CN102090184B - 气吸振动盘式谷物田间精密播种机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种气吸振动盘式谷物田间精密播种机，主要用于超级稻等形状不规则、中小颗粒谷物的田间精密播种育苗，包括田间行走机架、动力源、正负气压源、振动种盘机构、手持式仿形吸盘和控制单元。振动种盘机构和正负气压源安装在田间行走机架上，采用小型汽油机提供动力，种子在振动种盘的激振下产生向上的抛掷运动而相互分离，通过合理调节种盘振动参数，种子呈现“沸腾”运动状态，可以显著增强流动性，减小吸种阻力，吸盘面板上加工仿形吸孔，可以根据播种对象的要求的不同，改变吸孔的形状和排列方式。本发明实现小颗粒谷物的田间精密育苗播种，有效提高播种效率和均匀性，降低育苗成本，且具有对种子尺寸要求不高、不伤种子的特点。

Description

气吸振动盘式谷物田间精密播种机

技术领域

本发明属于精密播种技术领域，具体涉及一种气吸振动盘式谷物田间精密播种机。

背景技术

播种是农业生产过程中的一个重要技术环节，播种机则是实现机械化精密播种的核心部件。近年来，我国超级稻种植面积不断扩大，与常规水稻相比较，超级稻具有株型高大、茎秆粗壮、分蘖力强、穗大粒多等优点，均采用稀疏种植，有利于分蘖发生和单株生长，形成高产群体结构，平均比常规稻每亩少栽5000～7000穴，这对播种育秧技术提出了更高的标准，要求播种精度由3～5粒/穴提高至1～2粒/穴。目前，我国水稻种植机械化的总体水平还比较低，水稻种植仍以传统的手工育苗和移栽方法主，劳动强度大，生产效率低，且播种不均匀，工序繁琐，种子消耗量大，而推广工厂化育秧的投资成本高，与我国农村经济发展水平不相适应。随着插秧机械化作业程度的提高，国家越来越注重育秧技术的创新和提高，经过多年的试验研究和示范推广，创新发展了双膜育秧和塑料软盘育秧技术，即以塑料软盘或有孔薄膜作为衬质，铺土播种后用塑料薄膜进行覆盖增温调湿立苗的育秧方式，与工厂化育秧相比，它实现了低成本、简易、标准化育秧，其经济性和实用性优势明显。播种育苗的均匀性差、效率低，导致机插秧漏插率的增高成为制约我国水稻种植机械化提高的瓶颈问题，因此，亟待研究一种与田间育苗技术相配套、农民能够承受得起的、高效低成本田间精密播种机械。

发明内容

本发明是为了实现超级稻等形状不规则、中小颗粒谷物的田间精密育苗播种，以解决目前田间人工播种育苗的播种均匀性差、效率低，所培育的苗盘进行机插秧时容易产生漏插，而采用工厂化育苗的成本高，不适合我国农业生产需要的困难。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：在田间行走机架上安装动力源、正负气压源、偏心振动种盘机构，采用手持式仿形吸盘设计，吸种过程吸盘内为真空负压，依靠气流吸力将种子吸附，然后将吸盘移动到田间播种位置，通过手柄上的电源按钮控制一组电磁阀转换，实现正负气压的转换，种子在重力和正压射流作用下进行精密播种。

本发明的具体方案是：播种机台架分为上下两层，动力由小型汽油机提供，吸排种的正负气压由正负压风机提供，分别通过螺栓连接在播种机台架的下层台面，保证轴线平行，正负压风机采用皮带传动，调整皮带盘直径可以改变风机的正负压力和气流量，改善播种机的吸排种性能。正负压风机的负压口和正压口分别与电磁换向阀一和电磁换向阀二的一个进气孔连接，电磁换向阀一和电磁换向阀二的出气孔通过软管与吸盘罩的顶部连接，吸盘面板通过螺栓连接在吸盘罩底部，形成密闭腔。电磁换向阀的驱动电源由电源提供，并由安装在手柄上的电源按钮控制通断。支撑轴通过轴承座一和轴承座二与播种机台架连接，并保证与小型汽油机和正负压风机输出轴的轴线平行，支撑轴的一端安装传动皮带盘一。偏心振动机构由偏心调节盘、偏心杆和偏心螺栓组成，偏心调节盘上加工通孔，并通过螺栓固定连接于皮带盘一，偏心杆可以在通孔内可以自由移动，通过两端的锁紧螺栓固定，偏心螺栓垂直固定安装于偏心杆，保证其轴线与支撑轴的轴线平行。偏心螺栓、连杆和垂直推杆依次串联以驱动种盘，导向套垂直固定在播种机台架上端面以保证种盘作垂直往复振动，因此，调整皮带盘一的直径可以改变种盘的振动频率，改变偏心杆在偏心调节盘通孔内的位置，可以调节偏心距，改变种盘振动幅值。种盘的四角通过四根支撑弹簧与播种机台架上端面连接，起到辅助支撑作用，保证种盘振动的稳定性。根据播种要求在吸盘面板上加工仿形吸种孔，吸孔的结构可以为直孔、锥孔、沉孔、窝眼孔等，吸盘面板下方安装长度可调节的限位螺栓。

工作过程中，合理选择振动频率和偏心距，使种盘进行垂直小幅高频振动，种盘内的种子呈现“沸腾”运动状态，减小种子之间相互摩擦阻力。通过手柄上的电源按钮控制电磁换向阀一和电磁换向阀二通断。吸种时，两电磁换向阀吸合，吸盘内为负压腔，将吸盘放入振动种盘内，依靠气流吸力将种子吸附，调节限位螺栓的长度，以保证吸盘面板与振动种盘之间的距离，提高吸种精度。播种时，将吸盘移动至田间播种位置，切断两电磁换向阀电源，吸盘内为正压腔，依靠种子重力和气流吹力将种子排出，限位螺栓可以防止吸盘面板与泥面直接接触，避免泥土堵塞吸种孔。

本发明的有益效果是：本发明动力源、振动种盘机构和正负气压源安装在田间行走机架上，并采用手持式吸盘部件设计，使得播种机仅需2－3人操作，一次可均匀播撒500－2000粒种子，1－2粒/穴的播种精度超过97%，能够满足田间精密播种作业要求。振动种盘机构的振动幅度、频率均可以自由调节。通过合理调节种盘振动参数使种群在种盘内产生向上的抛掷运动而相互分离，种子呈现“沸腾”运动状态，以增强流动性，减小吸种阻力，提高吸种精度。采用单风机正负气压转换设计，吸种过程吸盘内为真空负压，依靠气流吸力将种子吸附，然后将吸盘移至田间播种区域，通过一组电磁换向阀进行吸盘内的正负压力转换，种子在重力和射流作用下实现精密播种，可以解决播种过程中存在的吸孔堵塞和伤种问题。本发明可以实现超级稻等形状不规则、中小颗粒谷物的田间精密育苗播种，提高播种均匀性和作业效率，降低育苗成本，采用正负气压吸排种工作原理，使得播种机具有对种子尺寸要求不高、不伤种子、通用性好、适应性强的特点，又可以解决播种过程中存在的吸孔堵塞问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是气吸振动盘式谷物田间精密播种机主视图。

图2是气吸振动盘式谷物田间精密播种机A-A剖视图。

图3是仿形吸种孔结构图。

图4是正负压转换原理图。

图中：1播种机台架 2汽油机 3正负压风机 4电磁换向阀一 5电磁换向阀二6电源 7软管 8吸盘罩 9吸盘面板 10手柄 11电源按钮 12限位螺栓 13种盘 14 支撑弹簧 15导向套 16垂直推杆 17连杆 18轴承座一 19轴承座二 20支撑轴 21皮带盘一 22偏心调节盘 23偏心杆 24偏心螺栓 25皮带一 26皮带盘二 27皮带二 28皮带盘三 29行走轮。

具体实施方式

装置布置及传动请参阅图1、图2。播种机台架1分为上下两层，小型汽油机2和正负压风机3分别通过螺栓连接在播种机台架1的下层台面，小型汽油机2的输出轴和正负压风机3的输入轴轴线平行。正负压风机3的负压口与电磁换向阀一4的进气孔连接，正负压风机3的正压口与电磁换向阀二5的进气孔连接，电磁换向阀一4和电磁换向阀二5的出气孔通过软管7与吸盘罩8的顶部连接，吸盘面板9通过螺栓连接于吸盘罩8底部，形成密闭腔。手柄10与吸盘罩8固定连接，在吸盘面板9上设有多个仿形吸种孔，根据播种要求吸孔的结构可以为直孔、锥孔、沉孔、窝眼孔，结构请参阅图3，吸盘面板9下方安装长度可调节的限位螺栓12。电磁换向阀一4和电磁换向阀二5的驱动电源由电源6提供，并由安装在手柄10上的电源按钮11控制通断。支撑轴20通过轴承座一18和轴承座二19与播种机台架1连接，支撑轴20与小型汽油机2和正负压风机3输出轴的轴线平行，支撑轴20的一端安装皮带盘一21。偏心振动机构包括偏心调节盘22、偏心杆23和偏心螺栓24，偏心调节盘22上加工通孔，并通过螺栓固定连接于皮带盘一21，偏心杆23在通孔内、通过两端的锁紧螺栓固定位置，偏心螺栓24垂直固定安装于偏心杆23，偏心螺栓24的轴线与支撑轴20的轴线平行。偏心螺栓24、连杆17和垂直推杆16依次串联连接，垂直推杆16连接种盘13，导向套15垂直固定在播种机台架1上端面，垂直推杆16穿过导向套15，以保证种盘13作垂直往复振动。种盘13的四角通过四根支撑弹簧14与播种机台架1上端面连接，起到辅助支撑作用，保证种盘振动的稳定性。行走轮29设于播种机台架1的下层台面的四角，主要用于水田的行走。

工作过程中，汽油机2通过皮带盘二26、皮带二27、皮带盘三28、皮带一25、皮带盘一21分别驱动正负压风机3和偏心振动机构。调整皮带盘三28的直径可以改变风机的正负压力和气流量，调节吸种盘的吸种性能；调整皮带盘一21的直径，可以改变偏心振动机构的振动频率，调节偏心杆23的位置以调节振动幅值。当种盘13进行垂直小幅高频振动时，种盘内的种子呈现“沸腾”运动状态，可以增加种子的流动性，减小种子之间相互摩擦阻力。手柄10上的电源按钮11控制电磁换向阀一4和电磁换向阀二5通断，正负压转换原理请参阅图3。吸种时，两电磁换向阀吸合，吸盘内为负压腔，将吸盘放入振动种盘内，依靠气流吸力将种子吸附，调节限位螺栓12的长度，以保证吸盘面板9与振动种盘13之间的距离，提高吸种精度。播种时，将吸盘移动至田间播种位置，切断两电磁换向阀电源，吸盘内为正压腔，依靠种子重力和气流吹力将种子排出，限位螺栓12可以防止吸盘面板9与泥面直接接触，避免泥土堵塞吸种孔。 

Claims (3)

1.一种气吸振动盘式谷物田间精密播种机，其特征在于，包括播种机台架（1）、小型汽油机（2）、正负压风机（3）、电磁换向阀一（4）、电磁换向阀二（5）、电源（6）、软管（7）、吸盘罩（8）、吸盘面板（9）、手柄（10）、电源按钮（11）、限位螺栓（12）、种盘（13）、支撑弹簧（14）、导向套（15）、垂直推杆（16）、连杆（17）、轴承座一（18）、轴承座二（19）、支撑轴（20）、皮带盘一（21）和偏心振动机构；所述播种机台架（1）分为上下两层，所述小型汽油机（2）和正负压风机（3）分别通过第一螺栓连接在播种机台架（1）的下层台面，所述小型汽油机（2）的输出轴的轴线和正负压风机（3）输入轴的轴线平行；所述正负压风机（3）的负压口与电磁换向阀一（4）的进气孔连接，正负压风机（3）的正压口与电磁换向阀二（5）的进气孔连接，所述电磁换向阀一（4）和电磁换向阀二（5）的出气孔通过软管（7）与吸盘罩（8）的顶部连接，吸盘面板（9）通过第二螺栓连接于吸盘罩（8）底部，形成密闭腔；所述手柄（10）与吸盘罩（8）固定连接，在吸盘面板（9）上设有多个仿形吸种孔，吸盘面板（9）下方安装长度可调节的限位螺栓（12）；所述电磁换向阀一（4）和电磁换向阀二（5）的驱动电源由电源（6）提供，并由安装在手柄（10）上的电源按钮（11）控制通断；所述支撑轴（20）通过轴承座一（18）和轴承座二（19）与播种机台架（1）连接，所述支撑轴（20）的轴线、小型汽油机（2）输出轴的轴线和正负压风机（3）输出轴的轴线平行，支撑轴（20）的一端安装皮带盘一（21）；所述偏心振动机构包括偏心调节盘（22）、偏心杆（23）和偏心螺栓（24），偏心调节盘（22）上加工通孔，并通过第三螺栓固定连接于皮带盘一（21），偏心杆（23）在通孔内、通过两端的锁紧螺栓固定位置，偏心螺栓（24）垂直固定安装于偏心杆（23），偏心螺栓（24）的轴线与支撑轴（20）的轴线平行；所述偏心螺栓（24）、连杆（17）和垂直推杆（16）依次串联连接，所述垂直推杆（16）穿过导向套（15）连接种盘（13），导向套（15）垂直固定在播种机台架（1）上端面；所述种盘（13）的四角通过四根支撑弹簧（14）与播种机台架（1）上端面连接。

2.根据权利要求1所述的气吸振动盘式谷物田间精密播种机，其特征在于，在所述吸盘面板（9）上设有仿形吸种孔，所述吸种孔的结构根据播种要求为直孔、锥孔、沉孔或窝眼孔。

3.根据权利要求1或2所述的气吸振动盘式谷物田间精密播种机，其特征在于，还包括行走轮（29），所述行走轮（29）设于播种机台架（1）的下层台面的四角。

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