CN109892078A - 一种施肥铺膜播种复合作业一体设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种施肥铺膜播种复合作业一体设备，包括水田用拖拉机，还包括与水田用拖拉机的机架连接的施肥单元，铺膜单元，排种单元，及控制单元；在水田用拖拉机的前进方向从前向后依次设置所述施肥单元、铺膜单元、排种单元，控制单元设置于水田用拖拉机的机架上用于协调控制所述施肥单元、铺膜单元、排种单元；所述排种单元包括开孔排种机构，所述开孔排种机构上下往复运动，铺膜单元铺设地膜后开孔排种机构在地膜上开孔，并在地膜的开孔处排入种子。本发明使得地膜覆盖播种技术中地膜打孔的工序能够机械化自动操作，降低人工劳动强度，提高种植工作效率。

Description

一种施肥铺膜播种复合作业一体设备

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种施肥铺膜播种复合作业一体设备。

背景技术

水稻是我国重要的粮食作物，约占粮食总产量的40％，是安天下、稳民心的重要战略物资。水稻栽培是水稻种植的重要环节，我国水稻的栽培方式主要有移栽和直播，其中水稻移栽约占水稻种植面积的60-70％，但该方式劳动强度大、工作效率低，制约了水稻生产的可持续发展，尤其我国城镇化的快速推进，劳动力短缺，用工成本不断攀高，为此，水稻直播尤其是精量直播逐渐成为我国水稻种植发展的方向，同时水稻直播的机械化体系不断完善也是水稻直播面积逐年扩大的重要因素。

水稻直播在推广应用中存在一些风险：全苗一直是制约水稻直播的首要问题。造成基本苗不足的主要因素，一是播后阴雨连绵，加之早春气温低且多变，造成早稻烂种、烂芽和死苗；二是大田整理不平，低洼处烂种、死苗，高处土壤含水量不够水稻籽粒发芽条件不足；三是水稻直播后与杂草同步生长，而且直播水稻前期干湿交替，播后田面无水期持续时间长，有利于杂草萌芽生长，因此，与移栽稻田相比，直播稻田杂草种类明显增多，草害重。以上问题造成水稻种子用量增加，生产成本提高，同时气温、极端天气以及虫草害等造成水稻减产甚至绝收。为解决水稻直播存在的问题，一些学者开展了种子包衣技术在水稻直播中的应用，取得了一定的效果，但仍存在一些问题：一是水稻种子外部包裹有一定厚度的药物，在播种揉搓时容易脱落；二是包衣后种子外形、大小各异，而且伴有脱落的药物杂质，影响排种器正常作业，无法完成精准播种；三是水稻直播多使用经过催芽处理后的芽种，包衣后易对种子造成破坏，而且芽种包衣后需马上播种作业，难度较大，同时我国地域广阔，水稻种植面积较大，对种子包衣的技术要求也不一样，无法满足不同地域的技术需求。激光平地技术提高了播种地面的平整度，但仍存在局部的凹凸不平地面，出现低洼积水烂种，高处蒸发缺水无法出芽；对于草害大量使用除草剂造成土壤残留增加，危及农产品质量与安全，影响人体健康，以及环境的污染和生态平衡的破坏。以上问题严重影响水稻直播技术的快速、大面积推广，同时也不符合我国现代农业发展的要求。

针对以上水稻直播存在的问题，专家学者通过研究表明使用地膜覆盖播种可提高出苗成苗率，降低除草剂使用量，提高肥料有效利用率，同时节约人工成本，降低生产投入，提高产量。尤其近年来可降解地膜的快速发展，解决了普通地膜存在的回收与环境污染问题，而且使用成本逐年下降，为该种植技术的推广奠定了有利基础。

地膜覆盖播种技术中有一道工序需要将土壤表面的地膜打孔而为种苗长出地膜提供开口，称为放苗，然而，现有的地膜覆盖播种技术中地膜打孔的实施主要由人工完成，即在水稻田土壤表面地膜覆盖完成后，需要人工对地膜进行打孔操作，其劳动强度大，工作效率低。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提出一种施肥铺膜播种复合作业一体设备，旨在使得地膜覆盖播种技术中地膜打孔能够机械化自动操作，降低人工劳动强度，提高种植工作效率。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种施肥铺膜播种复合作业一体设备，包括水田用拖拉机，还包括与水田用拖拉机的机架连接的施肥单元，铺膜单元，排种单元，及控制单元；

在水田用拖拉机的前进方向从前向后依次设置所述施肥单元、铺膜单元、排种单元，控制单元设置于水田用拖拉机的机架上用于协调控制所述施肥单元、铺膜单元、排种单元；其中，所述排种单元包括开孔排种机构，所述开孔排种机构上下往复运动，铺膜单元铺设地膜后开孔排种机构在地膜上开孔，并在地膜的开孔处排入种子。

其中，所述排种单元包括并排且间隔设置的多个开孔排种机构，每一开孔排种机构包括：固定架；安装于固定架的凸轮机构；安装于固定架下方的活动架，活动架与凸轮机构传动连接；安装于活动架下方的开孔管、气吹排种机构；凸轮机构驱动活动架上下往复运动带动开孔管及气吹排种机构上下往复运动，开孔管在地膜上开孔后，气吹排种机构在地膜的开孔处排入种子。

其中，所述固定架包括第一固定架、设置于第一固定架下端的第二固定架，第一固定架安装所述凸轮机构，第二固定架安装活动架，活动架相对第二固定架上下往复移动。

其中，所述凸轮机构包括第一步进电机、凸轮、缺口轮、槽轮、第一传动轴、第二传动轴，第一步进电机与控制单元电连接，并固定于第一固定架，凸轮及缺口轮通过第一传动轴转动固定于第一固定架，槽轮通过第二传动轴转动固定于第一固定架，第一步进电机通过第一传动轴与凸轮、缺口轮传动连接，缺口轮与槽轮啮合传动连接；

所述活动架包括横杆、连接杆、复位弹簧，所述第二固定架上端面设置有导套，下端面朝下设置有导向杆，所述连接杆穿设于导套并穿过第二固定架，复位弹簧套设于连接杆外，连接杆上端与凸轮传动连接，连接杆下端与横杆固定连接，所述横杆内穿设所述导向杆并相对导向杆上下移动，所述横杆朝下设置所述开孔管；

所述气吹排种机构包括接种斗、投种管、气阀、气管、以及设置在投种管末端的活动挡板，接种斗底部连通所述投种管，投种管固定于横杆并设置于开孔管的后方，开孔管、投种管在横杆上的固定位置可调，气阀固定于第二固定架上，气管的一端连接气阀，气管的另一端伸入所述接种斗内，所述水田用拖拉机的机架上设置有空压机，所述空压机与气阀通过气管路连接。

其中，所述连接杆上端设置有气阀压片，所述气阀上端设置有开关，气阀压片随连接杆上下往复移动，气阀压片接触气阀上端的开关后气阀打开。

其中，所述水田用拖拉机后部设置有第一支架，第一支架安装所述施肥单元，水田用拖拉机后部于第一支架下方设置有悬挂系统，悬挂系统连接有第二支架，第二支架安装所述铺膜单元及排种单元，所述排种单元的开孔排种机构的固定架固定于第二支架。

其中，所述排种单元还包括成排间隔设置的多个种箱，及位于每一种箱下方与种箱连通的型孔轮式排种器，种箱及型孔轮式排种器均固定于第二支架，每一型孔轮式排种器下方对齐一所述接种斗并与凸轮机构的槽轮传动连接，型孔轮式排种器将种箱内种子定量排入接种斗。

其中，所述铺膜单元包括地膜支撑杆、疏膜辊、压膜压边辊及仿形系统；

地膜支撑杆横向设置于第二支架，并位于种箱与施肥单元之间，疏膜辊设置于第二支架，并位于型孔轮式排种器下方，压膜压边辊设置于第二支架，并位于疏膜辊的后侧，所述仿形系统设置于压膜压边辊的两端。

其中，所述施肥单元包括设置在第一支架上方的肥料箱，设于肥料箱下方的与控制单元电连接的第二步进电机，与第二步进电机传动连接的多个间隔设置的排肥器，每一排肥器下端连接下肥管，下肥管的末端连通有投肥鸭嘴，投肥鸭嘴外壁套设有电热丝，多个投肥鸭嘴固定一横向设置的支撑杆上；

支撑杆后方横向设置有施肥杆，施肥杆两端与第二支架转动连接，施肥杆上间隔设置多个施肥轮，每一施肥轮周向间隔设置有多个U型齿板，U型齿板的伸出端设置有触片，根部设置有溢流孔，U型齿板转动过程与投肥鸭嘴抵接或与投肥鸭嘴脱开。

其中，所述水田用拖拉机的机架上还设置有GPS单元与控制单元电连接，所述第一步进电机和第二步进电机分别设置有转速传感器与控制单元电连接；

GPS单元采集水田用拖拉机的行走速度，转速传感器分别采集第一步进电机和第二步进电机的实时转速，控制单元控制通过水田用拖拉机的行走速度、第一步进电机和第二步进电机的实时转速调整第一步进电机和第二步进电机的转速。

本发明的施肥铺膜播种复合作业一体设备，包括水田用拖拉机，与水田用拖拉机的机架连接的施肥单元，铺膜单元，排种单元，及控制单元，排种单元包括开孔排种机构，开孔排种机构上下往复运动，铺膜单元铺设地膜后开孔排种机构在地膜上开孔，并在地膜的开孔处排入种子。这样，本发明的施肥铺膜播种复合作业一体设备在水田用拖拉机向前行驶过程中，施肥单元先向泥土施肥，然后铺膜单元对施肥后泥土进行覆膜，排种单元的开孔排种机构在铺设后的地膜上开孔，并在地膜的开孔处排入种子，整个过程机械化、自动化操作，不需要人工在地膜上打孔操作，降低了人工劳动强度，提高了种植效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明施肥铺膜播种复合作业一体设备第一种实施方式的示意图；

图2为图1结构的另一标记示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图；

图4为图3中开孔排种机构的结构示意图；

图5为图4中D处的放大结构示意图；

图6为图2中B处的放大结构示意图；

图7为图2中C处的放大结构示意图；

图8为图7中E处的放大结构示意图。

附图标记说明：

100-设备，10-水田用拖拉机，11-机架，12-空压机，13-第一支架，14-悬挂系统，15-第二支架，16-GPS单元，20-施肥单元，21-肥料箱，22-第二步进电机，23-排肥器，24-下肥管，25-投肥鸭嘴，26-电热丝，27-支撑杆，28-施肥杆，29-施肥轮，291-U型齿板，292-触片，293-溢流孔，30-铺膜单元，31-地膜支撑杆，32-疏膜辊，33-压膜压边辊，34-仿形系统，40-排种单元，41-种箱，42-型孔轮式排种器，50-控制单元，60-开孔排种机构，61-固定架，611-第一固定架，612-第二固定架，62-开孔管，63-导套，64-导向杆，70-凸轮机构，71-第一步进电机，72-凸轮，73-缺口轮，74-槽轮，75-第一传动轴，76-第二传动轴，80-活动架，81-横杆，82-连接杆，821-气阀压片，83-复位弹簧，90-气吹排种机构，91-接种斗，92-投种管，93-气阀，931-开关，94-气管，95-活动挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例一，请参考图1和图2，本发明实施例提出一种施肥铺膜播种复合作业一体设备100，包括水田用拖拉机10，还包括与水田用拖拉机10的机架11连接的施肥单元20，铺膜单元30，排种单元40，及控制单元50。

在水田用拖拉机10的前进方向从前向后依次设置所述施肥单元20、铺膜单元30、排种单元40，控制单元50设置于水田用拖拉机10的机架11上用于协调控制所述施肥单元20、铺膜单元30、排种单元40。本发明实施例的施肥单元20用于向水田的泥土施肥，铺膜单元30向施肥后的泥土铺设地膜，排种单元40向地膜内的泥土播种。本发明的控制单元50设置有可视化人机交互界面，用于通过可视化人机交互界面输入施肥量、株距、播种速度等参数，控制单元50根据输入的参数自动控制施肥单元20、铺膜单元30、排种单元40的工作。

本发明实施例的排种单元40包括开孔排种机构60，所述开孔排种机构60上下往复运动，铺膜单元30铺设地膜后开孔排种机构60在地膜上开孔，并在地膜的开孔处排入种子。即本发明的复合作业一体设备100设置有自动打孔并排种的开孔排种机构60，在铺设好的地膜上进行开孔，然后在地膜的开孔处排入种子，开孔排种自动完成，提高了播种效率，由于机械化自动化从操作，避免了现有技术中需要人工打孔操作，大大降低了劳动强度。同时，本发明实施例的开孔排种机构60将开孔和排种集成于一体，开孔和排种可以使用共同的动力装置，从而节省了动力装置的配置，减少排种单元40的结构体积。同时由于开孔和排种的机构集成于一体，避免开孔后不能准确地将种子排入开孔出的泥土，提高了播种的准确度。

如图1、图3和图4所示，本发明实施例的排种单元40包括并排且间隔设置的多个开孔排种机构60，每一开孔排种机构60包括：

固定架61；安装于固定架61的凸轮机构70；安装于固定架61下方的活动架80，活动架80与凸轮机构70传动连接；安装于活动架80下方的开孔管62、气吹排种机构90。

凸轮机构70驱动活动架80上下往复运动带动开孔管62及气吹排种机构90上下往复运动，开孔管62在地膜上开孔后，气吹排种机构90在地膜的开孔处排入种子。

本发明实施例的固定架61包括第一固定架611、设置于第一固定架611下端的第二固定架612，第一固定架611安装所述凸轮机构70，第二固定架612安装活动架80，活动架80相对第二固定架612上下往复移动。活动架80的上下往复移动带动开孔管62和气吹排种机构90的往复移动，以完成开孔和排种。

请继续参考图4和图5，所述凸轮机构70包括第一步进电机71、凸轮72、缺口轮73、槽轮74、第一传动轴75、第二传动轴76，第一步进电机71与控制单元50电连接，并固定于第一固定架611，凸轮72及缺口轮73通过第一传动轴75转动固定于第一固定架611，槽轮74通过第二传动轴76转动固定于第一固定架611，第一步进电机71通过第一传动轴75与凸轮72、缺口轮73传动连接，缺口轮73与槽轮74啮合传动连接。槽轮74用于与排种单元40的其他结构连接，用于向气吹排种机构90送入种子。

所述活动架80包括横杆81、连接杆82、复位弹簧83，所述第二固定架612上端面设置有导套63，下端面朝下设置有导向杆64，所述连接杆82穿设于导套63并穿过第二固定架612，复位弹簧83套设于连接杆82外，连接杆82上端与凸轮72传动连接，连接杆82下端与横杆81固定连接，所述横杆81内穿设所述导向杆64并相对导向杆64上下移动，所述横杆81朝下设置所述开孔管62。

所述气吹排种机构90包括接种斗91、投种管92、气阀93、气管94、以及设置在投种管92末端的活动挡板95，接种斗91底部连通所述投种管92，投种管92固定于横杆81并设置于开孔管62的后方，开孔管62、投种管92在横杆81上的固定位置可调，开孔管62、投种管92的位置可调，使得本发明实施例复合作业一体设备100的横向播种间距可调节，以适应不同的播种间距需求。

气阀93固定于第二固定架612上，气管94的一端连接气阀93，气管94的另一端伸入所述接种斗91内，所述水田用拖拉机10的机架11上设置有空压机12，所述空压机12与气阀93通过气管路连接。

开孔排种机构60的具体工作过程如下：

第一步进电机71带动凸轮72、缺口轮73转动，凸轮72下压连接杆82，连接杆82推动横杆81下移，横杆81带动开孔管62向下移动而对地膜进行开孔，开孔管62下移一定深度后，气阀93打开，空压机12的高压气体向气管94输出，气管94的高压气体从接种斗91进入到投种管92，并将投种管92末端的活动挡板95冲开，而使得接种斗91内的种子从投种管92进入到地膜上的开孔位置而进入泥土内。然后凸轮72继续回转使连接杆82不再受凸轮的压力，连接杆82在复位弹簧83的作用下，开始上移，气阀93关闭，同时连接杆82带动横杆81上移，横杆81带动开孔管62和投种管92上移而完成回位，同时，槽轮74与排种单元40的其他结构作用，使得种子落入接种斗91以备下一次开孔、排种。

本发明实施例中第一步进电机71驱动凸轮72及槽轮74，完成开孔及排种工序，即本实施例的开孔及排种使得同一动力装置，从而节省了动力装置的配置，减小了开孔排种机构60的占用空间。

优选地，本发明实施例的连接杆82上端设置有气阀压片821，所述气阀93上端设置有开关931，气阀压片821随连接杆82上下往复移动，气阀压片821接触气阀上端的开关931后气阀93打开。

请继续参考图1，本发明的水田用拖拉机10后部设置有第一支架13，第一支架13安装所述施肥单元20，水田用拖拉机10后部于第一支架13下方设置有悬挂系统14，悬挂系统14连接有第二支架15，第二支架15与悬挂系统连接的部分设置有连接架151，第二支架15安装所述铺膜单元30及排种单元40，所述排种单元40的开孔排种机构60的固定架61固定于第二支架15。即本发明实施例通过与水田用拖拉机10连接的第一支架13、第二支架15安装所述施肥单元20、铺膜单元30及排种单元40，便于整个施肥铺膜播种复合作业一体设备100的组装和维护。

如图3所示，本发明实施例的排种单元40还包括成排间隔设置的多个种箱41，及位于每一种箱41下方与种箱41连通的型孔轮式排种器42，种箱41及型孔轮式排种器42均固定于第二支架612，每一型孔轮式排种器42下方对齐一所述接种斗91并与凸轮机构70的槽轮74传动连接，型孔轮式排种器42将种箱41内种子定量排入接种斗91。槽轮74转动过程中作用于型孔轮式排种器42将种箱41内种子排入接种斗91内。

如图1、图2和图6所示，本发明实施例的铺膜单元30包括地膜支撑杆31、疏膜辊32、压膜压边辊33及仿形系统34。

地膜支撑杆31横向设置于第二支架15，并位于种箱41与施肥单元20之间，疏膜辊32设置于第二支架15，并位于型孔轮式排种器42下方，压膜压边辊33设置于第二支架15，并位于疏膜辊32的后侧，所述仿形系统34设置于压膜压边辊33的两端。地膜支撑杆31上安装有待铺设的地膜，疏膜辊32引导地膜下落，压膜压边辊33使地膜与泥土充分粘合，同时将地膜两边压入泥层，压膜压边辊33连有仿形系统34，用于提高铺膜过程中的适应性和可靠性。

请继续参考图1、图2、和图7、图8，本发明实施例的施肥单元20包括设置在第一支架13上方的肥料箱21，设于肥料箱21下方的与控制单元50电连接的第二步进电机22，与第二步进电机22传动连接的多个间隔设置的排肥器23，每一排肥器23下端连接下肥管24，下肥管24的末端连通有投肥鸭嘴25，投肥鸭嘴25外壁套设有电热丝26，多个投肥鸭嘴25固定一横向设置的支撑杆27上。第二步进电机22驱动多个排肥器23向对应的下肥管24排肥至投肥鸭嘴25，在投肥口鸭嘴25上加了电热丝26，避免了肥料因吸潮导致的投肥不畅以及保护了肥料箱21箱内的肥料因变湿而引起的肥料性质变化。

支撑杆27后方横向设置有施肥杆28，施肥杆28两端与第二支架15转动连接，施肥杆28上间隔设置多个施肥轮29，每一施肥轮29周向间隔设置有多个U型齿板291，U型齿板291的伸出端设置有触片292，根部设置有溢流孔293，U型齿板291转动过程与投肥鸭嘴25抵接或与投肥鸭嘴25脱开。施肥轮29的U型齿板291因拖拉机10的行走而转动，U型齿板291转动过程翻动泥土，同时间隙性与投肥鸭嘴25抵接而将投肥鸭嘴25内的肥料带入泥土内。

因U型齿板291伸出端设置有触片292，触片292能提前触发投肥鸭嘴25进行投肥，同时由于U型齿板291的有效工作部分主要为伸出部，故设置于根部的溢流孔293的设置能减小施肥轮29的作业阻力。

本发明实施例的水田用拖拉机10的机架11上还设置有GPS单元16与控制单元50电连接，所述第一步进电机71和第二步进电机22分别设置有转速传感器与控制单元50电连接。

GPS单元16采集水田用拖拉机10的行走速度，转速传感器分别采集第一步进电机71和第二步进电机22的实时转速，控制单元50控制通过水田用拖拉机10的行走速度、第一步进电机71和第二步进电机22的实时转速调整第一步进电机71和第二步进电机22的转速。本发明实施例通过GPS单元16获取前进速度以及转速传感器反馈的信息实时调整第一步进电机71和第二步进电机22的转速，能根据不同的作业需求，以及水田泥土环境的不同实现精准作业。

本发明实施例施肥铺膜播种复合作业一体设备100的具体工作过程如下：

工作人员通过控制单元50的人机交互界面输入需要的施肥量和株距，控制单元50自动根据GPS单元16获取拖拉机的车速，并通过转速传感器监测第一步进电机71和第二步进电机22的转速以实时调整第一步进电机71和第二步进电机22的转速。

第二步进电机22通过链传动带动排肥器23转动，肥料通过下肥管24落入投肥鸭嘴25内，水田用拖拉机10前进的同时带动施肥轮29旋转，施肥轮29的U型齿板291的转动触发投肥鸭嘴25打开投肥，施肥轮29的转动将肥料带入泥土。

地膜支撑杆31上装有黑色地膜，疏膜辊32引导地膜下落，压膜压边辊33使地膜与泥充分粘合，同时将地膜两边压入泥层。

第一步进电机71通过链传动带动驱动凸轮72、缺口轮73转动，缺口轮73通过槽轮74带动型孔轮式排种器42做一定规律的间歇运动并排种，种子通过接种斗91进入投种管92，凸轮72驱动活动架80沿导向杆64做上下往复运动，凸轮72、缺口轮73转动一圈型孔轮式排种器42完成一次排种，活动架80完成一次上下运动，开孔管62刺破地膜，当开孔管62即将到达预定深度时气阀压片821触发气阀93的开关931，使得气阀93开通，气流通过气管94进入投种管92，一定速度的气流冲开活动挡板95进行投种，投种完毕后活动挡板95自动关闭，回程一定时间后缺口轮73再次驱动型孔轮式排种器42向接种斗91内排种，有效利用了回程时间，提高了效率，并保证了投种的成穴性。

本发明实施例的施肥铺膜播种复合作业一体设备100，由于采用了上述结构，具有如下优点：

1、地膜铺设过程中使用排种单元40的开孔排种机构60自动打开排种，整个过程机械化、自动化操作，不需要人工在地膜上打孔操作，降低了人工劳动强度，提高了打孔效率。

2、实现了肥料深施、铺膜、播种的复合作业，提高了作业效率。

3、在投肥鸭嘴25上部加入了电热丝26，避免了因吸潮导致的投肥不畅以及保护了肥料箱21内的肥料因变湿而引起的肥料性质变化。

4、施肥轮29前端的触片292提前触发投肥鸭嘴25投肥，然后通过U型齿板291的转动将肥料带入一定深度的泥层，实现了肥料的深施和点施。

5、U型齿板291的根部开有溢流孔293减小施肥作业阻力。

6、利用槽轮74、缺口轮73、凸轮72完成了间歇投种、慢进快退以及开孔等功能，结构简单紧凑，且株距可调。

7、双管齐下，前端开孔管62用于膜上开孔，后端投种管92用于投种，前端开孔管62入泥，而后端投种管92不入泥，避免了投种管92粘泥后工作不畅；在前端开孔管62即将到达预定深度时触发进气阀93打开，气流将投种管92下端的活动挡板95吹开进行投种作业，回程中槽轮74驱动型孔轮式排种器42旋转排种，即在回程中完成取种作业，提高了作业效率和可靠性。

8、可视化人机交互界面，控制单元50可根据输入的施肥量和株距通过控制模型计算相应的转速，同时GPS单元16获取前进速度以及转速传感器反馈的信息实时调整第一步进电机71和第二步进电机22的转速，实现精准作业。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种施肥铺膜播种复合作业一体设备，包括水田用拖拉机，还包括与水田用拖拉机的机架连接的施肥单元，铺膜单元，排种单元，及控制单元；

在水田用拖拉机的前进方向从前向后依次设置所述施肥单元、铺膜单元、排种单元，控制单元设置于水田用拖拉机的机架上用于协调控制所述施肥单元、铺膜单元、排种单元；

其特征在于，

所述排种单元包括开孔排种机构，所述开孔排种机构上下往复运动，铺膜单元铺设地膜后开孔排种机构在地膜上开孔，并在地膜的开孔处排入种子。

2.根据权利要求1所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，所述排种单元包括并排且间隔设置的多个开孔排种机构，每一开孔排种机构包括：

固定架；

安装于固定架的凸轮机构；

安装于固定架下方的活动架，活动架与凸轮机构传动连接；

安装于活动架下方的开孔管、气吹排种机构；

凸轮机构驱动活动架上下往复运动带动开孔管及气吹排种机构上下往复运动，开孔管在地膜上开孔后，气吹排种机构在地膜的开孔处排入种子。

3.根据权利要求2所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，

所述固定架包括第一固定架、设置于第一固定架下端的第二固定架，第一固定架安装所述凸轮机构，第二固定架安装活动架，活动架相对第二固定架上下往复移动。

4.根据权利要求3所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，

所述凸轮机构包括第一步进电机、凸轮、缺口轮、槽轮、第一传动轴、第二传动轴，第一步进电机与控制单元电连接，并固定于第一固定架，凸轮及缺口轮通过第一传动轴转动固定于第一固定架，槽轮通过第二传动轴转动固定于第一固定架，第一步进电机通过第一传动轴与凸轮、缺口轮传动连接，缺口轮与槽轮啮合传动连接；

所述活动架包括横杆、连接杆、复位弹簧，所述第二固定架上端面设置有导套，下端面朝下设置有导向杆，所述连接杆穿设于导套并穿过第二固定架，复位弹簧套设于连接杆外，连接杆上端与凸轮传动连接，连接杆下端与横杆固定连接，所述横杆内穿设所述导向杆并相对导向杆上下移动，所述横杆朝下设置所述开孔管；

所述气吹排种机构包括接种斗、投种管、气阀、气管、以及设置在投种管末端的活动挡板，接种斗底部连通所述投种管，投种管固定于横杆并设置于开孔管的后方，开孔管、投种管在横杆上的固定位置可调，气阀固定于第二固定架上，气管的一端连接气阀，气管的另一端伸入所述接种斗内，所述水田用拖拉机的机架上设置有空压机，所述空压机与气阀通过气管路连接。

5.根据权利要求4所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，

所述连接杆上端设置有气阀压片，所述气阀上端设置有开关，气阀压片随连接杆上下往复移动，气阀压片接触气阀上端的开关后气阀打开。

6.根据权利要求5所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，所述水田用拖拉机后部设置有第一支架，第一支架安装所述施肥单元，水田用拖拉机后部于第一支架下方设置有悬挂系统，悬挂系统连接有第二支架，第二支架安装所述铺膜单元及排种单元，所述排种单元的开孔排种机构的固定架固定于第二支架。

7.根据权利要求6所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，所述排种单元还包括成排间隔设置的多个种箱，及位于每一种箱下方与种箱连通的型孔轮式排种器，种箱及型孔轮式排种器均固定于第二支架，每一型孔轮式排种器下方对齐一所述接种斗并与凸轮机构的槽轮传动连接，型孔轮式排种器将种箱内种子定量排入接种斗。

8.根据权利要求7所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，所述铺膜单元包括地膜支撑杆、疏膜辊、压膜压边辊及仿形系统；

地膜支撑杆横向设置于第二支架，并位于种箱与施肥单元之间，疏膜辊设置于第二支架，并位于型孔轮式排种器下方，压膜压边辊设置于第二支架，并位于疏膜辊的后侧，所述仿形系统设置于压膜压边辊的两端。

9.根据权利要求8所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，所述施肥单元包括设置在第一支架上方的肥料箱，设于肥料箱下方的与控制单元电连接的第二步进电机，与第二步进电机传动连接的多个间隔设置的排肥器，每一排肥器下端连接下肥管，下肥管的末端连通有投肥鸭嘴，投肥鸭嘴外壁套设有电热丝，多个投肥鸭嘴固定一横向设置的支撑杆上；

支撑杆后方横向设置有施肥杆，施肥杆两端与第二支架转动连接，施肥杆上间隔设置多个施肥轮，每一施肥轮周向间隔设置有多个U型齿板，U型齿板的伸出端设置有触片，根部设置有溢流孔，U型齿板转动过程与投肥鸭嘴抵接或与投肥鸭嘴脱开。

10.根据权利要求9所述的施肥铺膜播种复合作业一体设备，其特征在于，所述水田用拖拉机的机架上还设置有GPS单元与控制单元电连接，所述第一步进电机和第二步进电机分别设置有转速传感器与控制单元电连接；

GPS单元采集水田用拖拉机的行走速度，转速传感器分别采集第一步进电机和第二步进电机的实时转速，控制单元控制通过水田用拖拉机的行走速度、第一步进电机和第二步进电机的实时转速调整第一步进电机和第二步进电机的转速。