CN109937651A - 一种适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，包括种箱、直流驱动电机、传动链、集中排种器、导种管、除草剂喷雾装置、双圆盘开沟器、农药输送管、喷药泵、机架、农药箱、机具支撑杆和动力装置。所述导种管安装于所述排种器投种口和所述双圆盘开沟器之间，所述药水箱和所述除草剂喷头之间采用所述药水管连接、所述水泵施压。该丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的集成了集中排种、封闭除草等技术，可同步播种6行油菜种子和较大面积的封闭除草，有效的提高了作业效率，简化了机具结构，适应丘陵山区黏重土壤条件下的油菜精量播种。

Description

一种适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机

技术领域

本发明涉及农作物播种设备技术领域，具体为一种用于丘陵区高含水率黏重土壤条件下的油菜精量直播机。

背景技术

油菜作为我国主要油料作物之一，从总体上可分为两个类型油菜种植区：第一类为北方的春油菜区，第二类为长江流域的冬油菜区。北方区由于地理条件的优势近年来已经逐渐推广机械化播种，而长江流域受土壤黏重板结、坡度大、地理条件和播种季节降雨多的限制，其油菜机械化播种水平低下。2017年油菜机械化播种水平仅为27.89%，进而导致生产效率低、成本高，制约了油菜产业的发展。特别是西南等丘陵山区，地块分散且狭小，土壤黏重板结，播种时间集中在9月下旬至10月中旬，正值秋雨季节。传统播种机具由于其本身结构复杂，多采用地轮驱动排种器，对配套拖拉机的动力要求高，加之该地区地块分散狭小，土壤黏重，雨水较多。导致了播种机具下地难，造成播种机深陷，播种机难以正常作业；且播种机作业时容易打滑，对土壤的压实程度厉害，影响油菜出苗。所以传统的油菜播种机具不适合该地区油菜播种，而采用人工移栽和人工撒播的方式，其成本高、劳动强度大、效率低、播种质量差，严重的制约了油菜产业的发展。同时，传统的油菜播种机多采用单体式排种器，增加了传动系统和排种器重量，结构比较复杂，不太适宜丘陵山区的油菜精量播种。综上所述，丘陵山区要实现油菜机械化播种，技术上必须创新，其播种机具必须实现轻简化，把配套的动力控制小。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术的不足，提供一种适用于丘陵山区粘重土壤完成油菜精量穴播的油菜精量直播机，可一次性的完成油菜精量播种、封闭除草和开沟覆土等功能。所述适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，是实现西南等丘陵山区油菜机械化播种的一种可行性机具。

为了实现上述目的，本发明所设计的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，包括种箱、直流驱动电机、传动链、集中排种器、导种管、除草剂喷雾装置、双圆盘开沟器、农药输送管、喷药泵、机架、农药箱、机具支撑杆和动力装置；所述动力装置后方挂接有机架，所述机架上安装有直流驱动电机和集中排种器，所述直流驱动电机和集中排种器之间通过传动链连接，所述种箱安装在集中排种器上方；所述集中排种器下方连接有导种管，所述机架后方安装有除草剂喷雾装置，所述双圆盘开沟器安装在所述机架的后方横梁上；所述机架上安装有药水箱，药水箱分别连接喷药泵、农药输送管和除草剂喷雾装置；所述机具支撑杆安装在所述机架的导轨内。

进一步，本发明适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机所设计的排种器采用了集中排种技术，为滚筒式集排器。其采用机械式的供种方式，可同时排种6行。增加了护种装置，使各穴种子投种间隔时间一致，保证了其穴距的一致性。

进一步，所述排种器排种滚筒模块化设计，采用一组排种滚轮组合而成，其排种滚轮和空白轮配合使用可实现1至6行的供种。所述排种滚轮直径为80mm，其圆周面上分布15个排种型孔。所述滚轮中心开有六方孔，采用六方轴传动。

进一步，所述排种轮上均匀分布有15个渐开线状型孔，所述排种轮包括型孔主体和渐开线状型孔，渐开线状型孔包括型孔左壁面、型孔腔体、型孔右壁面、型孔侧面，所述型孔左壁面和型孔右壁面为渐开线型，有助于充种和投种；所述型孔侧面呈弧形，防止种子堵塞型孔。所述排种型孔采用渐开线型孔，所述排种型孔两侧带有斜度，有利于投种。所述排种型孔设计成刚好容纳1至3粒油菜种子的大小，实现油菜1至3粒的精量穴播，不浪费种子。

进一步，所述机具支撑杆安装在所述机架前方的导轨中，用于支撑机具。所述机具支撑杆上开有不同高度的定位孔，用于调节所述机具支撑杆机具支撑杆的高度。田间作业时，采用所述机具支撑杆最低点的定位孔限制所述支撑杆的高度，使所述机具支撑杆不干涉机具作业；机具入库时，采用所述机具支撑杆上最高点的定位孔限制所述支撑杆的高度，使所述机具支撑杆支撑起机具。

进一步，所述直流驱动电机和所述排种器之间采用链传动，所述直流驱动电机额定电压为12V，电源可采用所述插秧机电瓶或者外携电瓶。

进一步，所述导种管为6根钢丝软管，用卡箍安装于排种器各投种口和所述双圆盘开沟器上，每根钢丝软管对应一个所述双圆盘开个器，实现6根所述导种管为所述排种器6个投种口独立导种。

进一步，所述水泵安装在机架上，其额定电压为12V，采用所述插秧机电瓶作为电源，也可外携电瓶。

进一步，所述除草剂喷头一共6个，其均匀分布在所述机架后方，所述6个喷头为一个主管道分流出来，其共用一根药水管。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机采用集种排种的技术，一个排种器高效的完成整个直播机的6行排种作业。采用直流电机驱动排种器排种，省去了传统的地轮驱动，避免了因地轮打滑影响播种质量。轻简化了机具结构，降低了对动力的要求，把配套动力控制在20马力内，能够适应西南等丘陵山区的狭小地块作业，其作业效率高，田间作业转移灵活，播种质量高。

（2）本发明的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机整机的结构紧凑且简单，外形小巧，整体采用模块化设计，结构简单，方便调节、安装、拆卸，工作可靠。可采用插秧机车头带动作业，插秧机较拖拉机轮宽窄、重量轻、作业灵活。在雨季作业时不易打滑，对土地的压实程度低，不影响种子的出苗。

（3）本发明的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的排种滚筒采用模块化设计，采用一组排种滚轮组合而成，可根据田间地块实际大小的需求，通过排种滚轮和空白轮配合使用实现1至6行的播种。运用灵活，装卸方便、快捷。

（4）本发明的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的排种型孔采用两侧带有斜度的渐开线型孔，有利于投种。型孔设计成刚好容纳1~3粒油菜种子的大小，实现油菜1~3粒的精量穴播，不浪费种子。

附图说明

图1为本发明适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的整体结构示意图；

图2为本发明适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的排种器的示意图；

图3为本发明适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的排种器的剖视图；

图4为本发明排种器排种滚轮组的示意图；

图5为本发明的型孔的剖面图；

图6为本发明型孔的侧面图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

所述本发明的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，包括种箱1、直流驱动电机2、传动链3、集中排种器4、导种管5、除草剂喷雾装置6、双圆盘开沟器7、农药输送管8、喷药泵9、机架10、农药箱11、机具支撑杆12和动力装置13。

所述动力装置13是适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的动力装置，所述动力装置13后方挂接有机架10，所述机架10上安装有直流驱动电机2和集中排种器4，所述直流驱动电机2和集中排种器4之间通过传动链3连接，驱动集中排种器4转动；所述种箱1采用螺栓连接安装于所述集中排种器4的上方；所述集中排种器4下方连接有导种管5，所述导种管5通过卡箍安装在所述集中排种器4的投种口和所述双圆盘开沟器7之间。所述机架10后方安装有除草剂喷雾装置6，所述双圆盘开沟器7安装在所述机架10的后方横梁上；所述机架10上安装有药水箱11，所述除草剂喷雾装置6和所述药水箱11之间通过农药输送管8连接，所述药水箱11和所述农药输送管8间安装有喷药泵9；所述机具支撑杆12安装在所述机架10的导轨内。

所述动力装置13的窄型橡胶轮胎13a有利于油菜精量直播机适应黏重土壤，同时降低压实程度，提高机具作业的适应性。

所述直流驱动电机2和所述喷药泵9的额定电压均为12V。

所述集中排种器4包括前侧板41、种层高度调节板42、充种室43、卸种板44、侧板45、圆弧底板46、投种口47、排种滚轮组48、后侧护种板49、传动轴410和链轮411。

所述种层高度调节板42可上下调节高度，从而控制所述充种室43的种层高度。所述侧板45下方安装有所述卸种板44，卸下所述卸种板即可完成卸种。所述排种滚轮组48由6个所述排种轮48a组成，所述排种轮48a中心开有六方孔，所述后侧护种板49上有一段圆弧面，所述圆弧面上贴有较软材质的硅胶片。所述传动轴410为六方轴穿插在6个所述排种轮48a的六方孔中，6个所述排种轮48a随所述传动轴410一起转动，所述链轮411安装在所述传动轴410端部。

所述排种轮48a上均匀分布有15个渐开线状型孔48b，所述排种轮48a包括型孔主体48c和渐开线状型孔48b， 渐开线状型孔48b包括型孔左壁面 48d、型孔腔体48e、型孔右壁面48f、型孔侧面48g，所述型孔左壁面 48d和型孔右壁面48f为渐开线形，有助于充种和投种；所述型孔侧面48g呈弧形，防止种子堵塞型孔。

所述动力装置13可调节机架10的提升高度，实现播种深度的调节。所述药水箱11用于装储水药混合的除草剂，所述除草剂通过所述喷药泵9增压、农药输送管8输送、除草剂喷雾装置6喷施，实现封闭除草作业。

本发明工作原理如下：如图1所示，本发明主要由播种系统和封闭除草系统两部分组成，由动力装置13作为动力，机具悬挂在动力装置13的后方悬挂装置上。播种系统的核心部件为集中排种器4，如图3、图4所示，作业前向种箱1中加入油菜种子，油菜种子进入集中排种器4的充种室43内。当动力装置13开动时，直流驱动电机2打开；直流驱动电机的转动由传动链3 和链轮411传递给传动轴410，传动轴410带动排种滚轮组48转动。排种滚轮组48上的各排种型孔48b转动到充种室43时，在充种区内完成6个排种型孔48b的充种，接着油菜种子在排种型孔48b内随着排种滚轮组48转动，经过携种区到达护种区。油菜种子在有了后侧护种板49的作用压护下，不会脱离排种型孔48b。直到转动到投种区的投种口46时，在没有了后侧护种板的压护下，油菜种子在重力的作用下从排种型孔48b中掉出。经过各自相对应的导种管5，导入到由双圆盘开沟器7开出的种沟内。由于双圆盘开沟器7的两个切土圆盘有一定倾斜角度，当其向前滚动时，后面的种沟两侧坍塌，实现对掉入种沟的油菜种子覆图，从而完成播种作业。后侧护种板49的护种圆弧面上贴有软材质的硅胶片，可有效的防止在护种的过程中压坏油菜种子。在后侧护种板49的作用下，各行排种型孔48b中的油菜种子对应下一个排种型孔48b中的油菜种子投种间隔时间一致，从而保证了各行播种穴距的一致。改变集中排种器4的滚轮组48转速和动力装置13的前进速度的比值，即可调节播种穴距的大小。

封闭除草系统主要包括除草剂喷雾装置6、农药输送管8、喷药泵9和药水箱11。作业前先将除草剂用水溶于药水箱11中，当动力装置13开动时，打开喷药泵9增压。除草剂在压力下通过农药输送管8、除草剂喷雾装置6喷施到田间，完成封闭除草作业。

该适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机的工作流程为：确定排种器转速——装种、装药——插秧机车头开动——排种器排种滚轮组转动、水泵工作——排种型孔扰动种子、水泵对药水管内施压——开沟器同步开种沟——携种——投种——循环排种和除草剂喷施过程——完成6行油菜种子穴播和封闭除草——卸种、卸药。

本发明工作具体实施效果：本发明所解决的传统油菜直播机采用地轮驱动，一个单体式排种器只能排种一行。导致机具结构复杂，对配套动力机具动力要求大，作业效率低，在西南等丘陵山区机具作业下地难等问题。

丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机开展播种性能试验，供试品种为蓉油11，测定转速10~50 r/min的排种性能如表1所示。

表1 油菜精量直播机的播种性能试验结果

成穴供种轮转速/(r·min<sup>-1</sup>)	1粒率/%	2粒率/%	3粒率/%	合格率/%	漏播率/%	重播率/%	穴距/cm	穴距变异系数 /%
									10	58.13	30.95	9.11	98.19	0.00	1.81	10.00	7.03
20	66.45	22.57	10.36	99.38	0.00	0.62	9.96	4.77
									30	70.94	21.30	7.11	99.36	0.64	0.00	10.45	6.52
40	82.28	14.03	3.08	99.38	0.62	0.00	9.86	13.39
									50	83.96	9.61	2.57	96.13	3.87	0.00	11.06	18.60

由表1可知，在转速为10~50 r/min时合格率高于96%，蓉优11随转速增加呈先降后升的趋势，转速为20~40 r/min时穴距稳定性变异系数均低于16%，具有良好的排种效果。

本发明采用集中排种、直流电机驱动排种器结合封闭除草等技术，同时完成六行油菜精量直播和封闭除草等作业。有效的提高了工作效率，降低了动力需求，在精量播种、精简播种机结构和适应丘陵山区作业具有显著的创新性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，不脱离本发明技术方案的精神和范围而对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.一种适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，其特征包括种箱（1）、直流驱动电机（2）、传动链（3）、集中排种器（4）、导种管（5）、除草剂喷雾装置（6）、双圆盘开沟器（7）、农药输送管（8）、喷药泵（9）、机架（10）、农药箱（11）、机具支撑杆（12）和动力装置（13）；所述动力装置（13）后方挂接有机架（10），所述机架（10）上安装有直流驱动电机（2）和集中排种器（4），所述直流驱动电机（2）和集中排种器（4）之间通过传动链（3）连接，所述集中排种器（4）上方安装有种箱（1）；所述集中排种器（4）下方连接有导种管（5），机架（10）后方安装有除草剂喷雾装置（6），所述双圆盘开沟器（7）安装在所述机架（10）的后方横梁上；所述机架（10）上安装有药水箱（11），药水箱（11）分别连接喷药泵（9）、农药输送管（8）和除草剂喷雾装置（6）；所述机具支撑杆（12）安装在所述机架（10）的导轨内。

2.根据权利要求1所述的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，其特征在于：所述集中排种器（4）包括前侧板（41）、种层高度调节板（42）、充种室（43）、卸种板（44）、侧板（45）、圆弧底板（46）、投种口（47）、排种滚轮组（48）、后侧护种板（49）、传动轴（410）和链轮（411）；所述侧板（45）下方安装有卸种板（44）；所述排种滚轮组（48）由6个排种轮（48a）组成，所述排种轮（48a）中心开有六方孔，所述后侧护种板（49）上设有硅胶片的圆弧面；所述传动轴（410）为六方轴穿插在6个排种轮（48a）的六方孔中，排种轮（48a）随所述传动轴（410）一起转动，所述链轮（411）安装在所述传动轴（410）一端。

3.根据权利要求2所述的适用于丘陵区黏重土壤的油菜精量直播机，其特征在于：所述排种轮（48a）上均匀分布有15个渐开线状型孔（48b），所述排种轮（48a）包括型孔主体（48c）和渐开线状型孔（48b），渐开线状型孔（48b）包括型孔左壁面 （48d）、型孔腔体（48e）、型孔右壁面（48f）、型孔侧面（48g），所述型孔左壁面（48d）和型孔右壁面（48f）为渐开线形，有助于充种和投种；所述型孔侧面（48g）呈弧形，防止种子堵塞型孔。