CN113748799A - 一种播种装置及播种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种播种装置及播种方法，涉及农业种植领域；该播种装置包括：排种器，用于将种子排放至导种管中；导种管，用于接收从排种器中排放的种子并播种，所述导种管具有入口端和出口端，其中所述入口端与所述排种器连接；覆膜机构，用于将低粘度溶液包覆在种子表面，以使从所述导种管出口端落下的种子成为包液种子。本申请实施例在实际使用时，覆膜机构的设置使得种子表面形成一定厚度的低粘度液膜，当包裹液膜的种子在与种沟土壤发生碰撞时，种子表面液膜能够吸收或缓冲部分能量，抑制种子的落地弹跳和滚动。

Description

一种播种装置及播种方法

技术领域

本发明涉及农业种植领域，具体是一种播种装置及播种方法。

背景技术

现代农业向着高精度、高效率的方向发展，尤其是高速精密播种技术。高速精密播种是指在高速作业（8-12 km/h及以上）条件下，根据农艺要求，将确定数量的种子，按照固定的行距、粒距和深度播入土壤并准确定位的过程，其主要目的是提高粒距、行距均匀性及播深一致性，为种子创造均匀一致的生长环境，而精量排种系统是实现高速精密播种的基础。

现有对精量排种系统的研究主要集中在充种排种、导种输种等装置的结构与控制方法方面，虽然已经能够在播种机构内对种子实现单粒精量取种、平稳运移输送，但随着种子离开导种输种机构，脱离约束并自由下落，会与种沟土壤发生碰撞而产生无规则的弹跳，最终使种子落地位置失去控制，抵消充种排种、导种输种、播深控制等机构的作用。随着播种作业速度的进一步提高，这一问题也更加凸显，已成为高速精密播种领域亟待解决的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种播种装置及播种方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种播种装置，包括：

排种器，用于将种子排放至导种管中；

导种管，用于接收从排种器中排放的种子并播种，所述导种管具有入口端和出口端，其中所述入口端与所述排种器连接；

覆膜机构，用于将低粘度溶液包覆在种子表面，以使从所述导种管出口端落下的种子成为包液种子。

在进一步的方案中：所述导种管内还设置有毛刷轮，所述毛刷轮布设在靠近所述导种管入口端的位置上并由变频电机驱动。

在进一步的方案中：所述毛刷轮由柔性材料制作而成。

在进一步的方案中：所述导种管内还设置有疏水材料，所述疏水材料布设在所述导种管的出口端内壁上。

在进一步的方案中：所述导种管的横截面为U型，其中U型的圆弧面作为种子的滑落面，所述导种管的入口端呈直线状，导种管的出口端呈抛物线状，入口端和出口端之间为光滑过渡连接。

在进一步的方案中：所述覆膜机构包括：

液箱，用于存储低粘度溶液；

喷液单元，用于抽取液箱中的低粘度溶液并喷洒至种子表面；

控制单元，用于控制所述喷液单元。

在进一步的方案中：所述喷液单元包括微型泵、输液管和喷头，所述喷头伸入到导种管中，由微型泵对液箱中的低粘度溶液进行抽取，低粘度溶液经由输液管的输送从喷头中喷出。

在进一步的方案中：所述控制单元包括电磁阀、传感器和单片机，所述电磁阀安装在输液管上，当所述传感器感应到种子时，将数字信号传送至单片机，再由单片机控制电磁阀打开，向种子喷射低粘度溶液。

一种播种方法，包括以下步骤：

确定种子外形尺寸参数；

根据种子的外形尺寸确定毛刷轮的间隙和导种管的尺寸；

根据种子类型和种植农艺要求确定施水量、溶质类型和溶液浓度；

利用覆膜机构使导种管中的种子覆膜成型并播种。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

本申请实施例在实际使用时，覆膜机构的设置使得种子表面形成一定厚度的低粘度液膜，当包裹液膜的种子在与种沟土壤发生碰撞时，种子表面液膜能够吸收或缓冲部分能量，抑制种子的落地弹跳和滚动；另外能够在种子引导输送过程中对种子的运动进行约束，使种子能够沿导种管U型截面滑落而不是无规则的运动，减少了种子在导种管中的碰撞，保证了导种过程中的粒距均匀性；总结来说，主动毛刷轮式种子表面液膜成型机构及种子防碰撞弹跳作业方法可操作性强，对种子在引导输送和落地瞬间两个过程进行种子运动约束，提高种子的均匀性，解决了种子引导输送和落地瞬间的种子无序碰撞、弹跳和滚动等问题。

附图说明

图1为本申请实施例中播种装置的结构示意图。

图2为本申请实施例中导种管的横截面示意图。

图3为本申请实施例中毛刷轮的传动结构示意图。

图4为本申请实施例中毛刷轮的结构示意图。

图5为本申请实施例中种子滑落实验的示意图。

图6为本申请实施例中种子液膜成型的控制原理图。

图7为本申请实施例中播种方法的流程示意图。

附图标记注释：1-排种器、2-毛刷轮、3-种子、4-导种管、5-疏水材料、6-种沟、7-包液种子、8-喷头、9-电磁阀、10-传感器、11-单片机、12-输液管、13-微型泵、14-液箱。

具体实施方式

以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

请参阅图1-4，本申请的一种实施例中，一种播种装置，包括：

排种器1，用于将种子排放至导种管4中；

导种管4，用于接收从排种器1中排放的种子并播种，所述导种管4具有入口端和出口端，其中所述入口端与所述排种器1连接，；

覆膜机构，用于将低粘度溶液包覆在种子3表面，以使从所述导种管4出口端落下的种子成为包液种子7。

可以理解的，本申请实施例在实际运行时，排种器1中的种子3被排放至导种管4中，而后由覆膜机构对种子3进行覆膜处理，形成包液种子7，当包液种子7与种沟6的土壤发生碰撞时，种子表面的液膜能够吸收或缓冲部分能量，抑制种子的落地弹跳和滚动，从而解决了现有技术存在的问题。

在本实施例的一种情况中，所述导种管4内还设置有毛刷轮2，所述毛刷轮2布设在靠近所述导种管4入口端的位置上并由变频电机驱动，运行时，由变频电机驱动毛刷轮2转动，从而避免种子抱团。

进一步的，所述毛刷轮2由柔性材料制作而成。

在本实施例的一种情况中，所述导种管4内还设置有疏水材料5，所述疏水材料5布设在所述导种管4的出口端内壁上，能够很好的配合包液种子7使用。

在本实施例的一种情况中，所述导种管4的横截面为U型，其中U型的圆弧面作为种子3的滑落面，所述导种管4的入口端呈直线状，导种管4的出口端呈抛物线状，入口端和出口端之间为光滑过渡连接，从而可以在运输过程中对种子3的运动进行约束，使其沿着圆弧面滑动，而不是无规则的运动，减少了种子3在导种管4中的碰撞，保证了导种过程中的粒径均匀性。

请参阅图1和图6，本申请的一种实施例中，所述覆膜机构包括：

液箱14，用于存储低粘度溶液；

喷液单元，用于抽取液箱14中的低粘度溶液并喷洒至种子3表面；

控制单元，用于控制所述喷液单元。

可以理解的，本申请实施例在实际运行时，由控制单元对喷液单元进行控制，从而完成种子的覆膜作业。

在本实施例的一种情况中，所述喷液单元包括微型泵13、输液管12和喷头8，所述喷头8伸入到导种管4中，由微型泵13对液箱14中的低粘度溶液进行抽取，低粘度溶液经由输液管12的输送从喷头8中喷出。

在本实施例的一种情况中，所述控制单元包括电磁阀9、传感器10和单片机11，所述电磁阀9安装在输液管12上，当所述传感器10感应到种子时，将数字信号传送至单片机11，再由单片机11控制电磁阀9打开，向种子喷射低粘度溶液。

请参阅图5和图7，本申请的一种实施例中，一种播种方法，包括以下步骤：

S10，确定种子外形尺寸参数；

S20，根据种子的外形尺寸确定毛刷轮2的间隙和导种管4的尺寸；

S30，根据种子类型和种植农艺要求确定施水量、溶质类型和溶液浓度；

S40，利用覆膜机构使导种管4中的种子覆膜成型并播种。

在本实施例的一种情况中，所述S10的具体方法为：根据所选种子的类型，采用抽样测量的方法，测定1000种子三个相互垂直的轴向尺寸，剔除明显异常数据后，确定种子的外形尺寸参数，即长(a)、宽(b)、高(c)，其中a≥b≥c。

在本实施例的一种情况中，所述S20的具体方法为：

S201,根据确定的种子最小尺寸c，保证毛刷轮的间隙不大于种子的最小尺寸c的前提下，确定毛刷轮的间隙；

S202,根据确定的种子最大尺寸a，保证导种槽椭圆形的短轴和长半轴均不小于种子的最大尺寸的前提下，确定导种槽椭圆形短和长半轴。

在本实施例的一种情况中，所述S30的具体方法为：

S301,根据播种区域的实时土壤含水量x，结合种子落地不发生弹跳时土壤含水率y，利用公式z=(y-x)*干土质量，确定所需施水量z;其中干土质量是根据不同作物种植的粒距要求，选取边长为粒距的土方，烘干后称重得到的;

S302,根据种子类型和种植农艺要求，选择溶质类型（液体肥、营养剂、除虫/草剂），多种溶质的还需确定不同溶质的含量配比;

S303,根据步骤S301中确定的所需施水量和步骤S302中确定的溶质类型及含量配比，确定喷施溶液的浓度，即对溶质进行稀释直到所需浓度。

其中S303中溶液溶度采用种子滑落实验来确定，具体为：

S3031,根据需要配置一定黏度梯度的溶液，将一定量淀粉缓慢加入沸水中，并不断进行搅拌，待淀粉全部溶入水中后，继续沸腾3分钟，静置并冷却到室温，倾斜容器取上层清液即得低粘度溶液（如：0.5%-5%的淀粉溶液）；

S3032,采用抽样测量的方法，在倾斜角度为α的倾斜板上滴入适当的步骤S301中配好的低粘度溶液，在倾斜板顶端释放种子进行种子滑落试验，利用高速摄像系统与视频分析技术，观察种子与低粘度液体接触及掉落的整个运动过程，确定种子离开倾斜板并掉落后，使种子表面液膜稳定成型的溶液黏度。

在本实施例的一种情况中，所述S40的具体方法为：

S401，采用步骤S30中已确定黏度的溶液，通过单片机11中改变液体流量（即电磁阀9的开度），利用高速摄像系统与视频分析技术，确定种子表面达到所需液膜厚度时的电磁阀开度；

S402，将步骤S401中所确定的电磁阀9的开度添加到单片机11中，利用传感器10识别通过的种子，并将种子信号传给单片机10，单片机10接收到种子信号后，结合预先设定的电磁阀开度，通过输出PWM调制信号控制电磁阀9开闭，完成种子表面的液膜成型，然后利用导种管4播种。

本申请实施例在实际使用时，覆膜机构的设置使得种子表面形成一定厚度的低粘度液膜，当包裹液膜的种子在与种沟土壤发生碰撞时，种子表面液膜能够吸收或缓冲部分能量，抑制种子的落地弹跳和滚动；另外能够在种子引导输送过程中对种子的运动进行约束，使种子能够沿导种管U型截面滑落而不是无规则的运动，减少了种子在导种管中的碰撞，保证了导种过程中的粒距均匀性；总结来说，主动毛刷轮式种子表面液膜成型机构及种子防碰撞弹跳作业方法可操作性强，对种子在引导输送和落地瞬间两个过程进行种子运动约束，提高种子的均匀性，解决了种子引导输送和落地瞬间的种子无序碰撞、弹跳和滚动等问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种播种装置，其特征在于，包括：

排种器，用于将种子排放至导种管中；

导种管，用于接收从排种器中排放的种子并播种，所述导种管具有入口端和出口端，其中所述入口端与所述排种器连接；

覆膜机构，用于将低粘度溶液包覆在种子表面，以使从所述导种管出口端落下的种子成为包液种子。

2.根据权利要求1所述的播种装置，其特征在于，所述导种管内还设置有毛刷轮，所述毛刷轮布设在靠近所述导种管入口端的位置上并由变频电机驱动。

3.根据权利要求2所述的播种装置，其特征在于，所述毛刷轮由柔性材料制作而成。

4.根据权利要求3所述的播种装置，其特征在于，所述导种管内还设置有疏水材料，所述疏水材料布设在所述导种管的出口端内壁上。

5.根据权利要求4所述的播种装置，其特征在于，所述导种管的横截面为U型，其中U型的圆弧面作为种子的滑落面，所述导种管的入口端呈直线状，导种管的出口端呈抛物线状，入口端和出口端之间为光滑过渡连接。

6.根据权利要求5所述的播种装置，其特征在于，所述覆膜机构包括：

液箱，用于存储低粘度溶液；

喷液单元，用于抽取液箱中的低粘度溶液并喷洒至种子表面；

控制单元，用于控制所述喷液单元。

7.根据权利要求6所述的播种装置，其特征在于，所述喷液单元包括微型泵、输液管和喷头，所述喷头伸入到导种管中，由微型泵对液箱中的低粘度溶液进行抽取，低粘度溶液经由输液管的输送从喷头中喷出。

8.根据权利要求7所述的播种装置，其特征在于，所述控制单元包括电磁阀、传感器和单片机，所述电磁阀安装在输液管上，当所述传感器感应到种子时，将数字信号传送至单片机，再由单片机控制电磁阀打开，向种子喷射低粘度溶液。

9.一种播种方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定种子外形尺寸参数；

根据种子的外形尺寸确定毛刷轮的间隙和导种管的尺寸；

根据种子类型和种植农艺要求确定施水量、溶质类型和溶液浓度；

利用覆膜机构使导种管中的种子覆膜成型并播种。

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