兩個(gè)半部3.1和3.2，其中由兩個(gè)半部3.1和3.2圍成的工作室8通過播種盤9劃分成壓力側(cè)10和種子側(cè)11。
[0027]與圓形播種盤9同心地在播種盤9的圓周上分布有排種孔15 (排種孔圓)，通過排種孔15連接壓力側(cè)10和種子側(cè)11。
[0028]排種孔15根據(jù)待分開的種子16而具有合適的、可處于0.5mm至3mm范圍中的直徑。
[0029]播種盤9通過在排種孔15處對(duì)各個(gè)種粒16進(jìn)行低壓吸附借助于播種盤9的轉(zhuǎn)動(dòng)將種子16在轉(zhuǎn)動(dòng)方向R上從容納部中運(yùn)送出去直至輸出每一顆種粒16。
[0030]理想地，每個(gè)排種孔15容納唯一一顆種粒16，但是這在實(shí)際上不總是100%起作用。根據(jù)所使用的種子和取決于撒播器3'的設(shè)置以及行駛速度可能出現(xiàn)的是，排種孔15沒容納種粒16或者甚至容納兩個(gè)種粒16。這在耕地中的相應(yīng)播種位置處或者導(dǎo)致沒有作物生長(zhǎng)或者導(dǎo)致沒有足夠 養(yǎng)料供給并且因此發(fā)育不良的兩株作物。
[0031]然而特別關(guān)鍵的是，單粒播種機(jī)的單個(gè)播種器械I例如由于功能障礙或高污染程度而完全失效。
[0032]為了盡早識(shí)別功能障礙以及此外必要時(shí)為了控制/調(diào)節(jié)每個(gè)單個(gè)的撒播器3'而設(shè)有撒播器監(jiān)控裝置12。
[0033]撒播器監(jiān)控裝置12由可固定在撒播器3'上以用于容納線陣相機(jī)21和輻射源22的殼體20構(gòu)成。殼體20保護(hù)線陣相機(jī)21和輻射源22不受污染和其他環(huán)境影響。殼體20至少在殼體的背向播種盤9的背側(cè)23以及上側(cè)24和下側(cè)25處相對(duì)于灰塵和濕氣以及光密封殼體20的內(nèi)部空腔。
[0034]在殼體20的內(nèi)部，在背側(cè)23處設(shè)有伸入內(nèi)部的加強(qiáng)部26以固定線陣相機(jī)和輻射源22。所述固定通過角板27進(jìn)行，在所述角板的一個(gè)端部處呈角度地安裝有線陣相機(jī)21。在角板27的另一個(gè)相對(duì)的端部處呈角度地安裝有輻射源22。輻射源22尤其包括LED并且在輻射方向S上輻射作為電磁波的光。該光在穿過透射板28之后可能有少許折射地主要落到播種盤9的反射面13上并且在那里被反射。撒播器監(jiān)控裝置12布置在種子側(cè)11上，從而反射面13也布置在播種盤9的種子側(cè)11上。輻射源作為可能的實(shí)施形式可以是發(fā)射紅光的LED。
[0035]輻射源22借助于角板27呈這樣的角度，即由輻射源22在輻射方向S上發(fā)出的電磁波檢測(cè)播種盤9在反射面13上的排種孔15。電磁波由反射面13朝著相對(duì)于反射面13與輻射源22等角度取向的線陣相機(jī)21反射，更確切的說在檢測(cè)方向E上反射。電磁波由反射面13反射與由排種孔15反射不同。根據(jù)在所檢測(cè)的排種孔15上沒有吸附種粒16、吸附有一個(gè)種粒16或吸附有兩個(gè)種粒16，針對(duì)每種情況得出所反射的電磁波的不同影響。所反射的電磁波由線陣相機(jī)21檢測(cè)并且由未示出的評(píng)估單元評(píng)估，所述評(píng)估單元或者位于線陣相機(jī)21中或者通過線路與線陣相機(jī)21相連地例如布置在牽引機(jī)的控制室中的中央計(jì)算機(jī)中。評(píng)估單元評(píng)估由線陣相機(jī)21基于不同電磁波所檢測(cè)的信號(hào)。在此可能有利的是僅檢測(cè)對(duì)比度，因?yàn)楣饣慕饘俨シN盤9作為理想的反射面13具有非常不同于排種孔15和種粒16的對(duì)比度度值。
[0036]圖5a示出吸附在播種盤9的排種孔15上的種粒16 (此處為香菜種子)的照片。在成像在中間的排種孔15處容納有兩個(gè)種粒16，而在布置于其右邊的排種孔15處吸附有一個(gè)種粒16。
[0037]線陣相機(jī)21檢測(cè)圖5b中所示的圖片，該圖片僅由對(duì)比度值組成并且可通過評(píng)估單元以簡(jiǎn)單的方式評(píng)估。在評(píng)估時(shí)借助于對(duì)比度值來區(qū)分播種盤和種粒或排種孔并且暗色物體(即種?；蚺欧N孔)的面積被確定。在兩個(gè)種粒16的情況下，相對(duì)于一個(gè)種粒16來說，得出明顯更大的面積并且這個(gè)面積又明顯大于未被占據(jù)的排種孔15的面積。除了評(píng)估面積之外也可使用其他特征，例如偏心率或緊湊性，以區(qū)分排種孔、一顆種粒和兩顆種粒。
[0038]線陣相機(jī)21連續(xù)測(cè)量轉(zhuǎn)過的播種盤9在排種孔15區(qū)域中的區(qū)段的對(duì)比度值，并且在每個(gè)排種孔15的情況下根據(jù)該排種孔15未被占據(jù)、被一個(gè)種粒16占據(jù)還是被兩個(gè)種粒16占據(jù)而得出對(duì)比度值的上升。
[0039]評(píng)估單元在每個(gè)排種孔15的區(qū)域中形成用于統(tǒng)計(jì)評(píng)估的研究整體。由于每個(gè)種粒(見圖5a)相對(duì)于線陣相機(jī)21可能具有不同的取向并且種粒16可能不同，因此對(duì)于吸附一個(gè)種粒16或兩個(gè)種粒16的情況，在所檢測(cè)的值的情況下得出或多或少的偏差(視種子而定)。如果沒有種粒16吸附在所檢測(cè)的排種孔15處，則偏差非常小，因?yàn)榕欧N孔15的制造準(zhǔn)確度相對(duì)高。值得注意的偏差可能由吸附的污物得出。
[0040]在對(duì)面積或所探測(cè)的物體的其他特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估時(shí)，有利的是可以不考慮極限值。接著可以形成研究整體的平均值。取決于為不同種子保存的值和所確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以將邊界值保存在評(píng)估單元中，所述邊界值尤其對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)偏差的兩倍或三倍。以該方式可將由評(píng)估單元為每個(gè)基本整體所確定的值分配給三種情況之一:未占據(jù)、一顆種粒16或兩顆種粒16。
[0041]板28為殼體20的一部分并且板28相對(duì)于周圍環(huán)境密封殼體20的內(nèi)部。板28平行于反射面13取向并且優(yōu)選由有機(jī)玻璃構(gòu)成。線陣相機(jī)21可如此調(diào)節(jié)，使得在板28的污染增加或板28的特性有其他改變時(shí)自動(dòng)提高線陣相機(jī)21的曝光時(shí)間或由光源輸出的輻射功率。只要積分時(shí)間或輻射功率不能進(jìn)一步提高，則可發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)告，由此可進(jìn)行板28的清潔或板28的更換。
[0042]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施形式，輻射源22在輻射方向S上尤其通過設(shè)置紅色LED發(fā)射紅光。在反射面13處反射的電磁波通過安裝在線陣相機(jī)21處的濾波器被過濾，從而盡管有殼體20，可能還有通過板28進(jìn)入的外來光對(duì)評(píng)估具有盡可能小的影響。
[0043]播種監(jiān)控裝置通過固定件29 (在此為翼形螺釘)固定在半件3.2上。
[0044]附圖標(biāo)記列表
[0045]I 播種器械
[0046]2 臂
[0047]3，3'撒播器
[0048]3.1 半件[0049]3.2 半件
[0050]4料箱
[0051]4d蓋板
[0052]4k通道
[0053]5犁刀
[0054]6滾輪
[0055]7犁尖
[0056]8工作室
[0057]9播種盤
[0058]10壓力側(cè)
[0059]11種子側(cè)
[0060]12撒播器監(jiān)控裝置
[0061]13 反射面
[0062]15排種孔
[0063]16種子/種粒
[0064]20殼體
[0065]21 線陣相機(jī)
[0066]22輻射源
[0067]23 背側(cè)
[0068]24 上側(cè)
[0069]25 下側(cè)
[0070]26加強(qiáng)部
[0071]27 角板
[0072]28板
[0073]29固定件
[0074]S輻射方向
[0075]E檢測(cè)方向。
【權(quán)利要求】
1.一種用于連接到撒播器(3')并且用于監(jiān)控撒播器(3')的撒播器監(jiān)控裝置，其具有: -帶有檢測(cè)方向(E)的線陣相機(jī)(21)， -能固定在撒播器(3')處的用于容納線陣相機(jī)(21)的殼體(20)，和-用于產(chǎn)生能由線陣相機(jī)(21)檢測(cè)的帶有輻射方向(S)的電磁波的輻射源(22)，其中撒播器監(jiān)控裝置(12)這樣構(gòu)造，使得由輻射源(22)產(chǎn)生的電磁波在撒播器(3')的能旋轉(zhuǎn)的播種盤(9)的反射面(13)處反射之后能由線陣相機(jī)(21)檢測(cè)并且能由評(píng)估單元進(jìn)行評(píng)估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撒播器監(jiān)控裝置，其中檢測(cè)方向(E)和輻射方向(S)能布置成相對(duì)于反射面(13)等角度的，這尤其通過殼體(20)在撒播器(3')處的固定件(29)和線陣相機(jī)(21)和輻射源(22)在殼體(20)中的布置來預(yù)先給定。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的撒播器監(jiān)控裝置，其中殼體(20)構(gòu)造成相對(duì)于周圍環(huán)境密封，尤其能密封地連接到撒播器(3')。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的撒播器監(jiān)控裝置，其中在線陣相機(jī)(21)和反射面(13)之間設(shè)置透射電磁波的板(28)，尤其是用于相對(duì)于周圍環(huán)境密封殼體(20)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的撒播器監(jiān)控裝置，其中構(gòu)造線陣相機(jī)(21)以檢測(cè)帶有種粒(16)的旋轉(zhuǎn)播種盤(9)的排種孔(15)的運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的撒播器監(jiān)控裝置，其中輻射源(22)為光源，尤其為L(zhǎng)ED，優(yōu)選為紅色LED。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的撒播器監(jiān)控裝置，其中在反射面(13)和線陣相機(jī)(21)之間、尤其在線陣相機(jī)(21)處設(shè)置有對(duì)于電磁波選擇性的濾波器。
8.一種用于單粒播種機(jī)的撒播器，其具有 -能在旋轉(zhuǎn)方向(R)上旋轉(zhuǎn)的播種盤(9)，該播種盤帶有多個(gè)與播種盤(9)同心分布的排種孔(15)以沿著至少一個(gè)同心的排種孔圓吸附各個(gè)種粒(9)，以及-根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的撒播器監(jiān)控裝置(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的撒播器，其中撒播器監(jiān)控裝置(12)安裝在撒播器(3')的圓周邊緣處，尤其是安裝在用于將撒播器(3')緊固在單粒播種機(jī)處的固定件(29)處。
10.一種具有根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的撒播器(3')的單粒播種機(jī)。
【文檔編號(hào)】A01C7/04GK104023516SQ201280018133
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月11日
【發(fā)明者】W·克里布斯, F·舒馬赫爾 申請(qǐng)人:克韋爾內(nèi)蘭德公司, 南威斯特法倫大學(xué)