CN106941821A - 一种近球形种子单粒精量排种器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种近球形种子单粒精量排种器，由补偿装置、分种器、排种轮、出种管、主入种管、动力输入轴和壳体组成，排种轮的圆周壁上分布有轮叶，轮叶上开有用于盛放种子的型孔，型孔的下方安装有发光装置，主入种管开口向上，其下部管壁与壳体下部相连，出种管与壳体底部连通，分种器安装在主入种管的内侧管壁上，下端出口通过下端出种口与壳体相连，补偿装置安装在主入种管的外侧，补偿装置中的光敏电阻安装在壳体的接收光孔处，补偿装置中的电磁阀安装在分种器的下端出种口处，补偿装置与发光装置相配合，控制分种器下端出种口打开或关闭。本发明以较低的空穴率、较高的单粒率以及较低的种子损伤率实现大豆等近球形种子作物的单粒精播。

Description

一种近球形种子单粒精量排种器

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，适用于与大豆种子形状相近的一类近球形种子的排种器，具体涉及一种近球形种子单粒精量排种器。

背景技术

目前,使用较为普遍的大豆排种器主要有气吸振动式、型孔轮式、电磁振动式等排种装置。其中，型孔轮式排种器的充种角度为特定的值,所以设计者往往通过增大排种轮的半径来保证充种的准确性,这样造成排种器结构较大，此外,型孔式排种器往往依靠刷种轮或刮种器把型孔中多余的种子清除,当装满种子的型孔经过刷种轮或刮种器时,当带有又厚又硬棕毛的刷种轮或刮种器卡住种子时,卡住的种子会与其它种子以及排种器的构件相互挤压摩擦而损伤,而且也使排种器的结构变得复杂。另外,由于同一品种种子的大小不同,因此就会出现尺寸较大的种子或几粒尺寸较小的种子挤在型孔内不能投种,造成空穴率的增加。为此,很多排种器增设了清种片,清种片插入型孔中把种子顶活,从而落出排种器,由于清种片很薄,种子的速度又很快,顶种过程中很容易损伤种子,这样不仅造成种子损伤率的增加,而且以后在作物生长过程中会出现缺苗的问题,这些缺点在很大程度上限制了型孔式排种器的应用范围；部分排种器可以实现单粒精量排种，但是，排种器相应的结构相对复杂,而且加工精度高、成本高，对操作人员的技术要求也相对较高，在使用中维修过程需要专业人员完成，这样也使得维护成本较高。

随着精确农业理念的不断推广和深化，单粒播种已然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。与此同时相关研究表明，单粒精播与多粒精播相比，能得到更均匀的植株分布,是一项既可以节省成本又可以节省种子增加产量的新型农业播种技术。单粒精量播种技术成功投入生产的关键是要保证较高的单粒率以及较小的空穴率，但是实际播种过程中存在多粒种子同时进入型孔的现象，这样可能造成多粒率增加，多粒同时进入时还会导致堵塞型孔的状况发生，从而增加空穴率，这也是单粒精播技术在现代农业生产过程中没有得到有效推广的原因。目前全国有相当一部分播种机还是应用传统的排种器，这样上述的问题就仍然存在。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种近球形种子单粒精量排种器，以保证以较低的空穴率、较高的单粒率以及较低的种子损伤率实现大豆等近球形种子作物的单粒精播。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种近球形种子单粒精量排种器，所述排种器由补偿装置1、分种器2、排种轮3、出种管5、主入种管6、动力输入轴11和壳体15组成；

所述排种轮3设置在壳体15的内部，排种轮3与壳体15通过动力输入轴11同轴装配连接；所述排种轮3的圆周壁上分布有轮叶4，所述轮叶4上开有用于盛放种子的型孔，所述型孔的下方安装有发光装置；

所述主入种管6开口向上，其下部管壁与壳体15下部相连；

所述出种管5设置于壳体15底部，且与壳体15内部连通；

所述分种器2安装在主入种管6的内侧管壁上，分种器2下端出口通过下端出种口14与壳体15相连；

所述补偿装置1安装在主入种管6的外侧，所述补偿装置1中的光敏电阻1-3安装在在壳体15的接收光孔13处，所述补偿装置1中的电磁阀1-6安装在分种器2的下端出种口14处，补偿装置1与所述发光装置相配合，当光敏电阻1-3接收到发光装置发出的光时，电磁阀1-6触发，分种器2下端出种口14打开。

一种近球形种子单粒精量排种器，其中，所述主入种管6开口向上，主入种管6下部管壁与壳体15下部相切；所述壳体15与主入种管6相通处开有一水平竖直夹角90度扇形开口，扇形开口对应区域即为充种区域，主入种管6下部管壁与壳体15下部的相切点与壳体15扇型开口的下沿之间的夹角为30度-45度，且所述相切点与壳体15扇型开口的下沿为圆弧连接，圆弧与排种轮3的回转中心为同一圆心，圆弧对应区域为一次充种区域；主入种管6下部管向壳体15倾斜，且与壳体15下部相切段区域为二次充种区域。

一种近球形种子单粒精量排种器，其中，所述排种轮3侧面,且位于轮叶4两侧的侧面，开有对称的连续的“L”型的导气道12，壳体15底部连接有进气管10，所述进气管10与壳体15内部的充种区域连通，且进气管10的进气口与排种轮3的导气道12相对应。

进一步地，所述轮叶4上的型孔的直径为种子平均直径的1倍-1.3倍。

一种近球形种子单粒精量排种器，其中，所述分种器2形状为漏斗形，其上端内直径为种子平均直径的3倍，其下端内直径为种子平均直径的1.3倍，且分种器2内壁涂有光滑材料。

一种近球形种子单粒精量排种器，其中，所述补偿装置1由三极管1-2、低压电源1-3、光敏电阻1-4、安全电阻1-5、电磁阀1-6以及高压电源1-1依次按电路连接组成，所述光敏电阻1-4安装在壳体15的接收光孔13处，所述接收光孔13位于出种口14的上方，所述电磁阀1-6安装在分种器2的下端出种口14处。

进一步地，所述低压电源1-3电压为5V，高压电源1-1电压为12V，安全电阻1-5阻值为1MΩ。

一种近球形种子单粒精量排种器，其中，所述发光装置由LED灯4-1、旋转开关4-2以及电子4-3组成；当旋转开关4-2打开时，电子4-3与LED灯4-1连接，LED灯4-1发光，当旋转开关4-2关闭时，电子4-3与LED灯4-1断开，LED灯4-1熄灭。

进一步地，所述旋转开关4-2为圆片状，旋转开关4-2嵌置在轮叶4上，所述旋转开关4-2均分为两部分，一半为导电体，另一半为绝缘体，且旋转开关4-2圆周上加工有波纹齿，当旋转开关4-2的导电体部分旋转到电子4-3与LED灯4-1的连接处时，LED灯4-1发光；当旋转开关4-2的绝缘体部分旋转到电子4-3与LED灯4-1的连接处时，LED灯4-1熄灭。

一种近球形种子单粒精量排种器，其中，所述排种器的底部还开有清种口8，在清种口8对应凸台的四个角上开设有固定螺孔7，在清种口8处配有清种盖9，所述清种盖9上加工有与清种口8上固定螺孔7的位置相对应的盲孔，与固定螺孔7相匹配的螺丝钉通过清种盖9的盲孔与清种口8的固定螺孔7相配合连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述近球形种子单粒精量排种器在工作过程中，排种轮按一定角速度旋转，排种器的圆弧充种区域与排种轮的回转中心为同一中心，形成环形一次充种区域，可以使种子稳定可靠的置于轮叶型孔中，然后进入到二次充种区域，进行再一次的充种，从而保证了充种的可靠性；

2、本发明所述近球形种子单粒精量排种器在工作过程中，由于轮叶是凸出型弧形外沿结构以及充种区域位于排种器的下部，这样排种器充种过程为自下而上的进行(这样就类似于用铁锹从石子堆底向上松动石子一样，越来越省力,同时也可以把石子间的作用力减弱)，可以减弱种子间的相互作用，从而此设计可以使种子在充种过程中灵活地运动，进而减少传统排种器由于种子相互作用挤压所造成的损伤，同时也可以避免传统排种器由于种子挤压所造成充种区域出现空的空间而产生高的空穴率；

3、本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，在二次充种区域中进气管和导气道配合可以清理掉轮叶型孔内以及平面端上多余的种子，提高单粒率，实现单粒精播；

4、本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，补偿装置的设置大大降低排种器的空穴率，其与上述2中所述效果形成双保险，控制空穴率，减少种子的浪费，提高播种质量，这也与精确农业的理念相稳合；

5、本发明所述近球形种子单粒精量排种器，结构简单、稳定性高且使用方便，制造成本与维修成本均较低，同时对于操作人员的技术要求较低，有利于在当下农业生产中进行推广。

附图说明

图1是本发明所述近球形种子单粒精量排种器内部立体结构示意图；

图2是本发明所述近球形种子单粒精量排种器外部立体结构示意图；

图3是图2中，C方向局部结构示意图。

图4是本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，排种轮的俯视图；

图5是本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，排种轮上轮叶的主视图；

图6是本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，排种轮上轮叶的俯视图；

图7是本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，旋转开关的结构示意图；

图8是本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，壳体的结构示意图；

图9是本发明所述近球形种子单粒精量排种器中，补偿装置的结构原理简图。

图中：

1、补偿装置， 2、分种器， 3、排种轮， 4、轮叶， 5、出种管，

6、主入种管， 7、固定螺孔， 8、清种口， 9、清种盖， 10、进气管，

11、动力输入轴， 12、导气道， 13、接收光孔， 14、下端出种口， 15、壳体；

1-2、三极管， 1-3、低压电源， 1-4、光敏电阻， 1-5、安全电阻， 1-6、电磁阀；

4-1、LED灯， 4-2、旋转开关， 4-3、电子。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

如图1和图2所示，本发明提供了一种近球形种子单粒精量排种器，该排种器由补偿装置1、分种器2、排种轮3、出种管5、主入种管6、进气管10、动力输入轴11、壳体15组成。种子从主入种管6进入壳体15，排种轮3在动力输入轴11的驱动下在壳体15内旋转并依次带动进入壳体15的种子在壳体15内运动，并将近球形种子输送到壳体15另一侧的出种管5，并经出种管5排出种子；在此过程中进气管10将风送入壳体15内，经排种轮3上的导气道12将排种轮3轮叶4周围多余的种子清理掉；当排种轮3的某一轮叶4型孔内无种子时，所述补偿装置1、分种器2以及发光装置相互配合，从分种器2内输送种子至排种轮3的无种子型孔内，达到单粒补偿的目的，从而完成单粒精量的播种过程。所述壳体15的底部还开设有清种口8，方便使用者手动清理排种器内剩余的种子、杂质以及旋转旋转开关4-2控制LED灯4-1的开关。

如图1所示所述排种轮3设置在壳体15的内部，排种轮3与壳体15通过动力输入轴11同轴装配连接；

如图1、图2和图8所示，所述主入种管6设置在壳体15的一侧，主入种管6分为上下两部分，其上部竖直开口向上，下部向壳体15倾斜，且下部管壁与壳体15下部相切，使得主入种管6的下部与壳体15的下部相通；所述壳体15为圆形，其与主入种管6相通处开有一扇型开口，所述扇形开口为水平竖直夹角90度角，主入种管6上部管壁的底部与壳体15扇形开口的上沿相连，主入种管6下部管壁底部与壳体15下部相切，且相切点与壳体15扇型开口的下沿(即壳体15的底部)之间的夹角为30度-45度，且所述相切点与壳体15扇型开口的下沿(即壳体15的底部)为圆弧连接，所述圆弧与排种轮3的回转中心为同一圆心，所述圆弧对应区域即为一次充种区域，如图8中A处所示；所述壳体15的扇型开口呈水平竖直夹角90度角，其正对着主入种管6下部管(即向壳体15倾斜，且与壳体15下部相切段即为二次充种区域)，形成对应区域即为充种区域(由一次充种区域和二次充种区域组成)，如图8中B处所示。

如图1、图3和图4所示，所述排种轮3的主体为圆形，在其圆周壁上均匀分布四个轮叶4，所述轮叶4的一侧为弧形外沿，另一侧为平端面，在叶轮4的平端面上开有半球形凹槽，所述半球形凹槽为用于盛放近球形种子的型孔，所述型孔的直径d的大小为种子平均直径的1倍-1.3倍；所述排种轮3在动力输入轴11的驱动下在壳体15以角速度ω逆时针旋转，进而带着叶轮4型孔内的近球形种子在壳体15内做圆周运动，轮叶4进入充种区域(即B区域)自下而上地将种子充填到叶轮4的型孔中，这种充种方式类似用铁锹从石子堆底向上松动石子一样，越来越省力,同时也可以把石子间的作用力减弱，石子可以灵活运动，可以减少空穴率；如图3和图4所示，在所述叶轮4两侧的排种轮3外侧面上，顺着排钟轮3的外圆周表面，开有对称的连续的L型导气道12；如图2所示，所述出种管5设置于壳体15底部，且与壳体15内部连通；如图2和图3所示，所述进气管10也设置于壳体15的底部，且对称连接在壳体15的两侧，所述进气管10与壳体15内部的充种区域连通，且进气管10的进气口与排种轮3的导气道12相对应，风从进气管10吹入经导风道12将风按所加工的L型导风道12的轨迹吹风，将风向改为向两边吹，从而在相应的叶轮4离开充种区域前将轮叶4对应的型孔周围多余的种子清理掉，避免多余种子相互挤压造成损伤以及提高单粒率。

如图1所示，所述分种器2安装在主入种管6的内侧管壁上，分种器2下端通过出种口14与壳体15联通，所述分种器2形状为漏斗形，其上端内直径为3倍种子平均直径，下端内直径为1.3倍左右种子平均直径，此设计使得从主入种管6进入的种子进入到分种器2，从上到下自然通过，直到下端出种口14时只有一颗种子能通过，当补偿装置1的电磁阀1-6被触发打开时，种子经下端出种口14进入到排种器内部，同时分种器2内部涂有一层光滑材料，以防止种子堵塞。

如图1所示，所述补偿装置1安装在主入种管6的外侧，如图9所示，所述补偿装置1由三极管1-2、低压电源1-3、光敏电阻1-4、安全电阻1-5、电磁阀1-6以及高压电源1-1组成，所述低压电源1-3、光敏电阻1-4、安全电阻1-5、三极管1-2、电磁阀1-6和高压电源1-1依次按电路连接；其中光敏电阻1-4安装在壳体15的接收光孔13处，所述接收光孔13位于出种口14的上方，所述电磁阀1-6安装在分种器2的下端出种口14处，低压电源1-3电压为5V左右，高压电源1-1为12V左右，安全电阻1-5为1MΩ左右，光敏电阻1-3与排种轮3上的发光装置配合，当叶轮4的型孔中无种子时，发光装置发出的细光速照射到接收光孔13时，光敏电阻1-4电阻值变小，三极管1-2导通，从而控制电路电磁阀1-6触发，将分种器2下端出种口14打开，种子进入到排种轮3与壳体15形成的护种区，所述护种区为：即轮叶4在离开充种区域B区以后，并且在将种子护送到出种管5的管口之前所经过的区域，此区域为排种轮3与壳体15所形成的3/4环形区域。此处，所述电磁阀1-6应该选择灵敏度较高的电磁阀，已达到每次达到单粒补偿的目的。

如图5、图6和图7所示，与所述补偿装置1相配合地，在排种轮3的叶轮4内，位于型孔的下方安装有发光装置，所述发光装置由LED灯4-1、旋转开关4-2以及电子4-3组成；旋转开关4-2是一圆形片状部件，旋转开关4-2嵌置在轮叶4上，且外露出一部分；所述旋转开关4-2均分为两部分，一半为导电体，另一半为绝缘体，旋转开关4-2外周边加工成波纹齿形，在本发明所述排种器工作前，操作人员手动经过壳体15底部的清种口8触碰到轮叶4上的旋转开关4-2，当旋转开关4-2的导电体旋转到电子4-3与LED灯4-1的连接处时，则电路接通，LED灯4-1发光，当型孔4中无种子时，LED灯4-1发出的细光速照射到安装在壳体15上的接收光孔13处的光敏电阻1-3，触发补偿装置1，从而达到相应的补偿功能，当排种器停止工作时，操作人员同样手动经过清种口8触碰到轮叶4上的旋转开关4-2，当旋转开关4-2的绝缘部分旋转到电子4-3与LED灯4-1的连接处时，则电路断开，LED灯4-1熄灭，从而可以节省电子4-3的电能。

所述壳体15和排种轮3均由不透光的铝合金材料制作，这样在护种区上方形成不透光的黑暗区域，从而补偿装置1中的光敏电阻1-4只接收来自发光装置的光，达到精确补偿的目的，同时所制得的排种器质量小且轻便。

如图2所示，在所述排种器的底部还设有清种口8，在清种口8对应凸台的四个角上开设有固定螺孔7，所述固定螺孔7采用M3.5-M4.5的公制螺纹；在清种口8处还配有清种盖9，所述清种盖9上加工有与清种口8上固定螺孔7的位置相对应的盲孔，可以选择与固定螺孔7相对应的螺丝钉通过清种盖9的盲孔与清种口8的固定螺孔7相配合连接；当排种器每次停止工作时，操作者可以打开清种盖9，在调节旋转开关4-2前，清理壳体15内剩余的种子，然后再调节旋转开关4-2。清种口8的长度为5-8厘米，宽度为4厘米，大小可以保证操作者的手通过，进而方便调节旋转开关4-2；所述清种盖9的厚度为4-5毫米，材质可以是铝合金材料或者是透明的有机玻璃。

Claims (10)

1.一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述排种器由补偿装置(1)、分种器(2)、排种轮(3)、出种管(5)、主入种管(6)、动力输入轴(11)和壳体(15)组成；

所述排种轮(3)设置在壳体(15)的内部，排种轮(3)与壳体(15)通过动力输入轴(11)同轴装配连接；所述排种轮(3)的圆周壁上分布有轮叶(4)，所述轮叶(4)上开有用于盛放种子的型孔，所述型孔的下方安装有发光装置；

所述主入种管(6)开口向上，其下部管壁与壳体(15)下部相连；

所述出种管(5)设置于壳体(15)底部，且与壳体(15)内部连通；

所述分种器(2)安装在主入种管(6)的内侧管壁上，分种器(2)下端出口通过下端出种口(14)与壳体(15)相连；

所述补偿装置(1)安装在主入种管(6)的外侧，所述补偿装置(1)中的光敏电阻(1-3)安装在在壳体(15)的接收光孔(13)处，所述补偿装置(1)中的电磁阀(1-6)安装在分种器(2)的下端出种口(14)处，补偿装置(1)与所述发光装置相配合，当光敏电阻(1-3)接收到发光装置发出的光时，电磁阀(1-6)触发，分种器(2)下端出种口(14)打开。

2.如权利要求1所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述主入种管(6)开口向上，主入种管(6)下部管壁与壳体(15)下部相切；所述壳体(15)与主入种管(6)相通处开有一水平竖直夹角90度扇形开口，扇形开口对应区域即为充种区域，主入种管(6)下部管壁与壳体(15)下部的相切点与壳体(15)扇型开口的下沿之间的夹角为30度-45度，且所述相切点与壳体(15)扇型开口的下沿为圆弧连接，圆弧与排种轮(3)的回转中心为同一圆心，圆弧对应区域为一次充种区域；主入种管(6)下部管向壳体(15)倾斜，且与壳体(15)下部相切段区域为二次充种区域。

3.如权利要求1所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述排种轮(3)侧面,且位于轮叶(4)两侧的侧面，开有对称的连续的“L”型的导气道(12)，壳体(15)底部连接有进气管(10)，所述进气管(10)与壳体(15)内部的充种区域连通，且进气管(10)的进气口与排种轮(3)的导气道(12)相对应。

4.如权利要求1或3所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述轮叶(4)上的型孔的直径为种子平均直径的1倍-1.3倍。

5.如权利要求1所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述分种器(2)形状为漏斗形，其上端内直径为种子平均直径的3倍，其下端内直径为种子平均直径的1.3倍，且分种器(2)内壁涂有光滑材料。

6.如权利要求1所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述补偿装置(1)由三极管(1-2)、低压电源(1-3)、光敏电阻(1-4)、安全电阻(1-5)、电磁阀(1-6)以及高压电源(1-1)依次按电路连接组成，所述光敏电阻(1-4)安装在壳体(15)的接收光孔(13)处，所述接收光孔(13)位于出种口(14)的上方，所述电磁阀(1-6)安装在分种器(2)的下端出种口(14)处。

7.如权利要求6所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述低压电源(1-3)电压为5V，高压电源(1-1)电压为12V，安全电阻(1-5)阻值为1MΩ。

8.如权利要求1所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述发光装置由LED灯(4-1)、旋转开关(4-2)以及电子(4-3)组成；当旋转开关(4-2)打开时，电子(4-3)与LED灯(4-1)连接，LED灯(4-1)发光，当旋转开关(4-2)关闭时，电子(4-3)与LED灯(4-1)断开，LED灯(4-1)熄灭。

9.如权利要求8所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述旋转开关(4-2)为圆片状，旋转开关(4-2)嵌置在轮叶(4)上，所述旋转开关(4-2)均分为两部分，一半为导电体，另一半为绝缘体，且旋转开关(4-2)圆周上加工有波纹齿，当旋转开关(4-2)的导电体部分旋转到电子(4-3)与LED灯(4-1)的连接处时，LED灯(4-1)发光；当旋转开关(4-2)的绝缘体部分旋转到电子(4-3)与LED灯(4-1)的连接处时，LED灯(4-1)熄灭。

10.如权利要求1所述一种近球形种子单粒精量排种器，其特征在于：

所述排种器的底部还开有清种口(8)，在清种口(8)对应凸台的四个角上开设有固定螺孔(7)，在清种口(8)处配有清种盖(9)，所述清种盖(9)上加工有与清种口(8)上固定螺孔(7)的位置相对应的盲孔，与固定螺孔(7)相匹配的螺丝钉通过清种盖(9)的盲孔与清种口(8)的固定螺孔(7)相配合连接。