CN111642193B - 一种谷物气力集排电驱式排种装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种谷物气力集排电驱式排种装置、系统及方法，其技术方案为：包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体、第二壳体之间安装排种盘，所述排种盘连接驱动机构；其中，所述第一壳体外侧连接有正压送种管和排种管，所述排种管连通于第一壳体内部的一端安装清种板，正压送种管、清种板与排种管形成流通路径；所述排种盘包括若干均匀分布的导向尺，每间隔设定个数的导向尺之间设置一个扰动尺。本发明采用气力送种、气流扰种、压附充种、离心清种，能够实现单粒有序排种，解决在高速作业条件下无法实现谷物高标准、高精度的播种的问题。

Description

一种谷物气力集排电驱式排种装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种谷物气力集排电驱式排种装置、系统及方法。

背景技术

机械化播种质量影响谷物的个体发育和群体质量，并最终对谷物的产量产生重要影响，成为谷物藏粮于技战略的重要一环。然而，发明人发现，目前谷物播种机械多为条播机械，其粗放的排种形式已无法满足匀播生产方式，亦难以适应现阶段谷物规模化生产高质、高效的需求。例如：现有谷物播种机械存在种子堆积带来的种间摩擦力大、易出现结拱和架空等不利于充种现象，尤其在高速作业条件下无法实现谷物高标准、高精度的播种。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种谷物气力集排电驱式排种装置、系统及方法，将原本堆积于排种器腔体内的种子群依靠自身重力进行充种的方式改变为随气流均匀有序进入排种器内的种子流，避免了种子堆积带来的种间摩擦力大、出现结拱和架空等不利于充种现象，在排种盘型孔与清种板的夹持作用以及气流扰动下完成清种，实现单粒有序排种，解决在高速作业条件下无法实现谷物高标准、高精度的播种的难题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种谷物气力集排电驱式排种装置，包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体、第二壳体之间安装排种盘，所述排种盘连接驱动机构；其中，所述第一壳体外侧连接有正压送种管和排种管，所述排种管连通于第一壳体内部的一端安装清种板，正压送种管、清种板与排种管形成流通路径；所述排种盘包括若干均匀分布的导向尺，每间隔设定个数的导向尺之间设置一个扰动尺。

作为进一步的实现方式，所述正压送种管沿第一壳体外侧端面呈环形设置，正压送种管的末端与设于第一壳体的观察窗相接；所述排种管沿第一壳体周向分布且与第一壳体的边缘相切。

作为进一步的实现方式，所述第一壳体内侧还设有挡种板，挡种板边缘至观察窗为半封闭管道，挡种板边缘至观察窗部分直径逐渐变小、高度变低；所述清种板自底部向顶部逐渐变宽，且清种板底部连接壳体倒角边缘，清种板顶部连接隔板；清种板截面为弧面。

作为进一步的实现方式，所述正压送种管为一不规则管道，其进气口至挡种板边缘的管段为封闭管道，挡种板边缘至观察窗的管段为半封闭管道；挡种板上部为正压送种管腔室，下部为清种后余种回流腔室；其中，正压送种管、清种板、排种管形成第一流通路径，正压送种管、清种板、余种回流腔室形成第二流通路径。

作为进一步的实现方式，所述排种盘还包括盘体、连接主体、型孔和手轮，盘体一侧面的中心位置设置连接主体，盘体的另一侧面安装手轮，手轮中心对称设有扇形凹槽；所述扇形凹槽能够与T型卡扣接触。

作为进一步的实现方式，所述导向尺为一弧形曲面，其一端与连接主体相切，另一端为梯形结构；导向尺垂直于排种盘端面，并与型孔连接；所述扰动尺为一弧形曲面，其与导向尺的圆弧方向相反，且扰动尺长度短于导向尺、高度低于导向尺。

作为进一步的实现方式，所述第一壳体中心位置安装电机座，所述电机座内部为中空腔室；所述第二壳体外侧均匀分布有若干筋板。

第二方面，本发明实施例还提供了一种谷物气力集排电驱式排种系统，包括如下所述的排种装置。

作为进一步的实现方式，还包括文丘里排种器、输种波纹管、种子分配器和输种管，所述文丘里排种器通过输种波纹管连接种子分配器，所述排种装置通过输种管与种子分配器相连。

第三方面，本发明实施例还提供了一种谷物气力集排电驱式排种系统的排种方法，包括：

谷物种子经文丘里排种器与风机产生的高速气流混合，高速气流输送种子流至输种波纹管，增压后产生涡流进入种子分配器，形成均匀有序的种子流经输种管进入正压送种管；

正压气流通过正压送种管将气流与谷物种子混合物送入正压送种管腔室，在正压气流和扰动尺作用下形成利于充种的种子群体状态；伺服电机驱动排种盘转动，在气流作用下充种区内第一次充种，种子沿导向尺在压差作用下被压附在排种盘型孔内形成囊种状态并随排种盘转动；在进种口获取新进入的种子形成叠加充种；

在排种盘型孔与清种板的夹持作用及气流扰动下，种群随排种盘转动形成清种过程，多余的种子脱离排种盘，并沿挡种板滑落回排种器充种区，完成清种；

型孔内的单粒种子随排种盘继续转动至投种区，在自身重力和气流作用下脱离型孔沿排种管排出，完成整个排种过程；

排种完成后，打开前壳体和后壳体连接卡扣，逆时针转动手轮去除排种盘，将多余的种子清出。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的排种盘上设有扰动尺，既能够促使种群扰动，形成合理的充种种群状态，又不对导向尺离心充种造成干扰，能够有效减少风压和提高作业速度；排种盘型孔只能容纳单粒谷物种子，形成单粒有序排种，计量也更准确；

(2)本发明的一个或多个实施方式的清种板采用斜面形式，能够在离心力作用下有效清除多余的种子，且与型孔旋转曲线相吻合，能够稳定携种，保证单粒种子准确落入排种管，保证了投种的均匀性；

(3)本发明的一个或多个实施方式通过电机连接排种盘，能够实现排种部件转速精确控制，通过调整排种部件转速实现排量的精确调整，有效提高排种的均匀性和可靠性；

(4)本发明的一个或多个实施方式的第一壳体与排种盘组合形成两次充种，保证无漏种。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的整体结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的第一壳体内部结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的排种盘一侧结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的排种盘另一侧结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的第二壳体外部结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的排种系统结构示意图；

其中，1.第一壳体，100.余种回流腔室，101.正压送种管，102.排种管，103.观察窗，104.清种板，105.电机座，106.挡种板，107.固定耳，108.隔板，109.正压送种管腔室，2.排种盘，200.盘体，201.凹槽，202.导向尺，203.搅动尺，204.型孔，205.手轮，206.通孔，207.扇形凹槽，3.伺服电机，301.多级减速机，302.T型卡扣，4.第二壳体，401.筋板，402.中心平台，5.卡扣，6.座盖，801.文丘里排种器，802.输种波纹管，803.种子分配器，804.输种管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

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申请的示例性实施方式。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；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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申请的限制。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。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种谷物气力集排电驱式排种装置，如图1所示，包括第一壳体1、排种盘2、驱动机构、第二壳体4，第一壳体1和第二壳体4可拆卸连接；排种盘2安装于第一壳体1、第二壳体4之间。驱动机构与第一壳体1固定连接，且驱动机构与排种盘2相连，通过驱动机构控制排种盘2动作。

进一步的，第一壳体1和第二壳体4通过卡扣5连接，便于排种盘2的拆装更换，操作简单、节省人力。在本实施例中，第一壳体1、第二壳体4的横截面呈圆形，二者均为半封闭式结构；第一壳体1和第二壳体4扣合形成封闭壳体。

如图2所示，第一壳体1包括正压送种管101、排种管102、观察窗103、清种板104，正压送种管101沿第一壳体1外侧端面呈环形设置，排种管102沿第一壳体1周向分布且与第一壳体1的边缘相切。观察窗103设置于第一壳体1外侧端面，观察窗103采用透明有机玻璃材质，能清晰观察到壳体内部种群运动情况，便于在不拆卸的情况下对是否充种失效做出判断。

所述清种板104固定于第一壳体1内侧，且与观察窗103垂直。清种板104从底部向顶部逐渐变宽，其底部连接第一壳体1倒角边缘，顶部连接隔板108。清种板104的侧面为弧面，以与排种盘2结构配合。清种板104采用斜面形式，能够在离心力作用下有效清除多余的种子，且与型孔204的旋转曲线相吻合，能够稳定携种，保证单粒种子准确落入排种管102，保证了投种的均匀性。

第一壳体1内侧还安装挡种板106，以观察窗103的安装位置为上部，则挡种板106设置于第一壳体1下部。挡种板106上部为正压送种管腔室109，下部为清种后的余种回流腔室100。

进一步的，排种管102位于第一壳体1的一端为出口，在本实施例中，所述出口为方形。排种管102另一端(与第一壳体1内部相连通的一端)与清种板104相接。

正压送种管101的一端为进气口，另一端与观察窗103相接。正压送种管101为不规则管道，进气口至挡种板106边缘的管段为封闭管道(周向封闭)，挡种板106边缘至观察窗103的管段为半封闭管道；且挡种板106边缘至观察窗103的管段直径逐渐变小，高度逐渐变低。正压送种管101、清种板104和排种管102形成第一流通路径，正压送种管101、清种板104与余种回流腔室100形成第二流通路径。

所述第一壳体1的中心位置安装有电机座105，在本实施例中，电机座105呈柱状，且内部为中空腔室。第一壳体1周向间隔布置若干固定耳107。第一壳体1的圆周方向设置倒角，在本实施例中，第一壳体1下部倒角大于其他圆周倒角。

所述驱动机构包括伺服电机3和多级减速机301，伺服电机3通过导线与伺服电机驱动器相连。所述伺服电机3通过多级减速机301连接排种盘2，且多级减速机301与排种盘2的连接端固定有若干T型卡扣302。伺服电机3远离多级减速机301的一端通过座盖6与第一壳体1相连，且伺服电机3通过电机座105固定。通过伺服电机3带动按需排出，保证了精准排种量。

如图3所示，排种盘2包括盘体200、连接主体、导向尺202、扰动尺203、型孔204和手轮205，盘体200呈圆形；盘体200一侧面的中心位置设置连接主体。如图4所示，盘体的另一侧面安装手轮205，手轮205中心对称设有扇形凹槽207；所述扇形凹槽207能够与T型卡扣302接触。

所述连接主体周向均匀分布若干导向尺202和扰动尺203，每间隔设定个数的导向尺202之间设置一个扰动尺203。在本实施例中，每两个导向尺202之间设置一个扰动尺203。通过扰动尺203能够促使种群扰动，形成合理的充种种群状态，又不对导向尺202离心充种造成干扰，能够有效减少风压和提高作业速度。

所述导向尺202一端与连接主体相连，另一端与沿盘体200周向均匀分布的型孔204相接。所述型孔204为圆弧形切口，其倾斜设置在盘体边缘，型孔204曲面与清种板104弧面贴合。型孔204只能容纳单粒谷物种子，形成单粒有序排种，计量也更准确。

进一步的，连接主体的截面呈圆形，其内部开设圆柱形的凹槽201，排种盘2通过凹槽201与伺服电机3相连。所述凹槽201的中心设有通孔206，通孔206的中心为圆形孔，两端为长方形孔。

导向尺202为一弧形曲面，其一端与连接主体相切，另一端为梯形结构。导向尺202垂直于排种盘2端面。扰动尺203为一弧形曲面，其与导向尺202的圆弧方向相反，且长度短于导向尺202。

如图5所示，第二壳体4内侧中心设置中心平台402，所述中心平台402为圆形。第二壳体4外侧均匀分布有若干筋板401，筋板401呈圆弧形，沿第二壳体4的周向分布形成伞状结构。

本实施例的工作原理为：

充种时，正压气流通过正压送种管101将气流与谷物种子混合物送入正压送种管腔室109，在正压气流和扰动尺203作用下，进入腔室的种子群产生扰动，形成利于充种的种子群体状态。伺服电机3驱动排种盘2转动，在气流作用下充种区内第一次充种，种子沿导向尺202在压差作用下被压附在型孔204内形成囊种状态并随排种盘2转动，在进种口获取新进入的种子形成叠加充种，保证排种盘型孔204无漏种，完成充种。

清种时，在型孔204与清种板104的夹持作用以及气流扰动下，种群随排种盘2转动形成清种过程，多余的种子脱离排种盘2，并沿挡种板106滑落回排种器充种区。排种时，型孔204囊括的单粒种子随排种盘2继续转动，至投种区失去清种板104的包裹，在自身重力和气流作用下脱离型孔204沿排种管102排出。排种完成后，打开第一壳体1和第二壳体4连接的卡扣5，逆时针转动手轮205去除排种盘2，将多余的种子清出。

本实施例的排种装置根据其气力送种、气流扰种、压附充种、离心清种的优势功能，将原本堆积于排种器腔体内的种子群依靠自身重力进行充种的方式改变为随气流均匀有序进入排种器内的种子流；避免了种子堆积带来的种间摩擦力大，出现结拱和架空等不利于充种现象。在排种盘型孔204与清种板104的夹持作用以及气流扰动下完成清种，实现单粒有序排种，解决在高速作业条件下无法实现谷物高标准、高精度的播种的难题。

实施例二：

本实施例提供了一种谷物气力集排电驱式排种系统，如图6所示，包括多个实施例一所述的排种装置，还包括文丘里排种器801、输种波纹管802、种子分配器803和输种管804。所述文丘里排种器801通过输种波纹管802连接种子分配器803，所述排种装置通过输种管804与种子分配器803相连。

实施例三：

本实施例提供了一种利用实施例二所述的谷物气力集排电驱式排种系统的排种方法，包括以下步骤：

1)谷物种子经文丘里排种器801与风机产生的高速气流混合，高速气流输送种子流至输种波纹管802进入种子分配器803，形成均匀有序的种子流经输种管804进入排种装置的正压送种管101。

2)充种：由风机提供的正压气流通过正压送种管101将气流与谷物种子混合物送入正压送种管腔室109，在正压气流和扰动尺203作用下，进入腔室的种子群产生扰动，形成利于充种的种子群体状态。伺服电机3驱动排种盘2转动，在气流作用下充种区内第一次充种，种子沿导向尺202在压差作用下被压附在排种盘型孔204内形成囊种状态并随排种盘2转动，在进种口获取新进入的种子形成叠加充种保证排种盘型孔204无漏种，完成充种。

3)清种：在排种盘型孔204与清种板104的夹持作用以及气流扰动下，种群随排种盘2转动形成清种过程，多余的种子脱离排种盘2，并沿挡种板106滑落回排种器充种区，完成清种。

4)排种：型孔204囊括的单粒种子随排种盘2继续转动，至投种区失去清种板104的包裹，在自身重力和气流作用下脱离型孔204沿排种管102排出，完成整个排种过程。

5)排种完成后，打开第一壳体1和第二壳体4连接卡扣5，逆时针转动手轮205去除排种盘2，将多余的种子清出。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种谷物气力集排电驱式排种装置，其特征在于，包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体、第二壳体之间安装排种盘，所述排种盘连接驱动机构；其中，所述驱动机构包括伺服电机和多级减速机，伺服电机通过导线与伺服电机驱动器相连，所述伺服电机通过多级减速机连接排种盘，且多级减速机与排种盘的连接端固定有若干T型卡扣；所述第一壳体外侧连接有正压送种管和排种管，所述排种管连通于第一壳体内部的一端安装清种板，正压送种管、清种板与排种管形成第一流通路径；所述排种盘包括若干均匀分布的导向尺，每间隔设定个数的导向尺之间设置一个扰动尺；所述排种盘还包括盘体、连接主体、型孔和手轮，盘体一侧面的中心位置设置连接主体，盘体的另一侧面安装手轮，手轮中心对称设有扇形凹槽；所述扇形凹槽能够与T型卡扣接触；型孔倾斜设置在盘体边缘；所述清种板自底部向顶部逐渐变宽，且清种板底部连接壳体倒角边缘，清种板顶部连接隔板；清种板截面为弧面，清种板弧面与型孔曲面相贴合。

2.根据权利要求1所述的一种谷物气力集排电驱式排种装置，其特征在于，所述正压送种管沿第一壳体外侧端面呈环形设置，正压送种管的末端与设于第一壳体的观察窗相接；所述排种管沿第一壳体周向分布且与第一壳体的边缘相切。

3.根据权利要求2所述的一种谷物气力集排电驱式排种装置，其特征在于，所述第一壳体内侧还设有挡种板，挡种板边缘至观察窗为半封闭管道，挡种板边缘至观察窗部分直径逐渐变小、高度变低。

4.根据权利要求1所述的一种谷物气力集排电驱式排种装置，其特征在于，所述正压送种管为一不规则管道，其进气口至挡种板边缘的管段为封闭管道，挡种板边缘至观察窗的管段为半封闭管道；挡种板上部为正压送种管腔室，下部为清种后余种回流腔室；其中，正压送种管、清种板、排种管形成第一流通路径，正压送种管、清种板、余种回流腔室形成第二流通路径。

5.根据权利要求1所述的一种谷物气力集排电驱式排种装置，其特征在于，所述导向尺为一弧形曲面，其一端与连接主体相切，另一端为梯形结构；导向尺垂直于排种盘端面，并与型孔连接；所述扰动尺为一弧形曲面，其与导向尺的圆弧方向相反，且扰动尺长度短于导向尺、高度低于导向尺。

6.根据权利要求1所述的一种谷物气力集排电驱式排种装置，其特征在于，所述第一壳体中心位置安装电机座，所述电机座内部为中空腔室；所述第二壳体外侧均匀分布有若干筋板。

7.一种谷物气力集排电驱式排种系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的排种装置。

8.根据权利要求7所述的一种谷物气力集排电驱式排种系统，其特征在于，还包括文丘里排种器、输种波纹管、种子分配器和输种管，所述文丘里排种器通过输种波纹管连接种子分配器，所述排种装置通过输种管与种子分配器相连。

9.根据权利要求7-8任一所述的一种谷物气力集排电驱式排种系统的排种方法，其特征在于，包括：

谷物种子经文丘里排种器与风机产生的高速气流混合，高速气流输送种子流至输种波纹管进入种子分配器，形成的种子流经输种管进入正压送种管；

正压气流通过正压送种管将气流与谷物种子混合物送入正压送种管腔室，在正压气流和扰动尺作用下形成利于充种的种子群体状态；驱动机构驱动排种盘转动，在气流作用下充种区内第一次充种，种子沿导向尺在压差作用下被压附在排种盘型孔内形成囊种状态并随排种盘转动；在进种口获取新进入的种子形成叠加充种；

在排种盘型孔与清种板的夹持作用及气流扰动下，种群随排种盘转动形成清种过程，多余的种子脱离排种盘，并沿挡种板滑落回排种器充种区，完成清种；

型孔内的单粒种子随排种盘继续转动至投种区，在自身重力和气流作用下脱离型孔沿排种管排出，完成整个排种过程；

排种完成后，打开前壳体和后壳体连接卡扣，逆时针转动手轮去除排种盘，将多余的种子清出。

Images