CN113179714A - 一种气流辅助式精量播种机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气流辅助式精量播种机，其包括精量排种装置与末端耕播装置，两者之间通过排种管连接；精量排种装置包括机箱，机箱内安装有压差式精量装置；机箱具备种舱与气舱，且机箱上安装有用于向气舱通入气流的入气管；压差式精量装置安装在气舱内；入气管注入的气流一方面使得压差式精量装置得以运行以使得种舱内的种子被排入排种管，另一方面进入排种管以辅助排种；末端耕播装置包括投种管与压种轮，压种轮用于对投种管投下的种子进行镇压。本发明通过气流辅助，减少了种子与投种管管壁的碰撞，且通过压种轮对投下的种子进行镇压使得种子落地后无法弹跳，在提升播种效率的同时保证了播种质量。

Description

一种气流辅助式精量播种机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种气流辅助式精量播种机。

背景技术

高速、高效是精量播种技术的发展趋势，高速条件下作业对播种机性能提出了更高的要求。随着作业速度的提高，播种机会因地表不平而振动加剧，由排种器排出的种子在经导种管输送的过程中极易与管壁发生碰撞，使原有粒距发生变化，导致作业后株距一致性变差，因此高效作业与作业质量往往不可兼得。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可实现高效播种且可保证耕播质量的气流辅助式精量播种机。

技术方案：为实现上述目的，本发明的气流辅助式精量播种机，其包括精量排种装置与末端耕播装置，两者之间通过排种管连接；

所述精量排种装置包括机箱，所述机箱内安装有压差式精量装置；

所述机箱具备种舱与气舱，且所述机箱上安装有用于向所述气舱通入气流的入气管；所述压差式精量装置安装在所述气舱内；所述入气管注入的气流一方面使得所述压差式精量装置得以运行以使得所述种舱内的种子被排入所述排种管，另一方面进入所述排种管以辅助排种；

所述末端耕播装置包括投种管与压种轮，所述压种轮用于对所述投种管投下的种子进行镇压。

进一步地，所述末端耕播装置还包括机座、用于在土地中开出种槽的开沟装置及用于对种槽进行覆土填埋的覆土装置；

所述投种管所投的种子落在所述开沟装置开出的沟槽内；所述压种轮位于所述开沟装置与所述覆土装置之间。

进一步地，所述压差式精量装置包括排种滚筒、泄压装置以及出种管，所述排种滚筒上形成有圆周阵列设置的吸附孔；所述排种滚筒的内部与大气连通，且所述排种滚筒的内外两侧仅通过所述吸附孔连通；所述出种管的入口端位于所述排种滚筒的外侧，所述泄压装置置于所述排种滚筒的内侧。

进一步地，所述种舱的底部具有种子流出口，所述压差式精量装置还包括倾斜设置的铺种板；所述铺种板倾斜设置，且其较高一端与所述种子流出口对接，其较低一端贴靠在所述排种滚筒的外壁上；所述铺种板上具有气孔；所述气管注入的气流分为两路，其中一路直接进入所述气舱，另一路经由所述铺种板上的气孔后进入所述气舱。

进一步地，所述开沟装置包括安装在所述机座上的两个圆盘开沟器以及两个对称设置在所述机座两侧的两个限深轮。

进一步地，所述限深轮通过第一调节机构安装在所述机座上。

进一步地，所述覆土装置通过第二调节机构安装在所述机座上。

进一步地，所述压种轮通过轮座安装在所述机座上；所述轮座相对于所述机座转动安装，且所述轮座与所述机座之间设置有拉簧。

有益效果：本发明的气流辅助式精量播种机中，入气管注入气舱的气流一方面使得所述压差式精量装置得以运行以使得所述种舱内的种子被排入所述排种管，另一方面进入所述排种管以辅助排种，高速气流不仅提升落种速度，且减少了种子与投种管管壁的碰撞，另外末端耕播装置的压种轮可对投种管投下的种子马上进行镇压以减少其弹跳，保证投种间距，在提升播种效率的同时保证了播种质量。

附图说明

附图1为气流辅助式精量播种机总体结构图；

附图2为精量排种装置的剖视结构图；

附图3为末端耕播装置的整体结构图；

附图4为末端耕播装置的剖视图；

附图5为第二调节机构的第一视角结构图；

附图6为第二调节机构的第二视角结构图；

附图7为第二调节机构的第三视角结构图；

附图8为附图3中A部分的放大结构图；

附图9为投种管与压种轮部分的结构图。

图中：A-精量排种装置；B-末端耕播装置；C-排种管；1-机座；11-指示刻度；12-容置槽；2-开沟装置；21-圆盘开沟器；22-限深轮；23-第一刮泥片；3-投种管；31-竖直延伸段；32-倾斜延伸段；4-压种装置；41-压种轮；42-轮座；43-拉簧；5-覆土装置；51-覆土轮；52-第二刮泥片；6-第一调节机构；61-第一转动架；62-调节螺杆；63-调节螺母座；631-轴部；64-标尺；65-指示件；7-第二调节机构；71-第二转动架；711-保持槽；712-长槽；713-阻挡部；714-弧形槽；715-停靠槽；72-弹性件；73-第三转动架；731-第一滑槽；732-第二滑槽；74-限位销；75-连杆；76-锁止螺钉；77-转动手柄；8-机箱；81-种舱；82-气舱；83-入气管；84-种子流出口；9-压差式精量装置；91-排种滚筒；911-吸附孔；92-泄压装置；921-泄压轮；93-出种管；94-铺种板；10-速度检测传感器；20-电动推杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的气流辅助式精量播种机，其包括精量排种装置A与末端耕播装置B，两者之间通过排种管C连接；

如附图2所示，所述精量排种装置A包括机箱8，所述机箱8内安装有压差式精量装置9；所述机箱8具备种舱81与气舱82，且所述机箱8上安装有用于向所述气舱82通入气流的入气管83；所述压差式精量装置9安装在所述气舱82内；所述入气管83注入的气流一方面使得所述压差式精量装置9得以运行以使得所述种舱81内的种子被排入所述排种管C，另一方面进入所述排种管C以辅助排种，气流流向如附图2中的箭头所示；

如附图3与附图4所示，所述末端耕播装置B包括机座1，所述机座1上安装有开沟装置2、投种管3、压种装置4以及覆土装置5，其中，开沟装置2用于在土地中开出种槽；投种管3用于向所述种槽内投入种子，排种管C与投种管3相互连接；压种装置4包括压种轮41，所述压种轮41用于镇压所述投种管3投入所述种槽内的种子；覆土装置5用于对种槽进行覆土填埋。

通过上述结构，由于排种管C与投种管3内通有气流，气流不仅提升落种速度，且减少了种子与投种管3管壁的碰撞，使得种子从投种管3的下端投出后其运动轨迹与最终落点的一致性较好，如此，种子落地后能被压种轮41马上进行镇压，以减少种子多余的弹跳，使得种子可等间距播种，播种质量高。

以下将对精量排种装置A与末端耕播装置B的结构进行详细介绍。

如附图2所示，上述精量排种装置A中，压差式精量装置9包括排种滚筒91、泄压装置92以及出种管93，所述排种滚筒91上形成有圆周阵列设置的吸附孔911；所述排种滚筒91的内部与大气连通，且所述排种滚筒91的内外两侧仅通过所述吸附孔911连通；所述出种管93的入口端位于所述排种滚筒91的外侧，所述泄压装置92置于所述排种滚筒91的内侧。泄压装置92主要包括压紧于排种滚筒91内壁的泄压轮921。

上述结构中，由于排种滚筒91置于气舱82内，且排种滚筒91的内部与大气连通，因此，排种滚筒91的内外两侧具有压差，排种滚筒91外的气体通过吸附孔911不断向排种滚筒91内部涌入，使得吸附孔911具有可吸附种子的吸附力，排种滚筒91在电机的作用下相对于机箱8转动，以带动被吸附的种子转移至出种管93的入口端位置，此时泄压轮921堵住吸附孔911的背侧，使得吸附孔911的吸力消失，吸附孔911所吸附的种子即脱离排种滚筒91进入出种管93，出种管93连接排种管C。本实施例中，排种滚筒91上具备4组圆周阵列设置的吸附孔911，对应地，所述出种管93与末端耕播装置B各有4组，如此可实现多路播种。

所述种舱81的底部具有种子流出口84，所述压差式精量装置9还包括倾斜设置的铺种板94；所述铺种板94倾斜设置，且其较高一端与所述种子流出口84对接，其较低一端贴靠在所述排种滚筒91的外壁上；所述铺种板94上具有气孔；所述气管83注入的气流分为两路，其中一路直接进入所述气舱82，另一路经由所述铺种板94上的气孔后进入所述气舱82。

采用上述结构，由于种舱81内的种子由种子流出口84流出并铺在铺种板94上形成一层种层，铺种板94的较低一端的种子与排种滚筒91的外壁接触，并逐渐被吸附孔911吸走。由于有一路气流经由铺种板94上的气孔后进入所述气舱82，气流可吹动铺种板94上的种子运动，使得种子在铺种板94上翻滚运动，如此种子的姿态可以不断改变，对于异形种子而言，其被吸附孔911吸走的概率会大大提升。

上述末端耕播装置B中，上述压种轮41为柔性轮，其轮毂部分与外轮圈部分均具有柔性，如此，压种轮41与地面接触时，通过自身的变形，外轮圈与地面的接触面积大，一方面压种轮41压到的区域变大了，投种管3投下的种子的落点有一定偏差也能被压住，另一方面，由于压种轮41的柔性，可以使其对地面的压力较为适宜，不会压坏种子，第三方面，外轮圈与地面的接触面积大可增大摩擦，压种过程中不会打滑导致种子位置变化。

优选地，为了使压种轮41的柔性更大，其轮毂部分具有镂空孔，且为了节约制造成本，其轮毂部分与外轮圈部分为一体成型，整体由同一种柔性材质制成。

如附图4所示，所述投种管3具有竖直延伸段31与倾斜延伸段32，所述倾斜延伸段32向后倾斜；如此，可使得投种管3中种子的落出方向朝着压种轮41与地面接触区域的前侧。优选地，在所述压种轮41的轴向上看，所述倾斜延伸段32的延伸方向与地面的交汇点在上述接触区域前端点的前侧，如此可确保投种管3投出的种子不会打到压种轮41上而导致更加无序的弹跳。

压种轮41通过轮座42安装在机座1上；轮座42相对于机座1转动安装，且轮座42与机座1之间设置有拉簧43，拉簧43的作用可使压种轮41始终与槽底接触，不会脱离土地，此外还可以提供压种力，保证压种效果。

此外，若种子在投种管3内进行自由落种，种子落种过程中会与投种管3的内壁频繁碰撞，导致种子投出时的方向不固定，这样会影响种子的落点，导致压种轮41可能压不到种子，为了解决上述问题，投种管3落种的同时管内通有气流，气流对种子起到加速作用，并使得种子的运动方向与投种管3的延伸方向基本保持一致，可大幅减少种子与管内壁的碰撞，如此最终种子从投种管3的下端射出时其运动轨迹比较固定，且落种点也较为一致，可保证播种的质量。

如附图3与附图4所示，所述开沟装置2包括两个对称设置的圆盘开沟器21，所述投种管3的所述投种管3具有置于两个所述圆盘开沟器21之间的部分。优选地，在俯视方向上，投种管3的最后端在圆盘开沟器21的最后端之前，如此，投种管3的出种口也在圆盘开沟器21的实时开沟范围内，可保证投出的种子有效落入种槽底部，不会出现种槽塌陷导致种子投放不到位的情形。

为了保证圆盘开沟器21所开沟槽深度的一致性，所述开沟装置2还包括限深轮22；所述限深轮22有两个，两个所述限深轮22分别置于所述机座1的两侧。限深轮22的轮宽较大，在同等条件下，限深轮22的可入土深度远小于圆盘开沟器21的可入土深度，如此，限深轮22可有效限制圆盘开沟器21的开沟深度，随着地面起伏，圆盘开沟器21所开出的沟槽深度较为一致。

此外，所述开沟装置2还包括作用于所述限深轮22的四周的第一刮泥片23，第一刮泥片23能防止限深轮22外轮面裹上泥土，使得有效轮径增大，导致圆盘开沟器21开出的沟槽深度变小。

为了保证种子刚落地即可被压种轮41压住，根据如下公式计算种子落点、投种管3投出的种子速度之间的关系：

其中：x-种子水平方向位移；y-投种管3的下端的离地高度；v-种子脱离投种管3末端时的速度；v₀-机座1的运行速度；β-种子脱离投种管3时的投射角；g-重力加速度。以上各参数的直观意义如附图9所示。

根据上述公式，可知，种子脱离投种管3末端时的速度v以及投射角β直接影响种子水平方向位移x，因此控制种子脱离投种管3末端时的速度v或投射角β即可控制种子的落点，使得落点更合理。基于此，在优选的实施例中，如附图9所示，可在投种管3的末端设置速度检测传感器10，并设置控制器，利用控制器如下两种方式控制种子的落点。

方法一：步骤一，根据预设的目标位移(即上述公式中x的目标值)以及上述公式计算种子的目标速度；步骤二，通过速度检测传感器10实时获取种子的实际脱离速度，并调整通过投种管3的气流流速，使得后续种子的实际脱离速度与所述目标速度的差值不超过预设范围。

方法二：将上述倾斜延伸段32设为硬管，其他部分设为软管，另外设置电动推杆20调节投种管3的倾斜延伸段32的倾斜角度(也即可调节投射角β)，且倾斜延伸段32的转轴位置为投种管3的末端，如此可维持上述公式中y的数值不变，电动推杆20连接控制器，控制器基于如下流程调节种子的落点：步骤一，通过速度检测传感器10实时获取种子的实际脱离速度；步骤二，将实际脱离速度与目标位移代入上述公式计算目标投射角；步骤三，根据目标投射角控制电动推杆20运转，使得倾斜延伸段32的倾斜角度与目标投射角相等；上述步骤二与步骤三循环运行，使得控制器可根据种子脱离投种管3末端时的实际速度实时调整种子的投射角，保证种子落点的一致性，使得种子刚落地经历很小的时间间隔即可被压种轮41压住。

上述覆土装置5包括两个对称设置的覆土轮51，两个所述覆土轮51均为倾斜设置，在前后方向上看，两个所述覆土轮51呈V字形布局。所述覆土装置5还包括作用于所述覆土轮51的四周的第二刮泥片52，第二刮泥片52能及时刮除覆土轮51四周裹上的泥土，以保证覆土效果。

优选地，为了使本申请之播种机能用于不同种子的播种，需要对开沟装置2的开沟深度以及覆土装置5的单位时间覆土量，因此，上述末端耕播装置B还包括第一调节机构6与第二调节机构7，限深轮22通过第一调节机构6安装在机架1上，覆土装置5通过第二调节机构7安装在机架1上。

所述第一调节机构6包括第一转动架61；所述第一转动架61相对于所述机座1转动连接，且两者的相对角度能被可控调节。

所述第二调节机构7包括第二转动架71；所述第二转动架71相对于所述机座1转动连接，且两者之间设置有弹性件72，所述弹性件72的预拉伸量能够被调节。本实施例中，弹性件72为弹簧，弹性件72一方面可保证覆土装置5与地面充分接触，随着机座1在田间的颠簸运动，覆土装置5不会脱离地面；另一方面，通过调节弹性件72的预拉伸量，实际作业中，第二转动架71与机座1之间的相对角度不同，如此可调节覆土装置5的单位时间覆土量，以改变覆土装置5的覆土性能。弹性件72的预拉伸量越大，弹性件72的初始有效刚度越大，其变形越困难，第二转动架71相对于所述机座1转动难度也越大，覆土装置5在田地中的作用深度也即越深，单位时间覆土量也即越大，反之，弹性件72的预拉伸量越小，覆土装置5作用深度也即越浅，单位时间覆土量也即越小。

具体地，如附图5所示，所述第二转动架71上安装有转动手柄77，所述弹性件72的两端分别连接所述机座1以及所述转动手柄77；所述第二转动架71上具备多个供所述转动手柄77停靠的保持槽711；所述转动手柄77停靠在不同所述保持槽711内时，其与所述第二转动架71的相对角度均不相同。通过上述结构，当手柄77停靠在不同的保持槽711内，弹性件72的预拉伸量都不相同，如此，弹簧的初始刚度不同。手柄77停靠至不同的保持槽711内，相当于切换至不同档位，如附图5所示，图中有5个保持槽711，也就有5个档位。

为了方便操纵手柄77运动，使其切换至不同的档位，所述第二转动架71上形成有供所述手柄72在内运动的长槽712，所有所述保持槽711交错设置在所述长槽712的两侧，即：将长槽712的两侧记作第一侧与第二侧的话，每相邻两个保持槽711，其中一个保持槽711置于长槽712的第一侧，另一个保持槽711置于长槽712的第二侧，如此可保证保持槽711排列的紧凑性，使得保持槽711的排列间距不受限于转动手柄77的宽度。切换档位时，先将操纵手柄77从其当前所在的保持槽711内移出，再使操纵手柄77沿着长槽712运动至目标保持槽711所在位置，最后使操纵手柄77停靠至目标保持槽711。

所述保持槽711的靠近所述机座1的一端设置有阻挡部713，由于转动手柄77受到弹性件72的拉力作用，其一直靠在弹性件72的靠近所述机座1的一端，如此阻挡部713可防止所述转动手柄77脱出所述保持槽711。

由于转动手柄77在不同档位时，实际作业时，第二转动架71与机座1的之间的相对角度不一样，为了避免两者相对角度对覆土装置5的覆土效果的影响，优选地，所述第二调节机构7还包括第三转动架73，所述覆土装置5安装在所述第三转动架73上；所述第三转动架73转动安装在所述第二转动架71上，且两者之间的相对角度能够可靠调节。

具体地，如附图6与附图7所示，所述第三转动架73上安装有限位销74，所述第二转动架71上形成有弧形槽714，所述弧形槽714的侧边具备多个停靠槽715，停靠槽715的数量与上述保持槽711的数量一致，各保持槽711与转动手柄77的各档位一一对应；当所述限位销74嵌入至不同的所述停靠槽715时，所述第二转动架71与所述第三转动架73之间的相对角度均不相同。所述第三转动架73上安装有连杆75；所述限位销74固定在所述连杆75的一端，所述连杆75的另一端设置有锁止螺钉76；所述第三转动架73上形成有分别供所述限位销74以及所述锁止螺钉76在内滑动的第一滑槽731与第二滑槽732。

通过上述结构，当转动手柄77切换至不同档位，对应地将限位销74嵌入对应的保持槽711，可使得作业时覆土装置5的朝向正确，保证覆土效果。当需要调整第三转动架73的角度时，首先拧松锁止螺钉76；然后使连杆75整体相对于第三转动架73平移，此时锁止螺钉76与限位销74分别在第一滑槽731与第二滑槽732内滑动；再然后，扳动第三转动架73相对于第二转动架71旋转使限位销74到达目标保持槽711的所在位置，此时，限位销74在弧形槽714内运动；最后，使连杆75整体相对于第三转动架73平移以将限位销74嵌入至目标保持槽711，并拧紧锁止螺钉76。

上述第一调节机构6还包括相对于所述机座1转动安装的调节螺杆62以及与所述调节螺杆62配合使用的调节螺母座63；所述调节螺母座63具备轴部631，所述第一转动架61上具备供所述轴部631在其内运动的条形槽611。通过该结构，通过调节螺杆62可驱动第一转动架61相对于机座1转动，以调节限深轮22的高低位置，如此可限制开沟装置所开出沟槽的深度。调节螺杆62上固定有旋转把手以方便操作。

为了方便用户调节限深轮22的高低位置，如附图3与附图4所示，所述第一调节机构6还包括标尺64，所述标尺沿着所述调节螺杆62的轴向延伸，其一端连接所述调节螺母座63，其另一端安装有指示件65，所述机座1上具备指示刻度11，所述所述调节螺母座63的运动，所述指示件65能够沿着所述指示刻度11运动。本实施例中，如附图8所示，指示件65为销轴，机座1上形成有容置槽12，销轴可在容置槽12内滑动，指示刻度11为形成在容置槽12一侧的多个尖顶凹陷部。如此，用户转动调节螺杆62时可根据指示件65所在刻度位置获知限深轮22的高低位置，调节更精确，不需要依赖经验或反复试错进行调节。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种气流辅助式精量播种机，其特征在于，其包括精量排种装置(A)与末端耕播装置(B)，两者之间通过排种管(C)连接；

所述精量排种装置(A)包括机箱(8)，所述机箱(8)内安装有压差式精量装置(9)；

所述机箱(8)具备种舱(81)与气舱(82)，且所述机箱(8)上安装有用于向所述气舱(82)通入气流的入气管(83)；所述压差式精量装置(9)安装在所述气舱(82)内；所述入气管(83)注入的气流一方面使得所述压差式精量装置(9)得以运行以使得所述种舱(81)内的种子被排入所述排种管(C)，另一方面进入所述排种管(C)以辅助排种；

所述末端耕播装置(B)包括投种管(3)与压种轮(41)，所述压种轮(41)用于对所述投种管(3)投下的种子进行镇压。

2.根据权利要求1所述的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述末端耕播装置(B)还包括机座(1)、用于在土地中开出种槽的开沟装置(2)及用于对种槽进行覆土填埋的覆土装置(5)；

所述投种管(3)所投的种子落在所述开沟装置(2)开出的沟槽内；所述压种轮(41)位于所述开沟装置(2)与所述覆土装置(5)之间。

3.根据权利要求1所述的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述压差式精量装置(9)包括排种滚筒(91)、泄压装置(92)以及出种管(93)，所述排种滚筒(91)上形成有圆周阵列设置的吸附孔(911)；所述排种滚筒(91)的内部与大气连通，且所述排种滚筒(91)的内外两侧仅通过所述吸附孔(911)连通；所述出种管(93)的入口端位于所述排种滚筒(91)的外侧，所述泄压装置(92)置于所述排种滚筒(91)的内侧。

4.根据权利要求3所述的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述种舱(81)的底部具有种子流出口(84)，所述压差式精量装置(9)还包括倾斜设置的铺种板(94)；所述铺种板(94)倾斜设置，且其较高一端与所述种子流出口(84)对接，其较低一端贴靠在所述排种滚筒(91)的外壁上；所述铺种板(94)上具有气孔；所述气管(83)注入的气流分为两路，其中一路直接进入所述气舱(82)，另一路经由所述铺种板(94)上的气孔后进入所述气舱(82)。

5.根据权利要求2所述的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述开沟装置(2)包括安装在所述机座(1)上的两个圆盘开沟器(21)以及两个对称设置在所述机座(1)两侧的两个限深轮(22)。

6.根据权利要求6所述的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述限深轮(22)通过第一调节机构(6)安装在所述机座(1)上。

7.根据权利要求2所述的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述覆土装置(5)通过第二调节机构(7)安装在所述机座(1)上。

8.根据权利要求2所示的气流辅助式精量播种机，其特征在于，所述压种轮(41)通过轮座(42)安装在所述机座(1)上；所述轮座(42)相对于所述机座(1)转动安装，且所述轮座(42)与所述机座(1)之间设置有拉簧(43)。

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