CN105850294B - 智能播种机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能播种机，它涉及农业机械技术领域。它包括播种机构、运动机构、储种装置和电控装置，电控装置包括有风机，风机分别通过播种通气管、储种通气管与播种机构、储种装置连接，播种机构安装在运动机构上，所述播种机构内部为空心结构，播种机构的上端设置有通气孔，播种通气管安插在通气孔上，播种机构的底部设有阵列设置的乳头，乳头与通气孔相连通，所述的乳头采用上粗下细的结构，上粗为了增大进气量和喷气量，下细为了能吸附起种子。本发明有效节约人力支出并提高工作效率，播种质量好，自动化程度高，适用性广，且成本低，易于推广使用。

Description

智能播种机

技术领域

本发明涉及的是农业机械技术领域，具体涉及智能播种机。

背景技术

播种是作物栽培措施之一，是农业生产过程中的一个至关重要的环节，它是将播种材料按一定数量和方式，适时播入一定深度土层中的作业。播种在温室种植业标准化、规模化生产过程中，多采用穴盘育苗技术，采用分格室的穴盘进行育苗，播种时一穴一粒，成苗时一穴一株，可以控制秧苗生长环境，便于摆脱自然环境的影响，这一技术具有高质、高产和便于规范化管理等特点。

现有的播种设备存在以下问题：(1)成本高，结构复杂，运动方式复杂后使得工作效率低；

(2)传统设备无法更换，没有办法适应不同规格传动带、穴盘、海绵块和种子，只能更换设备，适用性弱；

(3)无电控，纯机械化，必须有放料、操作、收料至少3人的人工要求。

为了解决上述问题，设计一种新型的智能播种机还是很有必要的。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种智能播种机，结构简单，设计合理，有效节约人力支出并提高工作效率，播种质量好，自动化程度高，适用性广，且成本低，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：智能播种机，包括播种机构、运动机构、储种装置和电控装置，电控装置由风机、第一电磁阀、第二电磁阀、摄像头和微电脑组成，风机分别通过播种通气管、储种通气管与播种机构、储种装置连接，播种机构安装在运动机构上，所述播种机构内部为空心结构，播种机构的上端设置有通气孔，播种通气管安插在通气孔上，播种机构的底部设有阵列设置的乳头，乳头与通气孔相连通，乳头与通气孔及两者中部的空心件为一体成型或采用两片合并的结构，所述的乳头采用上粗下细的结构，上粗为了增大进气量和喷气量，下细为了能吸附起种子。

作为优选，所述的运动机构为三个轴组合结构，分别是水平横向运动的横杆组成的X轴、纵向传动的输送机组成的Y轴和两组垂直运动的竖杆组成的Z轴；所述的X轴由螺纹传动轴杆和位于螺纹传动轴杆两侧的横向光轴杆三个单轴组成，一侧垂直运动滑块内设有X轴伺服电机，X轴伺服电机的轴杆通过联轴器连接螺纹传动轴杆穿过螺纹滑块座，另一端通过轴承固定在另一侧垂直运动滑块上，螺纹传动轴杆两侧的横向光轴杆穿过多个光轴滑块座，横向光轴杆两端与两侧垂直运动滑块锁死，以保持横向稳固；播种机构通过螺丝固定在X轴轴杆设置的一个螺纹滑块座和多个光轴滑块座上，方便安装拆卸更换播种机构、匹配不同规格的传送带、穴盘或海棉块，以及适应不同大小的种子，且不影响轴的结构。

作为优选，所述的Z轴由垂直螺纹传动轴杆和位于垂直螺纹传动轴杆两侧的垂直光轴杆三个单轴组成，两个Z轴均设置有纵向伺服电机轴连接联轴器，联轴器垂直螺纹连接传动轴杆，且传动轴杆轴杆穿过两侧垂直运动滑块内的螺纹滑块座，两侧的垂直光轴杆穿过两侧垂直运动滑块连接设备框架固定孔且固定连接，有效增加了垂直的稳定性。

作为优选，所述X轴、Z轴均与两侧垂直运动滑块相连，从而可以调动播种机构上下左右位置的移动，增减数根光轴杆也不会影响播种质量。

作为优选，所述的储种装置安装在风机箱体的外壳上部，储种装置由储种盘、辅助振动机构组成，辅助振动机构安装在储种盘的下方，储种盘通过盘侧面开设的孔与储种通气管连接，当通气管进行吹气时，同时加上辅助振动机构对储种盘的振动，就会将种子吹起浮动，便于播种机构对于种子的吸起。

作为优选，所述的风机设置有两个进气口和一个出气口，两个进气口分别与播种通气管、空置进气导管连接，出气口与储种通气管连接，进气口与出气口之间连接有转换通气管，进气口、出气口处分别装有第一电磁阀、第二电磁阀，通过电磁阀的切换控制设备吸种、喷种。

本发明的有益效果：(1)全自动化的工作，只需在操作面板上设置好工作时间，不需人工操作，节约人工成本，有效提高工作效率，结构简单，效率高，成本低。

(2)开启机器视觉，可以自行精准校准喷种位置、是否喷种。避免无穴盘或无土栽培海绵块，浪费种子。

(3)整台设备构成了输送机是Y轴，横杆是X轴，竖杆是Z轴的全角度位移，系统运行稳定。

(4)可以更换播种机构而适用性广。适配各种规格的种子、穴盘、无土栽培海绵块、输入机。且更换播种机构灵活性强，更加方便，廉价，播种机构和辅助振动开启适合各种大小的种子。

(5)风动或电振动保证了大小种子吸种的成功率，播种质量好。

(6)电磁阀控制空气流向，避免了风机频繁启停，延长了机器寿命。

(7)连接相关附件，可以实现抽气机、吸尘器、除尘器、也可以给渔业水体供氧等等扩展功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明播种机构与运动机构及电控装置的连接示意图；

图3为本发明电控装置处于吸种状态的示意图；

图4为本发明电控装置处于喷种状态的示意图；

图5为本发明乳头的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-5，本具体实施方式采用以下技术方案：智能播种机，包括播种机构、运动机构、储种装置和电控装置，电控装置由风机1、第一电磁阀17、第二电磁阀18、摄像头10和微电脑组成，风机1分别通过播种通气管2、储种通气管3与播种机构、储种装置连接，播种机构安装在运动机构上，所述播种机构的上端设置有通气孔4，播种通气管2连接在通气孔4上，播种机构的底部设有阵列设置的乳头5，乳头5与通气孔4相连通，乳头5与通气孔4及两者中部的空心件为一体成型或采用两片合并的结构。

本具体实施方式的工作流程：电控装置控制运动机构的X轴6和Z轴8带动播种机构移动到储种装置，对播种机构进行抽气工作吸种，对储种装置进行吹气工作，Y轴7流水线传送待播种的穴盘或海绵体移动到播种区域，同时运动机构X轴6和Z轴8带动已经吸满种子的播种机构离开储种装置移动到播种区域，机器视觉调动运动机构自行校准喷种位置及是否喷种，避免没有海绵体或无穴盘浪费种子，第一电磁阀17、第二电磁阀18切换气流方向对播种机构进行吹气喷种工作，将乳头5上吸附的种子喷到对应的穴盘或海绵体的空隙中，种下种子后，风机1立即停止转动，防止气压再将种子吹飞，流水线将播种完成的穴盘或海绵体传送到成品区，完成一次生产流程，设备重复以上工作

本具体实施方式播种机构内部为空心，最上端设置有通气孔4，可以安插风机1的播种通气管2，底部设置的乳头5上粗下细，上粗为了增大进气量和喷气量，下细为了能吸附起种子，当播种通气管2进行抽气时，乳头5进行吸种工作；当播种通气管2进行喷气时，乳头5进行喷种工作，通气孔4与乳头5是连通的，可以通气。

该播种机构的优点为：(1)开启机器视觉，可以精准自行校准喷种位置、是否喷种。避免无穴盘或海绵体，浪费种子。

(2)可以更换播种机构，可在PLC面板修改参数，适配市面上所有的穴盘和海绵体，适用性广。

(3)连接相关附件，可以作为抽气机、吸尘器、除尘器、也可以给渔业水体供氧等扩展功能。

本具体实施方式运动机构为三个轴组合结构，分别是水平横向运动的横杆组成的X轴6、纵向传动的输送机组成的Y轴7和两组垂直运动的竖杆组成的Z轴8；

所述的X轴6由螺纹传动轴杆602和位于螺纹传动轴杆602两侧的横向光轴杆605三个单轴组成，一侧垂直运动滑块9内设有X轴伺服，X轴伺服电机的轴杆通过联轴器601连接螺纹传动轴杆602穿过螺纹滑块座603，另一端通过轴承604固定在另一侧垂直运动滑块9上，螺纹传动轴杆602两侧的横向光轴杆605穿过多个光轴滑块座606，横向光轴杆605两端与两侧垂直运动滑块9锁死，以保持横向稳固。

播种机构通过螺丝固定在X轴6轴杆设置的一个螺纹滑块座603和多个光轴滑块座606上，方便安装拆卸更换播种机构、匹配不同规格的传送带、穴盘或海棉块，以及适应不同大小的种子，且不影响轴的结构；X轴6的两端分别通过垂直运动滑块9与Z轴8连接，Z轴8由垂直螺纹传动轴杆801和位于垂直螺纹传动轴杆801两侧的垂直光轴杆802三个单轴组成，两个Z轴8均设置有纵向伺服11电机轴连接联轴器803，联轴器803垂直螺纹连接传动轴杆801，且传动轴杆801轴杆穿过两侧垂直运动滑块9内的螺纹滑块座，两侧的垂直光轴杆802穿过两侧垂直运动滑块9连接设备框架固定孔且固定连接，有效增加了垂直的稳定性；值得注意的是，所述的X轴6、Z轴8均与两侧垂直运动滑块9相连，从而可以调动播种机构上下左右位置的移动，增减数根光轴杆也不会影响播种质量。

本具体实施方式储种装置安装在风机1箱体的外壳上部，主要由储种盘12、辅助振动机构13组成，辅助振动机构13安装在储种盘12的下方，储种盘12通过盘侧面开设的孔与风机1另一端的储种通气管3连接，当储种通气管3进行吹气时，同时加上辅助振动机构13对储种盘12的振动，就会将种子吹起浮动，便于播种机构对于种子的吸起。其中辅助振动机构13包括电磁振动或小震动电机振动，但不限定。

该储种装置的优点：(1)因为吹气的工作，使得种子是浮动的，乳头此时吸气，更加容易的吸起了种子，保证了吸种工作的效率；(2)当种子变少时，种子在储种盘中分布不均匀，直接吸种，更加增加了难度，该结构保证了种子变少时，吸种工作的效率。

本具体实施方式将传统的风机1改装为两个进气口和一个出气口的结构，两个进气口分别与播种通气管2、空置进气导管14连接，出气口与储种通气管3连接，进气口与出气口之间连接有转换通气管15，进气口、出气口处分别装有第一电磁阀17、第二电磁阀18，通过电磁阀的切换控制设备吸种、喷种。

(1)当电脑控制电控阀(图3)开启方式时，设备达到吸种状态：此时状态空气由播种机构进，第一电磁阀17关闭空置进气导管14、开启连接播种机构的播种通气管2，空气通过风机1，第二电磁阀18关闭转换通气管15，开启连接储种盘12的储种通气管3，空气由储种盘12出。

(2)当电脑控制电控阀(图4)开启方式时，设备达到喷种状态：此时第一电磁阀17开启空置进气导管14，状态空气由空置进气导管14进，将连接播种机构的播种通气管2接通至转换通气管15，空气通过风机1，第二电磁阀18关闭连接储种盘12的储种通气管3，开启转换通气管15，空气由播种机构出。

该电控装置结构的优点：(1)保证了播种机构上，只需要一个通气孔就可以达到进出气的效果；(2)单风机吹动种子，更节约能源和成本；(3)电磁阀可以采用多进多出少数量达到该开启关闭状态，也可以采用单进单出多数量的电磁阀达到该开启关闭状态。

本具体实施方式主要用于各规格穴盘或海绵体播种，吸种成功率高，播种质量好，操作灵活便捷，全自动化运行，无需人工，有效提高工作效率，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.智能播种机，其特征在于，包括播种机构、运动机构、储种装置和电控装置，电控装置由风机(1)、第一电磁阀(17)、第二电磁阀(18)、摄像头(10)和微电脑组成，风机(1)分别通过播种通气管(2)、储种通气管(3)与播种机构、储种装置连接，播种机构安装在运动机构上，运动机构为X轴(6)、Y轴(7)、Z轴(8)三个轴组合结构，所述的播种机构内部为空心结构，播种机构的上端设置有通气孔(4)，播种通气管(2)的一端安插在通气孔(4)上，播种机构的底部设有阵列设置的乳头(5)，乳头(5)与通气孔(4)及两者中部的空心件为一体成型或采用两片合并的结构；电控装置控制运动机构的X轴(6)和Z轴(8)带动播种机构移动到储种装置，对播种机构进行抽气工作吸种，对储种装置进行吹气工作，Y轴(7)流水线传送待播种的穴盘或海绵体移动到播种区域，同时运动机构X轴(6)和Z轴(8)带动已经吸满种子的播种机构离开储种装置移动到播种区域，机器视觉调动运动机构自行校准喷种位置及是否喷种，避免没有无土栽培海绵块或无穴盘浪费种子，第一电磁阀(17)、第二电磁阀(18)切换气流方向对播种机构进行吹气喷种工作，将乳头(5)上吸附的种子喷到对应的穴盘或海绵体的空隙中，完成一次工作流程，设备重复以上工作。

2.根据权利要求1所述的智能播种机，其特征在于，所述的乳头(5)采用上部粗于下部的结构，上部可增大进气量和喷气量，细小的下部能吸附起种子，乳头(5)与通气孔(4)相连通，当播种通气管(2)进行抽气时，乳头(5)进行吸种工作；当播种通气管(2)进行喷气时，乳头(5)进行喷种工作。

3.根据权利要求1所述的智能播种机，其特征在于，所述的运动机构为三个轴组合结构，分别是水平横向运动的横杆组成的X轴(6)、纵向传动的输送机组成的Y轴(7)和两组垂直运动的竖杆组成的Z轴(8)；所述的X轴(6)由螺纹传动轴杆(602)和位于螺纹传动轴杆(602)两侧的横向光轴杆(605)三个单轴组成，一侧垂直运动滑块(9)内设有X轴伺服，X轴伺服电机的轴杆通过联轴器(601)连接螺纹传动轴杆(602)穿过螺纹滑块座(603)，另一端通过轴承(604)固定在另一侧垂直运动滑块(9)上，螺纹传动轴杆(602)两侧的横向光轴杆(605)穿过多个光轴滑块座(606)，横向光轴杆(605)两端与两侧垂直运动滑块(9)锁死，以保持横向稳固。

4.根据权利要求1或3所述的智能播种机，其特征在于，所述的播种机构通过螺丝固定在X轴(6)轴杆设置的一个螺纹滑块座(603)和多个光轴滑块座(606)上，方便安装拆卸更换播种机构、匹配不同规格的传送带、穴盘或海棉块，以及适应不同大小的种子，且不影响轴的结构。

5.根据权利要求3所述的智能播种机，其特征在于，所述的Z轴(8)由垂直螺纹传动轴杆(801)和位于垂直螺纹传动轴杆(801)两侧的垂直光轴杆(802)三个单轴组成，两个Z轴(8)均设置有纵向伺服(11)电机轴连接联轴器(803)，联轴器(803)连接垂直螺纹传动轴杆(801)轴杆穿过两侧垂直运动滑块(9)内的螺纹滑块座，两侧的垂直光轴杆(802)穿过两侧垂直运动滑块(9)连接设备框架固定孔锁死，有效增加了垂直的稳定性。

6.根据权利要求3或5所述的智能播种机，其特征在于，所述X轴(6)、Z轴(8)均与两侧垂直运动滑块(9)相连，从而可以调动播种机构上下左右位置的移动，增减数根光轴杆也不会影响播种质量。

7.根据权利要求1所述的智能播种机，其特征在于，所述的储种装置安装在风机(1)箱体的外壳上部，储种装置由储种盘(12)、辅助振动机构(13)组成，辅助振动机构(13)安装在储种盘(12)的下方，储种盘(12)通过盘侧面开设的孔与储种通气管(3)连接；所述辅助振动机构(13)包括电磁振动或小震动电机振动。

8.根据权利要求1所述的智能播种机，其特征在于，所述的风机(1)设置有两个进气口和一个出气口，两个进气口分别与播种通气管(2)、空置进气导管(14)连接，出气口与储种通气管(3)连接，进气口与出气口之间连接有转换通气管(15)，进气口、出气口处分别装有第一电磁阀(17)、第二电磁阀(18)；

当第一电磁阀(17)关闭空置进气导管(14)、开启连接播种机构的播种通气管(2)，空气通过风机(1)，第二电磁阀(18)关闭转换通气管(15)，开启连接储种装置的储种通气管(3)，空气由储种装置出，设备达到吸种状态；

当第一电磁阀(17)开启空置进气导管(14)，状态空气由空置进气导管(14)进，将连接播种机构的播种通气管(2)接通至转换通气管(15)，空气通过风机(1)，第二电磁阀(18)关闭连接储种装置的储种通气管(3)，开启转换通气管(15)，空气由播种机构出，设备达到喷种状态。