CN106385879A - 谷物单粒均分精密播种机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种谷物单粒均分精密播种机及其控制方法，包括种箱、排种机构、输送机构、开沟器、调节机构、传动机构、镇压轮、覆土器和机架；输送机构由带轮、带轮轴、同步带和挡种板组成；同步带环套在上、下带轮上；带轮轴上等间隔并排安装多个带轮和同步带，相邻带轮间隔距离等于同步带宽度，前后两列带轮交替插空布置。调节机构包括丝杠、螺纹套筒和U型螺栓，开沟深度可调；传动机构包括主动链轮、外接链轮和传送链轮。本发明可实现谷物整齐均匀的机械精密播种，避免了传统播种垄内作物争水争肥，而行间空档水、肥、光得不到有效利用的现象，可增加谷物产量。

Description

谷物单粒均分精密播种机及其控制方法

一、技术领域

本发明涉及一种谷物单粒均分精密播种机及其控制方法，属于农业设备技术领域。

二、背景技术

小麦等谷物是我国主要的粮食作物，种植面积广泛，播种是谷物生产过程中关键的一步。随着农业产业结构的调整和农业产品出口贸易迅速发展，谷物需求量逐渐增大，人们对农艺技术的要求也在不断提高。我国常用的谷物播种机目前以条播为主，种子在地块中分布不均，垄沟内种子密集分布，垄间土地空置，导致垄沟内的种子争夺阳光、水分和肥料等资源，而垄间的阳光、水分和肥料得不到充分利用，从而对谷物产量造成不利影响。近几年部分高校和科研院所研制的宽苗带播种机，较传统条播机播种质量有所改善，但种子在地块内仍旧分布不均。因此，山东农业大学设计了一种谷物单粒均分精密播种机。

三、发明内容

本发明提供了一种谷物单粒均分精密播种机及其控制方法，该播种机根据农业要求设计合理的工作参数，种子均匀分布在地块中，株距与行距均匀一致，从而提高种子对土地、光、水和肥料等资源的利用率，为种子的生长发育创造最佳条件，增加谷物产量。

一种谷物单粒均分精密播种机，包括种箱、排种机构、输送机构、开沟器、调节机构、传动机构、镇压轮、覆土器和机架。本谷物播种机由拖拉机提供动力，播种机通过三点悬挂机构与拖拉机挂接。

所述的输送机构安装在现有谷物播种机排种器下方，呈前后两列布置，每列输送机构由带轮、带轮轴、同步带和挡种板组成；带轮分为上、下带轮；带轮轴分为上、下带轮轴，上、下带轮轴与排种轴平行安装在机架上，安装时上带轮轴与其同列对应的排种轴轴线在同一竖直平面内；同步带环套在上、下带轮上；带轮轴上等间隔并排安装多个带轮和同步带，相邻带轮间隔距离等于同步带宽度，前后两列带轮交替插空布置。两列同步带均向前(即机器前进方向)倾斜安装，且与前方的地面呈30°～75°角；前列同步带的倾角大于等于后列同步带的倾角，以便能为前后两列开沟器提供充足的工作空间，防止出现拥土。带轮轴水平安装在机架上。同步带上设有种子定位孔，水平方向上相邻两个定位孔的中心距等于按亩播量计算出的播种间距，定位孔的下端设计成V型；同步带转动过程中，种子靠重力滑落到V型下端，使种子从V型尖端滑落，保证种子的行距均匀一致。每列同步带的上表面覆盖一个挡种板，保证种子在运输过程中不会因振动掉出定位孔，造成漏播；为避免挡种板阻碍同步带转动，挡种板与同步带之间设有一微小间隙；挡种板宽度等于每列输送带的作业幅宽。每根同步带下端对应安装有一个开沟器，在不妨碍开沟器工作的前提下尽量靠近地面安装开沟器，防止种子落地后的弹跳，使种子均匀分布在地块上。

所述的排种机构可采用型孔轮式排种器或气力式排种器，排种器上的型孔或吸种孔与同步带上的定位孔相对应，种子从型孔或吸种孔排出恰好落入输送带上的定位孔中。

所述的开沟器采用芯铧式开沟器。为了保证开沟器正常工作，避免开沟时产生壅土，同步带下方的开沟器与同步带相对应，呈前后两列等距离交替布置。开沟器两侧板内侧距离稍大于单根同步带的宽度，开沟器两侧板可实际播种要求制作，开沟器前后方向的安装位置要保证与其对应同步带的投种位置处于开沟器侧板后边缘之前，保证种子在土壤回流之前落入种沟，从而保证种子在地块上的分布粒距均匀一致。每个开沟器的开沟深度可以通过调节机构进行单独调节。

所述的调节机构包括丝杠、螺纹套筒和U型螺栓。螺纹套筒安装在开沟器立柱外部，丝杠与开沟器立柱通过螺纹连接；开沟器套筒通过U型螺栓安装在机架底部。转动丝杠，开沟器可以上下移动，从而调节开沟深度。每个开沟器均可单独调节，能够适应各种地势条件。

所述的传动机构包括主动链轮、外接链轮和传送链轮。主动链轮安装在镇压轮轴上，外接链轮安装在排种轴一端，外接链轮与主动链轮位于机架同一侧；传送链轮安装在机架另一侧的排种轴和带轮轴上。镇压轮带动主动链轮转动，主动链轮通过链条、外接链轮带动排种轴转动，排种轴通过传送链轮链条带动同步带转动。

本发明还涉及一种谷物单粒均分精密播种机的控制方法，其步骤如下：

设谷物亩播量为M，谷物千粒重为m，种子均布在地块内，则种子间距则设同步带上横向上两相邻种子定位孔的中心距等于s。

设镇压器直径为D，型孔轮一周有k个型孔，则式中n——镇压轮转1圈，型孔轮转的圈数。则镇压器与型孔轮的传动比设同步带带轮直径为d，同步带上纵向上相邻定位孔对应位置距离为l,由于型孔轮上的型孔和同步带上的定位孔一一对应，则式中n₁排种器转1圈，对应的带轮转的圈数。则排种器和带轮的传动比按上述尺寸和传动比设置，可保证播种株距行距均为s，种子在地块均匀分布。

本发明开沟深度可调，可实现谷物整齐均匀的机械精密播种，保证种子落在地块上时行距和株距均匀一致，种子在地块均匀分布，使种子对整块土地内的光、水、肥料充分利用，避免了传统播种垄内作物争水争肥，而行间空档水、肥、光得不到有效利用的现象，可增加谷物产量。

四、附图说明

图1是谷物单粒均分精密播种机整体结构图

图2是同步带结构图

图3是开沟器安装图

图4是调节装置结构图

图5是主动链轮和外接链轮安装图

图6是传送链轮安装图

图中1.种箱 2.排种器 3.排种轴 4.挡种板 5.开沟器 6.覆土器 7.镇压轮 8.传动机构 9.机架 10.带轮轴 11.带轮 12.同步带 13.种子定位孔 14.丝杠 15.U型螺栓 16.套筒 17.立柱 18.外接链轮 19.主动链轮 20.传送链轮

五、具体实施方式

一种谷物单粒均分精密播种机，输送机构呈前后两列平行布置，安装在排种器2下方，每列输送机构由上、下带轮、上、下带轮轴、同步带12组成。安装时输送机构的上带轮轴轴线与其同列对应的排种轴轴线位于同一竖直平面内；每个带轮轴10上安装多个带轮11，同根带轮轴10上相邻带轮间隔距离为同步带12宽度，前后两列输送机构的带轮11、同步带12交替插空布置。同步带倾斜安装，与机器前进方向的地面呈30°～75°的倾角，前列同步带12的倾角大于等于后列同步带的倾角；同步带12下端位于开沟器两侧板间，尽量靠近地面，使种子的下落高度尽量小，防止种子落地后的弹跳，保证播种间距。同步带12表面设有种子定位孔13，种子定位孔13的下端设成V型，种子输送过程中在重力滑落到种子定位孔13的V型尖端，种子定位孔13的大小根据所播谷物种子大小而定，种子定位孔13中心距根据亩播量计算出的种子间距确定。挡种板4安装在同步带12上方，与同步带12表面平行安装，防止种子在运输过程中因机器振动掉出定位孔；挡种板4宽度等于每列同步带12的播种幅宽；为避免挡种板4阻碍同步带转动，挡种板4与同步带12之间有一微小间隙。开沟器5采用芯铧式开沟器，通过U型螺栓安装在机架上，与同步带12相对应呈前后两列等距离交替布置；开沟器5两侧板内侧距离稍大于单根同步带12的宽度，可根据需要定制，开沟器5前后方向的安装位置要保证对应同步带12的投种位置处于开沟器5侧板后边缘之前，保证种子在土壤回流之前落入种沟，从而保证种子在地块上的分布粒距均匀一致。开沟器5的丝杠14与立柱17通过螺纹连接，转动丝杠14，开沟器5可以上下移动，从而调节开沟深度；每个开沟器5可单独调节。主动链轮19安装在镇压轮轴上，外接链轮18安装在排种轴3一端，与主动链轮19位于机架9的同侧；传送链轮20分别安装在排种轴3和带轮轴10上，位于机架的另一侧；主动链轮19随镇压轮7一起转动，通过链传动带动排种器2转动，排种轴3通过传送链轮20链条带动同步带12转动。为实现播种机均分精密播种，镇压轮与排种器、排种器与同步带之间具有一定的传动比，传动比根据播种要求确定。

本谷物单粒均分精密播种机以型孔轮式排种器为例。排种器的型孔和同步带12的种子定位孔13的数量和间隔由播种要求确定；根据上述要求，为保证精密排种，排种器2下方的型孔和同步带12最高处的种子定位孔的位置一一对应。作业时，拖拉机通过三点悬挂装置带动播种机工作，主动链轮19通过链传动带动排种器2转动，此时种箱1内的种子靠重力落在排种器2的型孔内，随着排种器2的转动，刮种板刮去型孔内多余的种子，只保留一粒种子；种子在护种板保护下随排种器转到下方，在重力作用下通过排种口，准确落在同步带的种子定位孔中，并滑落到V型种子定位孔13的最低点；随着播种机的工作，同步带12在挡种板4的保护下向下运输种子，开沟器开出平整的种沟，定位孔中的种子平稳、均匀落在地块上；随后覆土器6覆土，镇压轮7镇压。

设谷物亩播量为M，谷物千粒重为m，种子均布在地块内，则种子间距则同步带上横向上两相邻定位孔的中心距等于s。

设镇压器直径为D，型孔轮一周有k个型孔，则式中n——镇压轮转1圈，型孔轮转的圈数。则镇压器与型孔轮的传动比设同步带带轮直径为d，同步带上纵向上相邻定位孔对应位置距离为l,由于型孔轮上的型孔和同步带上的定位孔一一对应，则式中n₁排种器转1圈，对应的带轮转的圈数。则排种器和带轮的传动比按上述尺寸和传动比设置，可保证播种株距行距均为s，种子在地块均匀分布。

本发明可实现谷物整齐均匀的机械精密播种，保证种子落在地块上时行距和株距均匀一致，种子在地块均匀分布，使种子对整块土地内的光、水、肥料充分利用，避免了传统播种垄内作物争水争肥，而行间空档水、肥、光得不到有效利用的现象，可增加谷物产量。

本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种谷物单粒均分精密播种机，其特征在于包括种箱、排种机构、输送机构、开沟器、调节机构、传动机构、镇压轮、覆土器和机架；

所述的输送机构安装在现有谷物播种机排种器下方，呈前后两列布置，每列输送机构由带轮、带轮轴、同步带和挡种板组成；带轮分为上、下带轮；带轮轴分为上、下带轮轴，上、下带轮轴与排种轴平行安装在机架上，上带轮轴与其同列对应的排种轴轴线在同一竖直平面内；同步带环套在上、下带轮上；带轮轴上等间隔并排安装多个带轮和同步带，相邻带轮间隔距离等于同步带宽度，前后两列带轮交替插空布置；两列同步带均向前倾斜安装，且与前方的地面呈30～75°角；前列同步带的倾角大于等于后列同步带的倾角，以便能为前后两列开沟器提供充足的工作空间，防止出现拥土；带轮轴水平安装在机架上；同步带上设有种子定位孔，水平方向上相邻两个定位孔的中心距等于播种间距，播种间距根据按亩播量确定；定位孔的下端设计成V型；同步带转动过程中，种子靠重力滑落到V型下端，使种子从V型尖端滑落，保证种子的行距均匀一致；每列同步带的上表面覆盖一个挡种板，保证种子在运输过程中不会因振动掉出定位孔，造成漏播；挡种板与同步带之间设有一微小间隙，以避免挡种板阻碍同步带转动；挡种板宽度等于每列输送带的作业幅宽；每根同步带下端对应安装有一个开沟器；

所述的排种机构为型孔轮式排种器或气力式排种器，排种器上的型孔或吸种孔与同步带上的定位孔相对应，种子从型孔或吸种孔排出恰好落入输送带上的定位孔中；

所述的开沟器采用芯铧式开沟器；同步带下方的开沟器与同步带相对应，也呈前后两列等距离交替布置；开沟器两侧板内侧距离稍大于单根同步带的宽度，开沟器前后方向的安装位置要保证与其对应同步带的投种位置处于开沟器侧板后边缘之前，保证种子在土壤回流之前落入种沟，从而保证种子在地块上的分布粒距均匀一致；每个开沟器的开沟深度通过调节机构进行单独调节；

所述的调节机构包括丝杠、螺纹套筒和U型螺栓；螺纹套筒安装在开沟器立柱外部，丝杠与开沟器立柱通过螺纹连接；开沟器套筒通过U型螺栓安装在机架底部；转动丝杠，开沟器可以上下移动，从而调节开沟深度；每个开沟器均能单独调节，能够适应各种地势条件；

所述的传动机构包括主动链轮、外接链轮和传送链轮；主动链轮安装在镇压轮轴上，外接链轮安装在排种轴一端，外接链轮与主动链轮位于机架同一侧；传送链轮安装在机架另一侧的排种轴和带轮轴上；镇压轮带动主动链轮转动，主动链轮通过链条、外接链轮带动排种轴转动，排种轴通过传送链轮链条带动同步带转动。

2.如权利要求1所述的一种谷物单粒均分精密播种机的控制方法，其特征在于步骤如下：设谷物亩播量为M，谷物千粒重为m，种子均布在地块内，则种子间距则设同步带上横向上两相邻种子定位孔的中心距等于s；

设镇压器直径为D，型孔轮一周有k个型孔，则式中n——镇压轮转1圈，型孔轮转的圈数；则镇压器与型孔轮的传动比设同步带带轮直径为d，同步带上纵向上相邻定位孔对应位置距离为l,由于型孔轮上的型孔和同步带上的定位孔一一对应，则式中n₁排种器转1圈，对应的带轮转的圈数；则排种器和带轮的传动比按上述尺寸和传动比设置，可保证播种株距行距均为s，种子在地块均匀分布。