CN110859071A - 一种播种深度自动调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械领域，特别涉及一种播种深度自动调节机构。包括调节器1、限深轮拐臂2、限深轮转轴3、限深轮4、双圆盘开沟器5、机架6和机架立板7，所述双圆盘开沟器5通过机架立板7对称安装在机架6上，两个限深轮4分别与双圆盘开沟器5贴合，限深轮4安装在限深轮拐臂2一端，限深轮拐臂2另一端与限深轮转轴3铰接，限深轮转轴3安装在机架6上。本发明准确度高，响应速度迅速，能满足实时改变播种深度的要求；清洁方便，尺寸合理，便于控制；合理地利用了播种机机架的余留空间，整体结构更加紧凑；调节器零件主要采用键、螺栓、螺钉等进行连接，拆卸方便，重复组装性高，提高了拆装效率和安全性。

Description

一种播种深度自动调节机构

技术领域

本发明属于农业机械领域，特别涉及一种播种深度自动调节机构。

背景技术

精准农业是农业发展的重要趋势，精准播种是精准农业的一个重要环节。在同一地块的不同区域内土壤性质会有差异，根据土壤性质调节播种深度可以保证种子播落在适宜的土壤环境，充分利用土壤的水分、养分等，提高种子的发芽率和出苗一致性，符合精准播种的要求。目前市面上大多数播种机采用的是整体仿形与单体仿形相结合的被动播种深度调节方式，如调节弹簧、平行四连杆或手动调节仿形部件等来保证播种机开沟深度一致性，不能实现实时自动的播深调节。近年来出现了采用电液控制技术的主动控制方式，但这类技术的主要目的是为了保证播深的一致性，并存在安装繁琐、控制复杂等问题。

国外对于实时播深控制的研究相对成熟，目前国外有通过调节空气囊、液压等来保证播种单体与地面贴合，这类技术对保证播深一致性较为有效，但对于根据土壤性质调节播种深度其准确性和响应速度还存在缺陷。国内大部分播种机采用的是通过仿形机构来保持播深稳定性，精确度和快速性不能满足精准播种要求，国内采用电液控制播深技术相对不够成熟，未得到大范围推广。

发明的目的是提供一种播种深度自动调节机构，可以在采集到土壤性质的情况下根据土壤性质实时进行播种开沟深度的自动调节，保证种子落在适宜萌发的土壤环境，充分利用土壤中的水分养分，提高种子发芽率和出牙一致性。其特征在于：限深轮贴合在双圆盘开沟器两侧，通过限深轮拐臂铰接限深轮转轴与播种机机架相连，贴合地面进行仿形，通过调节器调整限深轮位置，改变限深轮与双圆盘开沟器的高度差，进而实现播种开沟深度的调节。调节器采用电机驱动，与液压相比控制简单，清洁方便，减轻质量。调节器采用蜗轮蜗杆传动，有良好的自锁性，能保证调节器挡块很好地顶住限深轮拐臂，保证当前播深的稳定；同时蜗轮蜗杆采用大传动比传动，能有效增矩减速。调节器中齿轮与蜗轮轴采用花键连接，连接紧密，传动受力均匀；齿轮与弧形齿圈采用大传动比，有效地增加了传动力矩；弧形齿圈通过均匀分布螺钉固定在固定架上，固定架通过螺栓螺母固定在机架上，安装稳定，拆卸方便。播种深度调节器以蜗轮蜗杆为中心，外壳、齿轮、弧形齿圈、连接杆对称安装，使受力对称分布均匀，减少机架所承受的力。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于提供一种播种深度自动调节机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的一种播种深度自动调节机构，包括调节器1、限深轮拐臂2、限深轮转轴3、限深轮4、双圆盘开沟器5、机架6和机架立板7，

所述双圆盘开沟器5通过机架立板7对称安装在机架6上，两个限深轮4分别与双圆盘开沟器5贴合，限深轮4安装在限深轮拐臂2一端，限深轮拐臂2另一端与限深轮转轴3铰接，限深轮转轴3安装在机架6上；

优选地，所述调节器1包括蜗轮101、连接杆102、蜗轮轴103、齿轮104、调节器短管106、调节器U型板107、调节器转轴108、挡块109、限位橡胶块110、固定架111、弧形齿圈112、蜗杆轴承113、齿轮罩壳114、外壳115、电机116、蜗杆117、电机罩壳119、套筒120、衬片121和蜗轮轴轴承122。

优选地，所述机架6在调节区域设计成圆弧状，在圆弧圆心处安装有调节器转轴108，所述调节器转轴108与调节器U型板107、挡块109呈一定角度相连，调节器U型板107中连接有调节器短管106。

优选地，所述电机116与蜗杆117相连，蜗杆117两端对称安装有蜗杆轴承113，蜗杆轴承113外圈贴合外壳115；蜗杆117与蜗轮101啮合，蜗轮101通过键安装在蜗轮轴103上，并与外壳115同心。

优选地，所述蜗轮轴103上从两侧向中间分别对称依次安装有齿轮104、套筒120、蜗轮轴轴承122、衬片121，套筒120和衬片121外壁、蜗轮轴轴承122外圈与外壳115凸台内壁贴合，齿轮104与蜗轮轴103通过花键连接，并与弧形齿圈112啮合。

优选地，所述固定架111通过螺栓螺母对称安装在机架6上，弧形齿圈112通过均匀分布的十字螺钉105与固定架111相连，其圆心位于机架6圆弧状部分圆心；两个限位橡胶块110通过螺栓螺母连接分别安装于固定架111圆弧两端。

优选地，栓螺母拼合在一起，罩住蜗轮101和蜗杆117，两个对称外壳115的凸台通过均匀周部的内六角螺钉118与两个对称连接杆102相连，并与齿轮罩壳114相连，两个连接杆102的杆状部分拼合成圆柱插入调节器短管106中。

本发明的播种深度自动调节机构具有以下有益效果：

1.准确度高，响应速度迅速，能满足实时改变播种深度的要求，有利于实现精准播种。

2.调节器采用电机作为驱动源，清洁方便，尺寸合理，便于控制。

3.调节器采用蜗轮蜗杆传动，不仅很大程度地增加了传动力矩，蜗轮蜗杆的自锁性能保证挡块顶住限深轮拐臂，维持当前播种深度的稳定。

4.齿轮与弧形齿圈的啮合使蜗轮轴成为行星轴，传动平稳，提高了传动的准确性，使最终调节的播种深度更加精准，同时，齿轮与弧形齿圈的大齿数比起到了增矩减速的作用。

5.以蜗轮蜗杆为中心的对称式零件排布，使调节器受力均匀，合理地利用了播种机机架的余留空间，整体结构更加紧凑。

6.蜗轮蜗杆、齿轮齿圈两级传动，极大地增加了减速比，放大了力矩，使用小电机即可满足限深轮下压或上提时相应距离所需要的力矩。

7.调节器零件主要采用键、螺栓、螺钉等进行连接，拆卸方便，重复组装性高，提高了拆装效率和安全性。

附图说明

图1为本发明播种深度自动调节机构的总体结构示意图

图2为本发明播种深度自动调节机构的调节器结构示意图

图3为本发明播种深度自动调节机构的调节器剖面示意图

图中附图标记为：

1调节器，101蜗轮，102连接杆，103蜗轮轴，104齿轮，105十字螺钉，106调节器短管107调节器U型板，108调节器转轴，109挡块，110限位橡胶块，111固定架，112弧形齿圈，113蜗杆轴承，114齿轮罩壳，115外壳，116电机，117蜗杆，118内六角螺钉，119电机罩壳，120套筒，121衬片，122蜗轮轴轴承

2 限深轮拐臂

3 限深轮转轴

4 限深轮

5 双圆盘开沟器

6 机架

7 机架立板

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明的一项宽泛实施例中，如图1所示，一种播种深度自动调节机构，包括调节器1、限深轮拐臂2、限深轮转轴3、限深轮4、双圆盘开沟器5、机架6和机架立板7。

图2和图3示出了本发明的调节器1，图2中除去了一侧齿轮罩壳、外壳以及电机罩壳所述调节器1包括蜗轮101、连接杆102、蜗轮轴103、齿轮104、十字螺钉105、调节器短管106、调节器U型板107、调节器转轴108、挡块109、限位橡胶块110、固定架111、弧形齿圈112、蜗杆轴承113、齿轮罩壳114、外壳115、电机116、蜗杆117、内六角螺钉118、电机罩壳119、套筒120、衬片121和蜗轮轴轴承122。

所述双圆盘开沟器5通过机架立板7对称安装在机架6上，两个限深轮4分别与双圆盘开沟器5贴合，所述限深轮4与地面贴合滚动，实现仿形。限深轮4安装在限深轮拐臂2一端，限深轮拐臂2的另一端与限深轮转轴3铰接，限深轮转轴3安装在机架6上。

所述通过调节器1调整限深轮拐臂2的位置，改变限深轮4的位置，进而改变限深轮4与双圆盘开沟器5的高度差，从而实现播种开沟深度的调节。

当播种深度需要变深时，调节器1驱动挡块109使其抬升，限深轮4在地面的反作用力下抬升，即增加了限深轮4与双圆盘开沟器5的高度差；当播种深度需要变浅时，调节器1驱动挡块109下压限深轮拐臂2，带动限深轮4下压，由于限深轮4工作于土壤上，下压时会产生一定的下陷，在播种机之后的行进过程中即缩小了限深轮4与双圆盘开沟器5的高度差。

调节器上的两个外壳115的内部是蜗轮101与蜗杆117啮合的形状，起保护防尘的作用，采用拼合的方式，用螺栓螺母连接，便于安装拆卸。外壳115的凸台与连接杆102通过周向均匀分布的内六角螺钉118固连，受力分布均匀，转动平稳。

两个连接杆102的杆状部分拼合成圆柱插入调节器短管106中，调节器短管106焊接在调节器U型板107中，调节器U型板107与挡块109满足播种机尺寸情况下呈一定角度焊接在调节器转轴108上，调节器转轴108连接在机架6上并与机架6的圆弧同心，最终实现连接杆102驱动挡块109。

固定架111通过螺栓螺母固接在机架6上，固定架111中间设计成与机架6圆弧区域匹配的弧形，十字螺钉105将同心的弧形齿圈112固接在固定架111上，保证弧形齿圈112的稳定。

电机116驱动蜗杆117带动与之啮合的蜗轮101，由于蜗轮101通过键连接在蜗轮轴103上，蜗轮轴103也会随之转动，进而带动轴两端的齿轮104转动，齿轮104与弧形齿圈112啮合，由于弧形齿圈112通过固定架111固定在机架6上，齿轮104无法驱动弧形齿圈112，在反作用力下，蜗轮轴103会沿弧形齿圈112转动。

蜗轮轴103的转动会带动轴上的外壳115沿弧形齿圈112圆弧转动，带动固连在外壳115上的连接杆102绕圆弧转动，实现对挡块109的调节，进而实现对限深轮4的调节。

控制电机116正反转，即可控制挡块109的上提或下压，进而实现播深的变深或是变浅。其中通过综合电机116转速、蜗轮101与蜗杆117的传动比、齿轮104与弧形齿圈112的传动比、蜗轮轴103与调节器转轴108圆心的距离、挡块109与调节器转轴108圆心的距离，限深轮转轴3圆心与调节器转轴108圆心的距离以及限深轮拐臂2尺寸，可精确计算出播深变化数值，实现播深调节的精确性。

蜗杆轴承113能提高蜗杆117的转动性能，降低磨损，同时也起到了蜗杆117在外壳115中的定位作用。蜗轮轴轴承122能够提高蜗轮轴103的转动性能，降低磨损，同时使外壳115凸台在蜗轮轴103上实现周向定位。套筒120和衬片121的能够对蜗轮轴轴承122进行限位，并辅助外壳115凸台在蜗轮轴103上实现周向定位。

限位橡胶块110通过螺栓螺母固定在固定架111弧形两端，防止齿轮104与弧形齿圈112脱齿。

齿轮罩壳114利用周部内六角螺钉118固定，起保护齿轮104的作用。

电机罩壳121安装在外壳115垂直于蜗杆117轴线方向的面上，起保护电机的作用。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种播种深度自动调节机构，其特征在于，包括调节器(1)、限深轮拐臂(2)、限深轮转轴(3)、限深轮(4)、双圆盘开沟器(5)、机架(6)和机架立板(7)，

所述双圆盘开沟器(5)通过机架立板(7)对称安装在机架(6)上，两个限深轮(4)分别与双圆盘开沟器(5)贴合，限深轮(4)安装在限深轮拐臂(2)一端，限深轮拐臂(2)另一端与限深轮转轴(3)铰接，限深轮转轴(3)安装在机架(6)上。

2.根据权利要求1所述的播种深度自动调节机构，其特征在于，所述调节器(1)包括蜗轮(101)、连接杆(102)、蜗轮轴(103)、齿轮(104)、调节器短管(106)、调节器U型板(107)、调节器转轴(108)、挡块(109)、限位橡胶块(110)、固定架(111)、弧形齿圈(112)、蜗杆轴承(113)、齿轮罩壳(114)、外壳(115)、电机(116)、蜗杆(117)、电机罩壳(119)、套筒(120)、衬片(121)和蜗轮轴轴承(122)。

3.根据权利要求2所述的播种深度自动调节机构，其特征在于，所述机架(6)在调节区域设计成圆弧状，在圆弧圆心处安装有调节器转轴(108)，所述调节器转轴(108)与调节器U型板(107)、挡块(109)呈一定角度相连，调节器U型板(107)中连接有调节器短管(106)。

4.根据权利要求2所述的播种深度自动调节机构，其特征在于，所述电机(116)与蜗杆(117)相连，蜗杆(117)两端对称安装有蜗杆轴承(113)，蜗杆轴承(113)外圈贴合外壳(115)；蜗杆(117)与蜗轮(101)啮合，蜗轮(101)通过键安装在蜗轮轴(103)上，并与外壳(115)同心。

5.根据权利要求2所述的播种深度自动调节机构，其特征在于，所述蜗轮轴(103)上从两侧向中间分别对称依次安装有齿轮(104)、套筒(120)、蜗轮轴轴承(122)、衬片(121)，套筒(120)和衬片(121)外壁、蜗轮轴轴承(122)外圈与外壳(115)凸台内壁贴合，齿轮(104)与蜗轮轴(103)通过花键连接，并与弧形齿圈(112)啮合。

6.根据权利要求2所述的播种深度自动调节机构，其特征在于，所述固定架(111)通过螺栓螺母对称安装在机架(6)上，弧形齿圈(112)通过均匀分布的十字螺钉(105)与固定架(111)相连，其圆心位于机架(6)圆弧状部分圆心；两个限位橡胶块(110)通过螺栓螺母连接分别安装于固定架(111)圆弧两端。

7.根据权利要求2所述的播种深度自动调节机构，其特征在于，所述电机罩壳(119)固定在外壳(115)上，两个对称外壳(115)通过螺栓螺母拼合在一起，罩住蜗轮(101)和蜗杆(117)，两个对称外壳(115)的凸台通过均匀周部的内六角螺钉(118)与两个对称连接杆(102)相连，并与齿轮罩壳(114)相连，两个连接杆(102)的杆状部分拼合成圆柱插入调节器短管(106)中。

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