CN104488415A - 非圆种子单粒定向投种精密排种器 - Google Patents
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Abstract
一种基于非圆种子单粒定向投种精密排种器，属于农业机械技术领域。其包括机架、种箱、振动供种机构、定向镇压辊、导种嘴、充种板；还包括顶针式气吸滚筒；工作时型孔滚筒内部为负压环境，型孔滚筒及其内部的排种清种机构转动，由凸轮驱动排种清种机构执行动作，先种子吸附在型孔内，再将种子导入定向镇压辊在育秧盘上形成了均匀分布的V型沟槽中；实现了精确的控制播种单粒率，并且能够精确定向投种、精密排种。
Description
技术领域
本发明涉及一种投种排种器，特别是针对非圆种子、实现单粒定向投种、精密排种的装置，属于农业机械技术领域。
背景技术
目前，精密播种技术是将确定数量的种子按作物栽培农艺要求成穴播于土壤的一种机械化种植技术，可保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种子生长发育创造最佳条件，且可大量节省种子，减少间苗用工，提高作物产量和质量，是一项效果显著的节本增效工程技术。因此，现代农业对精密播种要求越来越迫切。特别是近年来育种、种子加工处理、农艺栽培等技术不断发展与完善，大大提高了种子的发芽率和保苗率，使精密播种技术有了更可靠的保证，从而对精密播种提出了更高的要求，单粒精播已成为当前最具潜力的研究热点，在国内外得到了广泛应用。从目前研究看，除应用于玉米、大豆、棉花等中耕作物的单粒播种外，在水稻、花生、小麦、蔬菜等作物上的研究与应用也越来多。研究结果表明，单粒精播较多粒精播能得到更均匀的植株分布，是一项新的节本增效的生产栽培技术，节种高产效果显著。单粒播种已成为现代播种技术的主要特征和播种技术的主要发展方向。
单粒精播高产栽培技术中精密排种是实现精密播种的关键技术之一，而精密排种器又是精密播种机的核心部件。我国从70年代开始研究和推广精密播种技术，至今没能得到普遍应用，主要原因是没有合适的精密排种部件。近几年，对单粒精播排种器的研究较多，主要集中在大豆、玉米等圆形或近圆形形状规则的种子，基本能够实现单粒精密排种，但对于大多数非圆形种子，充种过程极其复杂，实现单粒精密排种仍是单粒精密播种技术的难点。在农艺上，随着单粒精播高产栽培新技术的不断示范推广，适于水稻、花生、小麦等非圆种子的单粒精播排种器成为急需，越来越多的作物实施单粒精播已成为趋势。为推广种子单粒精播这一“节本增效”现代化农业生产技术技术，农机与农艺相结合，研究设计单粒精密排种器，提高种子单粒充种率，降低破碎率，且结构简单、性能稳定、工作可靠、适应性强的单粒精播排种装置是目前单粒精播急需解决的问题，对提高经济效益，降低生产成本，加速种植生产机械化的发展具有重要的现实意义。
现在大量使用的排种器并不能够实现非圆种子的定向播种，造成种子在发芽后，植物叶子之间相互遮挡，造成植物光照不足，影响生长；在育秧盘机械化移栽的过程中，植物叶子之间相互缠绕也会造成植物叶子的损伤；因此，目前机械化播种或机械化育秧过程中，仍然没有很好的解决单粒精量定向播种。有鉴于此，迫切需要一种在非圆种子播种的过程中能够精确的控制播种单粒率，并且能够实现精确定向播种、投种后能够实现机械化清种的非圆种子单粒定向投种精密排种器。
发明内容
本发明公开一种非圆种子单粒定向投种精密排种器，旨在提供一种新，装置，使得在非圆种子的播种过程中，能够精确的控制播种单粒率，并且在精确定向播种、投种后，能够实现机械化自动清种。
本发明的技术方案如下：
一种非圆种子单粒定向投种精密排种器，包括机架、种箱、振动供种机构、定向镇压辊、导种嘴、充种板；还包括顶针式气吸滚筒；其中，
种箱固定安装于机架的尾端；顶针式气吸滚筒设于机架中间上部；振动供种机构位于种箱下方固定安装在机架上，其前端与顶针式气吸滚筒有间隙；定向镇压辊通过转轴安装于机架前端下部；导种嘴位于顶针式气吸滚筒的下方固定安装到机架上；充种板位于振动供种机构前方下部固定安装于机架上，充种板下边缘与顶针式气吸滚筒圆周面接触形成V型充种区域；
所述顶针式气吸滚筒包括端盖、排种清种机构、型孔滚筒、安装轴、凸轮；其中，型孔滚筒上设有均匀分布的型孔，型孔顶部为基于非圆种子外形轮廓的孔槽，下部为沿径向的通气孔；安装轴内设有通气道，与型孔滚筒对应的轴壁设有气孔，安装轴轴端设负压气接口；凸轮和排种清种机构设于型孔滚筒内，安装轴穿过端盖、凸轮和排种清种机构，凸轮固定于安装轴上，型孔滚筒两端由端盖封闭；工作时型孔滚筒内部为负压环境，型孔滚筒及其内部的排种清种机构转动，安装轴和凸轮不转动，由凸轮驱动排种清种机构执行动作；
所述排种清种机构包括滑槽盘、排种板；其中，滑槽盘上径向设有排种板安装槽；排种板端部置于排种板安装槽内，滑槽盘套装在安装轴上；
所述排种板的外端面上设有弹性圆弧条；排种板内端有与凸轮表面接触的凸轮作用端面；在排种板的弹簧安装端上安装有复位弹簧；
所述定向镇压辊包括镇压辊、镇压单元、镇压辊安装轴；其中镇压辊安装轴位于镇压辊中心；镇压辊镇压单元为楔形单体并均匀固定安装于镇压辊表面；楔形单体顶部棱线与镇压辊圆周切线方向成0-90°夹角。
在上述基本方案的基础上，可作进一步的优化：
另，排种板的外端面上还有与型孔滚筒上的型孔对应设置的排种清种突起，工作时排种清种突起可插入或脱离型孔；排种清种突起可与弹性圆弧条为一体的；安装轴可采用径向有孔的空心轴；型孔滚筒与端盖及端盖与轴之间设有密封圈；所述的弹性圆弧条为硫化橡胶条；凸轮可位于滑槽盘中心的凸轮容纳凹槽内，固定安装到安装轴上；振动供种机前端与顶针式气吸滚筒间隙以5-15mm为佳；排种板安装槽可为长方形槽；
所述的由凸轮驱动排种清种机构执行动作，是指在排种清种机构随型孔滚筒转动过程中，凸轮不转动，排种板在复位弹簧和凸轮作用下可沿滑槽盘径向滑动；当凸轮的短径面作用于排种板时，复位弹簧使排种板离开型孔滚筒，型孔内为负压环境，当凸轮的长径面作用于排种板时，使排种板接触型孔滚筒并封闭型孔，型孔内负压环境消失；
镇压辊上镇压单元与型孔滚筒的型孔一一对应；
顶针式气吸滚筒及定向镇压辊由电动机或者地轮驱动；定向镇压辊与顶针式气吸滚筒通过链条连接，同步转动；
所述导种嘴尾部的导种口为柔性导种口；
所述顶针式气吸滚筒的安装轴的两端与负压风机通过气管连接；
所述种箱包括固定箱，排量调节板；其中固定箱上设有种箱位置调节槽，排量调节板上设有排量调节长槽；排量调节板通过螺栓固定安装到固定箱上；
所述振动供种机构包括台阶振动板，电磁激振器，其中台阶振动板前端为连续台阶，后方为平板，振动供种机构平板部位与种箱下部后方立板相接触；台阶振动板下部还设有安装板，台阶振动板通过安装板固定安装到电磁激振器上。
本发明的有益效果在于：
在进行定向播种时，通过调节种箱排量调节板使得种子流动到振动供种机构的台阶振动板上，通过激振器的作用使得种子能够实现向前运动，种子在台阶振动板台阶的作用下横向分布，此时，种子在台阶振动板上形成均匀薄层，在激振器的作用下，流到充种板与滚筒间的V型充种区域内；此时在V型充种区域的作用下，种子横向分布，此时，顶针式气吸滚筒的排种板与凸轮投种机构的小半径端面接触，在复位弹簧的作用下排种板上硫化橡胶圆弧条与型孔滚筒脱离，此时，型孔内部形成负压，将种子吸附在型孔内。此时，气吸滚筒继续转动，当排种板运动到投种区域时，在凸轮投种机构的长半径面作用下，排种板及排种清种突起向外运动，排种板上硫化橡胶圆弧长与型孔滚筒接触，排种清种轴突起向外运动并插入型孔内，随着此时，型孔内部负压的消失，种子在自身重力和排种清种突起轴的作用下流到导种嘴中；与此同时，经过定向镇压辊的镇压作用，育秧盘上形成了均匀分布的V型沟槽；导种嘴尾部柔性导种口与育秧盘呈一定夹角，种子通过柔性导种口流入到V型沟槽内，在重力的作用下均匀平躺于V型沟槽中。实现了实现精确定向播种、投种后能够，对于实现机械化清种要求的非圆种子有机械化单粒定向投种的特点。
利用振动板薄层横向供种的原理，通过设置气吸滚筒、定向镇压辊、导种嘴，使非圆种子自动定向排列，实现了精确的控制播种单粒率，并且能够实现精确定向播种、投种，本发明能够实现机械化清种要求的非圆种子单粒定向投种精密排种，解决了现有装置无法对于非圆种子单粒定向精密排种的问题。
附图说明
图1是本发明局部剖视图；
图2是本发明的机架结构图；
图3是本发明的种箱结构示意图；
图4是本发明振动供种机构结构示意图；
图5是本发明的顶针式气吸滚筒结构爆炸图；
图6是本发明的顶针式气吸滚筒结构示意图；
图7是本发明的投种清种机构结构示意图；
图8是本发明的滑槽盘结构示意图；
图9是本发明的排种板结构示意图；
图10是本发明的定向镇压辊结构示意图；
图11是本发明的导种嘴结构示意图。
附图标记：
| 1 机架 | 2 种箱 |
| 3 振动供种机构 | 4 顶针式气吸滚筒 |
| 5 定向镇压辊 | 6 导种嘴 |
| 7 充种板 | 8 气吸滚筒固定安装孔 |
| 9 定向镇压轮活动安装孔 | 10 定向镇压轮 |
| 11 固定箱 | 12 排量调节板 |
| 13 排量调节长槽 | 14 种箱位置调节槽 |
| 15 台阶振动板 | 16 电磁激振器 |
| 17 气吸滚筒驱动齿轮 | 18 轴承盖 |
| 19 气吸滚筒的端盖 | 20 排种板的滑槽盘 |
| 21 排种板 | 22 型孔滚筒 |
| 23 气吸滚筒的固定安装轴 | 24 凸轮 |
| 25 排种清种部件 | 26 排种板安装槽 |
| 27 凸轮容纳凹槽 | 28 排种清种突起 |
| 29 硫化橡胶圆弧条 | 30 弹簧安装端 |
| 31 凸轮作用端面 | 32 镇压辊驱动齿轮 |
| 33 镇压辊安装轴 | 34 镇压辊镇压单元 |
| 35 集种口 | 36 柔性导种口 |
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-11所示，一种非圆种子单粒定向投种精密排种器，包括机架1、种箱2、振动供种机构3、顶针式气吸滚筒4、定向镇压辊5、导种嘴6、充种板7。
如图1以及图2所示，机架1包括种箱安转孔10、气吸滚筒固定安装孔8、定向镇压辊活动安装孔9；其中，种箱安装孔10位于机架1尾部，气吸滚筒安装孔8位于机架中部上方，定向镇压辊10位于机架前方下部。
如图1以及图2所示，种箱2固定安装于机架1的后方；顶针式气吸滚筒4通过气吸滚筒固定安装孔8固定安装于机架1中间上部；振动供种机构3位于种箱1下方，前端距顶针式气吸滚筒有5-15mm间隙，固定安装于机架1后方；定向镇压辊5活动安装于机架1前端下部；导种嘴6位于顶针式气吸滚筒4的下方，通过安装架固定安装到机架1上；充种板7位于振动供种机构3前方下部，与顶针式气吸滚筒4圆周面形成V型充种区域。
如图1所示，顶针式气吸滚筒4通过链条与电动机或者地轮连接；定向镇压辊10与顶针式气吸滚筒4通过链条连接。
如图1以及图3所示，种箱2包括固定箱11，排量调节板12；其中固定箱11上设有种箱位置调节槽14，排量调节板12上设有排量调节长槽；排量调节板12通过螺栓固定安装到固定箱11上。
如图1以及图4所示，所述振动供种机构3包括台阶振动板15、电磁激振器16，其中台阶振动板12前端为连续台阶，后方为平板，振动供种机构3平板部位与种箱1下部后方立板相接触；台阶振动板15下部还设有安装板，台阶振动板15通过安装板固定安装到电磁激振器16上。
如图1以及图5所示，顶针式气吸滚筒4包括气吸滚筒驱动齿轮17、轴承安装端盖18、端盖19、排种清种机构25、型孔滚筒22、安装轴23、凸轮24；其中，型孔滚筒22上设有均匀分布的型孔，型孔顶部部为基于非圆种子外形轮廓的孔槽，下部为沿径向的圆柱孔；安装轴23为空心轴，轴壁轴向设有透气孔。
如图1、图5、图6、图7以及图8所示，排种清种部件25包括滑槽盘20、排种板21；其中，滑槽盘20包括排种板安装槽25、凸轮容纳凹槽27；其中，排种板安装槽26为长方形槽，沿径向分布；滑槽盘20活动安装于气吸滚筒固定安装轴23两端；凸轮24位于滑槽盘20的凸轮容纳凹槽27内部，固定安装到气吸滚筒固定安装轴23上；
如图1、图5、图6、图7、图8以及图9所示，排种板21包括排种清种突起28、硫化橡胶圆弧条29、弹簧安装端30、凸轮作用端面31；其中，排种板21两端活动安装于排种板滑槽盘20上的排种板安装槽26内；凸轮作用端面31与凸轮24外表面接触；在排种板21弹簧安装端30的复位弹簧也在排种板安装槽26内。
如图1、图5、图6、图7以及图8所示，投种清种机构25通过两端的端盖19安装到型孔滚筒22上；轴承盖18固定安装于端盖19上，轴承安装于轴承盖18上，气吸滚筒的安装轴23与轴承内环固定安装；气吸滚筒驱动齿轮17固定于轴承盖18上，气吸滚筒驱动齿轮17内部沿轴向安装有密封圈，型孔滚筒22与端盖19及端盖19与轴之间设有密封圈。
如图1以及图10所示，定向镇压辊5包括镇压辊驱动齿轮32、镇压辊镇压单元34、镇压辊安装轴33；其中镇压辊安装轴34位于定向镇压辊5中心；镇压辊驱动齿轮32、镇压辊镇压单元33；镇压辊镇压单元33为楔形单体，镇压辊镇压单元33均匀固定安装于镇压辊表面，楔形顶部棱线与镇压辊5圆周切线方向成0-90°夹角。镇压辊上的镇压单元33与型孔滚筒22上的型孔一一对应。
如图1以及图11所示，导种嘴6包括安装孔34、集中口35，尾部为柔性导种口36。
如图1所示，顶针式气吸滚筒4通过安装轴23的端部的负压气接口与负压风机通过气管连接。
本发明的非圆种子单粒定向投种精密排种器，在进行定向播种时，通过调节种箱排量调节板使得种子流动到振动供种机构的台阶振动板上，通过激振器的作用使得种子能够实现向前运动，种子在台阶振动板台阶的作用下横向分布，此时，种子在台阶振动板上形成均匀薄层，在激振器的作用下，流到充种板与滚筒间的V型充种区域内；此时在V型充种区域的作用下，种子横向分布，此时，顶针式气吸滚筒的排种板与凸轮的小半径端面接触，在复位弹簧的作用下排种板上硫化橡胶圆弧条与型孔滚筒脱离，此时，型孔内部形成负压，将种子吸附在型孔内。气吸滚筒继续转动，当排种板运动到投种区域时，在凸轮的长半径面作用下，排种板及排种清种突起28向外运动，排种板上硫化橡胶圆弧长与型孔滚筒接触，排种清种突起28向外运动并插入型孔内，随着型孔内部负压的消失，种子在自身重力和排种清种突起28的作用下流到导种嘴中；与此同时，经过定向镇压辊的镇压作用，育秧盘上形成了均匀分布的V型沟槽；导种嘴尾部柔性导种口与育秧盘呈一定夹角，种子通过柔性导种口流入到V型沟槽内，在重力的作用下均匀平躺于V型沟槽中。实现了精确定向播种、投种，对于清种要求的非圆种子有机械化单粒定向投种的特点。
本装置利用振动板薄层横向供种的原理，通过设置气吸滚筒、定向镇压辊、导种嘴实现了精确的控制播种单粒率，并且能够精确定向播种、投种，是实现机械化清种要求的非圆种子单粒定向投种精密排种器。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，故凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种非圆种子单粒定向投种精密排种器，包括机架(1)、种箱(2)、振动供种机构(3)、定向镇压辊(5)、导种嘴(6)、充种板(7)；其特征在于，还包括顶针式气吸滚筒(4)；
种箱(2)固定安装于机架(1)的尾端；顶针式气吸滚筒(4)设于机架(1)中间上部；振动供种机构(3位于种箱(1)下方固定安装在机架(1)上，其前端与顶针式气吸滚筒有间隙；定向镇压辊(5)通过转轴安装于机架(1)前端下部；导种嘴(6位于顶针式气吸滚筒(4)的下方固定安装到机架(1)上；充种板(7)位于振动供种机构(3)前方下部固定安装于机架(1)上，充种板(7)下边缘与顶针式气吸滚筒(4)圆周面接触形成V型充种区域；
所述顶针式气吸滚筒(4)包括端盖(19)、排种清种机构(25)、型孔滚筒(22)、安装轴(23)、凸轮(24)；其中，型孔滚筒(22)上设有均匀分布的型孔，型孔顶部为基于非圆种子外形轮廓的孔槽，下部为沿径向的通气孔；安装轴(23)内设有通气道，与型孔滚筒对应的轴壁设有气孔，安装轴(23)轴端设负压气接口；凸轮(24)和排种清种机构(25)设于型孔滚筒(22)内，安装轴(23)穿过端盖(19)、凸轮(24)和排种清种机构(25)，凸轮(24)固定于安装轴(23)上，型孔滚筒(22)两端由端盖(19)封闭；工作时型孔滚筒(22)内部为负压环境，型孔滚筒(22)及其内部的排种清种机构(25)转动，安装轴(23)和凸轮(24)不转动，由凸轮(24)驱动排种清种机构(25)执行动作；
所述排种清种机构(25)包括滑槽盘(20)、排种板(21)；其中，滑槽盘(20)上径向设有排种板安装槽(26)；排种板(21)端部置于排种板安装槽(26)内，滑槽盘(20套装在安装轴(23上；所述排种板(21)的外端面上设有弹性圆弧条(29)；排种板(21)内端有与凸轮(24)表面接触的凸轮作用端面(31)，在排种板(21)的弹簧安装端上安装有复位弹簧；
所述定向镇压辊(5)包括镇压辊、镇压单元(33)、镇压辊安装轴(34)；其中，镇压辊安装轴(34)位于镇压辊中心，镇压单元(33)为楔形单体并均匀固定安装于镇压辊表面。
2.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，排种板(21)的外端面上还有与型孔滚筒(22)上的型孔对应设置的排种清种突起(28)，工作时排种清种突起(28)可插入或脱离型孔。
3.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，安装轴(23)采用径向有孔的空心轴；型孔滚筒(22)与端盖(19)及端盖(19)与轴之间设有密封圈。
4.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述的弹性圆弧条(29)为硫化橡胶条。
5.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，凸轮(24)位于滑槽盘(20)中心的凸轮容纳凹槽(27)内，固定安装到安装轴(23)上。
6.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，振动供种机构(3)前端与顶针式气吸滚筒间隙为5-15mm。
7.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述的由凸轮(24驱动排种清种机构(25执行动作，是指在排种清种机构(25随型孔滚筒(22)转动过程中，凸轮(24)不转动，排种板(21)在复位弹簧和凸轮(24)作用下可沿滑槽盘径向滑动；当凸轮(24)的短径面作用于排种板(21)时，复位弹簧使排种板(21)离开型孔滚筒(22)，型孔内为负压环境，当凸轮(24)的长径面作用于排种板(21)时，使排种板(21)接触型孔滚筒并封闭型孔，型孔内负压环境消失。
8.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，定向镇压辊上的镇压单元(34)与型孔滚筒(22)上的型孔一一对应，定向镇压辊(10)与顶针式气吸滚筒(4)通过链条连接，同步转动。
9.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述种箱(2)包括固定箱(11)，排量调节板(12)；其中固定箱(11)上设有种箱位置调节槽(14)，排量调节板(12)上设有排量调节长槽；排量调节板(12通过螺栓固定安装到固定箱(11)上。
10.如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述振动供种机构(3)包括台阶振动板(15)，电磁激振器(16)，其中台阶振动板(12)前端为连续台阶，后方为平板，振动供种机构(3)平板部位与种箱(1)下部后方立板相接触；台阶振动板(15)下部还设有安装板，台阶振动板(15)通过安装板固定安装到电磁激振器(16)上。
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