CN108934318A - 机械平动式异形种子单粒精准播种装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械平动式异形种子单粒精准播种装置,充种箱做水平回旋运动;充种箱上方自上而下安装N个分选箱,顶部为一级分选箱,一级分选箱型孔尺寸等于充种箱型孔尺寸,N级分选箱不设型孔,自一级分选箱向下,各分选箱型孔逐渐减小;N≥3;充种箱下方具有固定在落种架的落种台;落种台上均匀分布多个上大下小的锥形的落种孔,充种箱的下底板上均匀分布设置多个筛孔,筛孔面积小于落种孔上端面积;下底板随充种箱水平旋动,旋动的轨迹内,筛孔始终处于对应落种孔上端面的范围内。工作时,落种台不参加下底板的平面圆周运动,结构大大简化,而且同样能保证下底板筛孔和穴盘穴孔一一对应。
Description
技术领域
本发明涉及一种播种装置,尤其涉及一种机械平动式异形种子单粒精准播种装置。
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,播种均匀性较高,但影响播种精度的参数较多,包括振幅、频率等。
文献号为CN207201279U,公开日为2018.04.10的中国专利文献,公开了一种机械旋动式异形种子单粒精准播种装置,具有以下技术问题:
1)其采用多个落种管与下底板筛孔一一对应,落种管的安装要求非常高,安装难度很大;
2)各个落种管需与落种架的方管一一对应,定位和安装难度进一步加大;
3)落种管跟随下底板做小幅度三次元运动,结构强度、装配精度要求很高,而且落种管下部有甩出落种架方格的风险。
4)参振结构容易产生周期性疲劳,会影响设备可靠性和稳定性,有提前折损风险;同时,对机架有较高支撑和减震及强度要求;
5)为了实用不同的异形种子,需通过调整偏心块的结构或质量来调整振动的轨迹时,通常需要将电机线拆卸下来,导致调整起来比较麻烦;
6)动力传输机构的整体布局的设计变化余地较小;
7)由于电机固定在充种箱上,会随着充种箱一起振动,导致电机发生故障的几率较高,缩短了电机的使用寿命;
8)充种箱内不符合型孔尺寸的种子积累到一定程度时,需要停机,导致生产作业的不连续;
9)由于三次元振动,种子在充种箱型孔内有可能会产生垂直方向的跳动,当参数调节不当振动过分强烈时极有可能跳出型孔,致使充种失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械平动式异形种子单粒精准播种装置:工作时,下底板筛孔在落种台内部管道里完成复合运动而不与管道上部尺寸发生干涉;落种架内部管道与下底板的型孔一一对应,免去一一安装落种管的麻烦;落种架只需完成定位支撑落种台的功能,省事省料;落种台结构不参加下底板的平面圆周运动,结构大大简化,而且保证更可靠安全,而且同样能保证下底板筛孔和穴盘穴孔一一对应;同时,
降低参振结构的周期性疲劳,降低机架的减震要求,提升设备的稳定性,不产生三次元振动,规避了机械振动可能产生的各项弊端,包括噪声问题,参振机构的周期性疲劳,对机架的支撑和减震要求,以及设备的稳定性问题等;调整种群运动轨迹时,无需拆卸电机,简化操作;提升动力传输结构的整体布局设计的调整余地;减轻电机发生故障的几率,提升电机的使用寿命;利用充种动力源,进行分选,通过多级分选,提升种子与充种箱型孔匹配性,避免夹种和伤种;实现不间断连续分选和充种,使生产作业维持连续。
本发明采取以下技术方案:
一种机械平动式异形种子单粒精准播种装置,包括机架1,多个偏心支撑5固定在机架1上;多个偏心支撑5对支撑架6进行多点支撑;多个支撑架6与充种箱固定连接;驱动电机2竖直固定在机架1上,齿轮一3与驱动电机2的输出轴同轴连接;齿轮二4与齿轮一3啮合,构成齿轮副;齿轮二4安装在其中一个偏心支撑5的中心位置,并通过支撑架5带动充种箱7做水平回旋运动;充种箱7上方自上而下安装N个分选箱,其中,顶部为一级分选箱10,底部为N级分选箱;一级分选箱10型孔尺寸等于充种箱型孔尺寸,N级分选箱不设型孔,自一级分选箱向下,各分选箱型孔逐渐减小;N≥3;充种箱7下方具有落种台11,落种台11固定在落种架12上,落种架12下方设置穴盘13;落种台11上均匀分布多个上大下小的锥形的落种孔1101,充种箱的下底板701上均匀分布设置多个筛孔701a,所述筛孔面积小于落种孔上端面积;下底板随充种箱水平旋动,水平旋动的轨迹内,筛孔701a始终处于对应落种孔1101上端面的范围内;各个筛孔701a接收充种箱上盖板的型孔筛取下落的单粒种子。
进一步的,二级分选箱9侧壁上设有向下导向的导向管,其中的种子经所述导向管落入充种箱7中。
更进一步的,N=3,一级分选箱10和三级分选箱8侧壁上均设有出种管,所述出种管通过软管与对应种子收集容器连通。
更进一步的,所述充种箱7中部上方固定设置隔板,所述隔板上固定安装分选箱。
进一步的,所述齿轮一3和齿轮二4大小相同。
进一步的,所述筛孔701a呈方形;筛孔701a下方具有一短管,所述短管插入所述落种孔1101内。
进一步的,所述落种架12固定在机架上。
进一步的,所述充种箱7及其上的上、下底板由偏心支撑带动作水平圆周旋动。
进一步的,所述穴盘13在设置于直线行走的轨道上,实现连续的精确播种;落种孔1101下部尺寸与穴盘穴孔尺寸相适应,使得种子得以精准落在穴盘穴孔内。
本发明的有益效果在于:
1)下底板筛孔在落种台内部管道里完成复合运动而不与落种孔上部尺寸发生干涉,设计巧妙,结构简化;
2)落种台内部管道上宽下窄,其落种孔与下底板的型孔一一对应,免去一一安装落种管的麻烦;
3)落种台整体结构不参加下底板的平面圆周运动,结构大大简化,而且保证更可靠安全,而且同样能保证下底板筛孔和穴盘穴孔一一对应。
4)工作时,下底板参与两个部分的运动,一部分为动力充种机构的平面圆周运动,一部分为开门关门机构的往复直线运动,本发明采用的落种台内部管道上部尺寸充分考虑这两部分的运动轨迹,使得下底板筛孔在落种台内部管道里完成复合运动而不与管道上部尺寸发生干涉。关于充种箱上盖板、下底板开门关门机构的往复直线运动,可参阅背景技术中引证的最接近的现有技术。
5)落种台内部管道下部尺寸与穴盘穴孔尺寸相适应,使得种子得以精准落在穴盘穴孔内;
6)落种架无需设置方管,更无需将落种架方管与落种管一一对应,落种架只需完成定位支撑落种台的功能,省事省料;
7)充种箱及下底板的运动方式是水平旋动,运行更可靠安全,更能确保下底板上的筛孔与落种台上的落种孔始终处于动态的对应位置关系;
8)降低参振结构的周期性疲劳,降低机架的减震要求,提升设备的稳定性,不产生三次元振动,规避了机械振动可能产生的各项弊端,包括噪声问题,参振机构的周期性疲劳,对机架的支撑和减震要求,以及设备的稳定性问题等;
9)调整种群运动轨迹时,无需拆卸电机,简化操作;
10)减轻电机发生故障的几率,提升电机的使用寿命;
11)利用充种动力源,进行分选,设计巧妙,一举两得;
12)通过多级分选,提升种子与充种箱型孔匹配性,避免夹种和伤种;
13)实现不间断连续分选和充种,使生产作业维持连续;
14)不产生三次元振动,种子在充种箱内只做水平圆周运动,避免产生种子跳出型孔的情况。
附图说明
图1是本发明机械平动式异形种子单粒精准播种装置主视图。
图2是本发明机械平动式异形种子单粒精准播种装置左视图。
图3是本发明机械平动式异形种子单粒精准播种装置俯视图。
图4是本发明机械平动式异形种子单粒精准播种装置立体图。
图5是落种台及充种箱下底板的主视图(带局部剖视)。
图6是图5的左视图。
图7是图5的俯视图。
图8是图5的立体图。
图中,1为机架,2为驱动电机,3为齿轮一,4为齿轮二,5为偏心支撑,6为支撑架,7为充种箱,8为三级分选箱,9为二级分选箱,10为一级分选箱,11为落种台,12为落种架,13为穴盘,14为小电机,15为联轴器,16为滚轮架,17为复位弹簧,18为滚轮,19为凸轮轴,20为上盖板,21为下底板,22为凸轮轴架,23为支撑轴承,24为机架轴承。
其中,小电机、联轴器、滚轮架、复位弹簧等结构的作用与背景技术中引证的最接近的现有技术相同,主要是使充种箱上盖板与下底板发生横向相对运动,完成充种,这些部件结构及其运动过程属于现有技术。
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8,一种机械平动式异形种子单粒精准播种装置,包括机架1,多个偏心支撑5固定在机架1上;多个偏心支撑5对支撑架6进行多点支撑;多个支撑架6与充种箱固定连接;驱动电机2竖直固定在机架1上,齿轮一3与驱动电机2的输出轴同轴连接;齿轮二4与齿轮一3啮合,构成齿轮副;齿轮二4安装在其中一个偏心支撑5的中心位置,并通过支撑架5带动充种箱7做水平回旋运动;充种箱7上方自上而下安装N个分选箱,其中,顶部为一级分选箱10,底部为N级分选箱;一级分选箱10型孔尺寸等于充种箱型孔尺寸,N级分选箱不设型孔,自一级分选箱向下,各分选箱型孔逐渐减小;N≥3;充种箱7下方具有落种台11,落种台11固定在落种架12上,落种架12下方设置穴盘13;落种台11上均匀分布多个上大下小的锥形的落种孔1101,充种箱的下底板701上均匀分布设置多个筛孔701a,所述筛孔面积小于落种孔上端面积;下底板随充种箱水平旋动,水平旋动的轨迹内,筛孔701a始终处于对应落种孔1101上端面的范围内;各个筛孔701a接收充种箱上盖板的型孔筛取下落的单粒种子。
在此实施例中,参见图2、图4,二级分选箱9侧壁上设有向下导向的导向管,其中的种子经所述导向管落入充种箱7中。
在此实施例中,N=3,参见图2、图4,一级分选箱10和三级分选箱8侧壁上均设有出种管,所述出种管通过软管与对应种子收集容器连通。
在此实施例中,参见图3、图4,所述充种箱7中部上方固定设置隔板,所述隔板上固定安装分选箱。
在此实施例中,参见图3,所述齿轮一3和齿轮二4大小相同。
在此实施例中,参见图5,所述筛孔701a呈方形;筛孔701a下方具有一短管,所述短管插入所述落种孔1101内。
在此实施例中,参见图2和图5,所述落种架12固定在机架上。
在此实施例中,参见图4,所述充种箱7及其上的上、下底板由偏心支撑带动作水平圆周旋动。
在此实施例中,参见图2、图5,所述穴盘13在设置于直线行走的轨道上,实现连续的精确播种;落种孔1101下部尺寸与穴盘穴孔尺寸相适应,使得种子得以精准落在穴盘穴孔内。
工作时,启动驱动电机2,通过齿轮一3和齿轮二4啮合将动力传递给偏心支撑5,偏心支撑5旋转并通过支撑架6带动充种箱7做水平圆周回旋运动,与此同时一级二级三级分选箱同时做水平圆周回旋运动,符合充种箱型孔尺寸的种子自二级分选箱9落入充种箱7完成分选工作;种群在充种箱7内做平面回旋运动,其间,符合充种箱7底面上盖板型孔尺寸的种子落到型孔内,完成充种工作;小电机14启动后通过联轴器带动凸轮轴转动,凸轮轴19上的上下凸轮分别与上下两个滚轮接触,上下两个凸轮推程正好相反,以上凸轮为例,上凸轮推程大时,通过上滚轮架带动上盖板开门,此时上复位弹簧处于压缩状态,上凸轮推程小时,上复位弹簧复位,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,种子落在充种箱筛孔内,当上盖板关门则下底板开门,种子落到下底板筛孔内由落种台内部管道落下至穴盘,完成播种过程。其中,关于小电机14带动凸轮-滚轮式开关门机构,进而带动上盖板与下底板701发生相对运动从而完成单粒种子的充种过程是现有技术,已在本申请所引证的最接近的现有技术中公开。
下面对比本发明的细节和优点进行阐述:
1、采用的落种台结构,内部管道上宽下窄,分别与下底板筛孔和穴盘穴孔一一对应;
2、工作时,下底板参与两个部分的运动,一部分为动力充种机构的平面圆周运动,一部分为开门关门机构的往复直线运动,落种台内部管道上部尺寸充分考虑这两部分的运动轨迹,使得下底板筛孔在落种台内部管道里完成复合运动而不与管道上部尺寸发生干涉;
3、落种台内部管道下部尺寸与穴盘穴孔尺寸相适应,使得种子得以精准落在穴盘穴孔内;
4、采用一体成型的落种台结构,内部管道与下底板的型孔一一对应,免去一一安装落种管的麻烦;
5、采用的落种架只需完成定位支撑落种台的功能,省事省料;
6、背景技术所引证的最接近现有技术,落种管跟随下底板做小幅度三次元运动,落种管下部有甩出落种架方格的风险,而本申请采用的落种台结构不参加下底板的平面圆周运动,结构更可靠安全;
7、采用的分选箱结构利用种子的外形尺寸将种子分级并选出合乎充种箱型孔尺寸种子,大大降低了与充种箱型孔尺寸不匹配的种子的夹种或伤种可能,提升充种可靠性;
8、一级分选箱型孔尺寸与充种箱型孔尺寸相同,二级分选箱型孔尺寸小于充种箱型孔尺寸,三级分选箱不设型孔;
9、工作时种子在经过一级分选箱时将大于充种箱型孔尺寸的种子留在一级分选箱内,符合充种箱型孔尺寸的种子落入二级分选箱;种子经过二级分选箱时,将符合充种箱型孔尺寸的种子留在二级分选箱;小于充种箱型孔尺寸的种子落在三级分选箱内;
10、当分选箱内种群高度超过排料口时,二级分选箱内的种群落入充种箱内;一级和三级分选箱将分选出的不同尺寸级别的种子分别排出,可根据需求进行单粒或多粒精量播种,将种子重复利用;
11、分选箱可根据需求增加或减少级数,以满足可能需要的种子分级要求;
12、在充种箱中,种子不仅相互接触,且互相咬卡,因此在充种箱中的单个种子运动受到限制。本发明采用的水平圆周回旋运动充种方式,同样可以使充种箱内的种子克服颗粒与颗粒、颗粒与充种箱壁面间的各种束缚运动起来,完成有效充种;
13、采用的充种方式使充种箱产生水平圆周回旋运动,不会产生振动,可大大提升设备的可靠性和稳定性,避免参振结构产生周期性疲劳,同时不会产生噪音;
14、可以通过更换偏心支撑调节充种箱的回转直径,满足不同充种需求;
15、驱动电机可以无级调速,针对不同异形种子,可现场观察种群运动和充种情况调节转速,方便快捷实用性强;
16、由于在垂直方向不产生振动,对支撑要求不高,同时无需减震机构;
17、采用偏心支撑既可完成对充种箱的支撑作用,又可将偏心量转化为充种箱平面回旋的回转半径,大大精简了结构;
18、分选机构和充种机构采用同一动力,大大精简了结构,节约了能耗;
19、采用齿轮一和齿轮二组成传动比为1的齿轮副,为驱动电机传递动力给偏心支撑,方便驱动电机布局和安装;
20、不产生三次元振动,种子在充种箱内只做水平圆周运动,不会产生垂直方向的跳动,避免产生种子跳出型孔的情况导致充种失败。
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,在不脱离本发明在总的构思的前提下,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 (9)
1.一种机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:
包括机架(1),多个偏心支撑(5)固定在机架(1)上;多个偏心支撑(5)对支撑架(6)进行多点支撑;多个支撑架(6)与充种箱固定连接;
驱动电机(2)竖直固定在机架(1)上,齿轮一(3)与驱动电机(2)的输出轴同轴连接;齿轮二(4)与齿轮一(3)啮合,构成齿轮副;齿轮二(4)安装在其中一个偏心支撑(5)的中心位置,并通过支撑架(5)带动充种箱(7)做水平回旋运动;
充种箱(7)上方自上而下安装N个分选箱,其中,顶部为一级分选箱(10),底部为N级分选箱;一级分选箱(10)型孔尺寸等于充种箱型孔尺寸,N级分选箱不设型孔,自一级分选箱向下,各分选箱型孔逐渐减小;N≥3;
充种箱(7)下方具有落种台(11),落种台(11)固定在落种架(12)上,落种架(12)下方设置穴盘(13);落种台(11)上均匀分布多个上大下小的锥形的落种孔(1101),
充种箱的下底板(701)上均匀分布设置多个筛孔(701a),所述筛孔面积小于落种孔上端面积;下底板随充种箱水平旋动,水平旋动的轨迹内,筛孔(701a)始终处于对应落种孔(1101)上端面的范围内;各个筛孔(701a)接收充种箱上盖板的型孔筛取下落的单粒种子。
2.如权利要求1所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:二级分选箱(9)侧壁上设有向下导向的导向管,其中的种子经所述导向管落入充种箱(7)中。
3.如权利要求2所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:N=3,一级分选箱(10)和三级分选箱(8)侧壁上均设有出种管,所述出种管通过软管与对应种子收集容器连通。
4.如权利要求2所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:所述充种箱(7)中部上方固定设置隔板,所述隔板上固定安装分选箱。
5.如权利要求1所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:所述齿轮一(3)和齿轮二(4)大小相同。
6.如权利要求1所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:所述筛孔(701a)呈方形;筛孔(701a)下方具有一短管,所述短管插入所述落种孔(1101)内。
7.如权利要求1所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:所述落种架(12)固定在机架上。
8.如权利要求1所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:所述充种箱(7)及其上的上、下底板由偏心支撑带动作水平圆周旋动。
9.如权利要求1所述的机械平动式异形种子单粒精准播种装置,其特征在于:所述穴盘(13)在设置于直线行走的轨道上,实现连续的精确播种;落种孔(1101)下部尺寸与穴盘穴孔尺寸相适应,使得种子得以精准落在穴盘穴孔内。
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