CN104012222A - 电动自走式数控小区条播机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动自走式数控小区条播机。旨在解决现有小区播种机播种不均匀、行长控制不够精确的技术难题。它包括行走机构、自动控制装置、对应设置于该行走机构上的分种机构、开沟播种机构及升降机构，所述分种机构包括设置于所述开沟播种机构上方的分种单元及设置于该分种单元上方的储种单元；所述行走机构为电动行走机构；所述分种单元包括分种盘、设置在该分种盘下方用于驱动所述分种盘转动的分种伺服电机或分种步进电机；本发明具有行间、行内播种均匀，自动化程度高、无级行长设定（任意行长设定）、行长控制精度高、操作简便、播种效率高等诸多优点。

Description

电动自走式数控小区条播机

技术领域

本发明涉及一种播种机，尤其涉及一种用于农业科研单位进行新品种培育、良种繁育和进行品种对比、栽培等田间小区试验的电动自走式数控小区条播机。 

背景技术

种子工程一直是世界经济工作的重点，我国作为人口大国，培育优良品种、提高粮食产量,确保粮食安全，对于我国来说就显得尤为重要。早在2010年，中央“一号文件”就已经强调，“切实把农业科技的重点放在良种培育上”。对于农作物新品种的培育，实验播种是重中之重，因此一种自动化程度高、播种精准、稳定、可靠的电动自走式数控小区条播机成为各个科研育种单位进行新品种培育、良种繁育和进行品种对比、栽培等田间试验所急需的工具。目前，对自走式小区条播机的播种要求是：不依靠外部动力自行走、在规定的小区长度内均匀播完一定量的种子，在播完一个小区后，在不停机的状态下进行下个小区的播种，在进行下个小区播种时，播种机内需无任何种子残留，以避免品种间混杂。 

在农业科研试验过程中，播种是极其重要的环节，为了保证试验结果的准确性，试验小区的播种对行长控制，行内、行间种子均匀度要求极高，如需要在规定的小区长度内均匀播完一定量的种子，且同一小区中行间、行内播种均匀，不同小区间要避免品种混杂等；目前，我国的小区实验田播种大多采用传统的人力手工播种，其存在的劳动强度大、工序繁琐、播种效率低、播种质量不均衡等缺点，严重影响了农业科研试验的准确性。近年来一部分科研机构或院校开始使用国产以及国外进口的小区条播机播种。国产条播机具有很大的价格优势，但是其因采用机械链轮、齿轮、链条、皮带、底轮的传动方式，导致其在传输动力时存在较大误差，造成播种盘的转速与条播机的行驶速度不一致，最终造成单个小区内及单个行长内的播种量不均匀，不能达到预设的要求，致使试验的准确性存在较大的误差，其相比于人工播种并没有实质性的提高，同时使用起来繁琐复杂，效率极低，采用链轮传动易坏甚至效率及准确性不及人工。进口条播机准确性相对于国产条播机虽然有大幅度提高，但是价格昂贵，而且经过长期的使用、研究，进口条播机同样采用机械链轮、齿轮、链条的传动方式，在实验过程中仍会产生较大的误差，并直接影响试验数据的可靠性。而现有的条播机采用单排分种盘的小区条播机，在播种大粒、圆粒种子（如黄豆）时，由于条播机行走、分种盘旋转采用机械式控制，种子在分种盘内由于离心力的作用，会集中在分种盘的外缘，导致种子在下种口边缘堆积，使得下种速度、下种量不均匀。另外由于条播机行走时的震动、颠簸，会使种子格内的种子产生位移、跳跃，有些种子会散落到已经经过下种口的空种子格内，使得在走完规定的行长后，分种盘内仍有待播的种子，造成行长无法控制，进而使小区实验的基本苗数减少，直接影响到实验结果的准确性和可靠性。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应农业科研需要，提供一种操控简洁、调整方便、维护简单、适应多种不同作物种子、自动化程度高，行间、行内播种均匀、行长控制精准、误差小、播种效率高、可满足超行长播种、行长无极任意设定的电动自走式数控小区条播机。 

为了实现本发明的目的，本采用的技术方案为： 

设计一种电动自走式数控小区条播机，包括行走装置、自动控制装置、对应设置于该行走装置上的分种机构、开沟播种机构、升降机构，所述分种机构包括设置于所述开沟播种机构上方的分种单元、及设置于该分种单元上方的储种单元；所述行走装置包括电动行走机构及对应的车载电源；所述分种单元包括分种盘、设置在该分种盘下方的用于驱动所述分种盘转动的分种伺服电机或分种步进电机。

   在所述分种盘的下方设置有下种口，并在该下种口的下方设置有排种器，所述排种器经由与其对应连接的接种漏斗与所述下种口对应连通。 

   所述分种盘包括由内至外相邻设置的内圈格盘、外圈格盘及外部挡板；所述下种口位于所述内圈格盘及外圈格盘的下方；所述排种器包括至少一个与所述下种口对应连通的排种口，并在所述排种口上对应连通有排种管，所述排种管的另一端与所述开沟播种机构对应连通。 

   所述排种器还包括分种头、对应设置在该分种头下方的分种头托架、动力输出端对应连接在所述分种头托架底部的传动轴，在所述传动轴的动力输入端连接有对应的排种电机；所述分种头包括基盘、设置于基盘上、且以基盘圆心为中心形成点对称的高度或厚度为15.0～20.0mm的两个扇形凸块，且两扇形凸块的弧形边重合于所述基盘的圆周边，所述两扇形凸块的两顶点边之间的距离为10.0mm～30.0mm，在所述基盘的中心线上、两扇形凸块之间设有高为3.0～8.0mm的三棱体，所述扇形凸块的扇形圆心角为135°～145°。 

   所述电动行走机构包括至少三个车轮、对应设置于车轮上的机架、行走电机、与所述车轮转动轴对应连接的连体变速箱，所述连体变速箱与所述行走电机对应连接。 

   所述排种电机为常规调速电机、步进电机或伺服电机；所述行走电机为直流调速电机； 

所述自动控制装置包括与车载电源对应连接的分种控制单元及行走控制单元，所述分种控制单元包括可编程控制器、与所述可编程控制器对应连接的输入输出终端、及与可编程控制器对应连接的伺服电机驱动器、步进电机控制器，所述伺服电机驱动器、步进电机控制器的输出端分别与所述分种伺服电机、步进电机对应连接；

所述行走控制单元包括用于监测行驶速度的速度编码器、与车载电源对应连接的电机控制器、与所述电机控制器对应连接的加速器、正反转档位开关，所述直流调速电机与所述电机控制器对应连接，所述速度编码器设置于所述连体变速箱上的主减速轴上并与可编程控制器对应连接。

   所述升降机构包括液/气压泵、与所述液/气压泵连通的用于实现开沟播种机构升降动作的升降液/气压缸；所述行走装置还包括与所述液/气压泵对应连通的用于控制车轮转向的转向液/气压缸。 

   所述行走装置还包括设置于所述机架后方的行驶操作台、设置于行驶操作台前方的液/气压方向机、两个设置于两后车轮上的刹车制动器；所述液/气压方向机与所述转向液/气压缸对应连接，所述转向液/气压缸设置于机架的前方，并与所述前车轮对应连接用于推动前车轮的转向；在所述行驶操作台前下方设置有两制动踏板，两制动踏板各与其中一个刹车制动器对应连接并分别制动一个后车轮。 

   所述开沟播种机构包括提升拉杆、至少一个开沟器、固定连接于所述机架下方的至少一个支架，在所述支架的下方固定连接有横向支撑杆，在所述横向支撑杆的两端各设置有对应的连接件，在所述两连接件中间设置有第二横向支撑杆，在所述第二横向支撑杆上铰接有至少一个连接杆，所述连接杆的另一端固定连接于所述开沟器； 

在所述支架上还设置有向外延伸的至少两个支臂，并在所述各支臂的前端固定有轴承，并在所述各轴承之间固定有可转动的转动杆，在该转动杆上设置有向上倾斜的提升件；所述提升拉杆的一端与所述连接杆铰接，另一端与所述提升件铰接；在所述转动杆上还设置有推进件，所述升降液/气压缸固定于所述支架或横向支撑杆上，且所述升降液/气压缸的伸缩杆与所述推进件的端部铰接。

在所述横向支撑杆的一端设置有连接件，另一端设置有带有至少一个调节槽的调角盘，所述第二横向支撑杆的两端以可转动方式分别与连接件、调角盘对应连接；在与调角盘连接的第二横向支撑杆的端部固定连接有调角手柄，并在调角手柄上设置有用于与所述调节槽锁合的螺栓；所述连接杆的两端分别与所述第二横向支撑杆、开沟器铰接，并在所述连接杆的下方还设置有调角拉杆，所述调角拉杆的两端分别与所述第二横向支撑杆、开沟器铰接，在所述开沟器上还设置有限位镇压轮，并在所述限位镇压轮上还设置有覆土弹簧；在所述提升拉杆的上部设置有压缩弹簧；在所述分种机构的侧方设置有播种操作台及种子托台，所述播种操作台设置于所述机架上，所述种子托台设置于播种操作台的前方。 

本发明的有益效果在于： 

      1.本发明与传统机械控制的条播机（如燃油发动机等）相比，具有操作简单、控制方便、控制精度高等优势，同时与分种盘相组合可实现针对不同农作物种子实现高精度播种；同时还可采用数控控制分种伺服电机、步进电机，并通过触摸屏的输入相应设置行长数据，可实现任意行长设定并均匀播种，同时播种速度可以按照该小区条播机行驶的速度进行自动跟踪调节，使该条播机通过自动控制系统实现对播种行长、行间、行内的种子均匀度实现精确控制。

      2.采用外圈格盘与内圈格盘形成双排种子格的分种盘，能够解决因现有分种盘在条播机行驶和分种盘旋转时产生的离心力及车辆颠簸，所造成分种盘内种子产生较大位移（特别是圆粒、大粒种子或极小粒种子），使其向四周及其它种子格内位移，造成行间、行内种子分布不均匀、误差大，规定行长内播种量不均匀、行长无法控制。 

      3.通过控制分种盘的转速能够控制一定行长内总的播种量，满足在规定行长内播完一定量种子的播种要求，通过使用本发明排种器则能够进一步提高行间播种量的均匀性，进而使本发明条播机能够满足小区播种试验所需的种子均匀度，有利于本小区条播机的均匀播种、行长精确控制。 

4.本发明可采用数控式播种系统及触摸显示屏参数设定方式，可方便的对播种行长、行间、行内的种子均匀度实现精确控制，并可通过触摸显示屏的控制自动清种，适用于各类作物种子定量及均匀播种。 

5.本小区条播机进一步采用伺服控制技术，则进一步增强作为排种及播种的可靠性，同时可实现行间、行内播种均匀；两后车轮的打滑系数可通过PLC在一定范围内进行修正，使得播种小区的长度设定更加精准。 

6.本小区条播机采用独立的动能单元，将动能合理的分配到小区条播机的各个部分，以各个模块的独立动能单元独立完成驱动，摒弃了同类产品一直在使用的链轮、链条、皮带、地轮等动能传输方式，提高了播种的准确性及可靠性；同时各动力单元单将个机构的独设置减少了动能在传输中产生的能量流失，同时也排除了链轮、链条、皮带、地轮传输过程中因为某一环节的偏差操作和机件间应有的安装间隙影响整机其他环节的稳定性，从而影响到条播机的行长控制及行间、行内播种均匀度。 

7. 本电动自走式数控小区条播机行驶速度及行驶距离实现电子监控：通过对应的速度编码器读取连体变速箱主减速轴上的转速数据从而检测车辆行驶速度及行驶距离（同类产品通过地轮、链轮、链条检测及动能传递），避免了地轮读取行驶速度后再通过链轮、链条、皮带传输给分种盘使其做出反应的误差，同时将数据传输给PLC控制系统，PLC控制系统通过对速度编码器采集的数据进行计算处理，通过各控制器分别对分种伺服电机、步进电机下达工作指令，做到信息传输零误差。 

8.采用触摸操作屏作为输入输出终端，可更方便的对播种行长、排种器的转速进行参数设定，通过PLC读取速度编码器的数据处理分析，经过内部计算将准确的任务信息传送给分种伺服驱动器；从而实现对伺服电机进行精确控制，从而控制分种盘的转速，实现（3-50m）任意行长的设定并且可根据条播机的行走速度自动进行跟踪，实现播种行长的精确控制。 

9.采用独立的分种伺服电机控制分种盘（同类产品均为机械传递，如链轮、链条、皮带、地轮），独立的电机控制直接受命于PLC中央控制系统，不受任何其它模块的干扰；使用分种伺服电机，可使分种盘转动速度和幅度更为匀速、精确，从而提高了行内、行间的播种均匀度，使行长控制更精准。 

10. 进一步采用PLC中央控制系统（同类产品的单一性通过机械部件传导、链接整车，播种精度和均匀度不高、行长控制不准确，甚至导致试验数据误差过大而不能使用），更能准确的接收、监视条播机的行驶速度和行驶距离并数字化传递，使得行驶速度、行驶距离、分种盘转速密切配合运行，做到行长控制极小误差甚至零误差。 

附图说明

图1为本电动自走式数控小区条播机侧视示意图； 

图2为本发明中开沟播种机构升降原理侧视示意图；

图3为本发明中开沟播种机构主要机构示意图；

图4为本发明电动自走式数控小区条播机分种机构的主要结构示意图；

图5为图4中A部放大图；

图6为图4中B部放大图；

图7为分种盘的结构示意图；

图8是底板的结构示意图；

图9是分种盘与底板组装后的结构示意图；

图10是图7中C部放大图；

图11为本电动自走式数控小区条播机主视示意图；

图12为本电动自走式数控小区条播机附视示意图；

图13为本电动自走式数控小区条播机自动控制原理示意图；

图14为本电动自走式数控小区条播机进行小麦播种实验效果图；

图15是本电动自走式数控小区条播机中的分种头与分种头托架主要结构示意图；

图中：1.下种漏斗；2.储种筒；3.锥体套管；4.分种盘；5.锥体；6.底板；7.同心轴；8.排种器；9.内圈格盘；10.外圈格盘；11.外部挡板；12.下种口；13.排种口；14.内部隔板；15.提升手柄；16.环状固定件；17.支撑杆；18.分种伺服电机；19.步进电机；20.凹槽；21.前车轮；22.后车轮；23.机架；24.开沟器；25.升降油缸；26.转向油缸；27.排种管；28.提升拉杆；29.支架；30.横向支撑杆；31.连接件；32.第二横向支撑杆；33.连接杆；34.支臂；35.轴承；36.转动杆；37.提升件；38.推进件；39.调角盘；40.调节槽；41.调角手柄；42.调角拉杆；43.限位镇压轮；44.覆土弹簧；45.压缩弹簧；46.播种操作台；47.种子托台；48.播种扶手；49.加速器；50.行驶操作台；51.液压方向机；52、53.制动踏板；54.显示触摸屏；55.倒正开关；56.连体变速箱；57.接种漏斗；58.三棱体；59.基盘；60.螺钉；61.扇形凸块；62.分种头托架；63.底座；64.传动轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明： 

实施例1：一种电动自走式数控小区条播机，参见图1至图15，包括电动行走机构及车载电源、分种机构、开沟播种机构、升降机构、自动控制装置，所述的电动行走机构包括四个车轮、对应设置于四个车轮上部的机架23、设置于所述机架23后方的行驶操作台50、设置于行驶操作台前方的液压方向机51、用于控制该条播机两个前车轮转向的转向油缸26、设置于两后车轮22之间的连体变速箱56，所述的升降机构包括设置于机架后方的液压油泵、与该液压油泵连通的用于实现开沟播种机构升降动作的升降油缸25；转向油缸26设置于机架前方的两前车轮21之间，液压方向机51与转向油缸对应连接用于实现两前车轮的转向；连体变速箱56与两后车轮上的转动轴对应连接，连体变速箱56还与设置于两后车轮间的直流调速电机对应连接；在两后车轮22上各设置有一个刹车制动器，在行驶操作台的前下方处右侧设置有加速器49，左侧设置有两个制动踏板52、53，两制动踏板各与其中一个刹车制动器对应连接，两制动踏板52、53个分别制动一个后车轮。

所述的开沟播种机构对应设置于前后车轮之间机架23的下方；该开沟播种机构包括六个开沟器24、六个提升拉杆45、固定连接于机架下方的两个支架29，在两支架的下方固定连接有一个横向支撑杆30，在所述横向支撑杆的一端设置有连接件31，另一端设置有带有多个调节槽40的调角盘39，在所述连接件31与调角盘39的中间设置有第二横向支撑杆32，该第二横向支撑杆32的两端以可转动方式分别与连接件31、调角盘39对应连接；在与调角盘连接的第二横向支撑杆的端部固定连接有调角手柄41，并在调角手柄41上设置有用于与调节槽锁合的螺栓；在第二横向支撑杆32上铰接有至少一个连接杆33，连接杆33的两端分别与所述第二横向支撑杆32、开沟器24铰接，并在连接杆33的下方还设置有调角拉杆42，所述调角拉杆42的两端分别与第二横向支撑杆32、开沟器24铰接；在所述开沟器24上还设置有限位镇压轮43，并在所述限位镇压轮43上还设置有覆土弹簧44；在提升拉杆28的上部设置有压缩弹簧45；在两支架上各设置有向外延伸的支臂34，并在各支臂的前端固定有轴承35，并在两轴承35之间固定有可转动的转动杆36，在该转动杆上设置有向上倾斜的提升件37；提升拉杆28的一端与连接杆33铰接，另一端与提升件37铰接；在转动杆36上还设置有推进件38，升降油缸25固定于所述支架29和支臂34上，且升降油缸的伸缩杆与推进件38的端部铰接；通过拉动调角手柄41可实现第二横向支撑杆32的转动，进而可带动连接杆33、调角拉杆42，进而实现开沟器24的角度调节，通过开沟器24的角度调整，可调节播种深度，以满足不同土质的播种要求。进一步可通过升降油缸25的伸缩杆推动推进件38的转动，进而带动转动杆36的转动，进而实现转动杆36上的提升件37的端部向上抬动，从而带动提升拉杆28向上提升，实现将开沟器24的提升。 

该电动自走式数控小区条播机还包括设置于所述开沟播种机构上方的分种机构，在分种机构的侧方设置有播种操作台46及种子托台47，播种操作台46设置于机架23上，所述种子托台设置于播种操作台46的前方，在所述播种操作台的前方还设置有播种扶手48，在播种时播种人员可以手扶该播种扶手确保操作安全。上述分种机构包括分种单元，以及对应设置于所述分种单元上方的储种单元，上述储种单元包括下种漏斗1、储种筒2和锥体套管3，下种漏斗1的下部开口与储种筒2的上部开口固定连接并相连通，锥体套管3位于储种筒2的中心轴向位置，并通过螺钉固定于储种筒2的筒壁上。储种单元还包括用于将储种筒2和下种漏斗1抬起的提升手柄15，提升手柄15的一端设有环状固定件16，环状固定件16固定于所述储种筒2的外壁上，使提升手柄15与储种筒2固定连接；在提升手柄15的下部设有支撑杆17，支撑杆17与提升手柄15通过转动轴相连接。 

上述分种单元包括分种盘4、锥体5、底板6、同心轴7、和排种器8，底板6固定安装于条播机的机架上，分种盘4安装在底板6上，锥体5安装在分种盘4内的底座上，同心轴7贯穿底板6、、分种盘4和锥体5的中心，其顶部套接于锥体套管3内。在底板的下方安装有为所述分种盘提供动力并与其连接的分种伺服电机18；通过分种伺服电机18带动分种盘4的转动；在锥体5的上部与储种筒2接触的位置设有凹槽20，储种筒2的下边缘卡合在所述凹槽20内。分种盘4设置于底板6的上方，分种盘4包括依次相邻的内圈格盘9、外圈格盘10和外部挡板11，分种盘4的外圈格盘10与内圈格盘9分别由内部隔板14间隔成均匀分布的种子格，内部隔板14的厚度自下向上逐渐缩小，其上边缘厚度为其下边缘厚度的1/3；；分种盘4由金属铜制成；在底板6上设有下种口12，排种器8设置于下种口12的下方，排种器8经由接种漏斗57与所述的下种口12对应连通；在排种器8的下部设有6个排种口13，每个排种口13与一个排种管27相连通，每一个排种管27的下端与上述的开沟器24对应连通。在排种器8内设有分种头，该分种头包括基盘59、设置于基盘59上、且以基盘圆心为中心形成点对称的两个扇形凸块，两扇形凸块沿基盘59的中心线相向设置，且两扇形凸块的弧形边重合于基盘59的圆周边。且两扇形凸块的两顶点边之间的距离为20.0mm（或10.0mm、或30.0mm）。两扇形凸块凸出于所述基盘59上的高度为15.0mm（或20.0mm），且两扇形凸块61的扇形圆心角相同均为140°(介于135°～145°之间)。在基盘59的中心线上、两扇形凸块之间凸出设置有高度在3.0～8.0mm之间的三棱体58；在上述分种头的下方设置有分种头托架62，分种头托架62底部与对应的的传动轴连接64；且该分种头与传动轴64中心共轴设置，并在两扇形凸块上各设置有一个固定孔，两扇形凸块分别经由对应的螺钉贯穿于固定孔后与分种头托架62固定，螺钉60固定于固定孔内时，其上端部与对应扇形凸块的上表面在同一平面，避免螺钉凸出两扇形凸块的上表面影响分种的精确性。该排种器还包括底座63，在底座63内安装有轴承，传动轴64设置于底座63内的轴承上并可在该轴承上转动，并进而带动分种头转动，在排种器8下方设有为该排种器8提供动力并与传动轴64对应连接的步进电机19（或常规调速电机或伺服电机）。排种管27为两段直径不同的不锈钢管对接而成，其中直径小的不锈钢管的上端与排种器8的排种口对应连通，其下端套在直径大的不锈钢管内，直径大的不锈钢管的下端与开沟器24对应连通。 

上述自动控制装置包括与车载电源对应连接的分种控制单元及行走控制单元，所述行走控制单元包括与所述车载电源对应连接的电机控制器、与所述电机控制器对应连接的加速器、档位开关，所述车载电源包括设置于机架后方的发电机、与发电机对应连接的漏电开关、与漏电开关对应连接的变压器、与变压器对应连接的整流滤波器；上述可编程控制器为PLC。所述档位开关为用于控制直流调速电机正反转的倒正开关，并设置于行驶操作台的右方；该行走控制单元还包括用于监测行驶速度的速度编码器，该速度编码器设置于所述连体变速箱上的主减速轴上并与PLC对应连接。所述分种控制单元包括与所述可编程控制器对应连接的显示触摸屏54、伺服电机驱动器、步进电机控制器，所述伺服电机驱动器的输出端与分种伺服电机18对应连接，所述步进电机控制器的输出端与步进电机19对应连接，分种伺服电机18、步进电机19经由与其对应的速度编码器与可编程控制器连接。 

该电动自走式数控小区条播机的工作过程如下： 

首先将待播种子经由下种漏斗1倒入储种筒2内，由于储种筒2的下边缘卡合在锥体5的凹槽20内，此时种子被留在储种筒2中，不会下落。在该电动自走式小区条播机到达起播线时（开沟器进入土壤内），操作员按下提升手柄15，提升手柄15以支撑杆17为支点带动固定在储种筒2上的环状固定件16，撬起储种筒2，储种筒2内的种子沿着锥体5的表面落下，并均匀散布在分种盘4的内外格盘中的种子格内，并随着分种盘4的转动种子从底板6上的下种口12落下，经接种漏斗57进入排种器8内，排种器8内的分种头将种子均匀分布到每个排种口内，每个排种口对应连接一个排种管，每一个排种管下端与开沟器对应连通，种子下落后经由开沟器播种到土壤中，并经由后方的覆土弹簧44将开沟后两侧的土壤拨到沟内，有效的覆盖在种子上。在播种时PLC控制器根据连体变速箱的主减速轴上的速度编码器所读取到的条播机的行驶速度进行自动跟踪，进而调节分种伺服电机、步进电机的转速以与行驶速度相适应配合，达到均匀播种、精确控制行长的目的，其在单位面积内播种均匀度更高，使行间、行内的播种更均匀，同时本发明采用双排结构的分种盘（外圈格盘和内圈格盘），能够使种子在分种盘内的外圈格盘和内圈格盘中均匀分布，不会因离心力的作用使种子都堆积到分种盘的外缘，经过下种口时不会产生堆积，使得下种速度、下种量更加均匀，也能够有效避免因震动、颠簸而产生的种子大幅位移和跳跃，使得漏播种子的几率大大减少；避免了分种盘转动时由于离心力及条播机在田间行走时的颠簸而造成的分种盘内的种子的较大位移，特别是对大粒、圆粒种子或及小粒种子，如黄豆、绿豆、油菜等作物有明显的均匀分种效果，适用范围更加广泛。

PLC同时通过对连体变速箱的主减速轴上的速度编码器读取电动自走式数控小区条播机的行驶速度及行驶距离、及对分种伺服电机、步进电机相连接的速度编码器读取对应的分种伺服电机、步进电机转速等数据进行分析计算处理，之后通过伺服电机驱动器及步进电机控制器分别对分种盘和排种器的驱动电机（分种伺服电机和步进电机）下达指令，进而实现对分种盘和排种器转速的精确控制，使分种盘的速度和条播机的行驶速度保持一致，即根据行走速度自动跟踪、调节分种盘转速，从而控制播种量、精确行长，做到信息传输零误差。采用本发明分种盘的电动自走式数控小区条播机可以实现3～50m任意行长的无极设定并且可根据该条播机的行走速度自动进行跟踪，行长控制的误差能够减小至1～3cm，实现播种行长的精确控制。 

（1）使用本发明的电动自走式数控小区条播机对小麦种子播种试验过程及试验统计结果如下： 

取200克小麦种子，设定（通过显示触摸屏设置）播种行长为5米，将种子放入下种漏斗中，启动该电动自走式数控小区条播机，在开沟器到达起播线时，操作员按下提升手柄15，撬起储种筒2，储种筒2内的小麦种子沿锥体5的表面落下，并均匀散布在分种盘4的外圈格盘和内圈格盘的内，并随着分种盘4的转动从底板的下种口12落下，经接种漏斗57进入排种器8内，排种器8内部的分种头将种子均匀分布到6个排种口，每个排种口中的种子经由排种管下落至开沟器内，每个开沟器的下方的出口用塑料袋包住用于承接下落的种子，当该电动自走式数控小区条播机在分种盘内的种子落完时停止该电动自走式数控小区条播机工作（停止行驶及分钟盘的转动），并记录如下数据：实际播种的行长（自起播线开始时开沟器下方的出口对应的地面位置至电动自走式数控小区条播机停止时开沟器的下方的出口对应的地面位置）；称量每个排种口落出的种子重量。试验重复进行三次，其结果如下表1所示:

表1小麦播种试验结果

（2）黄豆种子播种试验

取200g黄豆种子，规定行长为4.2m，试验过程与小麦播种试验相同，此外，使用本电动自走式数控小区条播机在地毯草上进行上述黄豆播种试验，播种过程中让黄豆种子从开沟器下方落在地毯草上（地毯草用于防止种子跳动），观察每行种子的散落情况。如图14所示，可见每行内种子散落均匀，能够保证行内播种的均匀，行间、行内播种均匀，误差极小，能够完全能够满足小区育种实验对精确播种的要求。试验统计结果如下表2所示：

表2 黄豆播种试验结果

（3）油菜种子播种试验

取200g油菜种子，规定行长为8.5m，试验过程与小麦播种试验相同，试验统计结果如下表3所示：

表3 油菜播种试验结果

由以上试验结果可以看出：

1.本电动自走式数控小区条播机能够实现精确的行长控制，实际播种的行长与规定行长之间的误差能够精确到1～3cm，而现有的机械式电动自走式数控小区条播机的行长控制误差在50～80cm之间，甚至更长，可见本发明在行长控制上取得了极其显著的进步。

2.每个排种口排出的种子重量之间的误差在1～3g，即每行所播种子的重量基本相同，使行间播种的均匀度大幅提高，有利于提高小区实验结果的准确性和可靠性。 

3.采用本发明的分种盘及电动自走式数控小区条播机，能够实现对极小粒种子的播种，如油菜种子，其播种均匀度同样极高，并且同样可以精确控制播种行长，而现有的小区条播机是无法对油菜这样极小粒的种子进行播种的；同时，也能够实现对大粒、圆粒种子的均匀播种，如黄豆种子，而现有的小区条播机在播种黄豆等大粒、圆粒种子时，无法实现均匀分种、容易产生漏播，而本发明克服了这些难题，实现了大粒种子的均匀播种和精确的行长控制，并且避免了漏播，完全能够满足小区育种实验对精确播种的要求。 

最后指出，本实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种电动自走式数控小区条播机，包括行走装置、自动控制装置、对应设置于该行走装置上的分种机构、开沟播种机构、升降机构，所述分种机构包括设置于所述开沟播种机构上方的分种单元、及设置于该分种单元上方的储种单元；其特征在于：所述行走装置包括电动行走机构及对应的车载电源；所述分种单元包括分种盘、设置在该分种盘下方的用于驱动所述分种盘转动的分种伺服电机或分种步进电机。

2.如权利要求1所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：在所述分种盘的下方设置有下种口，并在该下种口的下方设置有排种器，所述排种器经由与其对应连接的接种漏斗与所述下种口对应连通。

3.如权利要求2所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述分种盘包括由内至外相邻设置的内圈格盘、外圈格盘及外部挡板；所述下种口位于所述内圈格盘及外圈格盘的下方；所述排种器包括至少一个与所述下种口对应连通的排种口，并在所述排种口上对应连通有排种管，所述排种管的另一端与所述开沟播种机构对应连通。

4.如权利要求3所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述排种器还包括分种头、对应设置在该分种头下方的分种头托架、动力输出端对应连接在所述分种头托架底部的传动轴，在所述传动轴的动力输入端连接有对应的排种电机；所述分种头包括基盘、设置于基盘上、且以基盘圆心为中心形成点对称的高度或厚度为15.0～20.0mm的两个扇形凸块，且两扇形凸块的弧形边重合于所述基盘的圆周边，所述两扇形凸块的两顶点边之间的距离为10.0mm～30.0mm，在所述基盘的中心线上、两扇形凸块之间设有高为3.0～8.0mm的三棱体，所述扇形凸块的扇形圆心角为135°～145°。

5.如权利要求4所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述电动行走机构包括至少三个车轮、对应设置于车轮上的机架、行走电机、与所述车轮转动轴对应连接的连体变速箱，所述连体变速箱与所述行走电机对应连接。

6.如权利要求5所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述排种电机为常规调速电机、步进电机或伺服电机；所述行走电机为直流调速电机；

所述自动控制装置包括与车载电源对应连接的分种控制单元及行走控制单元，所述分种控制单元包括可编程控制器、与所述可编程控制器对应连接的输入输出终端、及与可编程控制器对应连接的伺服电机驱动器、步进电机控制器，所述伺服电机驱动器、步进电机控制器的输出端分别与所述分种伺服电机、步进电机对应连接；

所述行走控制单元包括用于监测行驶速度的速度编码器、与车载电源对应连接的电机控制器、与所述电机控制器对应连接的加速器、正反转档位开关，所述直流调速电机与所述电机控制器对应连接，所述速度编码器设置于所述连体变速箱上的主减速轴上并与可编程控制器对应连接。

7.如权利要求6所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述升降机构包括液/气压泵、与所述液/气压泵连通的用于实现开沟播种机构升降动作的升降液/气压缸；所述行走装置还包括与所述液/气压泵对应连通的用于控制车轮转向的转向液/气压缸。

8.如权利要求7所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述行走装置还包括设置于所述机架后方的行驶操作台、设置于行驶操作台前方的液/气压方向机、两个设置于两后车轮上的刹车制动器；所述液/气压方向机与所述转向液/气压缸对应连接，所述转向液/气压缸设置于机架的前方，并与所述前车轮对应连接用于推动前车轮的转向；在所述行驶操作台前下方设置有两制动踏板，两制动踏板各与其中一个刹车制动器对应连接并分别制动一个后车轮。

9.如权利要求8所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：所述开沟播种机构包括提升拉杆、至少一个开沟器、固定连接于所述机架下方的至少一个支架，在所述支架的下方固定连接有横向支撑杆，在所述横向支撑杆的两端各设置有对应的连接件，在所述两连接件中间设置有第二横向支撑杆，在所述第二横向支撑杆上铰接有至少一个连接杆，所述连接杆的另一端固定连接于所述开沟器；

在所述支架上还设置有向外延伸的至少两个支臂，并在所述各支臂的前端固定有轴承，并在所述各轴承之间固定有可转动的转动杆，在该转动杆上设置有向上倾斜的提升件；所述提升拉杆的一端与所述连接杆铰接，另一端与所述提升件铰接；在所述转动杆上还设置有推进件，所述升降液/气压缸固定于所述支架或横向支撑杆上，且所述升降液/气压缸的伸缩杆与所述推进件的端部铰接。

10.如权利要求9所述的电动自走式数控小区条播机，其特征在于：在所述横向支撑杆的一端设置有连接件，另一端设置有带有至少一个调节槽的调角盘，所述第二横向支撑杆的两端以可转动方式分别与连接件、调角盘对应连接；在与调角盘连接的第二横向支撑杆的端部固定连接有调角手柄，并在调角手柄上设置有用于与所述调节槽锁合的螺栓；所述连接杆的两端分别与所述第二横向支撑杆、开沟器铰接，并在所述连接杆的下方还设置有调角拉杆，所述调角拉杆的两端分别与所述第二横向支撑杆、开沟器铰接，在所述开沟器上还设置有限位镇压轮，并在所述限位镇压轮上还设置有覆土弹簧；在所述提升拉杆的上部设置有压缩弹簧；在所述分种机构的侧方设置有播种操作台及种子托台，所述播种操作台设置于所述机架上，所述种子托台设置于播种操作台的前方。