CN110073779A - 一种用于无人机播种的排种结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无人机播种的排种结构，所述排种结构包括顶端设有开口的机壳、减速电机、滚筒，所述机壳的底端设有若干种子出口，所述减速电机设于机壳外部，所述滚筒置于机壳内部且转动连接于机壳，所述滚筒由所述减速电机驱动；所述滚筒的外周面均匀设有若干承接种子的凹格，所述凹格的端面靠近于所述机壳的内壁，机壳和滚筒之间设有毛刷，所述毛刷的一端固定连接于机壳侧壁，另一端贴合于凹格端面。本发明的目的是提供一种用于无人机播种的排种结构，通过在排种结构内部设有滚筒，滚筒驱动力大，播种更流畅，本发明的排种结构不但可以控制播种速度，还可以确保每个种子出口的播种量相同或相近。

Description

一种用于无人机播种的排种结构

技术领域

本发明涉及一种用于无人机播种的排种结构，属于农业机械无人机播种技术领域。

背景技术

水稻是最主要的三大粮食作物之一，播种面积占粮食播种面积的1/5，年产量约4.8亿吨，占世界粮食总产量的1/4，全世界二分之一以上的人口以水稻为主食，同时也是我国最主要的栽培作物之一。我国水稻播种面占全国粮食作物的1/4，而产量则占一半以上。随着我国社会经济的发展、农业结构调整，以及农村劳动力转移和人口老龄化，以手工劳作为主的传统水稻栽培技术已不能适应当前我国水稻生产的需要水稻的需要，水稻轻简化和机械化种植成为提高劳动生产率、解决劳动力短缺的关键。水稻种植面积在我国和四川占粮食作物播种面积的30％和40％左右，稻谷总产分别占粮食总产的40％和60％。近年来，随着社会经济的发展，粮食生产的比较效益日趋降低，大量劳动力向其它行业转移，土地规模化经营成为潮流。水稻直播是将稻种直接播入大田的一种稻作方式，省去了育秧、拔秧和栽秧等作业程序，省工节本优势尤其显著，迎合了当前水稻生产的需要，发展十分迅速。传统的人工撒播存在着出苗不整齐、成苗无序化、扎根浅易倒伏等系列难以解决的技术问题，产量潜力低、稳产性差，为机械化直播技术取代已成必然趋势。

当前世界上水稻种植机械化水平较高的国家有美国、意大利、澳大利亚、日本和韩国，其中欧美国家以直播机械化为主，亚洲国家以育苗移栽为主。美国是最早实现水稻种植机械化的国家之一，目前已100％实现了水稻机械化直播，其中80％采用机械旱直播，20％采用飞机水直播。水稻机械化直播种植技术具有作业效率高、劳动强度低、作业机具简单、生产作业成本低、产量较高、适合大规模经营的特点，但对水稻品种、生长期、灌溉条件、整地质量及杂草控制技术都有较严格的要求。

我国由于稻作区域辽阔及种植制度的差异，在水稻种植机械上呈现机直播、机抛秧和机插秧3种方式。水稻机直播包括机条播和机穴播，该技术很好地解决了人工撒播的水稻存在的生长无序、用种量大、群体结构不合理的缺点，在南方稻区发展迅速。2016年，浙江、安徽、江西的机直播水稻面积达150余万亩，而上海更是几乎全部是机直播水稻。水稻机械化条直播与人工移栽相比有较大增产，其原因在于机条直播稻生育期短、分孽早、成穗率高；植株群体通透性好，光合产物累积速度快，干物质积累多；植株养分吸收能力强、根系活力大，可有效增加水稻品种产量。

南方山区水稻生产是我国农业的重要组成部分，但南方丘陵山区，异型田地较多，缺乏适宜的机械装备，制约了南方丘陵山区水稻生产。而水稻播种无人机能有效破除丘陵山区土地条件的限制，不受异型田块限制，作业更自由，播种效率更高，人工成本更低，提高农机作业的标准化和智能化，是解决丘陵山区机械化水稻种植的重要途径。

现有技术中的水稻无人机的排种结构一般都是旋转扇片和转盘上的通孔相互适配的方式，通孔控制旋转扇片的转速控制种子的播种量，但是种子装载桶会存放一定质量的种子，旋转扇片在种子的重压下转动的可能性和速率会受到较大影响，进而导致播种量和效果与预期不一致，所以一种稳定性更佳的用于无人机播种的排种结构有待研究。

但是，现有技术中的水稻无人机的排种结构一般为满天星式的抛洒结构，上述方式导致播种不标准化，水稻植株群体结构不可控，进而影响后续植株群体的通透性和生长率，导致播种量和效果与预期不一致，所以一种稳定性更佳的用于无人机播种的排种结构有待研究。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种用于无人机播种的排种结构，通过在排种结构内部设有滚筒，滚筒驱动力大，播种更流畅，本发明的排种结构不但可以控制播种速度，还可以确保每个种子出口的播种量相同或相近。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种用于无人机播种的排种结构，所述排种结构包括顶端设有开口的机壳、减速电机、滚筒，所述机壳的底端设有若干种子出口，所述减速电机设于机壳外部，所述滚筒置于机壳内部且转动连接于机壳，所述滚筒由所述减速电机驱动；靠近所述滚筒的外周面均匀设有若干承接种子的凹格，所述机壳平行于滚筒轴向的任一侧面和滚筒之间设有毛刷，所述毛刷的一端固定连接于机壳侧壁，另一端贴合于凹格端面，机壳设有毛刷的侧面的对立侧靠近凹格端面，所述机壳内部还设有位于滚筒上方的挡板，所述挡板上设有便于种子落下通孔，所述通孔位于滚筒左上方。

本发明的排种结构是播种无人机中的部分结构，播种无人机从上至下包括无人机、种子装载桶、排种机构和分流机构，本发明的排种结构安装于种子装载桶的下方，种子装载桶的底端和排种结构的顶端连通，排种结构底端与分流机构的顶端连通。

种子存储在种子装载桶中，种子装载桶和排种结构连通，进而种子装载桶中的种子会落在位于机壳顶部的滚筒上方，部分种子会在凹格中，减速电机未启动时，固定连接于减速电机的滚筒处于静止状态，滚筒外周围通过毛刷和机壳内壁相互贴合，机壳顶部的种子不会落入至机壳底部进入分流结构。机壳和滚筒的间隙为0.5cm至10cm，毛刷位于上述间隙中，毛刷的安装方式与电动施肥盒中毛刷的安装方式相似，毛刷的一端固定于机壳侧壁靠近种子装载桶处，毛刷的另一端贴合于靠近机壳侧壁的凹格的端面。当启动减速电机时，滚筒转动，此时靠近机壳顶部的凹格，跟随滚筒转动，进而带动凹格内的种子转动，凹格运动至靠近毛刷处，凹格端面贴合于毛刷，种子不会排出，直到凹格转动至靠近机壳底部处，凹格端面逐渐远离毛刷，凹格端面没有被毛刷遮挡，种子因重力作用从种子出口排出，进入分流结构，滚筒转动过程中，毛刷始终贴合于靠近机壳侧壁的凹格端面，只有在机壳顶部和机壳底部的凹格处于敞口状态，凹格在机壳顶部承接种子，在机壳底部排出种子。

滚筒和位于机壳外部的减速电机连接，由于排种结构中滚筒所需的转速一般都比较小，而电机的输出转速或扭矩无法满足实际的要求，所以选用减速电机，减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体，减速电机中的减速机使电机的转速降下来，同时输出扭矩变大，以便满足实际的转速和扭矩的需要，减速电机中配备有与减速机电连接的输出轴，输出轴与滚筒同轴固定连接，电机驱动输出轴转动，进而驱动与输出轴固定连接的滚筒的转动，滚筒为中空结构，输出轴卡接于滚筒中空的内壁，实现滚筒与减速电机的输出轴固定连接，滚筒在减速电机的驱动下于机壳内部转动，滚筒转速越快，播种量越大。本发明中的减速电机可以选用型号775的12V直流减速电机，转速10-100转/分钟，扭力10-60公斤。

进一步的，所述滚筒为中空结构，滚筒的内壁卡接有电机连接件。电机连接件的设计是在减速电机的输出轴和滚筒之间添加一个额外的连接件，电机连接件的外壁设有凸块与滚筒内壁卡接，电机连接件也是中空结构，电机连接件的内壁卡接于减速电机的输出轴。

进一步的，若干个种子出口的排列方向和所述滚筒轴向相互平行。若干个种子出口的设置，将种子装载桶中的种子均匀分流，利用滚筒上的凹格排出，同时多个种子出口排种，提高排种效率，保证了排种精准性。

进一步的，若干所述凹格由滚筒外周面相互垂直的纵向分隔带和横向分隔带围成，所述纵向分隔带平行于滚筒轴向。滚筒外周面的纵向分隔带和横向分隔带设计，将滚筒外周面分隔为若干用于承接种子的凹格，靠近机壳顶部的凹格在承接种子装载桶落下种子后，滚筒转动过程中，靠近机壳顶部的凹格转动至靠近机壳底部，此时种子因重力作用从机壳底部的种子出口排出，完成后续播种。

进一步的，两相邻横向分隔带之间的空间区域为一个种子单元，若干种子单元和若干所述种子出口一一对应，确保每个种子出口排出的种子量相同或相近。

进一步的，所述机壳内部沿滚筒截面设有若干隔板，若干隔板并列设于相邻种子单元之间。所述隔板设于所述滚筒的上方。隔板和种子单元的设计，将机壳内种子下落的空间进一步细分，使得种子更均匀分布在若干种子出口处。

进一步的，所述种子出口处设有锥状的种子导出管，所述种子导出管中较大开口处固定连接于种子出口，所述种子导出管较小开口处设有管状连接件。管状连接件垂直于机壳低侧面，所以种子沿种子导出管垂直落下，种子导出管的设计使得种子下落过程中有一个改向垂直运动的过程，管状连接件卡接于分流机构。

进一步的，所述机壳和减速电机之间设有固定板，所述固定板上设有安装孔。固定板和机壳侧壁的尺寸适配，固定板贴合于机壳侧壁。固定板位于减速电机和机壳之间，减速电机可以先安装在固定板的外侧，同时减速电机中的输出轴会穿过安装孔位于固定板的内侧，进而与滚筒内的电机连接件同轴固定安装，调试固定板和机壳侧壁的相对位置，最后将固定板内侧贴合于机壳外侧螺栓固定。

本发明的有益效果：

(1)本发明中滚筒和毛刷设计，滚筒相较于水平放置的传统扇片，滚筒驱动力更大，尤其是对于播种量较大的情况，滚筒搅动力大，同时滚筒弧形外表对种子的磨损较小，种子破损率低，进而播种后种子成活率也更高；

(2)本发明中滚筒外侧纵向分隔带和横向分隔带的设计，一方面，将滚筒均分为若干种子单元与种子出口适配，均分种子播种量，另一方面，将滚筒外部分隔为若干凹格，滚筒转动过程中，机壳顶部凹格内的种子跟随凹格转动至机壳底部，从种子出口排出，实现均匀排种过程；

(3)本发明减速电机的设计，保证滚筒在较小转速的情况下，能保持较大的扭力，保证滚筒的顺畅转动，顺利播种。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中机壳的结构示意图；

图4为本发明中机壳的俯视图；

图5为本发明中滚筒的结构示意图；

图6为本发明减速电机的结构示意图；

图7为本发明电机连接件的结构示意图；

图8为本发明固定板的结构示意图；

图中：1-机壳，2-减速电机，3-滚筒，4-种子出口，5-凹格，6-毛刷，7-电机连接件，8-纵向分隔带，9-横向分隔带，10-种子单元，11-隔板，12-种子导出管，13-管状连接件，14-固定板，15-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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种用于无人机播种的排种结构1，如图1-8所示，所述排种结构包括顶端设有开口的机壳1、减速电机2、滚筒3，所述机壳1的底端设有若干种子出口4，所述减速电机2设于机壳1外部，所述滚筒3置于机壳1内部且转动连接于机壳1，所述滚筒3由所述减速电机2驱动；靠近所述滚筒3的外周面均匀设有若干承接种子的凹格5，所述机壳1平行于滚筒3轴向的任一侧面和滚筒3之间设有毛刷6，所述毛刷6的一端固定连接于机壳1侧壁，另一端贴合于凹格5端面，机壳1设有毛刷6的侧面的对立侧靠近凹格5端面，所述机壳1内部还设有位于滚筒3上方的挡板15，所述挡板15上设有便于种子落下通孔，所述通孔位于滚筒3左上方。

工作原理：本发明的排种结构是播种无人机中的部分结构，播种无人机从上至下包括无人机、种子装载桶、排种机构和分流机构，可以选用BQX-6S六旋翼无人机、翼飞天工M6-100C多旋翼无人机，本发明的排种结构安装于种子装载桶的下方，种子装载桶的底端和排种结构的顶端连通，排种结构底端与分流机构的顶端连通。

种子存储在种子装载桶中，种子装载桶和排种结构连通，进而种子装载桶中的种子会落在位于机壳1顶部的滚筒3上方，部分种子会在凹格5中，减速电机2未启动时，固定连接于减速电机2的滚筒3处于静止状态，滚筒3外周围通过毛刷6和机壳1侧壁相互贴合，挡板15的设计，使得机壳1顶部的种子会穿过通孔，落在滚筒3、毛刷6和挡板15之间的空间内，大部分种子还是聚集在挡板15上方的，所以机壳1顶部的大部分种子不会因质量过大从滚筒3端面和毛刷6的间隙漏出，进入分流结构，只有少量种子位于挡板15和滚筒3、毛刷6之间，挡板15中的通孔位于滚筒3的左上部，大部分通孔位于滚筒左侧上方和毛刷上方，进而挡板15的右侧为遮蔽状态，避免种子落在未设有毛刷6的机壳1侧面和滚筒3之间，影响滚筒3顺畅转动。机壳1一侧和滚筒3的间隙为0.5cm至10cm，毛刷6位于上述间隙中，机壳1的另一侧无限靠近滚筒3，以使滚筒3可以转动，但不至于让种子从间隙落下，毛刷6的安装方式与电动施肥盒中毛刷6的安装方式相似，毛刷6的一端固定于机壳1侧壁，毛刷6的另一端贴合于靠近机壳1侧壁的凹格5的端面。当启动减速电机2时，滚筒3朝着毛刷6方向转动，此时靠近机壳1顶部的凹格5，跟随滚筒3转动，进而带动凹格5内的种子转动，凹格5运动至靠近毛刷6处，凹格5端面贴合于毛刷6，种子不会排出，直到凹格5转动至靠近机壳1底部处，凹格5端面逐渐远离毛刷6，凹格5端面没有被毛刷6遮挡，种子因重力作用从种子出口4排出，进入分流结构，滚筒3转动过程中，毛刷6始终贴合于靠近机壳1侧壁的凹格5端面，只有在机壳1顶部和机壳1底部的凹格5处于敞口状态，凹格5在机壳1上半部份承接种子，在机壳1下半部分排出种子。

滚筒3和位于机壳1外部的减速电机2连接，由于排种结构中滚筒3所需的转速一般都比较小，而电机的输出转速或扭矩无法满足实际的要求，所以选用减速电机2，减速电机2是指减速机和电机(马达)的集成体，减速电机2中的减速机使电机的转速降下来，同时输出扭矩变大，以便满足实际的转速和扭矩的需要，减速电机2中配备有与减速机电连接的输出轴，输出轴与滚筒3同轴固定连接，电机驱动输出轴转动，进而驱动与输出轴固定连接的滚筒3的转动，滚筒3为中空结构，输出轴卡接于滚筒3中空的内壁，实现滚筒3与减速电机2的输出轴固定连接，滚筒3在减速电机2的驱动下于机壳1内部转动，滚筒3转速越快，播种量越大。本发明中的减速电机2可以选用型号775的12V直流减速电机2，转速10-100转/分钟，扭力10-60公斤。

实施例2

如图5所示，所述滚筒3为中空结构，滚筒3的内壁卡接有电机连接件7。电机连接件7的设计是在减速电机2的输出轴和滚筒3之间添加一个额外的连接件，电机连接件7的外壁设有凸块与滚筒3内壁卡接，电机连接件7也是中空结构，电机连接件7的内壁卡接于减速电机2的输出轴。

实施例3

若干个种子出口4的排列方向和所述滚筒3轴向相互平行。若干个种子出口4的设置，将种子装载桶中的种子均匀分流，利用滚筒3上的凹格5排出，同时多个种子出口4排种，提高工作效率，保证了排种精准性。

实施例4

如图5所示，若干所述凹格5由滚筒3外周面相互垂直的纵向分隔带8和横向分隔带9围成，所述纵向分隔带8平行于滚筒3轴向。滚筒3外周面的纵向分隔带8和横向分隔带9设计，将滚筒3外周面分隔为若干用于承接种子的凹格5，靠近机壳1顶部的凹格5在承接种子装载桶落下种子后，滚筒3转动过程中，靠近机壳1顶部的凹格5转动至靠近机壳1底部，此时种子因重力作用从机壳1底部的种子出口4排出，完成后续播种。

实施例5

如图3、4所示，两相邻横向分隔带9之间的空间区域为一个种子单元10，若干种子单元10和若干所述种子出口4一一对应。

实施例6

如图3所示，所述机壳1内部沿滚筒3截面设有若干隔板11，若干隔板11并列设于相邻种子单元10之间。所述隔板11设于所述滚筒3的上方。隔板11和种子单元10的设计，将机壳1内种子下落的空间进一步细分，使得种子更均匀分布在若干种子出口4处。

实施例7

如图2、8所示，所述机壳1和减速电机2之间设有固定板14，所述固定板14上设有安装孔。固定板14和机壳1侧壁的尺寸适配，固定板14贴合于机壳1侧壁。固定板14位于减速电机2和机壳1之间，减速电机2可以先安装在固定板14的外侧，同时减速电机2中的输出轴会穿过安装孔位于固定板14的内侧，进而与滚筒3内的电机连接件7同轴固定安装，调试固定板14和机壳1侧壁的相对位置，最后将固定板14内侧贴合于机壳1外侧螺栓固定。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种用于无人机播种的排种结构，其特征在于，所述排种结构包括顶端设有开口的机壳(1)、减速电机(2)、滚筒(3)，所述机壳(1)的底端设有若干种子出口(4)，所述减速电机(2)设于机壳(1)外部，所述滚筒(3)置于机壳(1)内部且转动连接于机壳(1)，所述滚筒(3)由所述减速电机(2)驱动；靠近所述滚筒(3)的外周面均匀设有若干承接种子的凹格(5)，所述机壳(1)平行于滚筒(3)轴向的任一侧面和滚筒(3)之间设有毛刷(6)，所述毛刷(6)的一端固定连接于机壳(1)侧壁，另一端贴合于凹格(5)端面，机壳(1)设有毛刷(6)的侧面的对立侧靠近凹格(5)端面，所述机壳(1)内部还设有位于滚筒(3)上方的挡板(15)，所述挡板(15)上设有便于种子落下的通孔，所述通孔位于滚筒(3)左上方。

2.根据权利要求1所述的用于无人机播种的排种结构，其特征在于，所述滚筒(3)为中空结构，滚筒(3)的内壁卡接有电机连接件(7)。

3.根据权利要求1所述的用于无人机播种的排种结构，其特征在于，若干个种子出口(4)的排列方向和所述滚筒(3)轴向相互平行。

4.根据权利要求1所述的用于无人机播种的排种结构，其特征在于，若干所述凹格(5)由滚筒(3)外周面相互垂直的纵向分隔带(8)和横向分隔带(9)围成，所述纵向分隔带(8)平行于滚筒(3)轴向。

5.根据权利要求4所述的用于无人机播种的排种结构，其特征在于，两相邻横向分隔带(9)之间的空间区域为一个种子单元(10)，若干种子单元(10)和若干所述种子出口(4)一一对应。

6.根据权利要求5所述的用于无人机播种的排种结构，其特征在于，所述机壳(1)内部沿滚筒(3)截面方向设有若干隔板(11)，若干隔板(11)并列设于相邻种子单元(10)之间。

7.根据权利要求1所述的用于无人机播种的排种结构，其特征在于，所述种子出口(4)处设有锥状的种子导出管(12)，种子导出管(12)中较大开口处固定连接于种子出口(4)，所述种子导出管(12)较小开口处设有管状连接件(13)。