CN112930729A - 一种联合精密播种机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联合精密播种机，属于农业机械与智能装备领域。它包括悬挂机架，悬挂机架下方由前向后依次设置有反曲剁刀、旋耕刀、深松铲、施肥机构、镇压器，镇压器的后面依次设置有排种机构、镇压轮和耱；其中，悬挂机架上设置有刀库安装架，所述的装有反曲剁刀的反曲剁刀刀库和装有旋耕刀的旋耕刀刀库分别通过各自的轴安装在刀库安装架的下端，反曲剁刀刀库或旋耕刀刀库的轴上或轴外设置有三棱切刀。本发明通过农机农艺融合创新设计，一次作业可依次完成灭茬切土、旋耕整地、深松破底、精准施肥、平地压实、圆盘开沟、精密布种、覆土镇压、耱耢保墒等工序流程，从而达到精细耕作、精准施肥和精密播种的效果。

Description

一种联合精密播种机

技术领域

本发明涉及一种智能联合精密播种机，属于农业机械与智能装备领域，适用于在硬茬地块高质量、精密、智能化地播种玉米、大豆、花生等作物的种子。

背景技术

作物生产管理的简约化和智能化是未来农业发展的趋势。播种是作物生产的重要环节，播种质量的高低显著影响植株空间分布的均匀度、作物群体和个体发育质量，是作物实现高产优质生产目标的重要基础。为了减少机器进地作业次数，降低投入、提高效益，作物生产中对多功能联合播种机的需求不断增加。目前已有发明和实用新型专利保护的技术具有耕作、施肥、播种功能。然而随着播种机械功能的增加，其结构越来越复杂，在田间作业的稳定性和播种质量往往难以保证。主要存在以下问题：一是整地质量较差、播种质量不高；二是机械缺乏广适性，在秸秆还田质量差、土壤粘湿地的地块经常出现缠草、拥堵现象，影响播种质量和工作效率；三是施肥方式比较简单，不能适应精准施肥新技术的要求；四是智能化程度较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种联合精密智能播种机，可一次性依次完成秸秆杂草砍剁粉碎、土壤疏松、旋耕、肥料精准分层条施、播前地表整平压实、履带凹穴精密排种、播后压实、耱平碎土保墒等环节的作业。并可以在作业过程中对施肥和播种过程进行实时的监测和控制。

本发明包括悬挂机架，悬挂机架下方由前向后依次设置有反曲剁刀、旋耕刀、深松铲、施肥机构、镇压器，镇压器的后面依次设置有排种机构、镇压轮和耱；其中，悬挂机架上设置有刀库安装架，所述的装有反曲剁刀的反曲剁刀刀库和装有旋耕刀的旋耕刀刀库分别通过各自的轴安装在刀库安装架的下端，反曲剁刀刀库或旋耕刀刀库的轴上或轴外设置有三棱切刀。

进一步地，所述的施肥机构包括肥料箱，肥料箱分为前后至少两个肥料腔，每个肥料腔的下底与对应的施肥管连接，各施肥管的下端向后侧弯曲，由前向后，各施肥管的下管口的位置依次升高，弯曲部分依次加长。

进一步地，所述的三棱切刀呈长条状，三棱切刀由剁刀刀库或旋耕刀刀库的间隙穿过，并与剁刀刀库或旋耕刀刀库固定连接。

进一步地，所述的深松铲与相邻两个旋耕刀刀库和旋耕刀刀片之间的间隙位置对应，并位于该两个旋耕刀刀片之间。

进一步地，所述的排种机构，包括安装在悬挂机架上的排种仓，排种仓内设置有能与驱动机构连接的排种履带，排种履带的下部与布种口位置对应；所述的履带上沿履带的长度方向设置有至少一列凹穴，每组凹穴之间通过卸种沟连接，卸种沟沿排种履带的长度方向形成环形；凹穴宽度大于卸种沟的宽度，两者深度相同；排种履带下部设置有位于卸种沟内的梳条片，梳条片的远离卸种沟的一边固定在排种仓的后仓板内表面上。

进一步地，排种仓内设置有补种仓，补种仓上端口位于排种仓中部或下部，补种仓下端的种子点补管通于履带下部。

进一步地，所述的凹穴下底设置有反光片，种子点补管下方有相应的光电传感器。

进一步地，相邻两列凹穴中，其中一列上的任一个凹穴的中心点与另一列上的凹穴间隙的中点位置对应。

进一步地，有一组点补管与补种仓连接，点补管的数量与凹穴的列数相同，每个点补管的下端口分别与一列凹穴的位置对应，且与履带外表面的间距为凹穴深度的一半。

进一步地，种子点补管的上方或下方设置有与履带表面接触的清种毛刷。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过农机农艺融合创新设计，一次作业可依次完成灭茬切土、旋耕整地、深松破底、精准施肥、平地压实、圆盘开沟、精密布种、覆土镇压、耱耢保墒等工序流程，从而达到精细耕作、精准施肥和精密播种的效果。

2.本发明的肥料精准分层条施装置总成设计了多个独立的肥料箱和施肥管，可以根据作物的根系构型及其在土壤中的分布特点，将多种所需的肥料精量、定位地施入不同的土层，达到诱导根系生长、按需补给矿质营养的目的。

3.本发明设计的履带凹穴贴地精密播种装置总成，将排种过程和布种过程融为一体，克服了传统排种器抛种位置过高难以实现精确定位摆种的问题，既可以实现大粒种子的一沟一行单粒点播，又可以实现小粒种子的一沟多行单粒点播，大幅度提高种子分布均匀度，优化了种苗的空间布局，使群体结构合理、个体发育健壮。

4.本发明设计了空载漏播监测装置、种肥联动自动控制装置、施肥管堵塞自动报警装置，通过现有的计算机程序，可以对播种和施肥过程实施监测和精准调控，智能化程度高。通过种肥联动自动控制装置，将精密播种过程与精准施肥过程融为一体，一方面借用镇压轮作为播种驱动轮，通过齿轮链条传动装置使履带凹穴贴地精密排种器布种的速度随着播种机行进的速度变化，在特定的播种量档位，时刻保持播种株距和播种量稳定；另一方面通过转速传感器和处理器，可依据播种机的行进速度控制直流电机的转速，使排肥速度也随着播种机行进的速度变化，确保施肥量稳定、精准。本发明设计的施肥管堵塞自动报警装置，可实时监测各施肥管肥料流量变化，及时发现管路堵塞问题，并准确指出田间肥料漏施位置。

5.本发明采用反曲剁刀垂直劈砍与三棱切刀横向切割相配合的设计，并将深松铲与旋耕装置合为一体，相互补益，有效解决普通播种机常见的缠草和拥堵的问题；同时，在播前和播后镇压的基础上，于播种机尾端增加了耢耱装置，一方面可以抹平地表，提高播后覆土质量，将种子完全掩埋且使苗床紧实有度，避免露种，另一方面可进一步摩擦地表粉碎土块，使地表土粒酥碎，有效阻止土壤水分蒸发散失，保墒效果特别突出。

附图说明

图1是本发明实施例的结构图；

图2是本实施例反曲剁刀部分的俯视图；

图3为本实施例排种器结构图；

图4为图3中A点的放大图；

图5、图6为本实施例排种履带结构图；

图中：1、悬挂机架，2、反曲剁刀刀片，3、反曲剁刀刀库，4、前转轴，5、三棱切刀，6、旋耕刀刀片，7、后转轴，8、旋耕刀刀库，9、深松铲，10、第一施肥管，11、第二施肥管，12、第三施肥管，13、镇压器，14、弹簧支架，15、圆盘开沟器，16、履带凹穴贴地精密排种器，17、第八齿轮，18、第九齿轮，19、镇压轮，20、第十齿轮，21、耱，22、第二变速箱，23、种子箱，24、第三肥料箱，25、第三齿轮，26、第二齿轮，27、第二肥料箱，28、第一肥料箱，29、第四齿轮四，30、外槽轮式排肥器，31、第一齿轮，32、输肥软管，33、第一变速箱，34、双转轴装置，35、排种仓，36、排种履带，37、主动轮，38、凹穴，39、种子点补管，40、从动轮，41、卸种梳，42、梳条片，43、布种口，44、第二清种毛刷，45、反射式光电传感器，46、第一清种毛刷，47、补种仓，48、卸种沟，49、反光片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图所示，本实施例包括播种机架和悬挂机架1，其中，播种机架在实际操作时通过弹簧支架和插销与悬挂机架1连接。

在本实施例的悬挂机架1上，由前至后依次安装有反曲剁刀、旋耕刀、深松铲、施肥机构、镇压器：在悬挂机架的前部两侧设置有“人”字形刀库安装架，在刀库安装架的两个下端分别安装有反曲剁刀轴和旋耕刀轴，沿该反曲剁刀轴的长度方向每间隔一段距离便安装一个反曲剁刀库3，其上装有反曲剁刀刀片2。如图所示，本实施例的每个反曲剁刀库3上装有1个反曲剁刀刀片。沿反曲剁刀轴的长度方向设置有三个三棱切刀5，每个三棱切刀5呈长条状，它们由反曲剁刀刀库3的间隙中穿过，三个三棱切刀5沿反曲剁刀轴的周向布置，相邻三棱切刀5之间相隔120度，即每隔一个反曲剁刀刀库3的间隙设置一个三棱切刀5，并与反曲剁刀刀库3固定连接。每个三棱切刀5的截面呈三角形，其一个角向外，即各三棱切刀5的一条刀刃向外。另外，各三棱切刀5的任意一个刀刃距离前转轴外表面的最短距离为2-3cm，从而使每刀刃均能起到切割作用。

本实施例的每个旋耕刀刀库8上装有1个旋耕刀刀片6。沿旋耕刀轴的长度方向设置有三个三棱切刀，其安装方式与反曲剁刀刀库8上的三棱切刀安装方式相同，这里不再赘述。

本实施例在反曲剁刀和旋耕刀上安装三棱切刀，用以在工作的同时切断缠绕在轴上杂草。

本实施例中，沿旋耕刀轴安装的旋耕刀库8及旋耕刀刀片6在与其后方的深松铲9位置对应处留有间隙，即此处的旋耕刀轴不安装的旋耕刀库及旋耕刀刀片，换言之，深松铲与相邻两个旋耕刀刀库8和旋耕刀刀片6之间的间隙位置对应。这种设计能够缩短悬挂机架1的长度，例如，深松铲9的前侧面距离旋耕刀轴外表面的距离为1-2厘米，使本实施例的结构紧凑、重心后移，从而在使用时使整机更加稳定，而深松铲9两侧的旋耕刀在旋转时还能及时刮除粘附于深松铲9左右两侧的秸秆杂草和泥土。

本实施例的镇压器13安装于悬挂机架1的下方，肥料箱安装于悬挂机架1的上方。整个肥料箱1由前至后分为第一至第三肥料箱28、27、24，第一至第三肥料箱的下底处分别设置施肥口，并分别有施肥管与各施肥口连接。每个施肥口处各安装一个外槽轮式排肥器，各外槽轮式排肥器的轴穿出肥料箱，轴上分别安装有第二至第四齿轮26、25、29，在肥料箱外壁上还装有第一齿轮31，各齿轮依次通过链条连接与第一变速箱33的输出轴连接。

与第一至第三肥料箱28、27、24连接的第一至第三施肥管10、11、12由深松铲9与镇压器13之间通于镇压器13下方，位于前侧的第一施肥管10至后侧的第三施肥管12其下端口的高度依次提高，并均向后侧弯曲并在此处形成弯管，使其下端口在运动方向上也依次向后，用以在不同的位置施加不同的肥料，从而实现精准施肥。本实施例中的具体结构为，所述第一施肥管10下部弯管的水平长度为3-5厘米；第二施肥管11下部的弯管的水平长度为15厘米左右；第三侧施肥管12下部弯管的水平长度为15厘米左右，其曲率小于第二施肥管11下部的弯管；第一施肥管10下管口与第二施肥管11下管口之间的垂直距离为8厘米，水平距离为14厘米；第二施肥管11下管口位于第一施肥管10下管口的上部和后部；第二施肥管11下管口与第三施肥管12下管口之间的垂直距离为8厘米，水平距离为14厘米；第三施肥管12下管口位于第二施肥管11下管口的上部和后部；播种机作业时，第三施肥管12的下管口距离地表下8-10厘米。

镇压器13后方，悬挂机架1与播种机架通过弹簧支架和插销连接，播种机架前部安装有精密排种机构，其后方依次安装有镇压轮19和耱21。

本实施例的精密排种机构，包括排种仓35，排种仓35上端为其进种口，且可以安装上盖，或者如本实施例所示，排种仓35的进种口连接种子箱23；排种仓35的下端设置有布种口43。排种仓35靠近圆盘开沟器15的前仓板为竖直的立板，其后仓板的下部逐渐向前仓板方向倾斜，前、后仓板在排种仓的下端形成布种口43。在后仓板的倾斜部分内侧设置有排种履带36。排种履带36的安装结构为：在排种仓35的侧壁上分别装有主动轴和从动轴，其主动轴能与外部的驱动机构连接。主动轴和从动轴上分别安装与排种履带配合的主动轮37和从动轮40。本实施例的排种履带36为环形履带，其内表面为平行排列的定位沟槽，定位沟槽的方向与排种履带36运行方向垂直，以方便根据种子的情况更换不同的履带。排种履带36上方的后仓板设置于其上方，以保证种子顺利导向布种口43。布种口43位于圆盘开沟器15的下端，嵌在圆盘开沟器15的两个开沟圆盘之间。

本实施例排种履带36的外表面上沿其运动方向设置有凹穴38，凹穴38的尺寸与种子的大小相适应，针对不同的种子，采用带有不同形状、尺寸凹穴的排种履带36，用以承载并输送种子。本实施例排种履带36上的一种凹穴38的边缘形状呈圆形，这种排种履带36适用于大豆或玉米播种。本实施例的凹穴38的形状还可以是椭圆形或其他形状。

本实施例的排种履带36上设置有沿其运动方向的至少一个凹穴列，本实施例中采用了一个凹穴列。本实施例中各凹穴38的底面呈弧形或底面为平面，其边缘与底面之间通过弧形面连接。

在同一凹穴列的各凹穴38之间有将各凹穴连接的卸种沟，卸种沟48沿排种履带36的运动方向形成封闭的环形。卸种沟的宽度窄于凹穴38的宽度，比如，圆形凹穴38的直径为15毫米、深度为7毫米，相邻两凹穴38之间的间隙为15-18厘米，凹穴38两侧与履带边缘的水平距离为1厘米。卸种沟48的宽度可以是4毫米，其沟深可以是7毫米；即卸种沟48的深度与凹穴38的深度相同。

在布种口43处，排种仓35的后仓板上安装有卸种梳41，卸种梳41包括向前伸出的一组梳条片42，梳条片42的数量及位置与卸种沟48的数量和位置对应，且在布种口43处嵌于卸种沟48中，排种履带转动时，凹穴38内一旦有没在重力作用下卸载下落的种子，当种子碰到梳条片42后，会在梳条片42的挤推作用下，被强制推出凹穴38卸载下落，确保播种效果。

在本实施例排种仓35的前仓板上，有补种仓47安装在排种仓35内，通过箍条和螺丝固定在前仓板的内侧面上，方便拆卸更换。补种仓47上端开口，且位于排种仓35的中部或下部，以保证种子进入到补种仓47内。补种仓47的下端口连接一组种子点补管39，种子点补管39的数量与凹穴列的数量相同。种子点补管39的下部平滑地向排种履带36弯折，每个种子点补管39的下管口正对排种履带36上的凹穴列，且与排种履带36外表面的间距为凹穴38深度的一半，从而使所补的种子能够准确地进入凹穴38中。

在种子点补管39的上方和下方分别设置有第二清种毛刷44和第一清种毛刷46。位于种子点补管39上方的第一清种毛刷46用于清除直接由排种仓35沿排种履带36下行，但未嵌入凹穴38内的多余的种子，而第二清种毛刷44用于进一步清除第一清种毛刷46未清除的多余的种子以及由种子点补管39送出的未嵌入凹穴38的种子。经过两级清理，能够保证种子的播种的颗粒数量。

另外，在本实施例各凹穴38的底部设置有反光片49，在每个种子点补管39下管口的下方固定反射式光电传感器45，从而监控凹穴38内是否有空穴的情况，以及时进行补种。

本实施例的镇压轮19位于耱21和排种仓35的布种口43之间，它安装在通过轴与播种机架连接的镇压轮架上，镇压轮架与机架之间有升降气缸，从而控制镇压轮的升降。

本实施例的悬挂机架上设置有电机，该电机的轴、排种履带36的主动轴、镇压轮轴上分别安装有第八齿轮17、第九齿轮18、第十齿轮20，镇压轮19的轴通过齿轮和链条与排种履带36的主动轴连接，并与第二变速箱22的输出轴连接，以驱动各部分转动。镇压轮19的轴一侧安装转速传感器，它通过处理器控制电机的转速，以保证播种速度、施肥速度与播种机行进的速度协调一致。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种联合精密播种机，包括悬挂机架，其特征是：悬挂机架下方由前向后依次设置有反曲剁刀、旋耕刀、深松铲、施肥机构、镇压器，镇压器的后面依次设置有排种机构、镇压轮和耱；其中，悬挂机架上设置有刀库安装架，所述的装有反曲剁刀的反曲剁刀刀库和装有旋耕刀的旋耕刀刀库分别通过各自的轴安装在刀库安装架的下端，反曲剁刀刀库或旋耕刀刀库的轴上或轴外设置有三棱切刀。

2.根据权利要求1所述联合精密播种机，其特征是：所述的施肥机构包括施肥箱，施肥箱分为前后至少两个施肥腔，每个施肥腔的下底与对应的施肥管连接，各施肥管的下端向后侧弯曲，由前向后，各施肥管的下管口的位置依次升高，弯曲部分依次加长。

3.根据权利要求1或2所述的联合精密播种机，其特征是：所述的三棱切刀呈长条状，三棱切刀由剁刀刀库或旋耕刀刀库的间隙穿过，并与剁刀刀库或旋耕刀刀库固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的联合精密播种机，其特征是：所述的深松铲与相邻两个旋耕刀刀库和旋耕刀刀片之间的间隙位置对应，并位于该两个旋耕刀刀片之间。

5.根据权利要求1或2所述联合精密播种机，其特征是：所述的排种机构，包括安装在悬挂机架上的排种仓，排种仓内设置有能与驱动机构连接的排种履带，排种履带的下部与布种口位置对应；所述的履带上沿履带的长度方向设置有至少一列凹穴，每组凹穴之间通过卸种沟连接，卸种沟沿排种履带的长度方向形成环形；凹穴宽度大于卸种沟的宽度，两者深度相同；排种履带下部设置有位于卸种沟内的梳条片，梳条片的远离卸种沟的一边固定在排种仓的后仓板内表面上。

6.根据权利要求5所述的履带凹穴贴地精密排种机，其特征是：排种仓内设置有补种仓，补种仓上端口位于排种仓中部或下部，补种仓下端的种子点补管通于履带下部。

7.根据权利要求6所述的履带凹穴贴地精密排种机，其特征是：所述的凹穴下底设置有反光片，种子点补管下方有相应的光电传感器。

8.根据权利要求5所述的履带凹穴贴地精密排种机，其特征是：相邻两列凹穴中，其中一列上的任一个凹穴的中心点与另一列上的凹穴间隙的中点位置对应。

9.根据权利要求5所述的履带凹穴贴地精密排种机，其特征是：有一组点补管与补种仓连接，点补管的数量与凹穴的列数相同，每个点补管的下端口分别与一列凹穴的位置对应，且与履带外表面的间距为凹穴深度的一半。

10.根据权利要求5所述的履带凹穴贴地精密排种机，其特征是：种子点补管的上方或下方设置有与履带表面接触的清种毛刷。

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