CN107258163A - 机械旋动式异形种子单粒精准播种装置 - Google Patents

机械旋动式异形种子单粒精准播种装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，包括筛箱，旋动机构；筛箱底板上设有能容纳一粒种子的型孔；筛箱底板上、下部位各设有一条导向槽，上导向槽内插入设置上盖板，下导向槽内插入设置下底板，上盖板上设有栅栏孔，下底板上设有筛孔，各筛孔下部与一落种管固定连接；上盖板、下底板分别与动力机构连接，动力机构对上盖板、下底板的推程相反，且相互联动；动力机构正向动作时，带动上盖板、下底板朝相反方向横向移动，上盖板打开，下底板关闭，单粒种子从栅栏孔中落入型孔中；动力机构反向动作时，带动上盖板、下底板各自同时改变方向横向移动，上盖板封闭，下底板打开，单粒种子自型孔穿过筛孔落入落种管中；旋动机构固定设置在筛箱上。

Description

机械旋动式异形种子单粒精准播种装置
技术领域
本发明涉及一种播种装置，具体来说，是一种机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，属于机械播种装置技术领域。
背景技术
精密播种装置是实现精密播种作业的关键设备，其性能优劣直接关系到作物生产的产量和品质。目前精密播种装置有三类：机械式、气吸式和振动式。机械式播种器主要以槽轮式、窝眼轮式和凸头式为核心工作部件，结构简单、造价低，但播种均匀性差、用种量大、伤种多，无法实现单粒精播。气吸式播种装置主要有吸针式、吸盘式、气吸滚筒式等，能实现单粒精量播种，但结构较复杂、生产成本高，且吸孔易堵塞。振动式播种装置可分为电磁振动式和气动振动式，具有结构简单、不伤种、播种量可调等特点，但影响排种速度的因素颇多，包括种子形状、振幅、频率、振动方向角、排种盘倾角等，都会直接影响到排种盘里各V形槽中种子流的连续性和均匀性，有断流和落种窜穴现象，影响播种精度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的机械式播种装置，播种均匀性差、用种量大、伤种多，无法实现单粒精播。
本发明采取以下技术方案：
一种机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，包括筛箱2，旋动机构；所述筛箱底板上设有能容纳一粒种子的型孔201；筛箱底板上、下部位各设有一条导向槽，上导向槽内插入设置上盖板12，下导向槽内插入设置下底板13，所述上盖板12上设有栅栏孔1201，下底板13上设有筛孔1301，各筛孔1301下部与一落种管4固定连接；所述上盖板、下底板分别与动力机构连接，动力机构对上盖板、下底板的推程相反，且相互联动；动力机构正向动作时，带动上盖板、下底板朝相反方向横向移动，上盖板打开，下底板关闭，单粒种子从栅栏孔1201中落入型孔201中；动力机构反向动作时，带动上盖板、下底板各自同时改变方向横向移动，上盖板封闭，下底板打开，单粒种子自型孔201穿过筛孔1301落入落种管4中；所述旋动机构固定设置在筛箱2上。
进一步的，所述旋动机构是立式振动电机，所述立式振动电机设有偏心重块，所述偏心重块的偏心量能够调节。
进一步的，还包括机架14，所述筛箱2通过支撑弹簧3固定在所述机架14上。
进一步的，所述动力机构包括电机7，所述电机7的输出端与凸轮轴9连接，所述凸轮轴9上固定设置上、下一对凸轮18、20；所述上盖板12通过上弹簧15与上滚轮17横向固定连接，所述下底板12通过下弹簧22与下滚轮21固定连接，所述上滚轮与上凸轮18横向贴合对应，所述下滚轮与下凸轮20横向贴合对应。
更进一步的，所述电机7竖直设置在筛箱2的侧面。
更进一步的，上、下凸轮架16、19分别与上盖板12和下底板13固定连接，上滚轮17和下滚轮21分别与上滚轮架16和下滚轮架19固接；上凸轮轴架10和下凸轮轴架11分别与筛箱的侧壁固定连接；上滚轮架16固定在上凸轮轴架10上，下滚轮架19固定在下凸轮轴架11上；凸轮轴9与上凸轮轴架10、下凸轮轴架11转动连接。
进一步的，落种管4下部与落种架5固定连接。
进一步的，所述型孔201的孔径小于筛孔1301，筛孔1301孔径小于落种管4；栅栏孔1201的孔径大于型孔201。
进一步的，上盖板开门时，筛箱型孔附近留有充足空间可供充种，关门时，上盖板只覆盖筛箱型孔的一半尺寸，由于种子一直受力做外扩渐开线运动，与上盖板边缘接触时产生退让行为，避免出现夹种和伤种情况。
进一步的，立式振动电机1分为启动加速、平稳工作、断电停止三个阶段，启动时，筛箱处于自由振动加强迫振动阶段，平稳工作时，筛箱以强迫振动的振幅和频率保持稳定的振动运行，断电停止时，偏心块回转角速度逐渐减小，激振力亦随之减小，筛箱的振动由逐渐衰减的强迫振动加自由振动过渡到偏心块停止旋转后的微弱自由振动直至完全停止；整个过程筛箱做复杂的小幅度三次元运动；支撑弹簧为橡胶弹簧。
本发明的有益效果在于：
1)采用全新的旋动充种方式，可实现连续作业，作业效率得到提升。
2)由于异形种子粒度及形状有差异，在筛箱中，种子不仅相互接触，且互相咬卡，因此在筛箱中的单个种子运动受到限制；针对不同的异形种子，通过调节立式振动电机的偏心块夹角、偏心块质量、参振质量、种层厚度以及电机振动频率等参数，给予种子冲击力和剪切应力等等，使种群克服颗粒与颗粒、颗粒与筛面间的各种束缚而达到跳跃状态下的分层效果，即物料的松散状态，以便更有效充种。
3)针对不同异形种子，能提供相对应的上盖板、下底板和筛箱型孔尺寸，解决市场稀缺异形种子播种装置的瓶颈。
4)可实现单粒精播要求，以超级稻为例，与常规水稻的育秧要求不同，穴盘育秧由2～5粒/穴提升为1～2粒/穴，毯状育秧由3～5粒/取秧面积提升为1～2粒/取秧面积。
5)可以通过设计筛箱型孔数量和尺寸，还可实现多粒精量播种，满足不同种子的播种需求。
6)上盖板与下底板的打开和关闭具有周期性特点，一周期内可实现充种和播种过程，与立式振动电机配合连续工作，大大提高了生产效率。
7)采用电机作为动力，凸轮与滚轮作为传动机构实现了上盖板与下底板的开门关门动作，设计巧妙。
8)为解决充种过程中的夹种和伤种问题，能设计中上盖板型孔尺寸，上盖板开门时，筛箱型孔附近留有充足空间可供充种，关门时，上盖板只覆盖筛箱型孔的一半尺寸，同时由于种子一直受力做外扩渐开线运动，与上盖板边缘接触会产生退让行为，因此可以很好的解决夹种和伤种问题。
9)由于立式振动电机传递给筛箱的是小幅度三次元运动，所以为使下底板内的种子能准确落入穴盘内，落种管采用软管，并与落种架方孔一一对应，而落种架与穴盘相对位置固定，可实现精准落种。
10)立式振动电机工作可分为启动加速、平稳工作、断电停止三个阶段，启动时，筛箱处于自由振动加强迫振动阶段，平稳工作时，筛箱以强迫振动的振幅和频率保持稳定的振动运行，断电停止时，偏心块回转角速度逐渐减小，激振力亦随之减小，筛箱的振动由逐渐衰减的强迫振动加自由振动过渡到偏心块停止旋转后的微弱自由振动直至完全停止。整个过程筛箱做复杂的小幅度三次元运动，对机架的支撑和减震需求十分迫切；采用的支撑弹簧选用橡胶弹簧，内摩擦阻尼大，振幅稳定，可接受剪切变形和紧缩变形，隔音效果好，工作时间噪音小，既能提供对筛箱的支撑作用，又能起到减震作用。
附图说明
图1是本发明机械旋动式异形种子单粒精准播种装置的立体图。
图2是本发明机械旋动式异形种子单粒精准播种装置的俯视图。
图3是图2中A-A剖视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是图3另一局部放大图。
图6是本发明机械旋动式异形种子单粒精准播种装置的左视图。
图7是筛箱底板上、下部位各设有一条导向槽的示意图。
图中，1.立式振动电机，2.筛箱，3.支撑弹簧，4.落种管，5.落种架，6.穴盘，7.电机，8.联轴器，9.凸轮轴，10.上凸轮轴架，11.下凸轮轴架，12.上盖板，13.下底板，14.机架，15.上弹簧，16.上滚轮架，17.上滚轮，18.上凸轮，19.下滚轮架，20.下凸轮，21.下滚轮，22.下弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图7，机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，包括筛箱2，旋动机构；所述筛箱底板上设有能容纳一粒种子的型孔201；筛箱底板上、下部位各设有一条导向槽，上导向槽内插入设置上盖板12，下导向槽内插入设置下底板13，所述上盖板12上设有栅栏孔1201，下底板13上设有筛孔1301，各筛孔1301下部与一落种管4固定连接；所述上盖板、下底板分别与动力机构连接，动力机构对上盖板、下底板的推程相反，且相互联动；动力机构正向动作时，带动上盖板、下底板朝相反方向横向移动，上盖板打开，下底板关闭，单粒种子从栅栏孔1201中落入型孔201中；动力机构反向动作时，带动上盖板、下底板各自同时改变方向横向移动，上盖板封闭，下底板打开，单粒种子自型孔201穿过筛孔1301落入落种管4中；所述旋动机构固定设置在筛箱2上。
在此实施例中，参见图1-3，所述旋动机构是立式振动电机，所述立式振动电机设有偏心重块，所述偏心重块的偏心量能够调节。
在此实施例中，参见图5，还包括机架14，所述筛箱2通过支撑弹簧3固定在所述机架14上。
在此实施例中，参见图3-4，所述动力机构包括电机7，所述电机7的输出端与凸轮轴9连接，所述凸轮轴9上固定设置上、下一对凸轮18、20；所述上盖板12通过上弹簧15与上滚轮17横向固定连接，所述下底板12通过下弹簧22与下滚轮21固定连接，所述上滚轮与上凸轮18横向贴合对应，所述下滚轮与下凸轮20横向贴合对应。
在此实施例中，参见图6，所述电机7竖直设置在筛箱2的侧面。
在此实施例中，参见图4，上、下凸轮架16、19分别与上盖板12和下底板13固定连接，上滚轮17和下滚轮21分别与上滚轮架16和下滚轮架19固接；上凸轮轴架10和下凸轮轴架11分别与筛箱的侧壁固定连接；上滚轮架16固定在上凸轮轴架10上，下滚轮架19固定在下凸轮轴架11上；凸轮轴9与上凸轮轴架10、下凸轮轴架11转动连接。
参见图3，落种管4下部与落种架5固定连接。
参见图5，所述型孔201的孔径小于筛孔1301，筛孔1301孔径小于落种管4；栅栏孔1201的孔径大于型孔201。
在此实施例中，上盖板开门时，筛箱型孔附近留有充足空间可供充种，关门时，上盖板只覆盖筛箱型孔的一半尺寸，从而种子一直受力做外扩渐开线运动，与上盖板边缘接触产生退让行为。
在此实施例中，立式振动电机1分为启动加速、平稳工作、断电停止三个阶段，启动时，筛箱处于自由振动加强迫振动阶段，平稳工作时，筛箱以强迫振动的振幅和频率保持稳定的振动运行，断电停止时，偏心块回转角速度逐渐减小，激振力亦随之减小，筛箱的振动由逐渐衰减的强迫振动加自由振动过渡到偏心块停止旋转后的微弱自由振动直至完全停止；整个过程筛箱做复杂的小幅度三次元运动；支撑弹簧为橡胶弹簧。
工作过程：将播种装置安装在一般播种流水线上，工作前，将穴盘6放在落种架5下方的机架14上，对好位置后，启动立式振动电机1和电机7，立式振动电机1本身运行产生易于调整的水平、垂直、倾斜等方向的多元激振力，并将激振力传递给筛箱2，种子在筛箱2内做外扩渐开线运动，通过调节立式振动电机1的上下两端重锤的相位角，可改变种子在筛箱2内的运动轨迹，完成充种过程。电机7启动后通过联轴器8带动凸轮轴9转动，上下凸轮分别与上下滚轮接触。上下两个凸轮推程正好相反，以上凸轮18为例，上凸轮推程大时，通过上滚轮架16带动上盖板12开门，此时上弹簧15处于压缩状态，上凸轮推程小时，上弹簧复位，带动上盖板关门。凸轮一个周期推程内，上盖板开门则下底板关门，种子落在筛箱2型孔内，当上盖板关门则下底板开门，种子落到下底板型孔内由落种管内落下至穴盘，完成播种过程。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：
包括筛箱(2)，旋动机构；
所述筛箱底板上设有能容纳一粒种子的型孔(201)；筛箱底板上、下部位各设有一条导向槽，上导向槽内插入设置上盖板(12)，下导向槽内插入设置下底板(13)，所述上盖板(12)上设有栅栏孔(1201)，下底板(13)上设有筛孔(1301)，各筛孔(1301)下部与一落种管(4)固定连接；
所述上盖板、下底板分别与动力机构连接，动力机构对上盖板、下底板的推程相反，且相互联动；
动力机构正向动作时，带动上盖板、下底板朝相反方向横向移动，上盖板打开，下底板关闭，单粒种子从栅栏孔(1201)中落入型孔(201)中；动力机构反向动作时，带动上盖板、下底板各自同时改变方向横向移动，上盖板封闭，下底板打开，单粒种子自型孔(201)穿过筛孔(1301)落入落种管(4)中；
所述旋动机构固定设置在筛箱(2)上。
2.如权利要求1所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：所述旋动机构是立式振动电机，所述立式振动电机设有偏心重块，所述偏心重块的偏心量能够调节。
3.如权利要求1所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：还包括机架(14)，所述筛箱(2)通过支撑弹簧(3)固定在所述机架(14)上。
4.如权利要求1所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：
所述动力机构包括电机(7)，所述电机(7)的输出端与凸轮轴(9)连接，所述凸轮轴(9)上固定设置上、下一对凸轮(18、20)；
所述上盖板(12)通过上弹簧(15)与上滚轮(17)横向固定连接，所述下底板(12)通过下弹簧(22)与下滚轮(21)固定连接，所述上滚轮与上凸轮(18)横向贴合对应，所述下滚轮与下凸轮(20)横向贴合对应。
5.如权利要求4所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：所述电机(7)竖直设置在筛箱(2)的侧面。
6.如权利要求4所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：上、下凸轮架(16、19)分别与上盖板(12)和下底板(13)固定连接，上滚轮(17)和下滚轮(21)分别与上滚轮架(16)和下滚轮架(19)固接；上凸轮轴架(10)和下凸轮轴架(11)分别与筛箱的侧壁固定连接；上滚轮架(16)固定在上凸轮轴架(10)上，下滚轮架(19)固定在下凸轮轴架(11)上；凸轮轴(9)与上凸轮轴架(10)、下凸轮轴架(11)转动连接。
7.如权利要求1所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：落种管(4)下部与落种架(5)固定连接。
8.如权利要求1所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：所述型孔(201)的孔径小于筛孔(1301)，筛孔(1301)孔径小于落种管(4)；栅栏孔(1201)的孔径大于型孔(201)。
9.如权利要求1所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：上盖板开门时，筛箱型孔附近留有充足空间可供充种，关门时，上盖板只覆盖筛箱型孔的一半尺寸，从而种子一直受力做外扩渐开线运动，与上盖板边缘接触产生退让性。
10.如权利要求2所述的机械旋动式异形种子单粒精准播种装置，其特征在于：立式振动电机(1)分为启动加速、平稳工作、断电停止三个阶段，启动时，筛箱处于自由振动加强迫振动阶段，平稳工作时，筛箱以强迫振动的振幅和频率保持稳定的振动运行，断电停止时，偏心块回转角速度逐渐减小，激振力亦随之减小，筛箱的振动由逐渐衰减的强迫振动加自由振动过渡到偏心块停止旋转后的微弱自由振动直至完全停止；整个过程筛箱做复杂的小幅度三次元运动；支撑弹簧为橡胶弹簧。
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