CN102440104A - 摩擦静电吸附式排种器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业机械技术领域，涉及一种摩擦静电吸附式排种器。排种器的旋转吸排种机构中，旋转轴上的8个支撑臂径向均匀分布与其垂直固接，由滑动杆、弹簧固定销、弹簧、滚子、吸种块衬板和摩擦吸种块组成的吸排种单元对称安装在支撑臂上。吸排种单元在滚子和凸轮接触形成运动副控制下随旋转轴顺时针转动，吸排种单元的摩擦吸种块在排种器壳体顶部时，摩擦吸种块与摩擦片滑动摩擦产生静电，吸排种单元向下转动到壳体的U形腔时，摩擦吸种块伸入U形腔吸附种子，吸排种单元向上转动到水平高度时，清种刷与摩擦吸种块接触，刷下吸附的种子经排种口排出，实现排种。本发明适用于大型草场播种豆科、禾本科牧草等质量较轻和形状较小的牧草种子。
Description
技术领域
本发明属于农业机械领域，特别涉及一种摩擦静电吸附式排种器。
背景技术
补播是改良退化草场的重要技术。目前我国牧草播种机械的排种装置主要有机械式、气力式等类型。机械式排种器虽然结构简单且成本较低，但不适合播种形状不规则、种子上有芒、流动性差，千粒重很小的种子，如禾本科牧草草种，采用机械式排种器就存在易堵塞、伤种率高的问题；气力式排种器虽然对种子的形状要求较小，但结构复杂，制造成本高。还有利用电磁原理设计的磁吸式排种器，但需要对种子做包衣处理，对质量轻且细小狭长切有芒的牧草种子，如禾本科牧草种子，即使进行了除芒处理，包衣后粒径仍然较大，包衣难度高，且在播量相同的情况下，种箱所需空间大大增加。为实现牧草机械化补播，达到改良草场的要求，要求排种器能解决排种过程中因草种质量轻、形状不规则而引起的堵塞和牧草流动性差导致播种困难的问题。
发明内容
本发明的目的为，解决背景技术所述的排种过程中因草种质量轻、形状不规则而引起的堵塞和牧草流动性差导致播种困难的问题，提供一种摩擦静电吸附式排种器，摩擦静电吸附式排种器包括种箱1、排种器、储种室3和排种罩4，种箱1为上部方形，下部倒梯形结构的容器，排种器与方形种箱1的前壁固接，储种室3置于排种器之下，排种罩4覆盖排种器的种子出口25，排种罩4的排种口5向下，其特征在于，排种器的排种器壳体8为由2个圆形的侧壁801和圆弧壁802组成的圆柱壳体，2个圆形的侧壁801互相平行并与种箱1的前壁垂直，排种器壳体8的厚度小于种箱1的宽度，排种器壳体8后部的部分壳体插入种箱1内与种箱1的前壁固接，排种器壳体8下部的部分圆弧壁下移构成壳体的U形腔9，U形腔9的圆弧壁为多孔圆弧底板10，倾斜的种箱1的底板2延伸至排种器壳体8的U形腔9下方和排种器壳体8连接形成储种室3，调节种量的圆弧滑板11安装在U形腔9的多孔圆弧底板10和储种室3之间，圆弧滑板11在多孔圆弧底板10两侧的圆弧槽内与其构成滑动连接，圆弧滑板11在圆弧槽内滑动以改变U形腔9和储种室3之间种子通道的大小，种箱1的前壁下沿与种箱1的底板2的间隔为储种室3的种子入口6，搅拌器7在储种室3的种子入口6处置于储种室3内；
所述排种器包括排种器壳体8和旋转吸排种机构，所述旋转吸排种机构由旋转轴12、凸轮14、支撑臂13和吸排种单元组成，旋转轴12通过轴承与排种器壳体8的侧壁801中心构成水平的转动连接，在旋转轴12中心，8个支撑臂13径向均匀分布与旋转轴12垂直固接，在8个支撑臂13的两侧，2个规格相同的凸轮14相对于排种器垂直于旋转轴12的中心平面对称布置，凸轮14与旋转轴12同轴固接在轴承内表面上，凸轮14为固定零件，滑动杆15为内部空心的圆柱体，滑动杆15套在支撑臂13上构成滑动配合，滑动杆15的一端垂直固接1块矩形的吸种块衬板20，摩擦吸种块19弧面朝向排种器壳体8的圆弧壁802固接在吸种块衬板20上，摩擦吸种块19的材料为绝缘材料，吸种块衬板20的大小和摩擦吸种块19底面相同，滑动杆15的另一端有凸台1502和2个对称的轴向开口的导槽1501，在所述的滑动杆15的另一端，2个滚子轴在滑动杆15的同一条直径上对称与滑动杆15垂直固接，2个滚子16分别套在2个滚子轴上并用螺母固定，弹簧18套在滑动杆15上，弹簧18的一端压在滑动杆15的凸台1502上，弹簧18的另一端被插在滑动杆15的导槽1501和支撑臂13上销孔1301的弹簧固定销17压住，弹簧18和弹簧固定销17将滑动杆15安装在支撑臂13上，同时使2个滚子16分别始终和2个凸轮14轮廓面接触形成运动副，滑动杆15、弹簧固定销17、弹簧18、滚子16、吸种块衬板20和摩擦吸种块19组成了一个吸排种单元，旋转轴12上的8个支撑臂13中对称安装2个、4个或8个吸排种单元构成排种器的旋转吸排种机构；
在排种器壳体8内，弧形调节板21凸面向上通过两端的定位螺栓22安装在排种器壳体8的圆弧壁802顶部，调节螺钉23安装在排种器外壳顶部并且端面和弧形调节板21的凸面接触，弧形调节板21一端的定位孔为长通孔2101，调节螺钉23使弧形调节板21产生的变形量由定位螺栓22在长通孔2101内相对滑动消除，摩擦片24固定在弧形调节板21的凹面上，摩擦片24的材料为质地较柔软的绝缘材料；通过旋转调节螺钉23，使弧形调节板21变形来改变固定在弧形调节板21上的摩擦片24和滑动杆15末端的摩擦吸种块19之间的压力，进而改变上述摩擦片24和摩擦吸种块19两种绝缘材料之间的摩擦力，达到调节摩擦吸种块19表面积累的静电荷，改变播量的目的；
排种器的种子出口25设置在排种器壳体8圆心高度以下的圆弧壁802的前部，清种刷26装在种子出口25的上部排种器壳体8圆心高度的圆弧壁802上；
旋转吸排种机构顺时针旋转，滑动杆15随支撑臂和旋转轴12一起转动，凸轮14为固定零件，吸排种单元的滚子16在凸轮14轮廓面上滚动，滑动杆15在凸轮14的约束下沿旋转轴12的径向在支撑臂13上做往复运动，吸排种单元的摩擦吸种块19在排种器壳体8顶部时，摩擦吸种块19与摩擦片24接触，发生滑动摩擦产生静电，吸排种单元向下转动到壳体的U形腔9时，凸轮14的作用使摩擦吸种块19伸入U形腔9，摩擦吸种块19吸附种子，吸排种单元在U形腔9吸附种子后向上转动到水平高度时，清种刷26与摩擦吸种块19接触，刷下吸附的种子。
所述搅拌器7为慢速叶片式搅拌器7，转速为每分钟6～12转。
所述凸轮14为平面凸轮，按照凸轮轮廓面到轴心的向径大小分为近休止段、推程段、远休止段和回程段，近休止段向上，对应摩擦片24，远休止段向下，对应U形腔，在回程段对应清种刷26部分向径不变，凸轮14与轴承内表面固接，保证摩擦吸种块19在U形腔9充分吸种和清种刷26顺利清种。
所述摩擦片24的绝缘材料为橡胶或皮革。
所述摩擦吸种块19的绝缘材料为PVC、PP工程塑料、玻璃或石棉。
本发明的有益效果为：本发明利用静电力吸种，不必考虑传统机械式排种器设计中因种子形状和质量而带来的型孔设计的困难以及充、排种的困难；与磁吸式排种器相比，不必给种子包含铁粉的包衣，因此减少了工序，成本也较低；与传统机械式排种器和气力式排种器相比，结构相对简单，制造成本较低；适用于播种豆科、禾本科牧草等质量较轻和形状较小的牧草种子。
附图说明
图1为摩擦静电吸附式排种器整体结构示意图
图2为图1的A-A剖视示意图；
图3为图1的B处放大示意图
图4(a)吸排种单元主视结构示意图；
图4(b)吸排种单元侧视结构示意图。
图中，1--种箱，2--底板，3--储种室，4--排种罩，5--排种口，6--种子入口，7--搅拌器，8--排种器壳体，801--侧壁，802--圆弧壁，9--U形腔，10--多孔圆弧底板，11--圆弧滑板，12--旋转轴，13--支撑臂，1301--销孔，14--凸轮，15--滑动杆，1501-导槽，1502--凸台，16--滚子，17--弹簧固定销，18--弹簧，19--摩擦吸种块，20--吸种块衬板，21--弧形调节板，2101--长通孔，22--定位螺栓，23--调节螺钉，24--摩擦片，24--种子出口，26--清种刷，27--旋转吸排种机构转动方向。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
图1为摩擦静电吸附式排种器整体结构示意图，摩擦静电吸附式排种器包括种箱1、排种器、储种室3和排种罩4，种箱1为上部方形，下部倒梯形结构的容器，排种器与方形种箱1的前壁固接，储种室3置于排种器之下，排种罩4覆盖排种器的种子出口25，排种罩4的排种口5向下，排种器的排种器壳体8为由2个圆形的侧壁801和圆弧壁802组成的圆柱壳体，2个圆形的侧壁801互相平行并与种箱1的前壁垂直，排种器壳体8的厚度小于种箱1的宽度，排种器壳体8后部的部分壳体插入种箱1内与种箱1的前壁固接，如图2所示。排种器壳体8下部的部分圆弧壁下移构成壳体的U形腔9，U形腔9的圆弧壁为多孔圆弧底板10，倾斜的种箱1的底板2延伸至排种器壳体8的U形腔9下方和排种器壳体8连接形成储种室3，调节种量的圆弧滑板11安装在U形腔9的多孔圆弧底板10和储种室3之间，圆弧滑板11在多孔圆弧底板10两侧的圆弧槽内与其构成滑动连接，圆弧滑板11在圆弧槽内滑动以改变U形腔9和储种室3之间种子通道的大小，种箱1的前壁下沿与种箱1的底板2的间隔为储种室3的种子入口6，搅拌器7在储种室3的种子入口6处置于储种室3内，搅拌器7为慢速叶片式搅拌器7，转速为每分钟6～12转。
排种器包括排种器壳体8和旋转吸排种机构，所述旋转吸排种机构由旋转轴12、凸轮14、支撑臂13和吸排种单元组成，旋转轴12通过轴承与排种器壳体8的侧壁801中心构成水平的转动连接，在旋转轴12中心，8个支撑臂13径向均匀分布与旋转轴12垂直固接，在8个支撑臂13的两侧，2个规格相同的凸轮14相对于排种器垂直于旋转轴12的中心平面对称布置，凸轮14与旋转轴12同轴固接在轴承内表面上，凸轮14为固定零件，滑动杆15为内部空心的圆柱体，滑动杆15套在支撑臂13上构成滑动配合，滑动杆15的一端垂直固接1块矩形的吸种块衬板20，摩擦吸种块19弧面朝向排种器壳体8的圆弧壁802固接在吸种块衬板20上，摩擦吸种块19材料为绝缘材料玻璃或石棉，吸种块衬板20的大小和摩擦吸种块19底面相同，滑动杆15的另一端有凸台1502和2个对称的轴向开口的导槽1501，在所述的滑动杆15的另一端，2个滚子轴在滑动杆15的同一条直径上对称与滑动杆15垂直固接，2个滚子16分别套在2个滚子轴上并用螺母固定，弹簧18套在滑动杆15上，弹簧18的一端压在滑动杆15的凸台1502上，弹簧18的另一端被插在滑动杆15的导槽1501和支撑臂13上销孔1301的弹簧固定销17压住，弹簧18和弹簧固定销17将滑动杆15安装在支撑臂13上，同时使2个滚子16分别始终和2个凸轮14轮廓面接触形成运动副，滑动杆15、弹簧固定销17、弹簧18、滚子16、吸种块衬板20和摩擦吸种块19组成了一个吸排种单元，旋转轴12上的8个支撑臂13中对称安装2个、4个或8个吸排种单元构成排种器的旋转吸排种机构。
如图1和图3所示，在排种器壳体8内，弧形调节板21凸面向上通过两端的定位螺栓22安装在排种器壳体8的圆弧壁802顶部，调节螺钉23安装在排种器外壳顶部并且端面和弧形调节板21的凸面接触，弧形调节板21一端的定位孔为长通孔2101，调节螺钉23使弧形调节板21产生的变形量由定位螺栓22在长通孔2101内相对滑动消除，摩擦片24固定在弧形调节板21的凹面上，摩擦片24的材料为质地较柔软的绝缘材料橡胶或皮革；通过旋转调节螺钉23，使弧形调节板21变形来改变固定在弧形调节板21上的摩擦片24和滑动杆15末端的摩擦吸种块19之间的压力，进而改变上述摩擦片24和摩擦吸种块19两种绝缘材料之间的摩擦力，达到调节摩擦吸种块19表面积累的静电荷，改变播量的目的。
排种器的种子出口25设置在排种器壳体8圆心高度以下的圆弧壁802的前部，清种刷26装在种子出口25的上部排种器壳体8圆心高度的圆弧壁802上。
如图4(b)所示，凸轮14为平面凸轮，按照凸轮轮廓面到轴心的向径大小分为近休止段、推程段、远休止段和回程段，近休止段向上，对应摩擦片24，远休止段向下，对应U形腔，在回程段对应清种刷26部分向径不变，凸轮14与轴承内表面固接，保证摩擦吸种块19在U形腔9充分吸种和清种刷26顺利清种。
旋转吸排种机构按图1所示的旋转吸排种机构转动方向27顺时针旋转，凸轮14为固定零件，吸排种单元的滚子16在凸轮轮廓面上滚动，滑动杆15随支撑臂和旋转轴12一起转动，同时滑动杆15在凸轮14的约束下沿旋转轴12的径向在支撑臂13上做往复运动，吸排种单元的摩擦吸种块19在排种器壳体8顶部时，摩擦吸种块19与摩擦片24接触，发生滑动摩擦产静电，吸排种单元向下转动到壳体的U形腔9时，凸轮14的作用使摩擦吸种块19伸入U形腔9，摩擦吸种块19吸附种子，吸排种单元在U形腔9吸附种子后向上转动到水平高度时，清种刷26与摩擦吸种块19接触，刷下吸附的种子。
摩擦静电式排种器的工作过程为：先调节好弧形调节板21和调节供种量的圆弧滑板11位置，以分别满足摩擦材料所带静电量和排种器内供种量的要求，搅拌器7缓慢转动使储种室3充满种子，并使一部分种子通过U形腔9的多孔圆弧底板10进入排种器壳体8的U形腔9内；旋转吸排种机构旋转，当吸排种单元的摩擦吸种块19凸面向上时，摩擦吸种块19和弧形调节板21上的摩擦片24摩擦产生静电，随旋转吸排种机构继续旋转，摩擦吸种块19凸面向下排吸种单元在凸轮14作用下，摩擦吸种块19向下伸入U形腔9吸附种子，在摩擦吸种块19产生静电荷到旋转至U形腔9吸附种子的这一过程中，吸排种单元在凸轮14的约束作用下在支撑臂13上作径向升程运动，该运动过程能保证种子和摩擦吸种块19在其圆弧面的法线方向有一定的位移，该位移能保证种子和摩擦吸种块19充分接触，进而以摩擦吸种块表面上的静电力顺利吸种，旋转吸排种机构继续旋转，吸排种单元在凸轮14的作用下经过远休止角进入回程阶段，将种子吸起完成吸种过程，在即将旋转至清种刷26处时再次有一段向径不变的休止段，使摩擦吸种块19伸出和清种刷26接触，在清种刷26的作用下刷掉种子，投种进入排种口5。随旋转吸排种机构的继续转动，上述吸排种单元继续旋转开始下一个排种过程。
本发明用于播种机，安装在播种机的机架上，有播种机的地轮通过链条传动机构给主动带轮轴和搅拌器转轴提供动力，排种出口连接导种管，种子从排种器排出后沿着导种管到开沟器，落入种沟中完成播种。摩擦静电吸附式排种器工作时，旋转吸排种机构顺时针旋转，滑动杆随支撑臂和旋转轴一起转动，同时滑动杆在凸轮的约束下沿旋转轴的径向在支撑臂上做往复运动，吸排种单元的摩擦吸种块在排种器壳体顶部时，摩擦吸种块与摩擦片接触，发生滑动摩擦产生静电，吸排种单元向下转动到壳体的U形腔时，凸轮的作用使摩擦吸种块伸入U形腔，摩擦吸种块吸附种子，吸排种单元在U形腔吸附种子后向上转动到水平高度时，清种刷与摩擦吸种块接触，刷下吸附的种子经排种罩的排种口排出，实现排种。
本发明适用于大型草场播种豆科、禾本科牧草等质量较轻和形状较小的牧草种子。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种摩擦静电吸附式排种器，包括种箱(1)、排种器、储种室(3)和排种罩(4)，种箱(1)为上部方形，下部倒梯形结构的容器，排种器与方形种箱(1)的前壁固接，储种室(3)置于排种器之下，排种罩(4)覆盖排种器的种子出口(25)，排种罩(4)的排种口(5)向下，其特征在于，排种器的排种器壳体(8)为由2个圆形的侧壁(801)和圆弧壁(802)组成的圆柱壳体，2个圆形的侧壁(801)互相平行并与种箱(1)的前壁垂直，排种器壳体(8)的厚度小于种箱(1)的宽度，排种器壳体(8)后部的部分壳体插入种箱(1)内与种箱(1)的前壁固接，排种器壳体(8)下部的部分圆弧壁下移构成壳体的U形腔(9)，U形腔(9)的圆弧壁为多孔圆弧底板(10)，倾斜的种箱(1)的底板(2)延伸至排种器壳体(8)的U形腔(9)下方和排种器壳体(8)连接形成储种室(3)，调节种量的多圆弧滑板(11)安装在U形腔(9)的多孔圆弧底板(10)和储种室(3)之间，多圆弧滑板(11)在多孔圆弧底板(10)两侧的圆弧槽内与其构成滑动连接，多圆弧滑板(11)在圆弧槽内滑动以改变U形腔(9)和储种室(3)之间种子通道的大小，种箱(1)的前壁下沿与种箱(1)的底板(2)的间隔为储种室(3)的种子入口(6)，搅拌器(7)在储种室(3)的种子入口(6)处置于储种室(3)内；
所述排种器包括排种器壳体(8)和旋转吸排种机构，所述旋转吸排种机构由旋转轴(12)、凸轮(14)、支撑臂(13)和吸排种单元组成，旋转轴(12)通过轴承与排种器壳体(8)的侧壁(801)中心构成水平的转动连接，在旋转轴(12)中心，8个支撑臂(13)径向均匀分布与旋转轴(12)垂直固接，在8个支撑臂(13)的两侧，2个规格相同的凸轮(14)相对于排种器垂直于旋转轴(12)的中心平面对称布置，凸轮(14)与旋转轴(12)同轴固接在轴承内表面上，凸轮(14)为固定零件，滑动杆(15)为内部空心的圆柱体，滑动杆(15)套在支撑臂(13)上构成滑动配合，滑动杆(15)的一端垂直固接1块矩形的吸种块衬板(20)，摩擦吸种块(19)弧面朝向排种器壳体(8)的圆弧壁(802)固接在吸种块衬板(20)上，摩擦吸种块(19)的材料为绝缘材料，吸种块衬板(20)的大小和摩擦吸种块(19)底面相同，滑动杆(15)的另一端有凸台(1502)和2个对称的轴向开口的导槽(1501)，在所述的滑动杆(15)的另一端，2个滚子轴在滑动杆(15)的同一条直径上对称与滑动杆(15)垂直固接，2个滚子(16)分别套在2个滚子轴上并用螺母固定，弹簧(18)套在滑动杆(15)上，弹簧(18)的一端压在滑动杆(15)的凸台(1502)上，弹簧(18)的另一端被插在滑动杆(15)的导槽(1501)和支撑臂(13)上销孔(1301)的弹簧固定销(17)压住，弹簧(18)和弹簧固定销(17)将滑动杆(15)安装在支撑臂(13)上，同时使2个滚子(16)分别始终和2个凸轮(14)轮廓面接触形成运动副，滑动杆(15)、弹簧固定销(17)、弹簧(18)、滚子(16)、吸种块衬板(20)和摩擦吸种块(19)组成了一个吸排种单元，旋转轴(12)上的8个支撑臂(13)中对称安装2个、4个或8个吸排种单元构成排种器的旋转吸排种机构；
在排种器壳体(8)内，弧形调节板(21)凸面向上通过两端的定位螺栓(22)安装在排种器壳体(8)的圆弧壁(802)顶部，调节螺钉(23)安装在排种器外壳顶部并且端面和弧形调节板(21)的凸面接触，弧形调节板(21)一端的定位孔为长通孔(2101)，调节螺钉(23)使弧形调节板(21)产生的变形量由定位螺栓(22)在长通孔(2101)内相对滑动消除，摩擦片(24)固定在弧形调节板(21)的凹面上，摩擦片(24)的材料为质地较柔软的绝缘材料；通过旋转调节螺钉(23)，使弧形调节板(21)变形来改变固定在弧形调节板(21)上的摩擦片(24)和滑动杆(15)末端的摩擦吸种块(19)之间的压力；
排种器的种子出口(25)设置在排种器壳体(8)圆心高度以下的圆弧壁(802)的前部，清种刷(26)装在种子出口(25)的上部排种器壳体(8)圆心高度的圆弧壁(802)上；
旋转吸排种机构顺时针旋转，滑动杆(15)随支撑臂(13)和旋转轴(12)一起转动，凸轮(14)为固定零件，吸排种单元的滚子(16)在凸轮(14)轮廓面上滚动，滑动杆(15)在凸轮(14)的约束下沿旋转轴(12)的径向在支撑臂(13)上做往复运动，吸排种单元的摩擦吸种块(19)在排种器壳体(8)顶部时，摩擦吸种块(19)与摩擦片(24)接触，发生滑动摩擦产静电，吸排种单元向下转动到壳体的U形腔(9)时，凸轮(14)的作用使摩擦吸种块(19)深入U形腔(9)，摩擦吸种块(19)吸附种子，吸排种单元在U形腔(9)吸附种子后向上转动到水平高度时，清种刷(26)与摩擦吸种块(19)接触，刷下吸附的种子。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦静电吸附式排种器，其特征在于所述搅拌器(7)为慢速叶片式搅拌器(7)，转速为每分钟6～12转。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦静电吸附式排种器，其特征在于，所述凸轮(14)为平面凸轮，按照凸轮轮廓面到轴心的向径大小分为近休止段、推程段、远休止段和回程段，近休止段向上，对应摩擦片(24)，远休止段向下，对应U形腔，在回程段对应清种刷(26)部分向径不变，凸轮(14)与轴承内表面固接。
4.根据权利要求1所述的一种摩擦静电吸附式排种器，其特征在于，所述摩擦片(24)的绝缘材料为橡胶或皮革。
5.根据权利要求1所述的一种摩擦静电吸附式排种器，其特征在于，所述摩擦吸种块(19)的绝缘材料为PVC、PP工程塑料、玻璃或石棉。
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