[发明专利]一种基于仿生力学传感器的播种检测系统

权利要求书

1.一种基于仿生力学传感器的播种检测系统，其特征在于：包括仿生力学传感器、指夹式玉米精量排种器、直流稳压电源、直流信号隔离变送器、NI采集卡和工业控制机，所述仿生力学传感器设置在指夹式玉米精量排种器的排种口与清种毛刷之间的导种环上，播种时指夹式玉米精量排种器的每个指夹都经过仿生力学传感器，仿生力学传感器受到玉米种子的压力产生电阻变化；所述仿生力学传感器、直流稳压电源、直流信号隔离变送器依次串联形成闭合回路，所述NI采集卡并联于直流信号隔离变送器，NI采集卡接入到工业控制机，所述直流信号隔离变送器用于将电流信号转换为电压信号，所述NI采集卡用于采集电压信号，并将采集到的电压信号发送到工业控制机；所述工业控制机包括排种质量检测系统，所述排种质量检测系统包括信号转换与图像存储模块、图像识别与播种计数模块、实时监控与数据存储模块以及异常报警模块；

所述信号转换与图像存储模块用于将NI采集卡发送过来的电压信号自动生成具有一定时间间隔的电波图像并存储，该时间间隔与指夹式玉米精量排种器设定的单次排种时间一致或成倍数关系，既一张电波图像可以存储单次排种的电压信号或者多次排种的电压信号；

所述图像识别与播种计数模块读取存储的电波图像，根据时间间隔对电波图像进行等分，如一张电波图像存储单次排种的电压信号，则不需要分割电波图像，如一张电波图像存储3次排种电压信号，则将电波图像等分为3份，以此类推；识别电波图像中的上升沿，无上升沿的输出0信号，存在1个上升沿的输出1信号，存在不少于2个上升沿的输出2信号，由此将电波图像转化为数字信号，如3等分的电波图像转化为3个数字信号，每个数字信号代表着相对应指夹的排种情况，其中0信号为漏播播种，1信号为正常播种，2信号为重复播种，统计一次播种作业中各个指夹产生的数字信号以及一次播种作业指夹式玉米精量排种器产生正常播种、重播、漏播的数字信号；

所述实时监控与数据存储模块实时读取并统计数字信号，生成每个指夹的排种信息，排种信息包括该指夹的排种总量、正常播数次数、漏播次数和重复播种次数以及一次播种作业指夹式玉米精量排种器产生正常播种、重播、漏播的次数，并将排种信息以EXCEL表格的形式存储；

所述异常报警模块包括各个指夹的指示灯、指夹式玉米精量排种器的两个指示灯以及传感器异常警报灯，所述异常报警模块读取排种信息，工作时对应排种指夹的指示灯闪烁，正常播种时指夹的指示灯显示绿色，漏播时指夹的指示灯显示红色，重播时指夹的指示灯显示黄色；同时，正常播种时指夹式玉米精量排种器的两个指示灯显示绿色，漏播时指夹式玉米精量排种器的两个指示灯分别显示黄色和绿色，重播时指夹式玉米精量排种器的两个指示灯分别显示绿色和红色；另外，指夹式玉米精量排种器的指夹持续漏播不少于5次时，触发传感器异常警报灯，发出黄灯警报。

2.根据权利要求1所述的一种基于仿生力学传感器的播种检测系统，其特征在于，所述仿生力学传感器的制备方法包括以下步骤：

步骤S1：利用刻字机在PET薄膜上刻制出蜘蛛网状结构，将PET薄膜固定在玻璃片上；

步骤S2：在PET薄膜表面旋涂环氧树脂AB胶，放置于真空烘干箱内干燥固化；

步骤S3：取出玻璃片，剥离下的涂覆环氧树脂AB胶的PET薄膜作为倒模模板；

步骤S4：在倒模模板表面旋涂PDMS预聚物及固化剂；

步骤S5：平放于烧杯内，在超声波清洗仪中进行超声除气泡；

步骤S6：取出超声处理后的倒模模板，放置于真空烘干箱内烘干固化；

步骤S7：取出烘干固化处理后的倒模模板，裁剪并放置于溅射镀铜机内，采用涂层镀铜工艺在其表面沉积铜层；

步骤S8：将导电胶带粘贴在沉积铜层后的倒模模板两侧的非敏感区域；

步骤S9：在导电胶带两侧均匀涂抹银浆并将其放在烘干机上进行烘干固化；

步骤S10：取出烘干固化处理后的倒模模板，将硅胶薄片加装在其上下表面；

步骤S11：利用Pi膜对加装完硅胶薄片的倒模模板的表面进行封装，即得。

3.根据权利要求2所述的一种基于仿生力学传感器的播种检测系统，其特征在于：步骤S2中，PET薄膜与环氧树脂AB胶的质量比为3:1，干燥固化的温度为70-90℃，时间为2.5-3.5小时。