本發(fā)明屬于精密育秧播種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置和方法。

背景技術(shù)：

育苗移栽是我國主要的水稻種植方式，排種器則是實現(xiàn)機(jī)械化育苗播種的核心部件。氣吸式盤式排種器主要由吸盤和振動種盤組成，它的作業(yè)效率高、傷種率低、每盤的播種量易于控制，是水稻毯狀育秧播種的理想裝置。通過給種盤施加小幅高頻激振，種群在種盤內(nèi)呈現(xiàn)離散狀態(tài)，以減小摩擦阻力，是提高吸種精度的重要技術(shù)手段。排種器吸種過程中，合理控制負(fù)壓吸盤與振動種盤在垂直方向的相對距離即吸盤的吸種位置是保證吸種率的重要因素。相對距離過大，種群不能有效進(jìn)入吸種氣流場中，漏吸率增加；相對距離過小則會造成重吸率增加，即一個吸孔吸附多個籽粒，此外，振動種盤內(nèi)的種群還會與吸盤面板發(fā)生急劇碰撞，造成籽粒損傷和吸孔堵塞。

理想的吸種位置不僅取決于排種器的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)，如吸孔直徑、負(fù)壓差、振動頻率、振幅等，還受到振動種盤內(nèi)種群的厚度和分布狀態(tài)的影響。隨著吸種－播種作業(yè)的進(jìn)行，種盤內(nèi)種群的數(shù)量連續(xù)減少，作業(yè)一段時間后，需要往種盤內(nèi)添加種子，種群的數(shù)量又迅速增加，因此，種盤內(nèi)的種群數(shù)量一直處于動態(tài)變化過程。給種盤施加激振雖然有利于減小摩擦阻力，但這也會增加種群的流動性，易于造成種群在種盤內(nèi)分布的不均勻，某些區(qū)域種群厚度較大，某些區(qū)域種群厚度較小。目前的排種器普遍采用接近開關(guān)對吸盤的吸種位置進(jìn)行定位，吸種位置固定，很難解決上述問題，連續(xù)吸種性能不穩(wěn)定。因此，設(shè)計一種能夠根據(jù)振動種盤內(nèi)種群厚度和分布狀態(tài)的變化，自適應(yīng)控制吸盤的吸種位置的裝置和方法，以提高播種精度，有著重要的理論研究意義和實用價值，目前未見有公開研究報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置和方法，通過設(shè)計一種可以實現(xiàn)水平和垂直方向移動的吸盤運動機(jī)構(gòu)，并用位移傳感器對吸盤的垂直位移進(jìn)行測量，采用稱重傳感器實時測量振動種盤不同區(qū)域的種群厚度，控制器采集吸盤垂直位移、種群厚度和排種器的結(jié)構(gòu)、工作參數(shù)，然后根據(jù)建立的能夠有效吸附籽粒的吸種位置控制模型，輸出吸盤運動機(jī)構(gòu)的控制信號，驅(qū)動吸盤運動到種盤上方適當(dāng)位置進(jìn)行吸種作業(yè)，從而提高排種器吸種性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置，包括機(jī)架、限位開關(guān)、水平直線滑臺模組、垂直直線滑臺模組、位移傳感器、直角支架、吸盤罩、吸盤面板、種盤、稱重傳感器、調(diào)節(jié)板、偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、直線滑臺模組、監(jiān)測板、信號處理器和控制器；

所述水平直線滑臺模組和垂直直線滑臺模組呈十字交叉的固定安裝在機(jī)架的上部，限位開關(guān)安裝在水平直線滑臺模組上；所述直角支架的垂直端面固定安裝在垂直直線滑臺模組上，直角支架的水平端面與吸盤罩的上端面固定連接，所述氣管通過法蘭盤固定安裝在吸盤罩中心位置的通孔中；

所述吸盤面板通過螺栓固定連接于吸盤罩的下端面；所述位移傳感器的底座固定安裝于垂直直線滑臺模組上，位移傳感器的測量桿固定連接于直角支架的水平端面，測量桿可以隨直角支架作同步直線運動；所述種盤位于吸盤面板的下方，所述調(diào)節(jié)板位于種盤的下方；

所述偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的一端穿過調(diào)節(jié)板與種盤下方的中心位置連接，另一端固定在機(jī)架的底座；所述種盤在偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動下，沿著偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向軸套的軸線方向作往復(fù)振動；所述調(diào)節(jié)板的四端分別通過球頭關(guān)節(jié)軸承固定支撐于四組直線滑臺模組的滑塊上，四組直線滑臺模組分別固定安裝在機(jī)架的上，并聯(lián)控制四組直線滑臺模組，可以改變調(diào)節(jié)板的法向角，調(diào)節(jié)種盤的振動方向；

所述種盤的底板上加工四個均勻列陣布置的監(jiān)測窗口，四個稱重傳感器的安裝端分別固定連接于種盤的底板下方，四個稱重傳感器的檢測端分別安裝監(jiān)測板，監(jiān)測板安裝于監(jiān)測窗口中心；

四個稱重傳感器分別與信號處理器的一端連接，信號處理器的另一端與控制器連接，重傳感器的信號通過信號處理器傳送到控制器，位移傳感器、限位開關(guān)、電機(jī)驅(qū)動器一和電機(jī)驅(qū)動器二分別與控制器連接電連接，電機(jī)驅(qū)動器一的另一端與水平直線滑臺模組的電機(jī)連接，電機(jī)驅(qū)動器二與垂直直線滑臺模組的電機(jī)連接。

上述方案中，所述水平直線滑臺模組包括步進(jìn)電機(jī)一、滑臺底座一、絲杠一和滑塊一；

所述滑臺底座一固定安裝在機(jī)架的上方，并使滑臺底座一的中心線保持水平方向，步進(jìn)電機(jī)一的輸出軸通過聯(lián)軸器連接絲杠一，絲杠一穿過滑塊一的內(nèi)螺紋，絲杠一和滑塊一形成螺紋傳動機(jī)構(gòu)，滑塊一在步進(jìn)電機(jī)一的驅(qū)動下沿滑臺底座一的中心線作水平直線運動。

上述方案中，所述垂直直線滑臺模組包括步進(jìn)電機(jī)二、滑臺底座二、絲杠二和滑塊二；

所述滑臺底座二固定安裝在滑塊一的外端面上，并使滑臺底座二的中心線保持垂直方向，步進(jìn)電機(jī)二的輸出軸通過聯(lián)軸器鏈接絲杠二，絲杠二穿過滑塊二的內(nèi)螺紋，絲杠二和滑塊二形成螺紋傳動機(jī)構(gòu)，滑塊二在步進(jìn)電機(jī)二的驅(qū)動下沿滑臺底座二的中心線作垂直直線運動。

上述方案中，所述偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動軸、導(dǎo)向軸套、電機(jī)、偏心盤和連桿；

所述驅(qū)動軸的一端固定安裝在所述種盤下方的中心位置，另一端穿過導(dǎo)向軸套與連桿的上端通過魚眼軸承連接，電機(jī)固定安裝于機(jī)架的底座，電機(jī)的輸出軸上安裝偏心盤，偏心盤與連桿的下端通過軸承連接；所述導(dǎo)向軸套固定安裝于調(diào)節(jié)板中心位置，導(dǎo)向軸套的軸線與調(diào)節(jié)板平面垂直。

上述方案中，所述吸盤面板和吸盤罩的下端面之間加裝密封墊。

上述方案中，所述監(jiān)測板安裝于種盤底板上加工的監(jiān)測窗口中心，相互間隙小于0.5mm。

上述方案中，所述控制器以PLC或單片機(jī)為核心；

所述控制器內(nèi)部建立吸盤面板的吸種位置控制模型，根據(jù)設(shè)定的吸孔直徑d、種盤振動中心坐標(biāo)z₀、種盤振動頻率f、振幅A和氣管負(fù)壓差Δp，控制器通過多通道A/D采集信號處理器輸出的模擬信號，確定吸盤面板的吸種位置，并通過與位移傳感器測量得到的吸盤面板的垂直位移進(jìn)行比較，輸出的控制信號通過電機(jī)驅(qū)動器二驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)二運動，直至吸盤面板移動到指定的吸種位置進(jìn)行吸種作業(yè)。

一種利用所述的氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置的方法，包括以下步驟：

S1、所述控制器輸出信號給步進(jìn)電機(jī)控制器一，電機(jī)控制器一驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)一轉(zhuǎn)動，通過滑塊一帶動吸盤部件向限位開關(guān)方向平移，直至限位開關(guān)有輸出信號，此時吸盤面板位于種盤的正上方；

S2、通過氣管施加負(fù)壓，由吸盤罩和吸盤面板構(gòu)成的吸盤內(nèi)腔會形成負(fù)壓場，空氣通過吸盤面板上的吸孔吸入，從而在吸盤面板上的吸孔外側(cè)建立負(fù)壓氣流場，用于吸種；

S3、所述偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動種盤沿著調(diào)節(jié)板的法向作往復(fù)振動，種盤內(nèi)的種群在振動作用下產(chǎn)生向上的拋擲運動而相互離散，種群沖擊到四個監(jiān)測板上，對應(yīng)的四個稱重傳感器會監(jiān)測到?jīng)_擊力，四個稱重傳感器的輸出信號傳送給信號處理器，經(jīng)過信號處理器后得到四個監(jiān)測板各自區(qū)域內(nèi)的種群厚度，并轉(zhuǎn)換為模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄輸出到控制器中；

S4、所述控制器內(nèi)部建立吸盤面板吸種位置的控制模型；

S5、所述控制器通過多通道A/D采集信號處理器輸出的模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄，根據(jù)排種器結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù)，控制器輸入吸孔直徑d、種盤振動中心坐標(biāo)z₀、種盤振動頻率f、振幅A和氣管負(fù)壓差Δp，控制器根據(jù)建立的吸盤面板吸種位置的控制模型，確定吸盤面板的吸種位置，并通過與位移傳感器測量得到的吸盤面板的垂直位移進(jìn)行比較，輸出的控制信號通過電機(jī)驅(qū)動器二驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)二運動，直至吸盤面板移動到指定的吸種位置進(jìn)行吸種作業(yè)；

S6、隨著吸種－播種作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，種盤內(nèi)種群的數(shù)量連續(xù)減少，測量獲得的種群厚度模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄總體呈現(xiàn)逐步減小趨勢，吸盤面板的吸種位置也會隨之相應(yīng)地逐漸降低；

S7、所述控制器對獲取的h₁、h₂、h₃、h₄信號進(jìn)行求和Σh_i計算，當(dāng)Σh_i小于設(shè)定閾值時，控制器發(fā)出添種提示信息；

S8、經(jīng)過一段時間的吸種－播種作業(yè)，往種盤內(nèi)添加種子后，種群的數(shù)量迅速增加，測量獲得的種群厚度模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄總體呈現(xiàn)迅速增大趨勢，吸盤面板的吸種位置也會隨之相應(yīng)地升高。

上述方案中，所述步驟S3中種盤中心位置的垂直坐標(biāo)z可以用方程z＝z₀+Asin(2πft)表示，其中振動頻率f由電機(jī)的轉(zhuǎn)速決定，振幅A由偏心盤的偏心距決定，振動中心坐標(biāo)z₀由排種器結(jié)構(gòu)決定。

上述方案中，所述步驟S4中控制器內(nèi)部建立吸盤面板吸種位置的控制模型具體為：

采用氣固耦合計算和臺架試驗相結(jié)合的方法，以吸盤面板上每個吸孔吸附1-2粒種子為目標(biāo)，獲取吸孔直徑d＝1.5～2.5mm、種盤振動頻率f＝10～12Hz、振幅A＝3～5mm、氣管負(fù)壓差Δp＝3～10kPa、種盤內(nèi)種群的厚度10～30mm范圍內(nèi)，吸盤面板與種盤在垂直方向的相對距離、即吸種位置，分析種盤內(nèi)種群的厚度變化對吸盤面板吸種位置的影響，分析種盤內(nèi)不同區(qū)域種群厚度的差異性對吸盤面板吸種位置的影響，制定吸盤面板吸種位置調(diào)整策略，建立吸種作業(yè)時吸盤面板吸種位置的控制模型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在排種器機(jī)架上安裝“十”字交叉的水平直線滑臺模組和垂直直線滑臺模組，吸盤固定安裝與垂直直線滑臺模組的滑塊上，通過控制兩個直線滑臺模組的驅(qū)動電機(jī)，實現(xiàn)了吸盤在水平和垂直方向的移動，并采用傳感器測量吸盤的垂直位移，在振動種盤底面安裝多個稱重傳感器，測量種盤不同區(qū)域的種群厚度；通過綜合分析籽粒的物理特性、排種器結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)、種群厚度等因素對吸種性能的影響，建立吸盤吸種位置的控制模型，可以根據(jù)實時測量獲得的振動種盤內(nèi)種群厚度和不同區(qū)域分布差異性的變化情況，輸出吸盤運動控制信號，自適應(yīng)調(diào)整吸盤的吸種位置，有效解決了由于連續(xù)吸種－播種、添種和種盤激振等因素造成的種盤內(nèi)種群動態(tài)變化對吸種性能的影響，提高了吸種穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施方式的氣吸式排種器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施方式的種盤及監(jiān)測板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施方式的氣吸式排種器電氣線路原理圖；

圖4是本發(fā)明一實施方式的吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制原理圖。

圖中：1、機(jī)架，2步進(jìn)電機(jī)一，3限位開關(guān)，4滑臺底座一，5絲杠一，6滑塊一，7位移傳感器，8步進(jìn)電機(jī)二，9滑臺底座二，10絲杠二，11滑塊二，12直角支架，13氣管，14法蘭盤，15吸盤罩，16吸盤面板，17種盤，18稱重傳感器，19調(diào)節(jié)板，20球頭關(guān)節(jié)軸承，21驅(qū)動軸，22導(dǎo)向軸套，23電機(jī)，24偏心盤，25連桿，26直線滑臺模組，27監(jiān)測板，28信號處理器，29控制器，30電機(jī)驅(qū)動器一，31電機(jī)驅(qū)動器二。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

圖1所示為本發(fā)明所述氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置的一種實施方式，所述氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置，包括機(jī)架1、限位開關(guān)3、水平直線滑臺模組、垂直直線滑臺模組、位移傳感器7、直角支架12、吸盤罩15、吸盤面板16、種盤17、稱重傳感器18、調(diào)節(jié)板19、偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、直線滑臺模組26、監(jiān)測板27、信號處理器28和控制器29。

所述水平直線滑臺模組和垂直直線滑臺模組呈十字交叉的固定安裝在機(jī)架1的上部；

所述水平直線滑臺模組包括步進(jìn)電機(jī)一2、滑臺底座一4、絲杠一5和滑塊一6；

所述滑臺底座一4固定安裝在機(jī)架1的上方，并使滑臺底座一4的中心線保持水平方向，步進(jìn)電機(jī)一2的輸出軸通過聯(lián)軸器連接絲杠一5，絲杠一5穿過滑塊一6的內(nèi)螺紋，絲杠一5和滑塊一6形成螺紋傳動機(jī)構(gòu)，滑塊一6在步進(jìn)電機(jī)一2的驅(qū)動下沿滑臺底座一4的中心線作水平直線運動。

所述垂直直線滑臺模組包括步進(jìn)電機(jī)二8、滑臺底座二9、絲杠二10和滑塊二11；所述滑臺底座二9固定安裝在滑塊一6的外端面上，并使滑臺底座二9的中心線保持垂直方向，步進(jìn)電機(jī)二8的輸出軸通過聯(lián)軸器鏈接絲杠二10，絲杠二10穿過滑塊二11的內(nèi)螺紋，絲杠二10和滑塊二11形成螺紋傳動機(jī)構(gòu)，滑塊二11在步進(jìn)電機(jī)二8的驅(qū)動下沿滑臺底座二9的中心線作垂直直線運動。

所述直角支架12的垂直端面固定安裝在滑塊二11的外端面上，直角支架12的水平端面與吸盤罩15的上端面固定連接，吸盤罩15的中心位置加工圓形通孔，吸盤罩15的通孔位置固定安裝法蘭盤14，氣管13固定連接于法蘭盤14的圓管接頭。

所述吸盤面板16上加工排列布置的吸孔，吸盤面板16通過螺栓固定連接于吸盤罩15的下端面，吸盤面板16和吸盤罩15的下端面之間加裝密封墊，以保證吸盤的氣密性，安裝完成后應(yīng)保證吸盤面板16處于水平狀態(tài)。

所述位移傳感器7的底座固定安裝于滑臺底座二9，位移傳感器7的測量方向與滑臺底座二9的中心線保持平行，位移傳感器7的測量桿固定連接于直角支架12的水平端面，測量桿可以隨直角支架12作同步直線運動，根據(jù)位移傳感器7的輸出結(jié)果即可得到吸盤面板16的垂直位移。

所述滑臺底座一4上安裝限位開關(guān)3，應(yīng)保證限位開關(guān)3有輸出信號時，吸盤面板16位于種盤17的正上方。

所述偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動軸21、導(dǎo)向軸套22、電機(jī)23、偏心盤24和連桿25；所述驅(qū)動軸21的一端固定安裝在所述種盤17下方的中心位置，另一端穿過導(dǎo)向軸套22與連桿25的上端通過魚眼軸承連接，電機(jī)23固定安裝于機(jī)架1的底座，電機(jī)23的輸出軸上安裝偏心盤24，偏心盤24與連桿25的下端通過軸承連接；所述導(dǎo)向軸套22固定安裝于調(diào)節(jié)板19中心位置，導(dǎo)向軸套22的軸線與調(diào)節(jié)板19平面垂直。種盤17可以在電機(jī)23的驅(qū)動下，沿著導(dǎo)向軸套22的軸線方向作往復(fù)振動。

所述導(dǎo)向軸套22固定安裝于調(diào)節(jié)板19中心位置，并保證導(dǎo)向軸套22的軸線與調(diào)節(jié)板19平面垂直，調(diào)節(jié)板19的四端分別通過球頭關(guān)節(jié)軸承20固定支撐于四組直線滑臺模組26的滑塊上，四組直線滑臺模組26分別固定安裝在機(jī)架1的上，通過并聯(lián)控制四組直線滑臺模組26，可以改變調(diào)節(jié)板19的法向角，即改變導(dǎo)向軸套22的軸線方向，從而實現(xiàn)種盤17振動方向的調(diào)節(jié)。同時導(dǎo)向軸套22的設(shè)置可以增加種盤17的穩(wěn)定性，減少中盤17左右的晃動。

如圖2所示，所述種盤17的底板上加工四個監(jiān)測窗口，監(jiān)測窗口均勻列陣布置于種盤17的底板上，四個稱重傳感器18的安裝端分別固定連接于種盤17的底板下方，四個稱重傳感器18的檢測端分別安裝監(jiān)測板27，監(jiān)測板27安裝于種盤17底板上加工的監(jiān)測窗口中心，相互間隙小于0.5mm，防止籽?？ㄔ诳p隙里。

圖3所示為氣吸式排種器電氣線路圖，所述四個稱重傳感器18分別與信號處理器28的一端連接，信號處理器28的另一端與控制器29連接，重傳感器18的信號通過信號處理器28傳送到控制器29，位移傳感器7、限位開關(guān)3、電機(jī)驅(qū)動器一30和電機(jī)驅(qū)動器二31分別與控制器29連接電連接，電機(jī)驅(qū)動器一30的另一端與步進(jìn)電機(jī)一2電連接，電機(jī)驅(qū)動器二31與步進(jìn)電機(jī)二8電連接。

四個稱重傳感器18的輸出信號首先輸入信號處理器28，經(jīng)過信號處理器28轉(zhuǎn)換后的h₁、h₂、h₃、h₄信號輸入控制器29。位移傳感器7和限位開關(guān)3的輸出信號直接輸入控制器29。控制器29有二組輸出信號，一組用于控制電機(jī)驅(qū)動器一30，以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)一2運轉(zhuǎn)，另一組控制電機(jī)驅(qū)動器二31，以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)二8運轉(zhuǎn)。

所述控制器29以PLC或單片機(jī)為核心；所述控制器29內(nèi)部建立吸盤面板16的吸種位置控制模型，根據(jù)設(shè)定的吸孔直徑d、種盤17振動中心坐標(biāo)z₀、種盤17振動頻率f、振幅A和氣管13負(fù)壓差Δp，控制器29通過多通道A/D采集信號處理器28輸出的模擬信號，確定吸盤面板16的吸種位置，并通過與位移傳感器7測量得到的吸盤面板16的垂直位移進(jìn)行比較，輸出的控制信號通過電機(jī)驅(qū)動器二31驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)二8運動，直至吸盤面板16移動到指定的吸種位置進(jìn)行吸種作業(yè)。

吸種位置的控制模型建立方法：

種子是否能夠被吸盤面板16上的吸孔有效吸附，主要取決于籽粒的物理特性、吸孔的結(jié)構(gòu)形狀、排種器的工作參數(shù)、種盤17內(nèi)種群的厚度和分布狀態(tài)、以及吸盤面板16與振動種盤的相對位置。

采用氣固耦合計算和臺架試驗相結(jié)合方法，以吸盤面板16上每個吸孔吸附1-2粒種子為目標(biāo)，獲取吸孔直徑d＝1.5～2.5mm、種盤17振動頻率f＝10～12Hz、振幅A＝3～5mm、氣管13負(fù)壓差Δp＝3～10kPa、種盤17內(nèi)種群的厚度10～30mm范圍內(nèi)，吸盤面板16與種盤17在垂直方向的相對距離、即吸種位置，分析種盤17內(nèi)種群的厚度變化對吸盤面板16吸種位置的影響，分析種盤17內(nèi)不同區(qū)域種群厚度的差異性對吸盤面板16吸種位置的影響，制定上述條件下吸盤面板16吸種位置調(diào)整策略，建立吸種作業(yè)時吸盤面板16吸種位置的控制模型。

如圖4所示，本發(fā)明還提供一種利用權(quán)利要求1所述的氣吸式排種器吸盤吸種位置的自適應(yīng)控制裝置的方法，主要用于氣吸式排種器在負(fù)壓吸種時，吸盤17與振動種盤在垂直方向的相對距離、即吸種位置的自適應(yīng)控制，吸種過程中，控制器29將實時采集的振動種盤內(nèi)種群厚度的變化特征和排種器的結(jié)構(gòu)、工作參數(shù)進(jìn)行信息融合，依據(jù)吸種位置控制策略輸出直線滑臺模組的驅(qū)動電機(jī)控制信號，使得吸盤的吸種位置能夠隨振動種盤內(nèi)種群厚度和分布狀態(tài)的變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，從而提高排種器吸種性能。該方法包括以下步驟：

S1、所述控制器29輸出信號給步進(jìn)電機(jī)控制器一31，電機(jī)控制器一31驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)一2轉(zhuǎn)動，通過滑塊一6帶動吸盤部件向限位開關(guān)3方向平移，直至限位開關(guān)3有輸出信號，此時吸盤面板16位于種盤17的正上方；

S2、通過氣管13施加負(fù)壓，由吸盤罩15和吸盤面板16構(gòu)成的吸盤內(nèi)腔會形成負(fù)壓場，空氣通過吸盤面板16上的吸孔吸入，從而在吸盤面板16上的吸孔外側(cè)建立負(fù)壓氣流場，用于吸種；

S3、所述偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的電機(jī)23驅(qū)動種盤17沿著調(diào)節(jié)板19的法向作往復(fù)振動，種盤17中心位置的垂直坐標(biāo)z可以用方程z＝z₀+Asin(2πft)表示，其中振動頻率f由電機(jī)23的轉(zhuǎn)速決定，振幅A由偏心盤24的偏心距決定，振動中心坐標(biāo)z₀由排種器結(jié)構(gòu)決定；種盤17內(nèi)的種群在振動作用下產(chǎn)生向上的拋擲運動而相互離散，種群沖擊到四個監(jiān)測板27上，對應(yīng)的四個稱重傳感器18會監(jiān)測到?jīng)_擊力，四個稱重傳感器18的輸出信號傳送給信號處理器28，經(jīng)過信號處理器28后得到四個監(jiān)測板27各自區(qū)域內(nèi)的種群厚度，并轉(zhuǎn)換為模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄輸出到控制器29中；

S4、所述控制器29以PLC或單片機(jī)為核心，所述控制器29內(nèi)部建立吸盤面板16吸種位置的控制模型：

采用氣固耦合計算和臺架試驗相結(jié)合的方法，以吸盤面板16上每個吸孔吸附1-2粒種子為目標(biāo)，獲取吸孔直徑d＝1.5～2.5mm、種盤17振動頻率f＝10～12Hz、振幅A＝3～5mm、氣管13負(fù)壓差Δp＝3～10kPa、種盤17內(nèi)種群的厚度10～30mm范圍內(nèi)，吸盤面板16與種盤17在垂直方向的相對距離、即吸種位置，分析種盤17內(nèi)種群的厚度變化對吸盤面板16吸種位置的影響，分析種盤17內(nèi)不同區(qū)域種群厚度的差異性對吸盤面板16吸種位置的影響，制定吸盤面板16吸種位置調(diào)整策略，建立吸種作業(yè)時吸盤面板16吸種位置的控制模型；

S5、吸種過程中，所述控制器29通過多通道A/D采集信號處理器28輸出的模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄，根據(jù)排種器結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù)，控制器29輸入吸孔直徑d、種盤振動中心坐標(biāo)z₀、種盤17振動頻率f、振幅A和氣管13負(fù)壓差Δp等參數(shù)，控制器29根據(jù)建立的吸盤面板16吸種位置的控制模型，確定吸盤面板16的吸種位置，并通過與位移傳感器7測量得到的吸盤面板16的垂直位移進(jìn)行比較，輸出的控制信號通過電機(jī)驅(qū)動器二31驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)二8運動，直至吸盤面板16移動到指定的吸種位置進(jìn)行吸種作業(yè)；

S6、隨著吸種－播種作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，種盤17內(nèi)種群的數(shù)量連續(xù)減少，測量獲得的種群厚度模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄總體呈現(xiàn)逐步減小趨勢，吸盤面板16的吸種位置也會隨之相應(yīng)地逐漸降低；

S7、所述控制器29對獲取的h₁、h₂、h₃、h₄信號進(jìn)行求和Σh_i計算，當(dāng)Σh_i小于設(shè)定閾值時，控制器29發(fā)出添種提示信息；

S8、經(jīng)過一段時間的吸種－播種作業(yè)，往種盤17內(nèi)添加種子后，種群的數(shù)量迅速增加，測量獲得的種群厚度模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄總體呈現(xiàn)迅速增大趨勢，吸盤面板16的吸種位置也會隨之相應(yīng)地升高。

受到種盤17的激振、排種器安裝精度、干擾等因素的影響，容易造成種群在種盤17內(nèi)分布的不均勻，測量獲得的種群厚度模擬信號h₁、h₂、h₃、h₄也會存在差異，控制器29可以實時計算種群厚度差異的大小，并吸種位置的控制模型對吸盤面板16的吸種位置進(jìn)行調(diào)整，以保證種子能夠被吸盤面板16上的吸孔有效吸附。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。