CN107006185B - 一种播量无级调节的排种器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种播量无级调节的排种器，包括排种器本体、以及安装在排种器本体内的排种轮、清种机构和护种机构。工作人员将种子放入充种室，并启动排种器，通过外部电机带动传动轴转动，排种轮在外部电机驱动下旋转，使充种室的种子不断进入排种器的型孔内，当种子转到排种轮的另一侧后，护种带介入将型孔封堵，避免种子在重力作用下意外掉落；当种子转到排种器出口时，型孔内的种子因自重而掉落，从而实现种子的定量间歇性播种。为了达到无级调节的目的，本发明采用步进电机驱动型孔内轮的方式，通过第一容纳部和第二容纳部的嵌套配合，使型孔的容积随着步进电机的转动而增大或减小。本发明还具有结构简单、紧凑，调整和驱动效率高的优点。

Description

一种播量无级调节的排种器

技术领域

本发明涉及农业播种设备领域，尤其涉及一种可以无级调节播种量的排种器。

背景技术

排种器是播种机的重要部件之一，它的作用是将播种机种子箱内的种子疏导成均匀的种子流或者单粒种子，以控制播种量，实现均匀播种。排种器的种类繁多，目前，组合型孔式排种器是现有水稻直播机具的主要排种器。

由于水稻穴直播机在工作过程中的播量是由排种轮上型孔固定的，无法改变，原有的组合式型孔播量主要是靠人工手动完成调节，操作过程是先让机器停止工作，工作人员下车并使用调节扳手完成两种型孔的相互转换。通过手动调节型孔的方法来调节播种量，其更换过程中拆装比较麻烦，效率很低，且一种型孔只能适应一种作物，不同作物需要设置多种型孔。

而根据不同地区、种植条件、气候等影响，播量决定着水稻的生长状况。单一或者多组型孔相互转换并不能满足水稻种植的要求，成套排种器的型孔调节依靠人工调节必然会给农业生产带来许多的问题。

在现有技术中，有通过智能化控制完成排种器型孔转换的手段，如两个中国专利申请号分别为CN201610027163.8和CN201610027152.X的发明申请通过多个齿轮组和步进电机完成型孔的转换，但是该装置的结构复杂，型孔转换效率低下，难以实现准确控制。

因此，研制一种播量无级调节的水稻排种器，能够针对水稻的工作环境需求的播量进行型孔大小一定范围内的调节，可提高排种器的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、转换效率高的、可以无级调节播种量的排种器。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种播量无级调节的排种器，主要包括排种器本体、以及安装在排种器本体内用于控制排种量的排种轮、清种机构和护种机构。所述排种轮与充种室(待播种种子存放处)交接，使部分排种轮嵌入充种室内，当排种轮转动时充种室中的种子会填满排种轮上的型孔，从而实现定量播种。所述清种机构位于排种轮上方，通过转动方式扫除排种轮型孔中的多余种子。所述护种机构位于排种轮的一侧，与排种轮贴合安装，对型孔中的种子进行密封输送，使其在排种轮转动过程中不会因为型孔不密封而意外掉落，影响播种效果。

具体的，所述排种轮包括传动轴、型孔外轮、型孔内轮、电机架、步进电机和传动齿轮。所述型孔外轮的圆周上分别开有通孔，其内圆周上设有第一容纳部，所述型孔内轮的外圆周上设有与所述型孔外轮对应的第二容纳部，且其内圆周上设有内齿轮。所述型孔外轮安装在传动轴上，与传动轴键连接。所述型孔内轮可转动地嵌套在型孔外轮内，从而使第一容纳部与第二容纳部相互嵌套配合，形成容纳种子的开放式空间。所述电机架通过螺钉固定在型孔外轮中心(传动轴)上，位于型孔内轮内，与传动轴键连接，并与型孔外轮固定连接。所述传动齿轮安装在步进电机上，并与型孔内轮的内齿轮啮合传动，所述步进电机安装在电机架上，通过驱动内齿轮从而改变型孔内轮相对型孔外轮的位置，来调整第一容纳部与第二容纳部之间的嵌套深度，实现无级调节排种轮容纳种子空间大小的目的。

作为本发明的优选方案，所述第一容纳部设为第一凸起，所述第一凸起上设有第一凹槽；所述第二容纳部设为第二凸起，所述第二凸起上设有第二凹槽。所述第一凹槽与第二凹槽配合使用，形成类椭圆形(俯视)的种子容纳空间。进一步的，该容纳空间的大小和形状由通孔、第一容纳部和第二容纳部三者的形状共同决定，还可以设置为圆形、长方形、正方形或其他形状。

进一步的，所述排种轮还包括用于限定型孔调节范围的限位按钮、开关支撑和挡臂。所述限位按钮通过开关支撑安装在型孔外轮内，所述挡臂安装在型孔内轮的内圆周上，与限位按钮相对。优选的，所述限位按钮设为两个，分别为左限位按钮和右限位按钮，所述挡臂分别设为两个，分别为左挡臂和右挡臂。所述左挡臂与左限位按钮对应安装，所述右挡臂与右限位按钮对应安装。步进电机驱动型孔内轮转动时，只能在左右挡臂限定的范围内进行调节，一旦达到调节的最大和最小范围，限位按钮被按下从而向步进电机发送停止信号。

具体的，所述清种机构包括安装在排种器本体上的旋转轴、固定在旋转轴上的清种轮和从动齿轮、以及安装在传动轴上的主齿轮。所述清种轮与型孔外轮紧贴安装。所述主齿轮与从动齿轮通过链条连接，使传动轴通过主齿轮、从动齿轮来驱动清种轮转动，从而将型孔中多余的种子扫回充种室。优选的，为了避免种子在清种时受损，所述清种轮采用质地柔软的有一定弹性的尼龙刷。进一步的，所述清种机构还包括用于调整链条松紧程度的张紧轮、调节杆和调节旋钮。所述张紧轮安装在排种器本体上，与链条啮合，所述调节杆可转动地安装在排种器本体上，其一端顶压在张紧轮上。所述调节旋钮固定在排种器本体上，顶压在调节杆的另一端上，调节时，只需转动压在调节杆上的调节旋钮，调节杆在杠杆原理的作用下顶压张紧轮，从而增大张紧轮对链条的张紧力。

具体的，所述护种机构包括固定架以及安装在固定架上的护种带。所述固定架安装在排种器本体上，所述护种带与型孔外轮贴合，使护种带的带面与型孔外轮的外圆周面紧密贴合，将型孔封盖，避免种子在排种轮旋转过程中意外掉落，影响播种效果。优选的，所述护种带采用质地柔软具有弹性的尼龙护种带，在与型孔外轮贴合工作时，可以更好地包裹型孔，提高密封效果；同时，弹性护种带在长期使用后不会过早老化，影响密封效果。

进一步的，由于排种器工作在田野上，泥土、灰尘、碎石容易进入排种轮，影响排种轮的正常作业。因此本发明所述排种轮还包括用于防止杂物进入排种轮的端盖，所述端盖设置在传动轴上，与型孔外轮贴合安装。

作为本发明的优选方案，为了避免型孔内轮在工作过程中与型孔外轮发生相对转动，影响排种轮的播量控制精度，本发明所述步进电机设为带有自锁功能的步进电机，当步进电机驱动型孔内轮调整到合适的位置后，位于步进电机内部的自锁模块将步进电机的输出锁死，从而达到定位并锁定型孔内轮的目的。

进一步的，所述排种器本体上还设有用于清理种子的卸种板，所述卸种板可翻转并安装在充种室底部。当更换种子播种时，可以通过打开卸种板快速清理充种室的种子，从而提高播种效率。

本发明的工作过程和原理是：工作人员将种子放入充种室，并启动排种器，通过外部电机带动传动轴转动，排种轮在外部电机驱动下旋转，使充种室的种子不断进入排种器的型孔内，排种器本体上方的清种轮会扫除型孔内多余的种子。当种子转到排种轮的另一侧后，护种带介入将型孔封堵，避免种子在重力作用下意外掉落；当种子转到排种器出口时，型孔内的种子因自重而掉落，从而实现种子的定量间歇性播种。为了达到无级调节的目的，本发明采用步进电机驱动型孔内轮的方式，通过第一容纳部和第二容纳部的嵌套配合，使型孔的容积随着步进电机的转动而增大或减小。另外，为了避免在工作过程中型孔内轮与外轮发生相对转动，影响播量精度，本发明采用带有自锁功能的步进电机，对调整完毕的型孔内轮进行锁定。本发明还具有结构简单、紧凑，调整和驱动效率高的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的播量无级调节的排种器采用步进电机来调节型孔容积的大小，从而精确控制排种器的播种量，具有无级调节、结构简单、驱动效率高的特点。

(2)本发明所提供的播量无级调节的排种器采用双限位按钮对型孔大小的调节范围进行限定，防止由于过量调节而损坏部件。

(3)本发明所提供的播量无级调节的排种器对传统排种器的结构进行改进和优化，使用嵌套式的型孔外轮和型孔内轮，结构更紧凑、传动效率更高、播种效果更好。

(4)本发明所提供的排种轮的圆周上设有可调节的型孔区间，通过控制电机转动来改变双层孔轮的相对位置进而改变型孔的大小和播量，从而可实现不同作物、不同播量的调节，控制准确，且其通用性强，调节范围较大。

(5)本发明通过电路输入脉冲精准控制步进电机的转动，从而改变型孔的充种量来达到满足工作的要求。

附图说明

图1是本发明所提供的播量无级调节的排种器的安装结构示意图。

图2是本发明所提供的播量无级调节的排种器的工作流程图。

图3是本发明所提供的红外传感器的结构示意图。

图4是本发明所提供的控制模块和无线通讯模块的结构示意图。

图5是本发明所提供的播量无级调节的排种器的安装结构示意图。

图6是本发明所提供的播量无级调节的排种器的工作流程图。

图7是本发明所提供的红外传感器的结构示意图。

图8是本发明所提供的控制模块和无线通讯模块的结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-排种器本体，11-卸种板；

2-排种轮，21-传动轴，22-型孔外轮，221-通孔，222-第一容纳部，2221-第一凹槽，23-型孔内轮，231-第二容纳部，2311-第二凹槽，232-内齿轮，24-电机架，25-步进电机，26-传动齿轮，27-限位按钮，28-端盖；

3-清种机构，31-旋转轴，32-清种轮，33-从动齿轮，34-主齿轮，35-张紧轮，36-调节杆，37-调节旋钮；

4-护种机构，41-固定架，42-护种带。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明公开了一种播量无级调节的排种器，主要包括排种器本体1、以及安装在排种器本体1内用于控制排种量的排种轮2、清种机构3和护种机构4。所述排种轮2与充种室(待播种种子存放处)交接，使部分排种轮2嵌入充种室，当排种轮2转动时通过排种轮2上的型孔捞取充种室中的种子，从而实现定量播种。所述清种机构3位于排种轮2上方，通过转动方式扫除排种轮2型孔中的多余种子。所述护种机构4位于排种轮2的一侧，与排种轮2贴合安装，对型孔中的种子进行密封输送，使其在排种轮2转动过程中不会因为型孔不密封而意外掉落，影响播种效果。

具体的，如图3、图4、图5和图6所示，所述排种轮2包括传动轴21、型孔外轮22、型孔内轮23、电机架24、步进电机25和传动齿轮26。所述型孔外轮22的圆周上分别开有通孔221，其内圆周上设有第一容纳部222，所述型孔内轮23的外圆周上设有与所述型孔外轮22对应的第二容纳部231，且其内圆周上设有内齿轮232。所述型孔外轮22安装在传动轴21上，与传动轴21键连接。所述型孔内轮23可转动地嵌套在型孔外轮22内，从而使第一容纳部222与第二容纳部231相互嵌套配合，形成容纳种子的开放式空间。所述电机架24安装在传动轴21上，位于型孔内轮23内，与传动轴21键连接，并与型孔外轮22固定连接。所述传动齿轮26安装在步进电机25上，并与型孔内轮23的内齿轮232啮合传动，所述步进电机25安装在电机架24上，通过驱动内齿轮232从而带动型孔内轮23相对型孔外轮22转动，来调整第一容纳部222与第二容纳部231之间的嵌套深度，实现无级调节排种轮2容纳种子空间大小的目的。

作为本发明的优选方案，如图4、图5和图6所示，所述第一容纳部222设为第一凸起，所述第一凸起上设有第一凹槽2221；所述第二容纳部231设为第二凸起，所述第二凸起上设有第二凹槽2311。所述第一凹槽2221与第二凹槽2311配合使用，形成类椭圆形(俯视)的种子容纳空间。进一步的，该容纳空间的大小和形状由通孔221、第一容纳部222和第二容纳部231三者的形状共同决定，还可以设置为圆形、长方形、正方形或其他形状。

进一步的，，结合图3和图8所示，所述排种轮2还包括用于限定型孔调节范围的限位按钮27、开关支撑和挡臂。所述限位按钮27通过开关支撑安装在型孔外轮22内，所述挡臂安装在型孔内轮23的内圆周上，与限位按钮27相对。优选的，所述限位按钮27设为两个，分别为左限位按钮27和右限位按钮27，所述挡臂分别设为两个，分别为左挡臂和右挡臂。所述左挡臂与左限位按钮27对应安装，所述右挡臂与右限位按钮27对应安装。步进电机25驱动型孔内轮23转动时，只能在左右挡臂限定的范围内进行调节，一旦达到调节的最大和最小范围，限位按钮27被按下从而向步进电机25发送停止信号。

具体的，如图7和图8所示，所述清种机构3包括安装在排种器本体1上的旋转轴31、固定在旋转轴31上的清种轮32和从动齿轮33、以及安装在传动轴21上的主齿轮34。所述清种轮32与型孔外轮22紧贴安装。所述主齿轮34与从动齿轮33通过链条连接，使传动轴21通过主齿轮34、从动齿轮33来驱动清种轮32转动，从而将型孔中多余的种子扫回充种室。优选的，为了避免种子在清种时受损，所述清种轮32采用质地柔软的有一定弹性的尼龙刷。进一步的，所述清种机构3还包括用于调整链条松紧程度的张紧轮35、调节杆36和调节旋钮37。所述张紧轮35安装在排种器本体1上，与链条啮合，所述调节杆36可转动地安装在排种器本体1上，其一端顶压在张紧轮35上。所述调节旋钮37固定在排种器本体1上，顶压在调节杆36的另一端上，调节时，只需转动压在调节杆36上的调节旋钮37，调节杆36在杠杆原理的作用下顶压张紧轮35，从而增大张紧轮35对链条的张紧力。

具体的，结合图1和图8所示，所述护种机构4包括固定架41以及安装在固定架41上的护种带42。所述固定架41安装在排种器本体1上，所述护种带42与型孔外轮22贴合，使护种带42的带面与型孔外轮22的外圆周面紧密贴合，将型孔封堵，避免种子在排种轮2旋转过程中意外掉落，影响播种效果。优选的，所述护种带42采用质地柔软具有弹性的尼龙护种带42，在与型孔外轮22贴合工作时，可以更好地包裹型孔，提高密封效果；同时，弹性护种带42在长期使用后不会过早老化，影响密封效果。

进一步的，由于排种器工作在田野上，泥土、灰尘、碎石容易进入排种轮2，影响排种轮2的正常作业。因此，如图3所示，本发明所述排种轮2还包括用于防止杂物进入排种轮2的端盖28，所述端盖28设置在传动轴21上，与型孔外轮22贴合安装。

作为本发明的优选方案，为了避免型孔内轮23在工作过程中与型孔外轮22发生相对转动，影响排种轮2的播量控制精度，本发明所述步进电机25设为带有自锁功能的步进电机25，当步进电机25驱动型孔内轮23调整到合适的位置后，位于步进电机25内部的自锁模块将步进电机25的输出锁死，从而达到定位并锁定型孔内轮23的目的。

进一步的，如图7所示，所述排种器本体1上还设有用于清理种子的卸种板11，所述卸种板11可翻转地安装在充种室底部。当更换种子播种时，可以通过打开卸种板11快速清理充种室的种子，从而提高播种效率。

本发明的工作过程和原理是：工作人员将种子放入充种室，并启动排种器，通过外部电机带动传动轴21转动，排种轮2在外部电机驱动下旋转，使充种室的种子不断进入排种器的型孔内，当种子转到排种轮2的另一侧后，护种带42介入将型孔封堵，避免种子在重力作用下意外掉落；当种子转到排种器出口时，型孔内的种子因自重而掉落，从而实现种子的定量间歇性播种。为了达到无级调节的目的，本发明采用步进电机25驱动型孔内轮23的方式，通过第一容纳部222和第二容纳部231的嵌套配合，使型孔的容积随着步进电机25的转动而增大或减小。另外，为了避免在工作过程中型孔内轮23与外轮发生相对转动，影响播量精度，本发明采用带有自锁功能的步进电机25，对调整完毕的型孔内轮23进行锁定。本发明还具有结构简单、紧凑，调整和驱动效率高的优点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种播量无级调节的排种器，其特征在于，包括排种器本体、以及安装在排种器本体内用于控制排种量的排种轮、清种机构和护种机构；所述排种轮与充种室交接，通过旋转捞取充种室中的种子；所述清种机构位于排种轮上方，用于扫除排种轮型孔中的多余种子；所述护种机构位于排种轮的一侧，与排种轮贴合安装，对型孔中的种子进行密封输送；

所述排种轮包括传动轴、型孔外轮、型孔内轮、电机架、步进电机和传动齿轮；所述型孔外轮的圆周上分别开有通孔，其内圆周上设有第一容纳部，所述型孔内轮的外圆周上设有与所述型孔外轮对应的第二容纳部，且其内圆周上设有内齿轮；所述型孔外轮安装在传动轴上，与传动轴键连接；所述型孔内轮可转动地嵌套在型孔外轮内，使第一容纳部与第二容纳部相互嵌套配合，形成容纳种子的开放式空间；所述电机架安装在传动轴上，位于型孔内轮内，与传动轴键连接，并与型孔外轮固定连接；所述传动齿轮安装在步进电机上，并与内齿轮啮合传动，所述步进电机安装在电机架上，通过驱动内齿轮带动型孔内轮相对型孔外轮转动来调整第一容纳部与第二容纳部之间的嵌套深度，实现调节排种轮容纳种子空间大小的目的；所述排种轮还包括用于限定型孔调节范围的限位按钮、开关支撑和挡臂；所述限位按钮通过开关支撑安装在型孔外轮内，所述挡臂安装在型孔内轮的内圆周上，与限位按钮相对。

2.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述第一容纳部设为第一凸起，所述第一凸起上设有第一凹槽；所述第二容纳部设为第二凸起，所述第二凸起上设有第二凹槽；所述第一凹槽与第二凹槽配合使用。

3.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述限位按钮设为两个，分别为左限位按钮和右限位按钮，所述挡臂分别设为两个，分别为左挡臂和右挡臂；所述左挡臂与左限位按钮对应安装，所述右挡臂与右限位按钮对应安装。

4.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述清种机构包括安装在排种器本体上的旋转轴、固定在旋转轴上的清种轮和从动齿轮、以及安装在传动轴上的主齿轮；所述清种轮与型孔外轮紧贴安装，所述主齿轮与从动齿轮通过链条连接，使传动轴通过主齿轮、从动齿轮来驱动清种轮转动。

5.根据权利要求4所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述清种机构还包括用于调整链条松紧程度的张紧轮、调节杆和调节旋钮；所述张紧轮安装在排种器本体上，与链条啮合，所述调节杆一端顶压张紧轮，所述调节旋钮固定在排种器本体上，顶压在调节杆的另一端上。

6.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述护种机构包括固定架以及安装在固定架上的护种带；所述固定架安装在排种器本体上，所述护种带与型孔外轮贴合。

7.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述排种轮还包括用于防止杂物进入排种轮的端盖，所述端盖设置在传动轴上，与型孔外轮贴合安装。

8.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述步进电机设为带有自锁功能的步进电机。

9.根据权利要求1所述的播量无级调节的排种器，其特征在于，所述排种器本体上还设有用于清理种子的卸种板，所述卸种板可翻转地安装在充种室底部。