CN111295957A - 一种播种装置 - Google Patents

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张建华
卢存壮
胡向义
宋国豪
于鲁川
霍金星
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B49/00Combined machines
    • A01B49/04Combinations of soil-working tools with non-soil-working tools, e.g. planting tools
    • A01B49/06Combinations of soil-working tools with non-soil-working tools, e.g. planting tools for sowing or fertilising

Abstract

本发明公开了一种播种装置,包括可移动的机身主体和控制单元,在机身主体的前端设有耕犁单元,耕犁单元包括犁头和第一传动机构,犁头通过第一传动机构与机身主体相连,控制单元通过控制第一传动机构带动犁头现对于地面做上下升降运动;在机身主体上设有播种单元,播种单元实现间歇播种,在机身主体的后端设有回土单元,回土单元包括回土铲和第二传动机构,控制单元通过控制所述的第二传动机构带动回土铲现对于机身主体前后运动。

Description

一种播种装置
技术领域
本发明涉及农业播种技术领域,具体的,涉及一种播种装置。
背景技术
农业机械是现代化农业生产中的重要装备,近年来随着农业的不断发展,农业机械层出不穷,但对农业机械器件多功能化的需求也不断增大。
目前,大多数农业播种设备仍然以人工操作为主,例如耕犁、播种的时候,而且有的时候耕犁出来的土还需要人力去完成回填等,这些操作不仅费工费力,而且效率低,成本高。虽然目前也出现了一些自动化的播种设备,但是播种设备普遍存在结构复杂,成本高的问题。
发明内容
针对播种时,播种设备多功能化程度低、人工劳动强度大以及工作效率低或者是播种设备结构复杂,成本高的问题,本发明公开旨在提供一种简单的播种装置,以改善现有技术中缺少可以高效且较完整地进行播种,以提高工作效率的播种装置的问题。
本发明的目的是提供一种播种装置。为实现上述发明目的,本发明公开了下述技术方案:
本发明公开了一种播种装置,包括可移动的机身主体和控制单元,在机身主体的前端设有耕犁单元,所述的耕犁单元包括犁头和第一传动机构,所述的犁头通过第一传动机构与机身主体相连,控制单元通过控制所述的第一传动机构带动犁头现对于地面做上下升降运动;在所述的机身主体上设有播种单元,所述的播种单元实现间歇播种,在机身主体的后端设有回土单元,所述的回土单元包括回土铲和第二传动机构,控制单元通过控制所述的第二传动机构带动回土铲现对于机身主体前后运动。
作为进一步的技术方案,所述的播种单元包括舵机、槽轮、漏斗、拨盘和导种管;所述舵机可在0-360度内旋转;所述舵机与机身主体连接;所述舵机通过拨盘传递动力驱动槽轮转动;所述槽轮通过连接轴、轴承与机身主体连接;所述漏斗底端与槽轮上端面在同一平面,在槽轮上设有导种孔或导种槽,在槽轮下方设有与漏斗上下对齐的导种管。
作为进一步的技术方案,所述的导种孔或导种槽设置多个。
作为进一步的技术方案,所述的回土铲包括两个,两个回土铲设置在机身主体的左后侧和右后侧。
作为进一步的技术方案,在机身主体靠左和靠右的位置各设置有移动防偏移传感器。
作为进一步的技术方案,在机身主体的底侧、前侧、左侧和右侧各设有一个摄像头,所述摄像头搭载摄像头云平台,通过摄像头内置的图像传感器模块,实时监测机器人工作环境周边的状况,并且将画面实时传输给智能终端。
作为进一步的技术方案,所述的机身主体顶部设有太阳能发电装置,所述的太阳能发电装置为播种装置供电。
作为进一步的技术方案,在所述的机身主体上还设有电量显示屏。
作为进一步的技术方案,所述的第一传动机构、第二传动机构为丝杠驱动机构或者气缸驱动机构。
本发明的运行原理是:
打开控制开关,马达驱动机身主体行驶,机器人至工作区域后,在耕犁单元中控制机构控制犁头下降进行耕土播种过程中舵机设置成在规定时间内转过的角度,舵机通过舵机配件带动拨盘转动,当拨盘与槽轮接触时,带动槽轮转动,往漏斗内部添加上适量的种子,种子通过漏斗、导种管进入已耕好的土壤里,可实现自动播种。播种时,回土单元通过第二传动机构带动两个回土铲前后运动,回土铲能够及时将耕犁出来的土掩埋。两个回土铲设置一定的垂直距离且布局成交替形状,以利于补充一个回土铲回土量的不足。
本发明所述的机身主体靠左和靠右的位置各设置有移动防偏移传感器,移动防偏移传感器能够防止播种机器人直线移动时发生偏移的情况,提高播种效率和播种机器人播种的精确性。
无线摄像头与其搭载无线摄像头云平台,通过无线摄像头内置的图像传感器模块,实时监测机器人工作环境周边的状况,并且将画面实时传输给智能终端,与在智能终端安卓、IOS等操作系统搭建的应用程序APP上查看实时动态,起到运行过程进行实时监控的作用。
与现有技术相比,本发明取得了以下有益效果:
1)本发明中,充分考虑了农业播种的实际情况,采用耕犁、播种以及回填等多功能一体的播种装置,提高了播种时的工作效率,尤其是可适用于大公顷的旱地,一次性完成耕犁、播种以及回填等,极大地减轻了人工劳动强度。同时,该播种装置在需要播种时,控制该播种装置即可实现耕犁、播种以及回填等过程,自动化程度高,适用性强,更符合播种的特点。
2)本发明所提供的播种装置通过安装移动防偏移传感器,保证在工作时沿着既定好的前进方向工作,保证不偏离方向,提高播种效率。通过GPS导航仪判断机器人是否需要拐弯,从而保证继续行驶,实现无人驾驶自动完成工作。此外,由于某些田间土地松软,轮子容易下陷,故本发明采用了履带底盘的结构,使机器人的行驶过程更平稳。
3)本发明中的动力源采用太阳能发电与可充电式蓄电池相结合的方式。采用太阳能发电过程中,清洁安全无污染,且充分考虑了播种机器人的工况,吸收太阳光进行发电,合理利用资源。可充电式蓄电池为锂电池,可反复循环使用。机身主体前端的电量显示屏显示剩余电量,以便及时充电,保证工作过程中的连续性。
4)本发明在耕犁单元中,采用丝杠螺母机构。丝杠螺母机构又称螺旋传动机构,它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。丝杠螺母机构结构简单,加工方便,制造成本低,具有自锁功能,伺服电动机通过联轴器进而带动丝杠旋转,进而控制其上的犁本体和犁头上升或下降。
5)本发明在播种单元中,采用舵机与槽轮机构相配合的结构设计。槽轮机构构造简单,机构效率高,并且运动平稳。舵机通过舵机配件带动拨盘的转动,进而带动槽轮的转动,实现间歇式播种。
6)本发明在回土单元中,采用电动推杆装置。电动推杆中的伸缩杆可根据需要进行自由收缩,带动两个回土铲从而实现回土操作。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1是本公开播种装置的结构示意图;
图2是本公开播种装置中侧式结构示意图;
图3是本公开播种装置中耕犁单元的结构示意图;
图4是本公开播种装置中播种单元的结构示意图;
图5是本公开播种装置中回土单元的结构示意图;
图6是本公开播种装置中底盘的结构示意图。
图中,1、耕犁单元;2、电量显示屏;3、履带;4、移动防偏移传感器;5、充电口;6、回土单元;7、播种单元;8、太阳能发电板;9、机身主体;10、无线摄像头;11、伺服电动机;12、联轴器;13、丝杠;14、犁本体;15、螺母;16、犁头;17、拨盘;18、漏斗;19、槽轮;20、连接轴;21、轴承;22、导种管;23、舵机;24、舵机配件;25、伸缩杆;26、电动推杆;27、角铁;28、回土铲;29、连接块;30、底盘。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所述,针对播种时,播种设备多功能化程度低、人工劳动强度大以及工作效率低的不足,本发明公开旨在提供一种新型的播种装置,以改善现有技术中缺少可以高效且较完整地进行播种,以提高工作效率的播种装置的问题。
实施例
本实施公开了一种播种装置,包括履带3、底盘30、机身主体9、动力单元、耕犁单元1、播种单元7、回土单元6、控制单元、电量显示屏2、移动防偏移传感器4以及无线摄像头10。其中,耕犁单元1包括伺服电动机11、联轴器12、丝杠13、螺母15、犁本体14以及犁头16;播种单元7包括漏斗18、拨盘17、槽轮19、舵机23、舵机配件24、导种管22、连接轴20以及轴承21;回土单元6包括伸缩杆25、电动推杆26、回土铲28、角铁27以及连接块29。
本实施例中,如图1所示,所述电源采用太阳能发电以及可充电式蓄电池;所述可充电式蓄电池为锂电池;所述太阳能发电为控制单元供电;所述可充电式蓄电池为其它单元供电;所述太阳能发电板8与机身主体9顶部进行螺栓连接;所述电量显示屏2查看电量剩余情况;所述电量显示屏2的数量为2个。
所述控制单元设置在机身主体9内。所述控制单元中的无线通讯模块通过接收外部的控制指令,进一步的控制该装置进行前行。
所述履带3与马达连接,马达用于驱动履带3带着整个装置行驶,且马达的工作通过控制单元控制;当然不难理解的,所述的履带3驱动还可以采用现有的轮胎进行驱动。所述机身主体9与底盘30通过螺栓连接,轮胎或者履带3安装在底盘两侧。
如图2所示,本实施例中的耕犁单元1采用丝杠螺母传动机构,伺服电动机11通过控制丝杠螺母传动机构的丝杠13旋转,进而控制其上的螺母15移动,所述的螺母15与犁本体14的中部相连,犁本体14的端部与犁头16相连,通过螺母的移动实现犁本体14和犁头16的上升或下降;当然不难理解的,丝杠螺母传动机构还可以替换成气缸驱动,犁本体14直接连接在气缸的活塞杆端部。
进一步的,上述的伺服电动机11与丝杠螺母传动机构通过联轴器12连接;所述伺服电动机11与机身主体9可拆卸式连接,例如通过螺栓连接;当然不难理解的,在其他实施例中,伺服电机11还可以与机身主体9采用非拆卸式连接,例如,直接焊接在一起。
所述螺母15与犁本体14采用非拆卸式连接,例如通过焊接连接;当然不难理解的,在其他实施例中,伺服电机11还可以与机身主体9采用拆卸式连接,例如,通过螺栓连接在一起。
所述犁本体14与犁头16通过螺栓可拆卸式连接。进一步的,当然不难理解的,在其他实施例中,犁本体14与犁头16之间还可以采用非拆卸式连接,例如,通过焊接的方式连接在一起。
如图3所示,所述舵机23可以在0-360度内旋转;所述舵机23与机身主体9通过螺栓连接或者焊接在一起;所述舵机23与拨盘17通过舵机配件24传递动力,舵机23驱动拨盘17转动;所述槽轮19通过连接轴20、轴承21与机身主体9连接,槽轮19可以在外力的作用下转动;所述漏斗18底端与槽轮19上端面处在同一平面。
在本实施例中,所述的槽轮19为板状结构,在所述的板状结构的侧面设有四个内凹的圆弧面,四个内凹的圆弧面与舵机23的圆弧形的外侧面配合,在每两个相邻的内凹圆弧面之间设有导种槽或者导种孔,在槽轮19下方设有导种管22,所述的导种管22与漏斗18上下对应,所述的导种管固定在机身主体9上。当拨盘17与槽轮19接触时,带动槽轮19转动,往漏斗18内部添加上适量的种子,当槽轮19的导种槽或者导种孔正好运动到漏斗8的下方时,种子通过漏斗18、导种管22进入已耕好的土壤里,可实现自动播种。
需要说明的是,本实施例中的导种槽或者导种孔的个数以及内凹的圆弧面的设置个数跟种子要求的播种距离有关系,当种子的播种距离较近时,可以适当增加内凹的圆弧面的设置个数以及导种槽或者导种孔的个数。
本实施例中,上述的漏斗18直接在固定在机身主体9。本发明的播种单元采用槽轮机构主要基于槽轮机构属于间歇运动机构,能够实现周期地运动和停歇,能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的一种机构,具有结构简单,机构效率高,运动平稳的特点,而播种时需要定距离,定点进行播种,槽轮机构具有明显优势实现这一要求。
如图4所示,所述回土单元6包括两个回土铲28,分别设置在机身主体9的左后侧和右后侧;所述回土铲28与伸缩杆25通过与固定在回土铲28上的连接块29通过螺栓连接或者直接焊接在一起;所述连接块29与回土铲28通过焊接连接;所述电动推杆26通过内六角螺栓与角铁27进行螺栓连接;所述角铁27通过螺栓与机身主体9进行螺栓连接;所述两个回土铲28设置一定的垂直距离,且两个回土铲28布局成交替形状,以利于补充一个回土铲回土量的不足。回土单元采用电动推杆基于电动推杆可以根据需要自由收缩,从而带动回土铲实现回土。
当然不难理解的,所述的回土铲28还可以设置成一个,但是当回土铲28设置成一个时,回土铲28的弧度要大于现在的弧度,但是优选的设置两个回土铲28。
所述移动防偏移传感器4固定在机身主体9表面凹槽上;所述移动防偏移传感器4包括两个,分别设置在机身主体9的左侧和右侧。
所述无线摄像头10包括四个,分别设置在机身主体9的底侧、前侧、左侧和右侧。
可以理解的是,由于本实施例的工况环境为田地,因此本实施例中的播种装置在机身主体9靠左和靠右的位置各设置有移动防偏移传感器4,移动防偏移传感器4能够防止播种机器人直线移动时发生偏移的情况,提高播种效率和播种机器人播种的精确性。
无线摄像头10与其搭载无线摄像头云平台,通过无线摄像头10内置的图像传感器模块,实时监测机器人工作环境周边的状况,并且将画面实时传输给智能终端,与在智能终端安卓、I OS等操作系统搭建的应用程序APP上查看实时动态,利于起到运行过程进行实时监控的作用。
本实施例的播种方法如下:
打开控制开关,马达驱动履带3行驶,机器人至工作区域后,在耕犁单元1中,伺服电动机11通过联轴器12进而带动丝杠13旋转,丝杠13通过螺母15进而控制其上的犁本体14和犁头16下降进行耕土。播种过程中,舵机23设置成在规定时间内转过的角度,舵机23通过舵机配件24带动拨盘17转动,当拨盘17与槽轮19接触时,带动槽轮19转动,往漏斗18内部添加上适量的种子,当槽轮19的导种槽或者导种孔与漏斗18底部对中时,种子通过漏斗18、导种槽或者导种孔、导种管22进入已耕好的土壤里,可实现自动播种。播种时,回土单元6通过左右电动推杆26中的伸缩杆25带动左右两个回土铲28,左右两个回土铲28能够及时将耕犁出来的土掩埋。两个回土铲28设置一定的垂直距离且布局成交替形状,以利于补充一个回土铲回土量的不足。
播种时,移动防偏移传感器4能够有效的防止播种机器人发生未能既定的路径行走,发生偏移时,发送到控制单元,控制单元通过与既定的信号相比较,按照规划路径行走,保证不发生偏移,以提高播种效率和播种机器人播种的精确性。同时无线摄像头10将拍摄的画面实时传送到农户的终端应用程序APP上,即农户通过查看传送的图像画面观察播种情况,实现了无人实时动态检测播种。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述,但并非对本公开保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本公开的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种播种装置,其特征在于,包括可移动的机身主体和控制单元,在机身主体的前端设有耕犁单元,所述的耕犁单元包括犁头和第一传动机构,犁头通过第一传动机构与机身主体相连,控制单元通过控制第一传动机构带动犁头现对于地面做上下升降运动;在所述的机身主体上设有播种单元,所述的播种单元实现间歇播种,在机身主体的后端设有回土单元,所述的回土单元包括回土铲和第二传动机构,控制单元通过控制所述的第二传动机构带动回土铲现对于机身主体前后运动。
2.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,播种单元包括舵机、槽轮、漏斗、拨盘和导种管;所述舵机可在0-360度内旋转;所述舵机与机身主体连接;所述舵机通过拨盘驱动槽轮转动;所述槽轮与机身主体转动连接;所述漏斗底端与槽轮的上端面在同一平面,在槽轮上设有导种孔或导种槽,在槽轮下方设有与漏斗上下对齐的导种管。
3.如权利要求2所述的播种装置,其特征在于,所述的导种孔或导种槽设置多个。
4.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,所述的回土铲包括两个,两个回土铲设置在机身主体的左后侧和右后侧。
5.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,在机身主体靠左和靠右的位置各设置有移动防偏移传感器。
6.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,在机身主体的底侧、前侧、左侧和右侧各设有一个摄像头,所述摄像头搭载摄像头云平台,通过摄像头内置的图像传感器模块,实时监测机器人工作环境周边的状况,并且将画面实时传输给智能终端。
7.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,所述的机身主体顶部设有太阳能发电装置,内部设有可充电式蓄电池;所述的太阳能发电装置和可充电式蓄电池为播种装置供电。
8.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,在所述的机身主体上还设有电量显示屏。
9.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,所述的第一传动机构为丝杠驱动机构或者气缸驱动机构。
10.如权利要求1所述的播种装置,其特征在于,所述的第二传动机构为丝杠驱动机构或者气缸驱动机构。
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