CN110140486A - 一种多管道气力式水稻播量可调穴播机及其播种方法 - Google Patents

Abstract

涉及一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，包括机体、机架、悬挂机构、插秧机头、风力系统、播种装置、仿形装置、开沟起垄装置；机架通过悬挂机构与机体相接；仿形装置设置在机架的前端，播种装置设置在机架的后端，开沟起垄装置设置在机架的下端；插秧机头驱动播种装置运行，风力系统与播种装置相接；播种装置采用播量可调气力式排种器，包括多个负压区和一个正压区；风力系统的负压输出端通过多根负压管道与负压区相接，每根负压管道上均设置开关阀门；风力系统的正压输出端通过正压管道与正压区相接。还涉及一种多管道气力式水稻播量可调穴播机的播种方法。本发明不易损伤种子、播种效率高、播量精量可调，属于农业机械播种技术领域。

Description

一种多管道气力式水稻播量可调穴播机及其播种方法

技术领域

本发明涉及农业机械播种技术领域，尤其涉及一种多管道气力式水稻播量可调穴播机及其播种方法。

背景技术

我国既是水稻生产大国，也是水稻消费大国，水稻播种面积居世界第二，总产量居世界首位，水稻生产为解决我国十几亿人民的粮食问题做出了巨大的贡献。水稻生产全程机械化中最薄弱的环节是水稻种植机械化，普遍采用移栽的种植方式，其消耗的人力财力成本较大，而轻简栽培模式的水稻直播具有节本、节力等优点，近年来被广泛推广和接受。

现有的机械式水稻直播机上播种单体的播种质量有待改善，不仅在充种和清种的过程中，种子容易受到挤压而损伤，精量播种度较差，而且在如今超级杂交稻和常规稻并存的今天，水稻直播机要适应不同地区播种要求，要满足播量的变化；因此，亟需研制一种不易损伤种子、播种效率高、播量可调的直播机。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种不易损伤种子、播种效率高、播量可调的多管道气力式水稻播量可调穴播机及其播种方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，包括机体、机架、悬挂机构、插秧机头、风力系统、播种装置、仿形装置、开沟起垄装置；插秧机头和风力系统均与机体固定连接，机架通过悬挂机构与机体相接；仿形装置设置在机架的前端，播种装置设置在机架的后端，开沟起垄装置设置在机架的下端；插秧机头驱动播种装置运行，风力系统与播种装置相接；播种装置采用播量可调气力式排种器，播量可调气力式排种器包括多个负压区和一个正压区；风力系统的负压输出端通过多根负压管道与负压区相接，负压管道和负压区一一对应，每根负压管道上均设置开关阀门；风力系统的正压输出端通过正压管道与正压区相接。

播种装置包括种箱、播量可调气力式排种器、排种管、传动轴；播量可调气力式排种器包括多流道气室壳体、播种盘、播种壳体；多流道气室壳体与播种壳体相接，播种盘位于多流道气室壳体与播种壳体之间，播种盘通过传动轴带动在多流道气室壳体与播种壳体之间转动；播种壳体和播种盘围成的空间中，划分为充种区、清种区和排种区，排种区的下方接排种管，充种区的上方接种箱；多流道气室壳体设有a个负压流道和一个正压流道，每个负压流道均与播种盘围成一个负压区，正压流道与播种盘围成正压区；播种盘上设有a组吸种孔单元，每组吸种孔单元对应一个负压区，所有组吸种孔单元对应一个正压区，负压区对应充种区和清种区，正压区与排种区对应；a取大于等于2。

多流道气室壳体中，负压流道的数量为三个，负压流道为圆弧形并按照同心圆排列，每个负压流道均设置与负压管道相接的进气口；正压流道沿着径向布置，正压流道上设置与正压管道相接的进气口；播种盘上设有三圈多列呈圆周阵列排列的吸种孔单元，每圈吸种孔单元为一组，对应一个负压流道；其中一组吸种孔单元中，每个吸种孔单元包括一个吸种孔，另外两组吸种孔单元中，每个吸种孔单元均包括两个吸种孔。

播种装置的数量为b个，沿着左右方向一字排开；各播种装置的传动轴通过联轴器相接；b取大于等于2。

当a取3，b取10时，正压管道采用“一分二，二分十”的安装方式，负压管道采用“一分二，二分六，六分三十”的安装方式，正压管道和负压管道均采用多排管道并排安装。

正压管道包括一根第一水平管、两根第二竖直管、两根第三水平管、十根第四斜管，两根第二竖直管的上端均接入第一水平管，一根第二竖直管的下端与一根第三水平管相接，五根第四斜管的上端接入一根第三水平管，一根第四斜管的下端与一个播量可调气力式排种器的正压流道的进气口相接，其中，两根第二竖直管左右对称设置，两根第三水平管左右对称设置且沿着左右方向延伸，十根第四斜管相互平行；负压管道包括一根第一水平管、两根第二竖直管、六根第三水平管、三十根第四斜管，两根第二竖直管的上端均接入第一水平管，一根第二竖直管的下端与三根上下排列的第三水平管均相接，五根第四斜管的上端接入一根第三水平管，一根第四斜管的下端与一个播量可调气力式排种器的负压流道的进气口相接，其中，两根第二竖直管左右对称设置，每两根第三水平管左右对称设置且沿着左右方向延伸；开关阀门设置在负压管道的第四斜管中。

风力系统包括正负压涡流风机、汽油机、带传动机构；正负压涡流风机和汽油机通过带传动机构相接；正负压涡流风机的正压接口与正压管道相接，正负压涡流风机的负压接口与负压管道相接。

每列吸种孔单元中，三个吸种孔单元的五个吸种孔排列成偏离径向方向的曲线。

多流道气室壳体中，负压流道的进气口和正压流道的进气口均设置圆筒状接口，通过圆筒状接口与负压管道和正压管道相接。

一种多管道气力式水稻播量可调穴播机的播种方法，对于每个播量可调气力式排种器，通过三个开关阀门控制对应负压流道负压的通断，实现1-5粒播种量的调整；五个吸种孔排列成偏离径向方向的曲线，保证种子的成穴性。

本发明的工作过程和原理是：

风力系统通过正压管道和负压管道为播种装置提供正压和负压，负压管道的多个支管分别与播种装置的多个负压流道一一配合连接，播量可调气力式排种器由插秧机头的动力输出端带动旋转，种子进入种箱后到达充种室，负压区的种子被吸附在垂直播种盘的多列吸种孔单元上，传动轴带动播种盘转动到正压区时，种子在重力和气流的吹动下从型孔向外均匀从排种管播出；通过控制不同负压负压管道上安装的开关阀门(球阀)的开合，来控制各负压流道是否有负压，进而控制播种数量，实现精量可调的穴播。在浮板底部安装有蓄水沟开沟器和播种沟开沟器，播种沟开沟器与播种装置对应，工作时，从排种管播出的种子准确的落入播种沟中。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.采用气力式吸种和排种，实现集排到对行播种，提高了各行排量和穴距一致性，实现了精准穴播，大大提高了播种的质量，减少了伤种、漏种的可能性，10个排种器同时工作，提高了播种效率，省时省力。

2.本发明可以实现播量1-5粒的范围内可调，满足不同地区、不同水稻品种的播种要求，通过控制负压管道上开关阀门，来控制各负压流道是否存在负压，进而实现播量可调，提高了工作效率、操作简单。

3.采用垂直圆盘设计的播种盘，提高了吸种精度，搅种齿的安装，使充种区种子的流动性大大提高，减少漏吸情况的出现，正压排种能提高种子的成穴性，使播种精度大大提高。

4.负压管道采用多排管道的排布方式，能保证每个负压流道气压分配的均匀性，保证排种器正常工作，多排管道方便安装球阀来控制各负压流道的负压有无，进而控制排种量。

5.播种盘上吸种孔单元的曲线分布，略偏向于径向方向，在机器前进时，落种时种子能落在一个地方，大大提高了种子的成穴性，提高每穴种子的发芽率。

6.多流道气室壳体上多排负压流道同心分布，与播种盘上的各组吸种孔单元相对应，实现播量的可调，从工艺上减少了加工难度。

7.播种盘上吸种孔单元呈“二、二、一”的分布，通过与不同负压流道的组合能实现播量在1-5的范围内均匀变化。

8.播种装置与插秧机头的动力输出轴之间设有变速齿轮箱，实现穴播机的前进速度与播种装置的转速之间完美契合，提高成穴性。

9.在播量可调的基础上，能一次性完成开蓄水沟和开播种沟。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是悬挂机构的立体图。

图3是传动装置的立体图。

图4是机架的立体图。

图5是机架底部的结构示意图。

图6是风力系统的结构示意图。

图7是多流道气室壳体的结构示意图。

图8是排种装置的结构示意图。

图9是播种盘的结构示意图。

其中，1为插秧机头；2为正负压涡流风机；3为汽油机；4为正压管道；5 为负压管道；6为播种装置；7为机架；8为上提升梁；9为三点悬挂梁；10为连接件；11为动力输出轴；12为减速齿轮箱；13为轴承；14为横梁；15为浮箱；16为浮板；17为播种沟开沟器；18为蓄水沟开沟器；19为皮带；20为负压支管道；21为负压支管道；22为负压支管道；23为正压支管道；24为中间的负压流道的进气口；25为内侧的负压流道的进气口；26为外侧的负压流道的进气口；27为正压流道的进气口；28为种箱；29为通孔；30为传动轴；31为排种管；32为内侧的吸种孔；33为中间的吸种孔；34为外侧的吸种孔。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，包括机体、机架、悬挂机构、驱动穴播机的插秧机头、风力系统、播种装置、仿形装置、开沟起垄装置；插秧机头和风力系统均与机体固定连接，机架通过悬挂机构与机体相接；仿形装置设置在机架的前端，播种装置设置在机架的后端，开沟起垄装置设置在机架的下端；插秧机头的动力输出端与播种装置相连带动播种装置的播种盘转动，风力系统与播种装置相接；播种装置采用播量可调气力式排种器，播量可调气力式排种器包括多个负压区和一个正压区；风力系统的负压输出端通过多根负压管道与负压区相接，负压管道和负压区一一对应，每根负压管道上均设置开关阀门；风力系统的正压输出端通过正压管道与正压区相接。本发明设置了风力系统，采用气力吸种、排种的播种方式，相对于机械式直播机减少了伤种、漏种的可能性提高了各行排量、穴距一致性、穴播精度，大大提高了播种的质量。

风力系统包括汽油机、正负压涡流风机、带传动机构、正压管道和负压管道组成，通过汽油机产生动力通过皮带带动正负压涡流风机，正负压涡流风机产生正负压分别进入正压管道和负压管道中，正压管道采用“一分二，二分十”的安装方式，负压管道采用“一分二，二分六，六分三十”的安装方式，正压管道和负压管道均采用多排管道并排安装。具体的安装方式为：正压管道包括一根第一水平管、两根第二竖直管、两根第三水平管、十根第四斜管，两根第二竖直管的上端均接入第一水平管，一根第二竖直管的下端与一根第三水平管相接，五根第四斜管的上端接入一根第三水平管，一根第四斜管的下端与一个播量可调气力式排种器的正压流道的进气口相接，其中，两根第二竖直管左右对称设置，两根第三水平管左右对称设置且沿着左右方向延伸，十根第四斜管相互平行；负压管道包括一根第一水平管、两根第二竖直管、六根第三水平管、三十根第四斜管，两根第二竖直管的上端均接入第一水平管，一根第二竖直管的下端与三根上下排列的第三水平管均相接，五根第四斜管的上端接入一根第三水平管，一根第四斜管的下端与一个播量可调气力式排种器的负压流道的进气口相接，其中，两根第二竖直管左右对称设置，每两根第三水平管左右对称设置且沿着左右方向延伸；开关阀门设置在负压管道的第四斜管中。开关阀门选用球阀，球阀的开合控制了播种装置上的各负压流道是否有负压，从而实现播种装置的播量可调。

播种装置包括种箱、播量可调气力式排种器、排种管、传动轴；播量可调气力式排种器包括多流道气室壳体、播种盘、播种壳体；多流道气室壳体与播种壳体相接，播种盘位于多流道气室壳体与播种壳体之间，播种盘通过传动轴带动在多流道气室壳体与播种壳体之间转动；播种壳体和播种盘围成的空间中，划分为充种区、清种区和排种区三部分，排种区的下方接排种管，充种区的上方接种箱；多流道气室壳体设有3个负压流道和一个正压流道，每个负压流道均与播种盘围成一个负压区，正压流道与播种盘围成正压区；播种盘上设有3 组吸种孔单元，每组吸种孔单元对应一个负压区，所有组吸种孔单元对应一个正压区，负压区对应整个充种区和清种区，正压区与排种区对应。多流道气室壳体中，负压流道的进气口和正压流道的进气口均设置圆筒状接口，通过圆筒状接口与负压管道和正压管道相接。

吸种孔呈“二、二、一”的分布方式，内侧的吸种孔32、中间的吸种孔33、外侧的吸种孔34分别对应着内侧的负压流道的进气口25、中间的负压流道的进气口24、外侧的负压流道的进气口26，每列吸种孔呈一定的曲线排布，略偏离于径向方向，保证落种时的成穴性，播种盘上的吸种孔随着传动轴同步转动，并在负压流道的进气口产生的负压的作用下，种子从充种区运动到排种区，并在自重和正压进气口的正压的作用下，从排种管中掉落。

悬挂机构包括上提升梁8、三点悬挂梁9、连接件10。上提升梁8、三点悬挂梁9和连接件10相互配合，控制机架的升降，连接件10与机架7上的轴承 13固定连接，机架7可绕轴承13转动一定角度，以满足作业要求。

仿形装置包括浮箱15和浮板16。浮箱15置于机架7的前端，通过铰链与机架7固定连接，浮板16安装于机架7底部，浮箱15和浮板16组成的仿形装置能适应水田地形的变化，实时根据地形调节播种装置高度。

开沟起垄装置包括播种沟开沟器17和蓄水沟开沟器18。播种沟开沟器17 和蓄水沟开沟器18间隔分布，且设置于浮板16底部固定安装，蓄水沟和播种沟的设置是为了满足农艺要求，改善稻种的生长环境，提高发芽率。

动力输出轴11的一端与插秧机头固定连接，另一端与减速齿轮箱12固定连接，通过减速齿轮箱12将动力传递到播种装置6，从而带动播种装置6运转，完成播种。

播种装置6通过四个成正方形分布的通孔29和机架7上的横梁14固定配合，播种装置6在横梁14上成一字型排开，10个播种装置均匀分布，且与播种沟开沟器17对应，各个播种装置的传动轴30通过联轴器固定连接，且在适合的位置通过链传动与减速齿轮箱12连接，完成插秧机头1的动力输出到播种装置的传递。

工作时，插秧机头的行走装置带动整个穴播机前进，插秧机头通过悬挂机构控制机架的升降，保证仿形装置紧贴田面，插秧机头的动力通过动力输出轴传递到减速齿轮箱，经减速齿轮箱的变速后的动力通过链条传递到播种装置的传动轴上，带动传动轴上固定安装的播种盘，传动轴之间通过联轴器固定连接，从而带动一排的播种装置工作。作业时，风力系统由汽油机产生动力，通过皮带将动力传递到正负压涡流风机，正负压涡流风机在叶轮高速转动下产生正负压气流，通过正压管道和负压管道分别与播种装置的正负压进气口配合连接，负压管道的各个支管分别与播种装置上各负压流道的进气口固定配合，各负压管道上均安装了控制开合的球阀，由正负压涡流风机产生的负压通过各负压管道与播种装置的各负压流道连通，通过控制负压支管上的球阀的开合来控制各负压流道是否通气，进而调节播种量，使播种量在1-5的范围内调节。在调节好播种量后，随着插秧机头带着整个机具在田间工作时，浮板底部的蓄水沟开沟器和播种沟开沟器会在田面上开出蓄水沟和播种沟，种箱中的种子会在风力系统和插秧机头的动力输出作用下，随播种盘运动到排种管，然后在正压和重力的作用下，种子落入播种沟中，完成播种。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，包括机体、机架、悬挂机构、插秧机头、风力系统、播种装置、仿形装置、开沟起垄装置；插秧机头和风力系统均与机体固定连接，机架通过悬挂机构与机体相接；仿形装置设置在机架的前端，播种装置设置在机架的后端，开沟起垄装置设置在机架的下端；插秧机头驱动播种装置运行，风力系统与播种装置相接，其特征在于：播种装置采用播量可调气力式排种器，播量可调气力式排种器包括多个负压区和一个正压区；风力系统的负压输出端通过多根负压管道与负压区相接，负压管道和负压区一一对应，每根负压管道上均设置开关阀门；风力系统的正压输出端通过正压管道与正压区相接。

2.根据权利要求1所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：播种装置包括种箱、播量可调气力式排种器、排种管、传动轴；播量可调气力式排种器包括多流道气室壳体、播种盘、播种壳体；多流道气室壳体与播种壳体相接，播种盘位于多流道气室壳体与播种壳体之间，播种盘通过传动轴带动在多流道气室壳体与播种壳体之间转动；播种壳体和播种盘围成的空间中，划分为充种区、清种区和排种区，排种区的下方接排种管，充种区的上方接种箱；多流道气室壳体设有a个负压流道和一个正压流道，每个负压流道均与播种盘围成一个负压区，正压流道与播种盘围成正压区；播种盘上设有a组吸种孔单元，每组吸种孔单元对应一个负压区，所有组吸种孔单元对应一个正压区，负压区对应充种区和清种区，正压区与排种区对应；a取大于等于2。

3.根据权利要求2所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：多流道气室壳体中，负压流道的数量为三个，负压流道为圆弧形并根据同心圆排列，每个负压流道均设置与负压管道相接的进气口；正压流道沿着径向布置，正压流道上设置与正压管道相接的进气口；播种盘上设有三圈多列呈圆周阵列排列的吸种孔单元，每圈吸种孔单元为一组，对应一个负压流道；其中一组吸种孔单元中，每个吸种孔单元包括一个吸种孔，另外两组吸种孔单元中，每个吸种孔单元均包括两个吸种孔。

4.根据权利要求2所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：播种装置的数量为b个，沿着左右方向一字排开；各播种装置的传动轴通过联轴器相接；b取大于等于2。

5.根据权利要求4所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：当a取3，b取10时，正压管道采用“一分二，二分十”的安装方式，负压管道采用“一分二，二分六，六分三十”的安装方式，正压管道和负压管道均采用多排管道并排安装。

6.根据权利要求5所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：正压管道包括一根第一水平管、两根第二竖直管、两根第三水平管、十根第四斜管，两根第二竖直管的上端均接入第一水平管，一根第二竖直管的下端与一根第三水平管相接，五根第四斜管的上端接入一根第三水平管，一根第四斜管的下端与一个播量可调气力式排种器的正压流道的进气口相接，其中，两根第二竖直管左右对称设置，两根第三水平管左右对称设置且沿着左右方向延伸，十根第四斜管相互平行；

负压管道包括一根第一水平管、两根第二竖直管、六根第三水平管、三十根第四斜管，两根第二竖直管的上端均接入第一水平管，一根第二竖直管的下端与三根上下排列的第三水平管均相接，五根第四斜管的上端接入一根第三水平管，一根第四斜管的下端与一个播量可调气力式排种器的负压流道的进气口相接，其中，两根第二竖直管左右对称设置，每两根第三水平管左右对称设置且沿着左右方向延伸；

开关阀门设置在负压管道的第四斜管中。

7.根据权利要求1所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：风力系统包括正负压涡流风机、汽油机、带传动机构；正负压涡流风机和汽油机通过带传动机构相接；正负压涡流风机的正压接口与正压管道相接，正负压涡流风机的负压接口与负压管道相接。

8.根据权利要求3所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：每列吸种孔单元中，三个吸种孔单元的五个吸种孔排列成偏离径向方向的曲线。

9.根据权利要求3所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机，其特征在于：多流道气室壳体中，负压流道的进气口和正压流道的进气口均设置圆筒状接口，通过圆筒状接口与负压管道和正压管道相接。

10.根据权利要求8所述的一种多管道气力式水稻播量可调穴播机的播种方法，其特征在于：对于每个播量可调气力式排种器，通过三个开关阀门控制对应负压流道负压的通断，实现1-5粒播种量的调整；五个吸种孔排列成偏离径向方向的曲线，保证种子的成穴性。