CN108848806B - 一种磁性包衣蒜粒定向播种装置 - Google Patents
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Abstract
一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，包括种箱和设置在种箱下方的播种机构。所述种箱包括自上至下依次设置的储种箱、选种箱和排种箱，排种箱内设置有排种盒，排种盒内设置有排种槽轮，所述排种箱下方还一体连接有弧形挡板。所述播种机构包括传动单元、气压单元和电磁单元，针对磁性包衣的大蒜种子，通过磁吸力、磁斥力、气吸力以及轴向力的复合作用，实现磁化包衣的大蒜种粒在排种盒的朝向调整，机构设计巧妙，能够解决大蒜播种机在播种过程中芽尖朝上定向落种问题，同时能够检测播种过程中的漏播情况。
Description
技术领域
本发明涉及精密播种机械领域，具体的说是一种磁性包衣蒜粒定向播种装置。
背景技术
大蒜是我国大宗农作物之一，其具有重要的药用价值和经济价值，气候适应性强，在我国南北地区均广泛种植。目前，我国大部分地区大蒜种植采用人工种植及机械化种植的方式，人工种植劳动强度大，人力资源成本高；机械化种植相较人工种植具有高效、节省成本的优点，但机械化种植大蒜的发芽率不如人工种植方式。究其原因在于大蒜种植过程中，大蒜瓣粒的出芽尖端在土壤中的朝向会影响发芽率，芽尖向上是大蒜种植蒜粒姿态的理想朝向。在大蒜瓣粒播种过程中，控制大蒜瓣粒的入土状态，保障出芽率，是提高大蒜机械化种植品质的关键。
针对大蒜瓣粒定向播种问题，相关人员进行了一些有益的研究。申请号为CN201310226284.1的中国专利公开了“蒜瓣扶正装置”，提出了利用气流来辅助扶正管中大蒜下落的状态；申请号为CN201210333217.5的中国专利公开了“基于单片机控制的大蒜播种机蒜瓣自动定向装置与方法”；申请号为CN201410273129.X的中国专利公开了“大蒜定向播种机、大蒜定向插植装置及大蒜定向插植方法”。但从实际应用效果来看，市面上并没有出现大蒜定向播种效果较好的机器，相关现有技术还存在着诸多问题，其中主要问题在于：在机械化的控制大蒜播种姿态的方式中，大蒜瓣粒翻转状态经过多个步骤后，相互工序的影响会造成蒜瓣粒姿态破坏，并不能保障入土时芽尖向上的状态。
目前市面上出现的种粒包衣技术，一方面利于种子储存或运输中对种子活性的保护，另一方面也为大蒜定向播种控制提供了新思路。
发明内容
为了解决大蒜机械化播种过程中蒜瓣粒不能够保持芽尖向上的问题，本发明提供了一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，针对磁性包衣的大蒜种子，应用气吸力结合磁场力选择大蒜种粒朝向，机构设计巧妙，能够解决大蒜播种机在播种过程中芽尖朝上定向落种问题，同时能够检测播种过程中的漏播情况。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，包括种箱和设置在种箱下方的播种机构。
所述种箱包括自上至下依次设置的储种箱、选种箱和排种箱，排种箱内设置有排种盒，排种盒内设置有排种槽轮，排种槽轮由电机驱动，排种槽轮用于将选种箱内的种子传送至排种盒中，所述排种箱下方还一体连接有弧形挡板。
所述播种机构包括传动单元、气压单元和电磁单元，所述传动单元包括滚筒，滚筒转动设置在弧形挡板的内侧，滚筒中部沿轴向穿设有主轴，且滚筒周侧壁上均匀设置有若干个吸种头，每个吸种头上均开设有吸种孔；所述气压单元包括气压通道、设置在主轴内部的气吸管道、与气吸管道连通的负压腔室和设置在气吸管道入口端的气压开关阀门；所述电磁单元设置在负压腔室底部，电磁单元包括若干个与吸种孔一一对应的电磁铁、分别设置在电磁铁下方的电磁铁基座和若干个电磁铁形成的磁力通道。
作为一种优选方案，主轴通过轴承与滚筒转动连接。
作为一种优选方案，所述主轴和负压腔室均采用塑钢材料加工制成。
作为一种优选方案，所述电磁铁基座上安装有压力传感器，压力传感器与控制箱控制连接。
作为一种优选方案，所述压力传感器采用贴片式PVDF传感器。
作为一种优选方案，所述弧形挡板内侧采用柔性材质制成。
作为一种优选方案，排种槽轮周侧壁上均匀设置有若干个弧形凹槽，所述弧形凹槽的两个端点中，其中一个端点处槽轮的切线与弧形凹槽的切线的夹角为锐角，另一个端点处槽轮的切线与弧形凹槽的切线的夹角为钝角。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供了提供了一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，针对磁性包衣的大蒜种子，应用气吸力结合磁场力选择大蒜种粒朝向，机构设计巧妙，能够解决大蒜播种机在播种过程中芽尖朝上定向落种问题，同时能够检测播种过程中的漏播情况；
（2）本发明提供了提供了一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，通过磁吸力、磁斥力、气吸力以及轴向力的复合作用，实现磁化包衣的大蒜种粒在排种盒的朝向调整，调整步骤简便，速度较快；利用磁吸力及磁斥力配合压力传感器，对播种情况进行检测，实现定向取种的同时，监测漏播信号，避免了复杂环境对播种监测的干扰；
（3）本发明提供了提供了一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，所述种箱包括自上至下依次设置的储种箱、选种箱和排种箱，排种箱内设置有排种盒，将排种过程及定向过程独立化，排除其他处理过程对种子定向过程的干扰，较好的实现取种器定向取种。
附图说明
图1为本发明整体结构剖面图A；
图2为本发明整体结构剖面图B；
图3为本发明播种机构剖面图；
图4为本发明整体结构示意图；
图5为本发明种箱结构剖面图；
图6为本发明吸种头结构剖面图；
附图标记：1、种箱，101、储种箱，102、选种箱，103、排种箱，2、排种槽轮，3、轴承，4、主轴，5、电磁单元，501、电磁铁，502、电磁铁基座，503、磁力通道，6、压力传感器，7、吸种孔，8、滚筒，9、弧形挡板，10、控制箱，11、支座，12、电机，13、吸种头，14、气压通道，15、气压开关阀门，16、负压腔室，17、气吸管道，18、排种盒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，包括种箱1和设置在种箱1下方的播种机构。
所述种箱1包括自上至下依次设置的储种箱101、选种箱102和排种箱103，储种箱101内种子通过圆孔隔板落入选种箱102，排种箱103内设置有排种盒18，排种盒18内设置有排种槽轮2，排种槽轮2由电机12驱动，排种槽轮2用于将选种箱102内的种子传送至排种盒18中，排种盒18内部空间小于储种箱101和选种箱102，防止蒜粒在此累积，也便于包衣种子在排种盒18内受磁力悬浮，通过轴向力进行姿态调整，所述排种箱103下方还一体连接有弧形挡板9。
所述播种机构包括传动单元、气压单元和电磁单元5，所述传动单元包括滚筒8，滚筒8转动设置在弧形挡板9的内侧，滚筒8中部沿轴向穿设有主轴4，主轴4通过轴承3与滚筒8转动连接，滚筒8转动带动主轴4转动，且滚筒8周侧壁上均匀设置有若干个吸种头13，每个吸种头13上均开设有吸种孔7，吸种头13设置在负压腔室16外侧壁上，负压腔室16转动，带动吸种头13转动；所述气压单元包括气压通道14、设置在主轴4内部的气吸管道17、与气吸管道17连通的负压腔室16和设置在气吸管道17入口端的气压开关阀门15，气吸管道17设置在主轴4中，便于外部连接气泵，通过气吸管道17控制吸种孔7气压变化，同时，主轴上安装多个滚筒8时，利于控制气压的一致性；所述电磁单元5设置在负压腔室16底部，电磁单元5包括若干个与吸种孔7一一对应的电磁铁501、分别设置在电磁铁501下方的电磁铁基座502和若干个电磁铁501形成的磁力通道503。在使用时，保持电磁铁501向上，利于对排种盒18提供磁力。电磁单元5通过控制箱10和电源进行工作，当PVDF压力传感器感知压力变化时，指示控制箱10切断电磁铁，此时种子不受吸力作用，当播种器转至下方排种口时，蒜粒落下。
进一步的，所述主轴4和负压腔室16均采用塑钢材料加工制成，防止铁质材料对电磁铁的磁力干扰。
进一步的，所述电磁铁基座502上安装有压力传感器6，压力传感器6与控制箱10控制连接。所述压力传感器6采用贴片式PVDF传感器。设置在电磁铁501和电磁铁基座502之间，通过硅胶粘贴紧固，便于采集磁力变化。
所述弧形挡板9内侧采用柔性材质制成，便于与播种机构紧密接触，同时避免伤种。
排种槽轮2周侧壁上均匀设置有若干个弧形凹槽，所述弧形凹槽的两个端点中，其中一个端点处槽轮2的切线与弧形凹槽的切线的夹角为锐角，另一个端点处槽轮2的切线与弧形凹槽的切线的夹角为钝角。使得排种槽轮2上弧形凹槽的形状接近蒜粒的形状，可以更好地卡合蒜粒，防止蒜粒在排种槽轮2的带动下直接抛至选种箱102，可以更加精准地将将选种箱102内的种子传送至排种盒18。
本发明一种磁性包衣蒜粒定向播种装置的具体工作过程如下：
（1）将蒜粒进行磁化包衣处理，在传统的包衣成分内加入磁化物质，使包衣后的种子成为磁性物体，统一出芽端的磁极性，例如出芽端为（N极）；
（2）种子投入储种箱101后，储种箱101内种子通过圆孔隔板落入选种箱102，在选种箱102进行选种，之后设置播量并控制排种槽轮2排种速度，将蒜粒有序定量的投放到排种盒18内；
（3）种子在排种盒18时，打开电磁单元5及压力传感器6，根据蒜粒质量参数设定气吸力+蒜粒重力，种子主要受磁力、气吸力和重力作用，若种子磁极错误，则会受到电磁斥力，种子不能附着在吸种头上，同时电磁铁501受斥力，电磁铁基座502下方压力传感器6感应压力增大；
（4）受斥力的种子呈现悬浮状态，通过轴向力翻转后附着于吸种头7，此时电磁铁501受吸力，电磁铁基座502下方压力传感器感6应力减小；
（5）通过对电磁铁基座502压力信号的检测及处理，获得漏播状态检测信号，实现漏播检测，判定取种状态；
（6）完成定向取种后，播种机构转至向下垂直方向落种口位置处，由弧形挡板9将蒜粒从吸种头13处释放，蒜粒靠重力下落至排种导管，实现蒜粒定向播种。蒜粒下落后，与播种机械上的排种导管连接，排种导管下方设置有开沟器，蒜粒落入土中。
步骤（5）中，所述实现漏播检测采用数字信号检测方式，检测过程具体包括如下步骤：
步骤一：将压力信号放大、整流后，通过A/D转换芯片进行数字化，转换为数字电平信号；
步骤二：通过设置两个触发器及逻辑门电路对电平信号进行检测，一个触发器对上升沿有效，另一个触发器对下降沿有效，同时通过逻辑门电路，检测是否漏播，漏播检测真值表如表1所示；
步骤三：将检测信号传输至控制箱10，实现漏播检测及报警功能。
本发明一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，针对磁性包衣的大蒜种粒，应用气吸力结合磁场力控制大蒜种粒朝向，机构设计巧妙，能够解决大蒜播种机在播种过程中芽尖朝上定向落种问题，同时能够检测播种过程中的漏播情况。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例描述如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述所述技术内容作出的些许更动或修饰均为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：包括种箱（1）和设置在种箱（1）下方的播种机构；
所述种箱（1）包括自上至下依次设置的储种箱（101）、选种箱（102）和排种箱（103），排种箱（103）内设置有排种盒（18），排种盒（18）内设置有排种槽轮（2），排种槽轮（2）由电机（12）驱动，排种槽轮（2）用于将选种箱（102）内的种子传送至排种盒（18）中，所述排种箱（103）下方还一体连接有弧形挡板（9）；
所述播种机构包括传动单元、气压单元和电磁单元（5），所述传动单元包括滚筒（8），滚筒（8）转动设置在弧形挡板（9）的内侧，滚筒（8）中部沿轴向穿设有主轴（4），且滚筒（8）周侧壁上均匀设置有若干个吸种头（13），每个吸种头（13）上均开设有吸种孔（7）；所述气压单元包括气压通道（14）、设置在主轴（4）内部的气吸管道（17）、与气吸管道（17）连通的负压腔室（16）和设置在气吸管道（17）入口端的气压开关阀门（15）；所述电磁单元（5）设置在负压腔室（16）底部，电磁单元（5）包括若干个与吸种孔（7）一一对应的电磁铁（501）、分别设置在电磁铁（501）下方的电磁铁基座（502）和若干个电磁铁（501）形成的磁力通道（503）。
2.根据权利要求1所述的一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：主轴（4）通过轴承（3）与滚筒（8）转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：所述主轴（4）和负压腔室（16）均采用塑钢材料加工制成。
4.根据权利要求1所述的一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：所述电磁铁基座（502）上安装有压力传感器（6），压力传感器（6）与控制箱（10）控制连接。
5.根据权利要求4所述的一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：所述压力传感器（6）采用贴片式PVDF传感器。
6.根据权利要求1所述的一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：所述弧形挡板（9）内侧采用柔性材质制成。
7.根据权利要求1所述的一种磁性包衣蒜粒定向播种装置，其特征在于：排种槽轮（2）周侧壁上均匀设置有若干个弧形凹槽，所述弧形凹槽的两个端点中，其中一个端点处槽轮（2）的切线与弧形凹槽的切线的夹角为锐角，另一个端点处槽轮（2）的切线与弧形凹槽的切线的夹角为钝角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ji Jiangtao Inventor after: Zhao Kaixuan Inventor after: Li Mingyong Inventor after: Jin Xin Inventor after: Chen Kaikang Inventor after: Miao Kunlin Inventor after: Liang Xinyu Inventor after: Sun Jingwei Inventor after: He Zhitao Inventor after: Li Hengjin Inventor before: Ji Jiangtao Inventor before: Li Mingyong Inventor before: Jin Xin Inventor before: Chen Kaikang Inventor before: Liang Xinyu Inventor before: Sun Jingwei Inventor before: He Zhitao Inventor before: Li Hengjin Inventor before: Zhao Kaixuan |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200225 |