CN113940175A - 一种育种试验用风路气路系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精量排种控制设备领域，尤其是一种育种试验用风路气路系统及其操作方法，其包括风路系统及气路系统；风路系统包括风机、三通管及主梁风管，其上连通清种桶风管和吸种腔风管，吸种腔风管与排种器的负压气室连通，清种桶风管的一端与清种桶的清种口连接口连通；气路系统包括空压机、储气罐、落种电磁阀、落种气缸、清种电磁阀及清种气缸，落种气缸与储气罐连通并由落种电磁阀控制，清种气缸与储气罐连通并由清种电磁阀控制。本发明采用拖拉机驱动风路系统，进而由风路系统驱动气路系统，能够实现风路系统、气路系统与设备行进的同步启停；实现对多个预落种存种桶和排种器的同时控制，保证不同播种单体的动作同步性。

Description

一种育种试验用风路气路系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及精量排种控制设备领域，尤其是一种育种试验用风路气路系统及其操作方法。

背景技术

作物育种试验过程中，需要采用精量播种的方式，在较短的行走距离之内播下少量的种子，之后在后续的区域内定量播种另一品种的种子，并重复进行上述过程。而目前大田的播种机难以实现育种试验的不混种、精准播种的要求，因此需要对排种器进行结构改进以及精确控制。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种育种试验用风路气路系统及其操作方法，其采用的技术方案如下：

一种育种试验用风路气路系统，包括风路系统、气路系统、清种桶；

风路系统包括依次连接的风机、三通管及主梁风管，主梁风管为中空管体，其上连通清种桶风管和吸种腔风管，吸种腔风管与排种器的负压气室连通，清种桶风管的一端与清种桶的清种口连接口连通，清种桶的风管连接口与排种器的清种腔连通；

气路系统包括空压机、储气罐、预落种气缸、落种电磁阀、落种气缸、清种电磁阀及清种气缸，落种气缸与储气罐连通并由落种电磁阀控制，清种气缸与储气罐连通并由清种电磁阀控制；

空压机通过皮带传动机构与风机相连，并由风机驱动；

预落种存种桶中种子的下落由预落种气缸控制，所述预落种气缸与储气罐连通并由预落种电磁阀控制，预落种存种桶与排种器的备种仓连通，备种仓与清种腔之间设置充种腔。

在上述方案的基础上，所述储气罐与空压机之间连接气压调节阀。

优选地，三通管上设置风压报警器，储气罐与落种电磁阀和清种电磁阀之间设置低压报警器。

优选地，还包括用于容置即将播种的种子的预落种存种桶，所述预落种存种桶中种子的下落由预落种气缸控制，所述预落种气缸与储气罐连通并由预落种电磁阀控制。

在上述方案的基础上，所述预落种气缸连接预落种节流阀。

优选地，预落种气缸的数量为多个，并联后由预落种电磁阀控制。

优选地，落种电磁阀和清种电磁阀分别通过气路块连通落种气缸和清种气缸，落种气缸和清种气缸的数量分别为多个。

优选地，所述三通管与主梁风管的连通口的数量为多个。

优选地，落种气缸及清种气缸上分别设置磁感应传感器。

一种上述的排种器用风路气路系统的操作方法，包括依次进行的准备动作和循环动作，准备动作包括：

S1-1.将待播种的种子放入预落种存种桶；

S1-2.预落种电磁阀控制预落种气缸动作，使种子从预落种存种桶中落入备种仓，备种仓与充种腔互不连通；

S1-3.预落种气缸再次动作，截断预落种存种桶与排种器之间的通道，再将下一小区待播种的种子放入预落种存种桶；

循环动作包括：

S2-1.清种电磁阀控制清种气缸动作，连通充种腔与清种腔，清除充种腔与清种腔中的种子；清除完毕后清种气缸再次动作，隔断充种腔与清种腔；

S2-2.排种器距离播种小区一定间隔时，落种电磁阀控制落种气缸动作，使种子由备种仓进入充种腔，进而进入播种机构进行播种；

S2-3.预落种电磁阀控制预落种气缸动作，使种子从预落种存种桶中落入备种仓，备种仓与充种腔互不连通；

S2-4.预落种气缸再次动作，截断预落种存种桶与排种器之间的通道，再将下一小区待播种的种子放入预落种存种桶；

S2-5.重复步骤S2-1至S2-4，进行多个小区的多品种连续播种。

本发明的有益效果为：(1)采用播种机的拖拉机驱动风路系统，进而由风路系统驱动气路系统，从而不需要外接驱动装置，并且能够实现风路系统、气路系统与播种机行进的同步启停；(2)通过气路系统和风路系统完成对排种器的控制及清种，有效避免不同品种的种子发生混杂；(3)实现对多个预落种存种桶和排种器的同时控制，从而保证播种过程中不同播种单体的动作同步性，精确控制播种位置和播种区域；(4)通过低压报警器和风压报警器即时反馈并调节气路系统的运行状态，提高播种效率和播种质量。

附图说明

图1：本发明气路系统原理图；

图2：本发明风路系统原理图；

图3：本发明风路系统与气路系统传动结构示意图；

图4：本发明所适配的排种器结构示意图；

图5：排种器结构爆炸图；

图6：排种器内部结构剖视图；

图7：排种器清种隔板落下状态示意图；

图8：排种器清种隔板升起状态示意图；

图9：清种筒结构示意图；

图10：预落种存种桶闭合状态示意图；

图11：预落种存种桶开启状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或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中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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发明的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明所公开的气路系统及风路系统适配的排种器结构如图4至图6所示，包括壳体31、排种盘32、充种管33、落种气缸142及清种气缸152，所述排种盘32可转动地设置在壳体31内，且排种盘32上设置用于吸附种子的通孔，壳体31内设置充种腔34、负压气室35、运种腔36及清种腔37，充种管33与充种腔34相连，其间设置由落种气缸142控制的充种隔板331，充种管33与充种隔板331围合形成备种仓，预落种存种桶5与排种器3的备种仓连通，备种仓与清种腔37之间设置充种腔34，负压气室35与运种腔36对应设置，负压气室35内填充负压，运种腔36与充种腔34连通，充种腔34与清种腔37之间设置由清种气缸152控制的清种隔板39，清种腔37连接清种口38。排种时种子由预落种存种桶5排入充种管33即备种仓，落种气缸142带动充种隔板331动作，使种子排入充种腔34，种子全部排入后落种气缸142再次动作，从而将后续的其他组或其他品种的种子隔绝在充种隔板331上方，防止不同组或不同品种的种子在充种腔34内发生混种。排种盘32转动时，种子在负压气室35中负压的作用下，吸附在排种器32的通孔上，并跟随排种盘32在运种腔36内移动，移动至超出负压气室35的范围后，种子失去吸附力后从排种盘32上落下并进入后续播种机构。播种完成后，清种气缸152带动清种隔板39动作，动作前后结构状态如图7及图8所示，使充种腔34与清种腔37连通，通过清种口38的负压作用，将充种腔34内的剩余种子经清种腔37排出。而清种气缸152带动清种隔板39打开后，由于充种腔34内的种子被清空，而排种盘32保持连续运转，因此排种盘32存在空转阶段，并不带起种子进入到后续播种机构，从而在不同组的播种区域之间形成播种间隔。

本发明风路系统、气路系统及清种桶4，风路系统如图2所示，包括依次连接的风机21、三通管22及主梁风管23，风机21由拖拉机输出轴带动，并产生负压环境，三通管22上设置用以检测压力的风压报警器211。主梁风管23为中空管体，三通管22与主梁风管23的连通口的数量为多个。主梁风管23上连通清种桶风管231和吸种腔风管232，吸种腔风管232与排种器3的负压气室35连通，为负压气室35提供负压。如图2及图9所示，清种桶风管231的一端与清种桶41的清种口连接口43连通，清种桶41的风管连接口42与排种器3的清种腔37通过清种口38连通，并为清种腔37提供负压，清种后排出的多余种子排至清种桶41中，等待集中回收。连通清种桶风管231和吸种腔风管232的数量相同且均可以为多个，从而同时控制多个排种器3。

气路系统如图1所示，包括空压机111、储气罐114、落种电磁阀141、落种气缸142、清种电磁阀151及清种气缸152，如图3所示，空压机111通过皮带传动机构与风机21相连，并由风机21驱动，从而能够实现在拖拉机的带动作用下气路系统和风路系统的同步运行，并且不需要增加额外的驱动设备，降低设备成本、节约设备空间。空压机111运转时连接润滑油壶112。空压机111经单向阀113连接储气罐114，储气罐114与空压机111之间连接气压调节阀121，当储气罐114的气压达到额定压力时，空压机111自动空转，停止对储气罐114充气；当储气罐114的压力低于一定压力时，空压机111继续向储气罐114供气，保证足够气压，使气缸动作到位、避免混种。储气罐114经过调压过滤器122及低压报警器123，与预落种电磁阀131、落种电磁阀141及清种电磁阀151连接，调压过滤器122用于调整气路压力，对储气罐114内的气体进行油水分离，防止气路中的水分造成电磁阀内部零部件上锈等损坏。当储气罐114内气体压力低于报警值后，低压报警器123进行报警，从而便于操作人员及时排除故障，减少因为作业状态不佳造成混种，避免品种报废。

预落种电磁阀131连接并控制预落种气缸132，如图10所示为预落种存种桶5的一种结构，包括桶体和落种漏斗，落种漏斗内盛放即将播种的种子，落种漏斗下方为通孔，图10所示为闭合状态，预落种气缸132带动落种漏斗底部通孔离开桶体底部时，种子通过桶体底部的漏孔落入排种器3的充种管33，此时预落种存种桶5为图11所示状态。优选地，预落种气缸132连接预落种节流阀，通过调节预落种节流阀控制落种漏斗的下落速度，防止下落过快使落种漏斗与桶体磕碰，从而造成损伤。预落种气缸132的数量为多个，并联后由预落种电磁阀131控制，从而实现对多个预落种存种桶5的同步控制。

落种气缸142与储气罐114连通并由落种电磁阀141控制，清种气缸152与储气罐114连通并由清种电磁阀151控制。通过控制预落种电磁阀131、落种电磁阀141及清种电磁阀151，使预落种气缸132、落种气缸142及清种气缸152按照动作顺序和时间间隔依次动作，防止不同组或不同品种的种子发生混种。具体地，落种电磁阀141和清种电磁阀151通过气路块连通落种气缸142和清种气缸152，落种气缸142和清种气缸152的数量分别为多个，从而同时控制多个排种器3的气缸的动作，使不同排种器3的动作同步，保证播种机上的多个播种单体同步动作，满足小田播种的位置精确性要求。优选地，落种气缸142及清种气缸152上分别设置磁感应传感器，用以检测并传递气缸的动作及状态，保证气缸按照预设动作进行操作，防止气缸动作失误造成种子混种。如图1中的方案，气路块包括串联设置的第一气路块161和第二气路块162，每个气路块分别连接2个落种气缸142和2个清种气缸152，气路系统共控制4个排种器3动作，因此风路系统中清种桶风管231和吸种腔风管232的数量也对应地分别设置4个。根据实际生产需要，可以通过增加气路块的方式增加同时控制的排种器3的数量，满足不同的生产要求。

一种上述的育种试验用风路气路系统的操作方法，包括依次进行的准备动作和循环动作，准备动作包括：

S1-1.将待播种的种子放入预落种存种桶5；

S1-2.预落种电磁阀131控制预落种气缸132动作，使种子从预落种存种桶5中落入备种仓，此时充种隔板331隔档在备种仓与充种腔34之间，备种仓与充种腔34互不连通；

S1-3.预落种气缸132再次动作，截断预落种存种桶5与排种器3之间的通道，再将下一小区待播种的种子放入预落种存种桶5。

准备动作依次完成后进行循环动作，循环动作包括：

S2-1.排种器3进入小区前，向清种电磁阀151发出控制信号，清种电磁阀151控制清种气缸152动作，连通充种腔34与清种腔37，清除充种腔34与清种腔37中的种子，保证排种器3的充种腔34内没有残留的种子或其他物体，避免混种。清除完毕后清种气缸152再次动作，隔断充种腔34与清种腔37。

播种过程中，每个小区达到播种量后清种电磁阀151控制清种气缸152动作，由风路系统将排种器3内剩余的种子排至清种桶41中。上述达到播种量，是指已经播种的种子与排种盘32上吸附的种子的总数已经满足该小区的计划播种量。在清种气缸152动作后，如上文所述，排种盘32存在空转阶段，从而生成相邻小区之间的间隙，且通过调整拖拉机速度、落种气缸142再次动作的时间等参数，能够对间隙进行调整。

S2-2.由于播种过程中需要提前通过排种盘32将充种腔34中的种子传送到播种装置中，因此需要落种气缸142提前动作，使得排种器3能够在进入播种小区时及时开始播种。排种器距离播种小区一定间隔时，落种电磁阀141控制落种气缸142动作，使种子由备种仓进入充种腔34，进而进入播种机构进行播种；

S2-3.预落种电磁阀131控制预落种气缸132动作，使种子从预落种存种桶5中落入备种仓，备种仓与充种腔34互不连通；

S2-4.预落种气缸132再次动作，截断预落种存种桶5与排种器3之间的通道，再将下一小区待播种的种子放入预落种存种桶5；

S2-5.重复步骤S2-1至S2-4，进行多个小区的多品种连续播种。

上述动作过程中控制设备或控制模块可以仅在每次进入播种小区前向预落种电磁阀131或清种电磁阀151发出指令信号，再根据预定计算结果和/或元件动作反馈信号控制其他部件动作，也可以依次向各部件分别发出指令信号，同时也包括其他能够实现上述动作的指令发送方式。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，包括风路系统、气路系统、清种桶(4)以及用于容置即将播种的种子的预落种存种桶(5)；

风路系统包括依次连接的风机(21)、三通管(22)及主梁风管(23)，主梁风管(23)为中空管体，其上连通清种桶风管(231)和吸种腔风管(232)，吸种腔风管(232)与排种器(3)的负压气室(35)连通，清种桶风管(231)的一端与清种桶(41)的清种口连接口(43)连通，清种桶(41)的风管连接口(42)与排种器(3)的清种腔(37)连通；

气路系统包括空压机(111)、储气罐(114)、预落种气缸(132)、落种电磁阀(141)、落种气缸(142)、清种电磁阀(151)及清种气缸(152)，落种气缸(142)与储气罐(114)连通并由落种电磁阀(141)控制，清种气缸(152)与储气罐(114)连通并由清种电磁阀(151)控制；

空压机(111)通过皮带传动机构与风机(21)相连，并由风机(21)驱动；

预落种存种桶(5)中种子的下落由预落种气缸(132)控制，所述预落种气缸(132)与储气罐(114)连通并由预落种电磁阀(131)控制，预落种存种桶(5)与排种器(3)的备种仓连通，备种仓与清种腔(37)之间设置充种腔(34)。

2.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，所述储气罐(114)与空压机(111)之间连接气压调节阀(121)。

3.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，三通管(22)上设置风压报警器(211)，储气罐(114)与落种电磁阀(141)和清种电磁阀(151)之间设置低压报警器(123)。

4.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，所述预落种气缸(132)连接预落种节流阀。

5.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，预落种气缸(132)的数量为多个，并联后由预落种电磁阀(131)控制。

6.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，落种电磁阀(141)和清种电磁阀(151)分别通过气路块连通落种气缸(142)和清种气缸(152)，落种气缸(142)和清种气缸(152)的数量分别为多个。

7.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，所述三通管(22)与主梁风管(23)的连通口的数量为多个。

8.根据权利要求1所述的一种育种试验用风路气路系统，其特征在于，落种气缸(142)及清种气缸(152)上分别设置磁感应传感器。

9.一种如权利要求1所述的育种试验用风路气路系统的操作方法，其特征在于，包括依次进行的准备动作和循环动作，准备动作包括：

S1-1.将待播种的种子放入预落种存种桶(5)；

S1-2.预落种电磁阀(131)控制预落种气缸(132)动作，使种子从预落种存种桶(5)中落入备种仓，备种仓与充种腔(34)互不连通；

S1-3.预落种气缸(132)再次动作，截断预落种存种桶(5)与排种器(3)之间的通道，再将下一小区待播种的种子放入预落种存种桶(5)；

循环动作包括：

S2-1.清种电磁阀(151)控制清种气缸(152)动作，连通充种腔(34)与清种腔(37)，清除充种腔(34)与清种腔(37)中的种子；清除完毕后清种气缸(152)再次动作，隔断充种腔(34)与清种腔(37)；

S2-2.排种器距离播种小区一定间隔时，落种电磁阀(141)控制落种气缸(142)动作，使种子由备种仓进入充种腔(34)，进而进入播种机构进行播种；

S2-3.预落种电磁阀(131)控制预落种气缸(132)动作，使种子从预落种存种桶(5)中落入备种仓，备种仓与充种腔(34)互不连通；

S2-4.预落种气缸(132)再次动作，截断预落种存种桶(5)与排种器(3)之间的通道，再将下一小区待播种的种子放入预落种存种桶(5)；

S2-5.重复步骤S2-1至S2-4，进行多个小区的多品种连续播种。

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