CN102918965B - 一种磁吸式精密排种器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁吸式精密排种器，涉及农业播种机械领域，包括排种元件、排种元件套管、安装架、可调直流稳压电源和电源极性转换开关。调整直流稳压电源的输出电流以及改变电磁铁线圈的电流方向，改变磁吸头吸种端面的磁感应强度大小和电磁铁磁极端面的极性N、S极方向，磁吸头吸种端面磁感应强度大小的改变满足不同规格种子的排种要求，而电磁铁磁极端面极性N、S极方向的改变可以完成排种器的吸种、清种动作。本发明与永磁铁排种元件相比，无需专门的强制清种机构，能够避免使用机械清种而造成的种子损伤，而且磁吸头吸力可调，一种规格排种元件可满足不同规格包衣种子的播种要求。
Description
技术领域
本发明属于农业播种机械领域，具体涉及一种用于精密播种的磁吸式排种器。
背景技术
精密播种成为一种先进的种植方式，具有节省种子、减少间苗工作量、增产增效等显著优点。目前精密播种作业的主要方式为气力式、机械式、电磁振动式等。针对气力式播种器结构复杂、成本高、气孔易堵塞以及机械式播种器精度低、易伤种等缺点，中国专利ZL02138075.9提出了磁吸式精密播种原理，其排种器所采用的排种原理是：以柱状电磁铁为磁力排种元件，利用电磁铁吸力来吸取磁粉包衣种子，通过控制电磁铁电磁线圈电流通断，实现播种器的充种和排种；中国专利ZL200520075650又公布了一种磁力滚筒式精密播种装置,该专利播种装置的排种器同样以柱状电磁铁为磁力排种元件；中国专利ZL200910029443.2公布了一种永磁体磁吸式精密播种器，该装置的排种器将磁力滚筒播种器内的排种元件电磁铁改为永磁体，附以凸轮式强制清种机构完成种子的清种动作。
排种器以柱状电磁铁为磁力排种元件时,排种元件具有磁场强度低,线圈匝数多,体积大，易发热等缺点。排种器以永磁体式为排种元件时，虽然克服了电磁滚筒式播种器的部分缺点，但仍存在清种机构复杂容易伤种，排种元件在滚筒内的安装、调整不方便，单排连续排种效率不高等缺点.
发明内容
为解决上述缺点，本发明旨在提供一种新型电磁永磁组合磁系结构的磁吸式排种器，与现有电磁铁磁吸式排种器相比，具有电磁匝数少、磁吸端面磁场强度高、吸力大等优点，与永磁式排种器相比具有吸力可调、无需清种机构强制清种的优点。
本发明的技术方案为：包括排种元件、排种元件套管、安装板、可调直流稳压电源、电源极性转换开关。
所述排种元件采用永磁电磁组合式结构，包括磁吸头、电磁铁、线圈、磁轭、永磁体，其中磁吸头、电磁铁和磁轭采用圆柱形金属导磁材料制成，磁吸头位于电磁铁底部，与电磁铁直接接触；圆柱形永磁体位于电磁铁一侧，与电磁铁相垂直，圆柱形永磁体的上沿与磁吸头和电磁铁接触面持平；电磁铁线圈绕在电磁铁上；磁轭位于电磁铁一侧，呈倒置L型，磁轭的上部与电磁铁上端面接触，磁轭的下部与永磁体的一个端面相接触，上述磁吸头、电磁铁、永磁体和磁轭的相互位置关系通过与排种元件套管的连接而固定下来。
所述排种元件套管由抗磁性材料制成，包括空管、下盖板和上接头，其中下盖板安装在空管内的下部，下盖板的中心开有一小孔，电磁铁下部和磁吸头的上部均固定安装在小孔内，下盖板的中间层也开有一个横向小孔，与下盖板中心小孔相通，永磁体安装在中间层小孔内；空管的一侧上部、下部各开有一小孔，水平段轭铁穿过空管上部小孔，永磁体穿过空管下部小孔，空管的另一侧开有小槽，电磁线圈的两头接线穿过小槽；上接头下部与套管固定连接，上接头上部开有螺纹，与安装架螺纹连接。
所述磁吸式排种器，多个排种元件可同时安装在安装板上，但多个排种元件中的线圈绕制方向需相同，每个线圈的电流输入端与另一个线圈的输出端相连。
电磁铁线圈依次连接电源极性转换开关和可调直流稳压电源，调整直流稳压电源的输出电流以及改变电磁铁线圈的电流方向，可以改变磁吸头吸种端面的磁感应强度大小和电磁铁磁极端面的极性N、S极方向，磁吸头吸种端面磁感应强度大小的改变可以满足不同规格种子的排种要求，而电磁铁磁极端面极性N、S极方向的改变可以完成排种器的吸种、清种动作。具体为：磁吸头吸取种子和携带种子运动过程中，电源极性转换开关不换向，线圈所通电流及方向所形成的电磁铁与磁吸头接触端的磁极极性，应与永磁体相邻端面的磁极极性相同；在磁吸头到达播种位需要卸掉种子时，电源极性开关应该换向，以改变线圈电流方向，使线圈所通电流方向所形成的电磁铁与磁吸头接触端的磁极极性与永磁体相邻端面的磁极极性相反。
本发明一种磁吸式排种器，采用了永磁电磁组合磁系结构方案，与单一电磁铁排种元件相比，磁吸头吸种端面的磁场强度来源于电磁铁和永磁体两部分，从而提高了磁吸头的磁吸力，降低了线圈所需匝数以及种子磁粉包衣所需铁粉含量；与永磁铁排种元件相比，无需专门的强制清种机构，能够避免使用机械清种而造成的种子损伤，而且磁吸头吸力可调，一种规格排种元件可满足不同规格包衣种子的播种要求。
本发明中电磁铁与永磁体的位置可以互换，但其效果是一样的，因此电磁铁与永磁体位置互换后的技术特征也属于本发明保护范围内。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1：磁吸式排种器单个排种元件示意图。
图2：下盖板结构示意图。
图3：组合磁系磁吸式排种器吸种状态示意图。
图4：组合磁系磁吸式排种器清种状态示意图。
图5：排种器安装示意图。
图中：1.磁吸头 2.电磁铁 3.电磁铁线圈 4.磁轭 5.永磁体 6. 空管 7.下盖板 8.磁路 9.磁粉包衣种子 10.安装板 11.上接头 12. 可调直流稳压电源 13.电源极性转换开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明磁吸式排种器作进一步说明。
排种器单个排钟元件参照图1，它包括磁吸头1；调节磁系磁路和改变磁吸头端面磁场强度的电磁铁2；组成闭合回路的磁轭4；连接磁轭4与磁吸头1左上方的永磁体5;包裹以上组合磁系的排种元件套管。
参照图1、图2，排种元件套管由抗磁性材料制成，包括空管6、下盖板7和上接头11，其中下盖板7安装在空管6内的下部，下盖板7的中心开有一小孔，电磁铁2下部和磁吸头1的上部均固定安装在小孔内，下盖板7的中间层也开有一个小孔，与下盖板7中心小孔相通，永磁体5安装在中间层小孔内；空管6的一侧上部、下部各开有一小孔，水平段磁轭4穿过空管6上部小孔，永磁体5穿过空管6下部小孔，空管6的另一侧开有小槽，电磁铁线圈3的两头接线穿过小槽；上接头11下部与空管6固定连接，上接头11上部开有螺纹，与安装板10连接。
参照图3，对电磁铁线圈3通以一定大小的电流，当电磁铁2下方极性（N）与磁吸头1左方的永磁体5的极性(N)相同时，整个磁系的磁路8为两部分：一部分为电磁铁2、磁吸头1、气隙、磁轭4、电磁铁2。另一部分为永磁体5、磁吸头1、气隙、磁轭4、永磁体5。磁吸头1吸种端端面的场强叠加，产生足够强的磁场，将磁粉包衣种子9从种箱里吸附上来。从而完成排钟元件的吸种动作。
参照图4，当电磁铁线圈3的电流方向发生改变时，电磁铁2下方的极性就会改变为与磁吸头1左方的永磁体5的极性（N）相反的极性（S），整个磁系的磁路8为：永磁体5、磁吸头1、电磁铁2、磁轭4、永磁体5。磁吸头1吸种端有很少一部分磁力线通过，不足以克服磁粉包衣种子9的重力。因此此时磁粉包衣种子9会在自身重力的作用下掉落下来。从而完成排钟元件的清种动作。当改变通过电磁铁线圈3的通电电流时，吸种时参照图2所述，第一部分磁路8的强度会发生改变，进而导致磁吸头1吸种端由两部分磁路8叠加起来的磁场强度得到改变。清种时参照图3所述，磁吸头1吸种端端面的磁场强度仍旧很弱，依然可以完成清种动作。故改变电磁铁线圈3的通电电流可以实现磁吸头1吸种端端面磁场强度的变化。由此可以满足不同类型磁粉包衣种子9的排种要求。
参照图5 所示讲单个的排钟元件固定在安装板10上构成整个的组合磁系磁吸式精密播种机。安装板10可以采用不同的排列方式例如采用圆周滚筒式将安装板沿周向阵列、排种元件沿滚筒轴向按穴盘孔距均匀分布的结构形式构成组合磁系磁吸滚筒式精密排种器。也可以采用板式将安装板10按照平面并排的方式，与穴盘排列相一致构成组合磁系板式精密播种器。
Claims (3)
1.一种磁吸式精密排种器，其特征在于，包括排种元件、排种元件套管、安装架（10）、可调直流稳压电源（12）和电源极性转换开关（13）；所述排种元件采用永磁电磁组合式结构，包括磁吸头（1）、电磁铁（2）、电磁铁线圈（3）、磁轭（4）、永磁体（5），其中磁吸头（1）和磁轭（4）采用圆柱形金属导磁材料制成，磁吸头（1）位于电磁铁（2）底部，磁吸头（1）与电磁铁（2）直接接触；圆柱形永磁体（5）位于电磁铁（2）一侧，与电磁铁（2）相垂直，圆柱形永磁体（5）的上沿与磁吸头（1）和电磁铁（2）接触面持平；电磁铁线圈（3）绕在电磁铁（2）上；磁轭（4）位于电磁铁（2）一侧，呈倒置L型，磁轭（4）的上部与电磁铁（2）上端面接触，磁轭（4）的下部与永磁体（5）的端面相接触，磁吸头（1）、电磁铁（2）、永磁体（5）和磁轭（4）的相互位置关系通过与排种元件套管的连接固定；所述排种元件安装在套管安装架（10）上；电磁铁线圈（3）依次连接电源极性转换开关(13)和可调直流稳压电源（12）；通过调整直流稳压电源12的输出电流以及改变电磁铁线圈（3）的电流方向，改变磁吸头（1）吸种端面的磁感应强度大小和电磁铁（2）磁极端面的极性N、S极方向。
2. 根据权利要求1所述的一种磁吸式精密排种器，其特征在于，所述排种元件套管由抗磁性材料制成，包括空管（6）、下盖板（7）和上接头（11），下盖板（7）安装在空管（6）内的下部，下盖板（7）的中心开有一小孔，电磁铁（2）下部和磁吸头（1）的上部均固定安装在小孔内，下盖板（7）的中间层也开有一个横向小孔，与下盖板（7）中心小孔相通，永磁体（5）安装在中间层小孔内；空管（6）的一侧上部、下部各开有一小孔，水平段磁轭（4）穿过空管（6）上部小孔，永磁体（5）穿过空管（6）下部小孔，空管（6）的另一侧开有小槽，电磁铁线圈（3）的两头接线穿过小槽；上接头（11）下部与空管（6）固定连接，上接头（11）上部开有螺纹，与安装架（10）螺纹连接。
3. 根据权利要求1或2所述的一种磁吸式精密排种器，其特征在于，所述排种器包括两个以上个排种元件，排种元件同时安装在套管安装架（10）上，每个排种元件中的电磁铁线圈（3）绕制方向相同，每个电磁铁线圈（3）的电流输入端与另一个电磁铁线圈(3)的输出端相连。
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