CN108093767B - 一种弹射式排种器及田间作业机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹射式排种器及田间作业机械。所述弹射式排种器包括储种箱以及投种器;所述储种箱的底部连接有向下的送种管道,所述送种管道的开口处设置有投种门,在所述投种门的对向设置有投种器,所述投种器用于往复运动,使所述投种门在开启与关闭之间切换。本发明利用往复运动的投种器,使排种器的排种更加可靠,同时使得每一次播种的位置和时间精确可控。
Description
技术领域
本发明属于农业机械自动化技术领域,更具体地,涉及一种弹射式排种器及田间作业机械。
背景技术
排种器是农田播种机具的关键构件。现有排种技术形式多样,主要类型包括型孔式和气力式。前者对于异形或发芽的种子效果较差,后者结构复杂,体积偏大,重量偏高,从而对田间作业造成一定的困难。
专利文献CN104322182A公开了一种播种器,包括有存料箱和位于该存料箱下方的下料箱,所述下料箱的另一侧底部设有出料管,种子从出料口滑出自然下落。该播种器结构简单,从而减小了排种器的体积。
但是在生产实践中,水稻播种一般要求预先进行种子催芽,以利于播种后的出苗生长;随着播种技术的发展,要求对每一次播种的位置和时间进行精确控制。然而,上述现有技术均具有以下缺点,当种子处于发芽期时,由于形状不规则,容易粘连,导致充种和排种困难,造成漏播;现有排种技术都是通过机械运行,实现种子的连续排出,难以进行精确控制。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种弹射式排种器,其目的在于,利用往复运动的投种器,使排种器的每一次排种精确可控,同时由于采取主动的排种方式,减少漏播,而播种更加均匀可靠。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种弹射式排种器,所述储种箱的底部连接有垂直向下或倾斜向下的送种管道,所述送种管道的开口处设置有投种门,在所述投种门的对向设置有投种器,所述投种器用于往复运动,使所述投种门在开启与关闭之间切换,从而使送种管道中的种子下落或停止下落。
优选地,所述送种管道的直径为9mm~20mm,能够容纳种子且不易堵塞,但同时避免种子下落的速度太快而导致播种不均匀。
优选地,所述投种器的运动方向与送种管道的夹角为20°~90°,以产生助推送种管道中的种子向外运动的分力。
优选地,所述投种门为毛刷式。
优选的,所述弹射式排种器还包括投种导轨,所述投种导轨设置于投种器的运动方向上,作为所述投种器运动的轨道。
作为进一步优选地,所述投种器为永磁体,其远离投种门的一端通过弹簧固定,另一端上套设有电磁线圈。
作为进一步优选地,所述弹射式排种器还包括直线电机;所述直线电机的控制端连接所述投种器,用于带动所述投种器运动。
优选的,所述投种器包括推种头以及推拉式磁铁,所述推种头设置于推拉式磁铁的伸长方向,其侧面与送种管道的出口相对。
优选地,所述投种门为毛刷式或弹片式。
作为进一步优选地,所述投种门为毛刷式;所述投种门的刷毛的材料为金属、硅胶或合成树脂,所述刷毛的直径为1mm~2mm,使得该投种门能在关闭时完全承受种子的重量,避免多播,又具有一定的弹性,使得投种器离开投种出口时恢复原有的状态。
优选地,所述储种箱的数量为5个至30个,与所述漏斗式储种箱的底部连接的所述送种管道相互平行,其间距为10cm~30cm,使得该弹射式排种器能同时播下多个种子。
优选地,所述储种箱为漏斗式。
优选地,所述储种箱的内部设置有搅拌装置或振动装置。
作为进一步优选地,所述储种箱内部设置有搅拌装置,所述搅拌装置包括两端固定于储种箱侧壁的搅拌轴,所述搅拌轴水平设置,多个搅拌页片或搅拌杆与搅拌轴成一定角度地固定于搅拌轴上,所述搅拌轴转动的转速为6r/min~600r/min,其用于带动搅拌页片或搅拌杆运动,避免储种箱内的种子产生悬空,同时推动种子向送种管道方向移动;所述搅拌页片优选为螺旋形。
作为进一步优选地,所述储种箱内部设置有振动装置,所述振动装置用于使储种箱内部的种子增加流动性,便于向送种管道方向移动。
按照本发明的另一个方面,还提供了一种包括上述弹射式排种器的田间作业机械,所述田间作业机械还包括固定所述弹射式排种器、并带动所述弹射式排种器运动的行走装置。
优选地,所述行走装置的支撑轮同轴设置,并通过桥接装置相连,所述支撑轮包括对称设置于桥接装置两端的第一驱动轮以及第二驱动轮,第一驱动轮连接有第一驱动电机,第二驱动轮连接有第二驱动电机;所述作业装置固定于桥接装置上,其重心位于第一驱动轮以及第二驱动轮的中心轴的下方;
所述第一驱动电机用于获得第一扭矩,所述第二驱动电机用于获得第二扭矩;所述第一驱动轮用于根据第一扭矩转动,所述第二驱动轮用于根据第二扭矩转动,从而控制所述田间作业机械的运动方向以及速度。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,由于利用往复运动的投种器,从而具有以下有益效果:
1、不同于现有技术的排种器利用种子的重力自然下落,本发明利用往复运动的投种器而主动投种,可以克服种子之间的粘连,使排种器的排种更加可靠,减少漏播;
2、本发明弹射式排种器的投种器可以比排种盘体积相对较小,从而重量较轻,适用于水田作业;
3、本发明弹射式排种器的投种器可以采用推拉式电磁铁,从而通过电磁方式实现往复运动的投种,从而使排种器的每一次排种可控,使每一次播种的时间和位置精确可控;
4、投种门可以采用金属、硅胶或合成树脂等材料,当其为毛刷式时,直径为1mm~2mm,在阻挡种子的同时,富有弹性,能随着投种器的往复运动而开启或关闭,且长期使用不易变形;
5、利用搅拌器将储种箱内部的种子向送种管道方向移动,避免了送种管道的堵塞;
6、该田间作业机械的重心设置于第一驱动轮以及第二驱动轮的中心轴的下方,使得该田间作业机械更加平衡,重心更加稳定,从而在适用于田间作业的同时,不需要设置配重药箱和缓冲药箱以保证车身重心的平衡,简化了车身结构,节约了能源,车身能装载更多的货物。
附图说明
图1为本发明弹射式排种器采用推拉式电磁铁的侧视图;
图2为本发明弹射式排种器采用投种导轨时,投种门开启时的侧视图;
图3为本发明弹射式排种器采用投种导轨时,投种门关闭时的侧视图;
图4为本发明实施例的田间作业机械的结构示意图;
图5为本发明田间作业机械行走原理示意图;
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:111-内部连接部;112-外周行走部;11-驱动轮;12-桥接装置;13-控制装置;14-电源;15-驱动电机;21-储种箱;22-送种管道;23-投种导轨;24-投种门;251-推拉式电磁铁;252-推种头;25-投种器;261-搅拌轴;262-搅拌杆;26-搅拌装置;27-种子回收装置;2-弹射式排种器;3-种子。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种弹射式排种器2,所述弹射式排种器2包括储种箱21以及投种器25;所述储种箱21的上方作为种子3的投送入口,其底部连接有向下的送种管道22,所述送种管道22的开口处设置有投种门24,用于阻挡自然下落的种子3;在所述投种门的对向设置有投种器25,所述投种器25用于沿投种导轨23往复运动,使得所述毛刷式投种门24在开启与关闭之间切换,并在开启时将待投送的种子3推出,所述投种器25的运动方向与送种管道22的夹角为20°~90°,以产生助推送种管道22中的种子向外运动的力。
其中,所述储种箱21优选为漏斗状,从正面看呈矩形,侧面看呈倒梯形,如图1、图2所示;储种箱21上端可设置储种盖,以防止种子3从上端洒落,同时防止外部的杂物(如鸟粪、叶子等)掉进储种箱21,所述储种盖上设置有加料口,从加料口可向储种箱21内添加种子3。
而送种管道22可垂直向下或倾斜向下,当其倾斜向下时,倾斜的方向为向后或向前;该送种管道22的直径为9mm~20mm,能够容纳种子3通行且不易堵塞,但同时避免种子3下落的速度太快而导致播种不均匀。
所述投种器25可以根据种子的大小,选取行程为10mm~30mm的市售的推拉式磁铁251,并在推拉式磁铁251伸长方向的顶端设置推种头252,所述推拉式磁铁251的伸长方向的侧面与送种管道22的出口相对;所述送种管道24上开设有供推种头252进出的通道,投种门24设置于该通道的一侧,当推拉式电磁铁251缩回时,投种门24关闭。在送种管道22的尾端设置有种子回收装置27,用于回收推拉式电磁铁251缩回时,向送种管道22尾端运动的种子3。
此外,还可以在投种器25的运动方向上设置投种导轨23,以作为所述投种器25运动的轨道。可以以直线电机的控制端控制投种器25的往复运动,也可将投种器25用永磁体制造,将其远离投种门24的一端通过弹簧固定,另一端上套设或平行设置电磁线圈,当电磁线圈通入电流,使得电磁线圈产生的磁场与永磁体的方向相同时,投种器向投种门24的方向运动,弹簧处于拉伸状态,直至投种器25将投种门24打开,如图2所示;然后电磁线圈停止通入电流,投种器25回复至原位,如图3所示。
所述储种箱21的数量为多个,并优选为5个至30个,与所述储种箱21的底部连接的所述送种管道22相互平行,其间距为10cm~30cm;此时,若该弹射式排种器包括投种导轨23,多个投种导轨23也可以平行固定在同一个投种平板上,与多个投种导轨23对应的多个投种器25可以连接于同一直线电机上,直线电机一次往复运动,使得多个投种器25同时将对应的多个投种门24开启并关闭,从而可以一次播下多个种子3。
所述投种门24为毛刷式或弹片式,其材质优选为金属、硅胶或合成树脂;当所述投种门24为毛刷式时,所述刷毛的直径优选为1mm~2mm,使得该毛刷式投种门24能在关闭时完全承受种子3的重量,避免多播,又具有一定的弹性,使得投种器25离开投种出口时恢复原有的状态;所述毛刷式投种门24的上端与送种管道22的底端可拆卸式固定,使得当毛刷式投种门24的刷毛断裂或者失去弹性较为严重而影响弹射式排种器2的性能时,毛刷式投种门24可以更换。
所述储种箱21的内部设置有搅拌装置26或振动装置;其中,搅拌装置26包括两端固定于储种箱21侧壁的搅拌轴261,所述搅拌轴261水平设置,多个螺旋搅拌页片或搅拌杆262固定于搅拌轴261上,搅拌轴261转动的转速为6r/min~600r/min,其带动多个螺旋搅拌页片或搅拌杆262围绕搅拌轴运动,避免储种箱21内的种子产生悬空,同时推动种子3向送种管道22方向移动;而振动装置为电磁式振动装置或机械式振动装置,用于使储种箱21内部的种子增加流动性,便于向送种管道22方向移动。
本发明还提供了一种包括上述弹射式排种器2的田间作业机械,所述田间作业机械还包括固定所述弹射式排种器2、并带动所述弹射式排种器2运动的行走装置;其中,所述行走装置包括桥接装置12、支撑轮、第一驱动电机以及第二驱动电机;所述支撑轮包括对称设置于桥接装置两端的第一驱动轮11以及第二驱动轮11,第一驱动电机的控制端连接第一驱动轮11,第二驱动电机的控制端连接第二驱动轮11,第一驱动轮11以及第二驱动轮11通过桥接装置12同轴连接,所述作业装置2顶端具有悬挂构件,以将作业装置2固定于桥接装置12上,所述支撑轮的直径大于50cm,并优选为大于80cm,以保证所述田间作业机械的重心位于第一驱动轮11以及第二驱动轮11的中心轴的下方,且田间作业机械更加平衡,重心更加稳定;
所述第一驱动电机用于获得第一扭矩,所述第二驱动电机用于获得第二扭矩;所述第一驱动轮11用于根据第一扭矩转动,所述第二驱动轮11用于根据第二扭矩转动;由于第一驱动轮11以及第二驱动轮11各自独立地旋转,从而不仅可以控制所述田间作业机械的速度,还可以根据不同的扭矩,使得田间作业机械往不同运动方向前进,从而既能起到驱动作用,又能起到转向作用。
如图4所示的田间作业机械上的弹射式排种器2包括并列设置的两个储种箱21,该田间作业机械还包括电源14和控制装置13,电源14以提供行走装置运动和弹射式排种器2作业的动力;而控制装置13用于控制行走装置的运动以及弹射式排种器2的播种;当该田间作业机械在行走装置的带动下到达需排种作业的地点时,控制装置13向直线电机发出一作业信号,直线电机会在作业信号的控制下做一次往复运动,使得从两个储种箱21对应的投种器25都进行一次运动,两个毛刷式投种门24同时开启并关闭,并分别播下一粒种子3。也可以根据待播种子3的间隔s和行走装置的运动速度v,获得直线电机往复运动的频率为v/s,使得投种器25的送种能均匀进行。
由于第一驱动轮11和第二驱动轮11在周向上均由外周行走部112和内部连接部111组成,外周行走部112用于接触地面,内部连接部111用于与桥接装置12相连,驱动电机15的控制端设置于外周行走部112和内部连接部111之间,促进外周行走部112的内壁与内部连接部111的外壁的相对运动;在田间作业机械行进时,由于惯性,作业装置2的重心会到达驱动轮11的中心轴的前部,由于作业装置2受到重力f,该重力可分解为朝向桥接装置12的反向作用力f1以及垂直于f1的切向力f2,该切向力f2又可分解为垂直方向的作用力f21以及水平方向的作用力f22,f22在水平方向产生一个与其相反的反作用力,从而驱动田间作业机械行走,如图5所示。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种弹射式排种器,其特征在于,包括储种箱(21)、投种器(25)、投种导轨(23)以及直线电机;所述储种箱(21)的底部连接有向下的送种管道(22),所述送种管道(22)的开口处设置有投种门(24),所述投种器(25)设置于所述投种门(24)的对向,所述投种导轨(23)设置于投种器(25)的运动方向上,作为所述投种器(25)运动的轨道;
所述储种箱(21)的数量为多个,与所述储种箱(21)的底部连接的所述送种管道(22)相互平行,所述投种导轨(23)平行固定在同一个投种平板上,与多个投种导轨(23)对应的多个投种器(25)连接于直线电机上,所述直线电机的控制端连接所述投种器(25),用于带动所述投种器往复运动,使对应的多个投种门(24)在开启与关闭之间切换。
2.如权利要求1所述的弹射式排种器,其特征在于,所述送种管道(22)的直径为9mm~20mm。
3.如权利要求1所述的弹射式排种器,其特征在于,所述投种器(25)的运动方向与送种管道的夹角为20°~90°。
4.如权利要求1所述的弹射式排种器,其特征在于,所述投种器(25)为永磁体,其远离投种门(25)的一端通过弹簧固定,另一端上套设有电磁线圈。
5.如权利要求1所述的弹射式排种器,其特征在于,所述投种器(25)为推拉式磁铁(251),所述推拉式磁铁(251)的伸长方向的侧面与送种管道(22)的出口相对。
6.如权利要求1所述的弹射式排种器,其特征在于,所述储种箱(21)的数量为多个,与所述储种箱(25)的底部连接的所述送种管道(22)相互平行,其间距为10cm~30cm。
7.如权利要求1所述的弹射式排种器,其特征在于,所述储种箱(21)为漏斗式,其内部设置有搅拌装置(26)或振动装置。
8.如权利要求7所述的弹射式排种器,其特征在于,所述储种箱(21)内部设置有搅拌装置,所述搅拌装置(26)包括两端固定于储种箱侧壁且水平设置的搅拌轴(261),多个搅拌页片平行固定于搅拌轴上(261),所述搅拌装置(26)用于将储种箱(21)内部的种子向送种管道(22)方向移动。
9.一种包括如权利要求1-8中任意一项所述弹射式排种器的田间作业机械,其特征在于,还包括固定所述弹射式排种器、并带动所述弹射式排种器运动的行走装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20200616 Termination date: 20211226 |