CN112693613B - 一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农作物种植器械技术领域，更具体地，涉及一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，包括：安装板；加速管，安装于安装板上，加速管左右两侧设有通孔；摩擦轮，安装于加速管两侧，且摩擦轮至少一部分嵌入到所述通孔中，以使摩擦轮在加速管内转动；驱动机构，其动力输出端与所述摩擦轮连接，用于驱动所述摩擦轮转动；自适应调节组件，设于所述安装板上，且用于调节两摩擦轮之间的间距。本发明根据物料尺寸不同，自动调节摩擦轮的间隙，对物料进行加速，提高播种效率、播种精确度。

Description

一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置

技术领域

本发明涉及农作物种植机械技术领域，更具体地，涉及一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置。

背景技术

相比地面机械，采用无人机空中作业的通过性更好，在农业生产中的应用越来越广泛。在水稻生产的播种作业时，特别是冷浸田、深泥脚田中作业，地面机械极易陷车，无人机播种成为了一种新的播种方式。现有技术的无人机水稻播种方式，主要以撒播为主，水稻种子的下落主要依靠水稻种子自身重量。由于种子自重小，下落过程中易受自然风及无人机的旋翼风场影响，从而出现落点不确定的现象，当自然风与旋翼风交互影响时，风场不稳定，极易造成播种均匀差。此外，由于种子自重小，落地速度通常较低，导致种子不易进入泥土中而留在泥土表面，容易被鸟、老鼠取食，从而影响出苗率。对种子进行加速，增加其下落的初速度和动能，降低外界风场的干扰，提高入土的几率，是解决上述均匀性差和出苗率低等问题的有效途径。

以摩擦轮为动力源是常用的物料加速方式之一，现有技术多见于固定尺寸球形物体的发射。公告号为CN210205827U的专利，公布了一种高尔夫球发射机构，利用摩擦轮将高尔夫球加速射出，但其摩擦轮的间隙不可调节，只能发射尺寸固定的球类物体。公开号为CN21904900U的专利，公布了一种发射角和摩擦轮中心距可调的发球机机构装置，可以用来发射乒乓球、网球等小型球类，其摩擦轮间隙可进行调节，以适应对不同尺寸的球类进行发射，但其摩擦轮间隙的调节需要在摩擦轮工作前手动调节，不能随着所发射物体的尺寸不同进行实时地自适应调节。

现有摩擦轮加速装置中摩擦轮的间隙都是在加速装置工作前手动调节，工作过程中摩擦轮的间隙是固定不可调节的，无法达到间距实时自适应调节的要求，所以摩擦轮加速装置只能发射尺寸固定的球类物体，不能随着发射物体的尺寸不同进行自适应地调节，而对包衣后的水稻种子等物料而言，要做到每一颗包衣种子的尺寸和形状相同非常困难。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，根据被加速物料尺寸和形状的不同，自动调节摩擦轮的间隙，从而实现对种子等物料的加速功能，提高播种效率和精确度，增加播种均匀性和出苗率。

本发明采取的技术方案是，一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，包括：

安装板；

加速管，安装于所述安装板上，所述加速管左右两侧设有通孔；导槽，设于安装板上，形状为弧形。

摩擦轮，安装于所述加速管两侧，且所述摩擦轮至少一部分嵌入到所述通孔中，以使所述摩擦轮在所述加速管内转动；

驱动机构，其动力输出端与所述摩擦轮连接，用于驱动所述摩擦轮转动；

自适应调节组件，设于所述安装板上，且用于调节两摩擦轮之间的间距。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，利用摩擦轮的高速旋转对物料进行加速，并且能够对不同尺寸和形状的物料加速，其结构主要包括安装板、加速管、摩擦轮、驱动机构和自适应调节组件，其中，加速管一侧面与安装板安装固定，加速管包括上下管口和左右通孔，物料从上管口进入加速管，被加速后从下管口排出，左右两通孔贯穿到加速管管腔；摩擦轮安装在加速管左右两侧，且至少一部分摩擦轮嵌入左右两通孔中，摩擦轮至少一部分能够在加速管内转动，左右两侧摩擦轮之间存在一定的间距且间距小于加速管管径；驱动机构设于安装板上，驱动机构的动力输出端与摩擦轮连接，为摩擦轮的转动提供驱动力；自适应调节组件安装在加速管左右两侧的安装板上，能够带动驱动机构相对于安装板转动，从而用于调节两摩擦轮之间的间距。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，利用摩擦轮对物料进行加速，并且利用自适应调节组件对不同尺寸的物料自动调节摩擦轮的间距大小，当物料从加速管上管口进入时，加速管左右两侧的摩擦轮对物料进行高速摩擦加速，根据被加速物料的大小，自适应调节组件相对于安装板进行转动，对摩擦轮间距进行自适应调节，从而实现了对尺寸在一定范围内变化的颗粒物料进行加速，保证不会因摩擦轮间距过大或过小而影响对物料的加速效果，从而提高播种效率和播种的精确度。

进一步地，所述驱动机构设于所述安装板上，所述自适应调节组件安装于所述加速管左右两侧的所述安装板上，所述自适应调节组件包括弹性部件和调节架，所述调节架一端铰接在所述安装板上，另一端安装于导槽上，且通过所述弹性部件连接，所述调节架与所述驱动机构连接，用于带动所述驱动机构相对于所述安装板转动，从而改变两摩擦轮之间的间距。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置利用自适应调节组件实现调节摩擦轮之间的间距，使其能够对尺寸在一定范围内变化的颗粒物料进行加速，其中，自适应调节组件包括弹性部件和调节架，调节架的一端铰接在安装板上，调节架的另一端安装于安装板的导槽上，且通过弹性部件互相连接；调节架上安装有驱动机构，且调节架能够带动驱动机构相对于安装板转动。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，利用自适应调节组件中的弹性部件和调节架，当加速过程中摩擦轮因尺寸不同的物料受到不同的挤压力时，摩擦轮带动与之连接的驱动机构和调节架绕铰接轴转动，从而拉动弹性部件伸缩，达到自适应调节摩擦轮间距的效果。换言之，当物料尺寸大于加速管两侧摩擦轮间隙时，物料在加速过程中将摩擦轮间隙撑大；加速射出后，在弹性部件作用下摩擦轮间隙恢复原状，然后进行下一颗物料加速，从而达到自适应调节摩擦轮间距的效果。

进一步地，所述调节架包括第一调节架和第二调节架，分别安装在所述加速管左右两侧的所述安装板上，所述第一调节架和所述第二调节架一端均铰接在所述安装板上，另一端设有滑块和卡扣，滑块均安装于所述安装板上的导槽上，且所述第一调节架另一端的卡扣通过所述弹性部件与所述第二调节架另一端的卡扣连接。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其中调节架包括第一调节架和第二调节架，第一调节架和第二调节架对称安装在加速管左右两侧的安装板上，第一调节架和第二调节架相对与所述加速管对称布置，互为镜像结构；第一调节架和第二调节架的一端活动铰接在安装板上，另一端均安装于所述安装板上的导槽上，且通过所述弹性部件相连，第一调节架和第二调节架通过与安装板的铰接点为转动点进行转动，转动的角度会受到所述安装板上部导槽的限制。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置中，第一调节架和第二调节架可在一定转动范围内相对于安装板进行转动，以此调节摩擦轮之间的间隙，使得不同尺寸大小的被加速物料能够在加速管内受到摩擦轮的摩擦加速，保证了物料的加速效果。

进一步地，所述驱动机构包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机与所述调节架连接，且所述第一电机和所述第二电机的转动方向相反。

进一步地，所述摩擦轮分别设于所述第一电机和所述第二电机的外转子上，且所述与所述第一电机和所述第二电机无相对滑动。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置中，驱动机构包括第一电机和第二电机，第一电机和第二电机分别安装在调节架上，第一电机和第二电机的外转子上安装有摩擦轮，且摩擦轮与第一电机和第二电机无相对滑动，摩擦轮与电机是同步转动的，由于第一电机和第二电机的转动方向相反，所以对应安装在第一电机和第二电机动力输出端的摩擦轮的转动方向相反。本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，通过两个反向转动的摩擦轮对物料进行加速，赋予了物料最大化的加速度。

进一步地，所述加速管包括加速管上部和加速管下部，所述加速管上部为方形管，所述加速管下部为圆形管，所述加速管上部方形结构前后两内壁各有两个扇形凹面，所述凹面与摩擦轮间隙配合，可防止物料或其它杂质进入摩擦轮与加速管内壁的缝隙。

进一步地，所述加速管上部和加速管下部为可拆卸安装。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置中的加速管包括两个部分，分为加速管上部和加速管下部，加速管上部为方形管，加速管上部的截面为方形，加速管下部为圆形管，加速管下部的截面为圆形，加速管上部安装固定在安装板上，其左右两侧设有摩擦轮可嵌入的通孔。加速管上部与加速管下部为一整体，加速管上部方形转为下部圆形的结合部采用方形与圆形内切的形式平滑处理。

进一步地，所述弹性部件为拉簧，两端分别连接于第一调节架和第二调节架的卡扣上。

进一步地，还包括导向管，所述导向管与所述加速管可拆卸对接，用于引导加速颗粒物料的运动方向，提高出料精度。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置还包括导向管，导向管置于安装板下方，导向管与加速管下部管口可拆卸对接，导向管用于对加速后的物料进行一定的导向作用。

进一步地，所述导槽形状为弧形，用来限制调节架的转动角度，同时限制摩擦轮的轴向窜动；导槽一端有通孔，通孔的尺寸与滑块配合，用于将滑块顺畅安装于导槽上。

进一步地，所述间距自适应调节摩擦轮加速装置用于加速尺寸在一定范围内变化的包衣种子等颗粒物料。

本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置用于加速尺寸在一定范围内变化的包衣种子等颗粒物料，由于本发明主要是适用于播种需要，所以采用的包衣种子为丸粒种子，丸粒包衣种子是以种子为载体、种衣剂为原料，在种子外表均匀地包上一层包衣物质，将小粒或者形状不规则的种子做成大小和形状没有很大差异的丸状种子，丸粒包衣种子播种到地表面时，表面的包衣会被土壤水分等溶解，实现种子土壤种植的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，利用两个反向转动的摩擦轮对物料进行加速，当加速过程中摩擦轮因尺寸不同的物料受到不同的挤压力时，摩擦轮带动与之连接的驱动机构和调节架绕铰接轴转动，从而拉动弹性部件伸缩，达到自适应调节摩擦轮间距的效果，实现了根据被加速物料的尺寸不同进行自适应调节的目的，保证了尺寸在一定范围内的物料都能起到很好的加速效果，不会因为摩擦轮间距过大或过小而影响对物料的加速效果，从而达到自适应调节摩擦轮间距的效果，可较好地解决因种子尺寸不一而造成卡顿堵塞、物料损伤和摩擦轮易磨损的问题。在进行播种应用时，播种效率和播种的精确度可有效提高，进而改善播种均匀性和出苗率。本发明对丸粒化水稻种子、豆类、玉米等种子进行加速，尤其适用于无人机的丸粒化水稻播种，结构简单，具有很好的适应性和实际应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的安装板和加速管结构示意图。

图3为本发明的驱动机构和摩擦轮安装示意图。

图4为本发明的调节架结构示意图。

图5为本发明的拉簧结构示意图。

图6为本发明的导向管结构示意图。

附图标记：

1、安装板；2、调节架；3、摩擦轮；4、驱动机构；5、导向管；6、拉簧；11、加速管；

12、导槽；21、滑块；22、卡扣；111、扇形凹面。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

本发明实施例主要应用于农作物种植，对包衣种子进行加速使其深入到土壤中，对水稻等农作物种植有重要的意义。如图1所示为本发明实施例的整体结构示意图，本发明实施例一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，包括：

安装板1，如图2所示本实施例中所述安装板1为矩形结构；

加速管11，如图2所示加速管11分为加速管上部和加速管下部，加速管上部为方形管，截面和管口为方形，加速管上部固定安装在所述安装板1的中轴线位置处，加速管上部方形结构前后两内壁各有两个扇形凹面，凹面与摩擦轮间隙配合，可防止种子或杂质进入摩擦轮与加速管内壁的缝隙，且加速管上部左右两侧面设有摩擦轮3可嵌入的通孔，加速管下部为圆形管，截面和管口为圆形。待加速物料在加速管11中经历的过程是：从加速管上部的方形管口进入，经加速管上部的通孔处摩擦轮3加速后从加速管下部的圆形管口射出；

摩擦轮3，如图3所示，摩擦轮3为环状结构，摩擦轮3的摩擦系数较大，材质柔软有弹性，一般可采用橡胶等材料制成，能够提供较大的摩擦力和保护待加速物料不受损伤，且所述摩擦轮3至少一部分嵌入到所述通孔中，以使所述摩擦轮3在所述加速管11内转动，摩擦轮3对物料的加速过程是：待加速物料进入加速管11后经加速管11左右两侧通孔处高速旋转的摩擦轮3摩擦获得初速度后从加速管11下部管口射出；

驱动机构4，如图3所示为本实施例摩擦轮3和驱动机构4的安装示意图，摩擦轮3套设在驱动机构4外转子上，工作过程中摩擦轮3与驱动机构4无相对滑动，本实施例中的驱动机构4具体包括第一电机和第二电机，第一电机和第二电机上均设有摩擦轮3，第一电机和第二电机通过螺栓螺母分别固定安装在加速管11两侧的调节架2上，且第一电机和第二电机的转动方向相反，驱动机构4驱动摩擦轮3转动的过程是：摩擦轮3套设在第一电机和第二电机的外转子，且摩擦轮3与第一电机、摩擦轮3与第二电机间无相对滑动的趋势，当第一电机和第二电机驱动时，加速管11左右两侧的摩擦轮3的转动方向相反，对物料进行摩擦加速；

自适应调节组件，设于所述安装板上，且用于调节两摩擦轮之间的间距，具体地安装于所述加速管11左右两侧的所述安装板1上，所述自适应调节组件包括弹性部件6和调节架2，所述调节架2一端铰接在所述安装板1上，另一端设有滑块21和卡扣22，滑块安装于所述安装板上部的导槽12上，所述卡扣22通过所述弹性部件6连接，所述调节架2与所述驱动机构4连接，用于带动所述驱动机构4相对于所述安装板1转动，从而调节两摩擦轮3之间的间距；

如图4所示为本实施例调节架2结构示意图，调节架2的一端设有安装在导槽上的滑块21和与弹性部件连接的卡扣22，调节架2具体包括包括第一调节架和第二调节架，第一调节架和第二调节架相对与所述加速管对称布置，呈互为镜像结构，对称安装在所述加速管11左右两侧的所述安装板1上，第一调节架和第二调节架中部均设有安装孔，可通过螺栓连接驱动机构4，第一调节架和第二调节架的一端铰接在所述安装板1上，另一端的滑块21安装于导槽上，且另一端的卡扣22通过弹性部件6相连。

如图5所示本实施例中弹性部件6结构示意图，弹性部件6具体为拉簧，拉簧两端分别连接加速管11两侧的调节架2的卡扣，两侧调节架2受到拉簧6的弹力大小相等方向相反；

自适应调节组件的工作过程为：待加速物料从加速管11进入，在两摩擦轮3之间被摩擦挤压，两摩擦轮3受到待加速物料的相对挤压力后，带动第一调节架和第二调节架绕安装板的铰接轴转动，从而带动拉簧6进行伸缩，达到调节摩擦轮3之间间距的作用；

导向管5，如图6所示为本实施例导向管5的结构示意图，所述导向管5与所述加速管11可拆卸对接，用于对加速物料的运动方向进行引导。

整体结构的工作原理为：待加速物料(如尺寸大小在一定范围内的包衣种子)从加速管11上部管口进入，到加速管11通孔处两侧的摩擦轮3组成的间隙中，驱动机构4带动两个摩擦轮3高速反向旋转，待加速物料在摩擦轮3摩擦作用下被加速，同时摩擦轮3根据待加速物料不同的尺寸大小而受到相对应的摩擦挤压，带动调节架2绕安装板上的铰接轴转动，并带动拉簧6进行伸缩，达到自适应调节摩擦轮3间距的作用，加速后的物料从加速管11下部射出，进入导向管5，在导向管5的导向作用下精准射到目标位置，实现了对尺寸在一定范围内变化的丸粒物料进行加速。

本发明实施例的有益效果为：本发明实施例一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，利用两个反向转动的摩擦轮对物料进行加速，当加速过程中摩擦轮因尺寸不同的物料受到不同的挤压力的时候，摩擦轮带动与之连接的驱动机构和调节架绕铰接轴转动，从而拉动弹性部件伸缩，达到自适应调节摩擦轮间距的效果，实现了根据被加速物料的尺寸不同进行自适应调节的目的，保证了尺寸在一定范围内的物料都能起到很好的加速效果，不会因为摩擦轮间距过大或过小而影响对物料的加速效果。在进行播种应用时，播种效率和播种的精确度可有效提高，进而改善播种均匀性和出苗率。本发明实施例对丸粒化水稻种子、豆类、玉米等种子进行加速，尤其适用于无人机的丸粒化水稻播种，结构简单，具有很强的适应性和实际应用前景。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，包括：

安装板(1)；

加速管(11)，安装于所述安装板(1)上，所述加速管(11)左右两侧设有通孔；导槽(12)，设于安装板(1)上，形状为弧形；

摩擦轮(3)，安装于所述加速管(11)两侧，且所述摩擦轮(3)至少一部分嵌入到所述通孔中，以使所述摩擦轮(3)在所述加速管(11)内转动；所述摩擦轮高速旋转对物料进行加速；

驱动机构(4)，其动力输出端与所述摩擦轮(3)连接，用于驱动所述摩擦轮(3)转动；

自适应调节组件，设于所述安装板(1)上，且用于调节两摩擦轮(3)之间的间距。

2.根据权利要求1所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，所述驱动机构(4)设于所述安装板(1)上，所述自适应调节组件安装于所述加速管(11)左右两侧的所述安装板(1)上，所述自适应调节组件包括弹性部件(6)和调节架(2)，所述调节架(2)一端铰接在所述安装板(1)上，另一端安装于导槽(12)上，且通过所述弹性部件(6)连接，所述调节架(2)与所述驱动机构(4)连接，用于带动所述驱动机构(4)相对于所述安装板(1)转动，从而调节两摩擦轮(3)之间的间距。

3.根据权利要求2所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，所述调节架(2)包括第一调节架和第二调节架，分别安装在所述加速管(11)左右两侧的所述安装板(1)上，所述第一调节架和所述第二调节架一端均铰接在所述安装板(1)上，另一端设有滑块(21)和卡扣(22)，所述滑块均安装于所述安装板上的导槽(12)上，且所述第一调节架另一端的卡扣通过所述弹性部件(6)与所述第二调节架另一端的卡扣连接。

4.根据权利要求2所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，所述驱动机构(4)包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机与所述调节架(2)连接，且所述第一电机和所述第二电机的转动方向相反。

5.根据权利要求4所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，所述摩擦轮(3)分别设于所述第一电机和所述第二电机的外转子上，且所述摩擦轮(3)与所述第一电机和所述第二电机无相对滑动。

6.根据权利要求1所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置其特征在于，所述加速管上部为方形管，所述加速管下部为圆形管，且所述加速管上部左右两侧设有所述通孔；所述加速管上部方形转为下部圆形的结合部采用方形与圆形内切的形式平滑处理，所述加速管上部方形结构前后两内壁各有两个扇形凹面(111)，所述凹面与摩擦轮间隙配合，可防止物料或其他杂质进入摩擦轮与加速管内壁的缝隙。

7.根据权利要求3所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，所述弹性部件(6)为拉簧，两端分别连接于所述第一调节架和所述第二调节架的卡扣(22)上。

8.根据权利要求1所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，还包括导向管(5)，所述导向管(5)与所述加速管(11)可拆卸对接，用于引导所加速颗粒物料的运动方向，提高出料精度。

9.根据权利要求1所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，所述导槽(12)形状为弧形，用来限制调节架(2)的转动角度，同时限制摩擦轮的轴向窜动；导槽(12)一端有通孔，通孔的尺寸与滑块(21)配合，用于将滑块(21)顺畅安装于导槽(12)上。

10.根据权利要求1所述的一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，其特征在于，所述间距自适应调节摩擦轮加速装置用于加速尺寸在一定范围内变化的颗粒物料。

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