CN109005804A - 用于农业机械的物料分配设备 - Google Patents

Abstract

一种用于农业机械的物料分配设备(100，100')，包括：腔室(110)，该腔室(110)设置有用于待分配物料的进口(105)和出口(106)；气动装置，该气动装置用于在腔室(110)内产生真空；转动分配元件(120)，该转动分配元件(120)容纳在腔室(110)中，且适于由于真空作用而接收物料，并将物料从腔室(110)的入口(105)输送到出口(106)，其中该物料分配设备(100，100')包括电动机(200，200')，该电动机(200，200')配置为以转速(ω)使转动分配元件(120)转动，该转速(ω)取决于农业机械(10)的前进速度(v)和待分配的产品的量。

Description

用于农业机械的物料分配设备

技术领域

本发明涉及用于农业机械的物料分配设备，特别用于在地面上的播种。

背景技术

众所周知，在自动化农业领域用于物料(例如，化肥或种子)分配的牵引式或自推进式农业机械是很常见的。

这样的农业机械的典型例子为精密播种机，该精密播种机适合于一次放置一颗种子，并使其放置在地面上的两颗种子间的距离恒定。

在精密播种机中，这样用来保证植物以相互间相同距离生长，以使每个植物都具有足够土壤能用于生长。

具体地，在本领域中根据耕作物的类型预先定义种子在每m²的具体种子量是已知的。

精密播种机包括由车架支撑的多个播种单元，该车架利用至少一个车轮支撑于地面并连接到用于拉动播种机本身的发动机。

每个播种单元包括至少一个分配设备，该分配设备设置有腔室，该腔室具有用于待分配种子的进口和出口，且被设置为与气动装置流通连接，该气动装置用于在腔室本身内产生真空。

根据实施例，气动装置可以包括机械连接至电机的电源插头的风扇，以及气动泵或文丘里系统(Venturi System)。

另外，分配元件容纳于该腔室内，该元件适于由于真空作用而接收物料，并将物料从腔室的入口输送到出口，以将预定义的量的颗粒型物料释放到输送管道中，该输送管道用于将颗粒型物料送至其所放置的地面附近。

根据已知实施例，将分配圆盘的转动轴连接到机械传动装置，该机械驱动装置用于接收来自于农业机械的车轮或者其他动力转换装置的动力，以根据农业机械的前进速度限定沿着前进方向进行分发的种子之间的距离。

如果需要将分配设备用于不同的耕作物，那么已知的是，通过例如利用速度的机械变化影响分配圆盘的转速，从而修改根据每m²要播种的种子所定义的种子量。

事实上，这些已知实施例的其中一个问题在于，由于地面上种子间的距离取决于分配圆盘的转速，因此这种转速的不想要的变化影响播种精度，并且由于组件间存在的机械间隙或其他原因，这种变化会取决于以下事实：动力的机械传动随着时间变得更不精准。

事实上，这些已知系统的另一个缺点为，由于它们是由机械传动部件组成，所以它们无疑是相当笨重的。

本发明的一个目的是通过增加播种精度来克服已知技术的上述弊端。

本发明的又一目的是提供一种用于农业机械的具有内含容积的物料分配设备。

本发明的另一目的是将电机容纳于防水、防尘的保护区域中，或者在例如田地尽头调动的情况下考虑到更多的外部播种机，保护电机不受物体撞击。

这些目的通过在独立权利要求中指出的本发明的技术特征得以实现。从属权利要求概述了本发明优选和/或特别有利的方面。

发明内容

本发明的一个实施例具体地提供了一种用于农业机械的物料分配设备，包括：腔室，该腔室设置有用于待分配物料的进口和出口；气动装置，该气动装置用于在该腔室内产生真空；转动分配元件，该转动分配元件容纳于该腔室，并适于由于真空作用而接收物料，将物料从腔室的入口输送到出口。

根据本发明，该分配设备包括电动机，该电动机配置为以一转速使转动分配元件转动，该转速取决于农业机械的前进速度。

基于这一技术方案，可以避免用机械传动将分配圆盘连接到农业机械，从而避免了由于存在机械间隙或其他因素限制播种准确度的问题。

此外，相对已知技术，通过避免将农业机械的运动机械传动至分配圆盘，而是使用上述的电动机，避免了不想要的体积，从而得到更加紧凑和更加实惠的设备。

根据本发明的一个方面，可利用控制单元对该电动机进行控制，该控制单元接收发自编码器的代表农业机械的前进速度的信号，该编码器位于农业机械的车轮上。

事实上，该实施例具有以下优点：可以以更高的精度对该电动机进行控制。

本发明的另一发面，允许根据农业机械的前进速度和待分配物料，计算设定于转动分配元件的转速。

该技术方案的一个优点为，避免使用机械变速来操作分配圆盘。

根据本发明的一个实施例，该电动机为直接驱动电动机。

该实施例的一个优点为，该电机不需要减速元件。

根据本发明的一个实施例，该电机完全容纳于腔室内。

该实施例的一个优点为，其允许提供具有更小种子行间距的播种机。事实上，已存在由电动机启动种子分配器的专利申请，但是它们要么完全地要么部分地在分配器的外部，因此它们增大了横向体积，而这在本发明中得到有利避免。

根据本发明的一个实施例，电动机的转子扣紧在牵引盘上，该牵引盘固定于转动分配元件上。

该实施例的一个优点为，电动机的转子直接作用于分配器的转动分配元件上。

具体地，直接驱动电机(没有减速器)的使用允许将该电动机容纳在分配器的腔室内。这允许在圆盘的转动轴线的方向上容纳播种分配器的横向尺寸。该结构细节使得具有电动式播种分配器的播种机能够具有非常紧密的播种行间距。

如已知的，直接驱动电动机不需要减速器。相应地，可以使用的电动机具有内定子和在该定子外部的转子，该转子连接到转动分配元件，或者在一个可替换的实施例中，可以使用的电动机具有外定子和在该定子内部的转子，该转子连接到转动分配元件。在任何情况下转子都连接到电机的转动部分。

附图说明

通过非限制性的举例，在阅读了下面的提供的描述，并结合所附说明书附图后，本发明的进一步的特征和优点将更加清楚。

图1为根据本发明的第一个实施例的设备的截面图；

图2为图1中设备的部件分解图；

图3为图1和图2中设备的第二个部件分解图；以及

图4为根据本发明的一个可替换实施例的设备的截面图。

具体实施方式

具体参考这些附图，将分配设备整体指定为100，该分配设备旨在与农业机械，通常为播种机，相配合，该分配器包括内部中空的外壳101，该外壳101用于在其中限定腔室110，该腔室110用于容纳待分配物料的分配圆盘120，将在下文对此作更详细的描述。

外壳101由第一半壳体102和第二半壳体103限定，第一半壳体102和第二半壳体103配置为相互连接以确定腔室110。

具体地，每个半壳体102、103大致定义为凹形体，且适于设置有朝向另一个半壳体102、103的凹面。

此外，每个半壳体102、103包括外缘法兰104，外缘法兰104适于通过合适的(本身已知的)固定方法连接和固定至另一个半壳体102、103的外缘法兰104'，例如插入密封垫圈。

使用时，外壳101布置为处于垂直位置，在该垂直位置，外缘法兰104、104'的面大致平行于垂直面；从此处起，将参照该位置来使用术语上和下。

第一半壳体102包括装料斗105，该装料斗105由第一半壳体102的上部得到，并与容纳种子(为了简单起见未图示)的储罐相关联，装料斗105位于分配设备100的上方用作种子进入腔室110的进口。

装料斗105定义为斜斗115，该斜斗115面向第一半壳体102的下部。

第一半壳体102还包括下部凸起，该下部凸起结合第二半壳体103的相应部分适于定义来自腔室110的种子的出口通道106，该出口通道106朝向地面。

种子的出口通道106连接到管道(未图示)，该管道设有远离腔室110的端部，该端部用于将种子释放到之前做好的犁沟中。

此外，第一半壳体102包括通孔107，例如开在第一半壳体102的上部，该通孔107用于给利用气动装置吸入的环境空气提供入口，该气动装置为本身已知的。

有利地，利用合适的管道将通孔107连接到位于外壳101外部的过滤器。

此外，第一半壳体102可以包括又一开口，该开口被开孔网格107B覆盖，使得在分配设备100运行期间，腔室110的内部和外部之间空气能够流通(特别是将空气抽吸进到腔室110中)。

第二半壳体103包括开口108，例如开在第二半壳体103本身的外缘部分，用于在腔室110内产生真空的气动装置连接到该开口108，将在下文对此作更详细的描述。

优选地，当两个半壳体102、103相互连接时，开口108开设的位置为相较于出口通道106的远端，如此开口108本身与出口通道106不同且相互分开。

分配设备100包括物料的分配圆盘120，该分配圆盘120容纳于腔室110内，并且适合于选取物料并将其从装料斗105输送到出口通道106。

分配圆盘120容纳在腔室110中，以处在平行于法兰104、104'所处平面的平面上，并且大致占据在所述平面上的腔室110的整个容积，即分配圆盘的边缘大致与腔室110的内壁对齐。

此外，分配圆盘120大致在法兰104、104'处(即与半壳体102、103的凹面的底部间隔开)容纳于腔室110内。

具体地，分配圆盘120将腔室110划分为两个隔腔111、112，其中第一隔腔111与装料斗105和出口通道106连通，第二隔腔112与开口108连通。

分配圆盘120，定义为例如圆盘，由例如金属或塑料材质构成，包括一系列第一通孔122和一系列第二通孔123，第一通孔122和第二通孔123相对于分配圆盘本身周向分布。

具体地，该分配圆盘120包括靠近分配圆盘120本身的边缘布置的一系列第一孔122，以及相较于第一通孔122远离圆盘的边缘布置的一系列第二孔123。

第一孔122相互间等距，并且具有相较于待分配物料，例如种子的最小尺寸还要更小的直径。相似地，第二孔123也是相互间等距。

第一孔122中的至少一部分(例如至少一个)重叠在用于气动装置所吸入的空气的旁支通道(为了简单起见未图示)上，当分配圆盘120容纳于腔室110中时，该旁支通道与开口108连通并设置于第二半壳体103中。

具体地，在分配圆盘120围绕其自己的轴线转动期间，每个第一孔122适于重叠于旁支通道上。

分配圆盘120枢转地容纳于腔室110中，且根据本发明的一个实施例，电动机200用于分配圆盘120的转动。

优选地，电动机200为仅由两个功能元件组成的电机：定子210和转子220，该转子220在该定子210的外部。

因此电机200不具有运动减缓元件，且电机200由电源(参见插头230)启动，以使定子210中产生电磁感应力，电磁感应力适于使转子220转动。

电动机200的转子220直接扣紧至牵引盘124，牵引盘124又通过插入的密封垫片固定至分配圆盘120。

牵引盘124包括例如辐条，辐条与电动机200的转子220为一体，并设有多个销125，这些销125周向分布并且沿平行于转动轴线121的方向伸出，用于沿共同的转动轴线121将分配圆盘120固定于牵引盘124上，并且分配圆盘120面朝第一半壳体102，牵引盘124面朝第二半壳体103。

销125适于被插入到分配圆盘120的第二孔123中，以例如通过插入来固定分配圆盘120本身。

具体地，销125适于从分配圆盘120朝第一半壳体102伸出。

牵引盘124具有比分配圆盘120的直径更小的直径，具体地，分配圆盘120的第一孔122伸出超过牵引盘124的外缘边。

分配设备100可以还包括选择装置140，选择装置140包括大致平坦的主体，该主体设于第一半壳体102和第二半壳体103之间，并且部分重叠于分配圆盘120的外沿部分，具体地，重叠于分配圆盘120朝向第一半壳体102的表面。

此外，选择装置140与外壳铰接，并可以围绕大致平行于法兰104所在面的轴线进行小幅转动，选择装置140包括调整选择装置140相对于分配圆盘120位置的装置，例如容纳于相应槽中的偏心销141。

选择装置140包括朝向腔室内侧的锯齿边142，锯齿边142设置为靠近分配圆盘120的第一孔122。锯齿边142用于撞击由分配圆盘120牵引的种子，以限制被牵引种子的数量，将在下文对此做更详细的描述。

分配设备100还包括气动装置，气动装置用于在腔室110内产生真空，气动装置包括抽吸管130，抽吸管130在用于气动装置的第二开口108处与腔室110相关联。

抽吸管130定义为例如柔性橡胶软管，该柔性橡胶软管具有固定至腔室110的第二开口108的第一端，和固定至合适的气动装置的第二端，气动装置本身为已知。

因此电动机200的启动引起分配圆盘的转动，电动机200又连接至控制单元450，控制单元450配置为启动所述电动机200，从而根据安装有分配设备100的农业机械的前进速度，准确调整沿推进方向分配的种子间的距离，。

为获得这样的结果，在业机械的车轮300上安装有编码器240，编码器240具有轮子242和相应孔244，孔244适于轮流经过读数器246的前方，读数器246在农业机械10前进期间传递车轮300的转速值，并相应地允许控制单元450确定农业机械10的前进速度v。

根据农业机械10的前进速度v，例如，存储在连接于控制单元450的存储器单元460中的处理器程序确定待设定于分配圆盘120上的转速(ω)。

具体地，对于每个特定耕作物来说，存储想要的待分配的种子量的值，种子量的值表示为每m²的种子数量，因此如果编码器240测量到农业机械的速度提高了，那么控制单元450就通过为电动机200的转子220设定提高的速度来使分配圆盘120的转速相应提高，反之亦然，这样根据每个特定耕作物的所需参数以保持落在地面上的种子数量不变，该所需参数表示为每m²的种子。

图4显示根据本发明的一个可替换实施例的分配设备100'的截面图。

在分配设备的情况下，可替代地在图1和图3的情况下使用电动机200'，该电机仅由两个功能元件组成：转子220'和定子210'，定子210'在转子220'的外部。

电机200'不具有运动减缓元件，且通过电源(参见插头230)启动，以在定子210'中产生电磁感应力，电磁感应力适于使转子220'旋转。

电动机200'的转子220'也直接扣紧在牵引盘124上，利用插入的密封垫片牵引盘124又被固定至分配圆盘120。

结合图1-图3，所述的分配设备100的运行情况如下。

在与所述分配设备相关联的农业机械行驶期间，抽吸装置通过抽吸管130产生对腔室110中的空气的抽吸。

腔室110内的真空通过第一孔122从第二隔腔112传送到第一隔腔111。

此外，在行驶期间，启动电动机200将动力传送到分配圆盘120，分配圆盘120由电动机控制以速度ω围绕自己本身的轴线121转动，而电动机又由控制单元450控制。

包含在储罐中的种子通过装料斗105进入腔室110，具体地由重力收集到第一隔腔111的底部。

由于腔室110内由气动装置产生真空，种子贴附于分配圆盘120，具体为靠近第一孔122，并因此从装料斗105朝出口通道106方向牵引(根据图2和图3按顺时针旋转方向)。

在分配圆盘120转动时，选择装置140的锯齿边142和牵引盘124的销125撞击由分配圆盘本身牵引的种子，以便将贴附至分配圆盘120的具有较小贴附力的种子剥离，即靠近第一孔122贴附而不是贴附在第一孔122的种子。因此，贴附在每个第一孔122的种子数量限制为一个。

当种子到达靠近出口通道106附近时，具体地，当相应的第一孔122在旁支通道处时，存在较小的真空以使得种子能够贴附在分配圆盘120的表面，相应地种子由于重力落入出口通道106。

如果分配设备100被用于不同的耕作物，可以利用电动的控制单元450来很容易地重新编程，因此，根据每个确定的农业机械10的前进速度，可以使转动分配元件120按转速ω转动，该转速ω适合于根据想要的每m²种子定义的不同的种子量的值。

图4中的分配设备100'的运行完全相似，仅有的区别在于电动机200'的转子220'在定子210'的内部。因为在这种情况下还涉及直接驱动电机，其不具有减速器，因而也可以在图4所示的模式中运行。

这样构思的本发明易于得到多个改进和变形，这些都落入本发明概念的范围。

此外，所有的细节都能够由其他技术等同元件替代。

实际应用中，只要不偏离以下权利要求的保护范围，根据需要也可以使用任何材质或者任何可能的形状和尺寸。

Claims (10)

1.一种用于农业机械(10)的物料分配设备(100，100')，包括：

腔室(110)，其设有用于待分配物料的进口(105)和出口(106)；

气动装置，其用于在所述腔室(110)内产生真空；

转动分配元件(120)，其容纳于所述腔室(110)中，并适于由于真空作用而接收物料，并将所述物料从腔室(110)的所述入口(105)输送到所述出口(106)；

其特征在于，所述分配设备(100，100')包括电动机(200，200')，所述电动机(200，200')配置为以转速(ω)使所述转动分配元件(120)转动，所述转速(ω)取决于农业机械(10)的前进速度(v)。

2.根据权利要求1所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，能够利用控制单元(450)控制所述电动机(200，200')，所述控制单元(450)从编码器(240)接收代表农业机械(10)的前进速度(v)的信号，所述编码器(240)位于所述农业机械(10)的车轮(300)上。

3.根据权利要求1或2所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，根据所述农业机械(10)的前进速度和所述待分配物料，计算设定在所述转动分配元件(120)上的所述转速(ω)。

4.根据权利要求1所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，所述电动机(200，200')为直接驱动电动机(200，200')。

5.根据权利要求1所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，所述电动机(200，200')完全容纳于腔室(110)内。

6.根据权利要求1所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，所述电动机(200，200')具有内定子(210)和在所述内定子(210)外部的转子(220)，外部的所述转子(220)连接到所述转动分配元件(120)。

7.根据权利要求1所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，所述电动机(200，200')具有外定子(210')和在所述外定子(210')内部的转子(220')，内部的所述转子(220')连接到所述转动分配元件(120)。

8.根据权利要求6或7所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，所述电动机(200，200')的所述转子(220，220')扣紧在牵引盘(124)上，所述牵引盘(124)固定至所述转动分配元件(120)。

9.根据权利要求8所述的物料分配设备(100，100')，其特征在于，利用多个销(125)将所述牵引盘(124)固定至所述转动分配元件(120)，所述多个销(125)周向分布并且沿平行于所述转动分配元件(120)的转动轴线(121)的方向伸出。

10.一种用于播种种子的播种机，其特征在于，所述播种机包括如权利要求1-9中任意一项所述的分配器。