CN114788445A - 一种苗间自动化补播种施肥机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种苗间自动化补播种施肥机械，属于农业机械技术领域；包括作业平台车，作业平台车上设置有排种装置、视觉识别系统以及控制系统，排种装置包括种肥箱，种肥箱的下端的圆弧管内部转动连接有排种槽轮，排种槽轮外侧面上设置有排种槽，圆弧管下端出口处设置有导引管，导引管位于输种管的入口上方，支撑架的下方设置有苗间送种装置，苗间送种装置包括连杆机构、摆动电机，输种管与连杆机构相转动连接，摆动电机通过原动轴控制连杆机构进行摆动，原动轴通过传动机构与排种槽轮相连接，原动轴与连杆机构相固定连接，输种管的下端出口处设置有入土器以及开闭机构；解决了目前作物出苗后无法在土下不同深度进行自动化播种的问题。

Description

一种苗间自动化补播种施肥机械

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种苗间自动化补播种施肥机械 。

背景技术

玉米、花生等穴播作物机械化播种时存在漏播、种子损伤的现象，以及播种后对种子发芽不利的土壤、天气条件导致作物出苗不齐，特别是不利的天气条件往往会造成较高的缺苗率，若不及时补播种，将严重影响作物产量。因幼苗将补播种区域隔成多个不连续的作业区域，机械化、自动化补播种较为困难，传统的补播种方式为一人用铁锹或锄头挖出种植槽，一人放种、埋土，不仅劳动强度大而且效率较低。

中国专利CN208509566 U公开了“一种便携式花生后期用自动补种施肥装置”，该装置用于补种时可以一人完成开槽、放种、埋土过程，相对于传统的补播种方式节省了劳力，提高了效率，其不足之处在于该装置为手持作业，不能实现完全自动化补播种，且装置设有种肥箱、蓄电池及多个电机，手持作业者的劳动强度大，有一种带有监测播种状态和补播种子的播种装置，可以监测播种机的播种状况，在发生漏播时及时进行补播，其缺点在于不能用于作物出苗后的补播，还有一种自动化补种装置能将种子播在缺苗位置，但只能播在地表，不适用于土下播种的作物，为此，本发明提供一种苗间自动化补播种施肥机械 ，可实现穴播作物苗间土下不同深度的自动化播种，节省劳动力。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种苗间自动化补播种施肥机械 ；解决目前作物出苗后无法在土下不同深度进行自动化播种的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种苗间自动化补播种施肥机械 ，包括作业平台车，作业平台车包括支撑架以及支撑架前端、后端的转向腿、驱动腿，支撑架的上端固定设置有排种装置，排种装置包括种肥箱，种肥箱的下端出口处设置有圆弧管，圆弧管内部转动连接有排种槽轮，排种槽轮外侧面上设置有排种槽，圆弧管下端出口处设置有导引管，导引管位于输种管的入口上方，支撑架的下方设置有苗间送种装置，苗间送种装置包括连杆机构、摆动电机、原动轴，输种管与连杆机构相转动连接，连杆机构所在的摆动平面与作业平台车的前进方向相垂直，摆动电机固定于支撑架上，摆动电机的输出轴与原动轴相固定连接，原动轴通过传动机构与排种槽轮相连接，原动轴与连杆机构相连接，输种管的下端出口处设置有入土器以及开闭机构，支撑架上固定设置有视觉识别系统以及控制系统。

进一步的，所述支撑架为水平设置的方形框架结构，支撑架下端面前侧的两个角上分别设置有一个竖直的转向腿，下端面后侧的两个角上分别设置有一个竖直的驱动腿，驱动腿的下端转动连接有驱动轮；转向腿的上端面上固定设置有一根竖直的转向轴，转向轴竖直向上穿过支撑架并且在支撑架内部转动连接；转向腿的下端转动连接有转动轮，在每个转向轴的上端分别设置有一个水平的转向连杆，两个转向连杆的一端分别与相对应的转向轴相固定连接，两个转向连杆的另一端共同转动连接有同一个前转向杆，前转向杆的下端面两端分别固定连接有一个竖杆，竖杆分别与两个转向连杆远离转向轴的一端相转动连接；前转向杆的上端面中部沿着其长度方向固定设置有转向齿条，支撑架上端面前端固定设置有转向电机，转向电机的输出轴上固定设置有转向齿轮，转向齿轮与转向齿条相啮合。

进一步的，种肥箱的下端出口小于上端进口，在种肥箱内部两侧对称设置有多组隔板安装槽，隔板选择性地插接于某一组隔板安装槽中从而将种肥箱内部分为独立的种区与肥区；排种槽轮上设置有两个排种槽，分别与肥区以及种区相对应，圆弧管下端设置有两个种肥出口，分别与两个排种槽相对应。

进一步的，摆动电机的输出轴与支撑架的前进方向相平行，输出轴与原动轴通过联轴器相固定连接，原动轴远离摆动电机的一端设置有主动同步带轮，排种槽轮的内部固定插接有排种轴，排种轴的一端设置有从动同步带轮，主动同步带轮与从动同步带轮之间通过同步带相连接。

进一步的，所述连杆机构包括上横杆、中横杆、下横杆、第一竖杆、第二竖杆、第三竖杆、静止轴、原动杆、连接管，连接管为输种管的中段部分，连接管的下端设置有入土器，连接管的外侧面上下两端以及中部分别设置有一个销孔，上端的销孔与原动杆的一端圆孔相铰接，原动杆的另一端圆孔通过键与原动轴的中部相连接；原动杆两个圆孔之间的中心距为c。

进一步的，上横杆、中横杆、第一竖杆、第二竖杆通过两端的圆孔相互铰接构成一个四边形机构，上横杆以及第一竖杆的端部圆孔分别与原动轴相转动连接，中横杆以及第二竖杆相铰接的圆孔通过中间轴与连接管中部的销孔相铰接；上横杆以及中横杆两端的圆孔之间的中心距为a，第一竖杆、第二竖杆两端的中心孔之间的中心距为b。

进一步的，中横杆与第一竖杆相铰接的圆孔通过中间轴与第三竖杆上端的圆孔相铰接，第三竖杆下端的圆孔与下横杆一端的圆孔相铰接，下横杆远离第三竖杆一端的圆孔通过中间轴与连接管下端的销孔相铰接；第三竖杆两端的圆孔之间的中心距为b，下横杆两端的圆孔之间的中心距为a。

进一步的，上横杆在与第二竖杆相铰接的一端继续向外延伸，并且在延伸的端部沿着其长度方向设置有一个长圆孔，支撑架的下端面固定设置有一个竖直的耳板，耳板沿着竖直方向均匀间隔设置有多个过孔，长圆孔与耳板上的过孔之间通过一根螺栓相连接，螺栓在长圆孔内滑动。

进一步的，连接管上下两端的销孔之间的中心距为d，a:b:c:d比值为2:2.5:1:5。

更进一步的，所述开闭机构包括电磁铁、扭簧、铁片，所述铁片通过转轴转动连接于连接管的外侧面上，转轴上设置有扭簧，铁片的下端为椭圆形，转轴上端的连接管外侧面上固定设置有电磁铁，电吸铁通电时，铁片上半部与电磁铁相吸附，电磁铁断电时，铁片与电磁铁相脱离，铁片下半部将连接管出口所封闭。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

（1）本发明苗间自动化补播种施肥机械采用的苗间送种装置可根据视觉识别系统识别缺苗位置，由控制系统控制摆动电机动作使安装在苗间送种装置末端的入土器进入苗间并切入土壤，苗间送种装置引导种子落到入土器下方，入土器退出苗间区域时，土壤回落实现作物苗间自动化补播种，可减少体力劳动；

（2）本发明苗间自动化补播种施肥机械采用的排种装置、苗间送种装置通过传动系统传动，当苗间送种装置由行间进入苗间补播种时，苗间送种装置原动轴通过传动系统带动排种槽轮转动到充种位，当苗间送种装置由苗间退到行间时，苗间送种装置原动轴通过传动系统带动排种槽轮转动到排种位，通过机械传动使排种装置、苗间送种装置之间动作衔接紧密、可靠；

（3）本发明苗间自动化补播种施肥机械的连接组件，可以根据作业需求改变苗间送种装置上横杆的安装角度，进而实现入土器入土角度、深度在一定范围内可调，因此，苗间自动化补播种施肥机械可以适应不同作物播种深度的要求，适用范围更广；

（4）本发明苗间自动化补播种施肥机械的排种装置，设置相互分离的种区与肥区，可以同时进行排种与排肥，种子肥料在进入输种管后相互混合，可以在补播种的同时进行施肥，使得补播种后的种子可以得到足够的养分，一机多用，无需后期施肥机械进场进行施肥，提高了整体的效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明整体的立体示意图一；

图2是本发明整体的立体示意图二；

图3是本发明整体的正视图；

图4是本发明整体的右视图；

图5是作业平台车的立体示意图；

图6是作业平台车的正视图；

图7是作业平台车的俯视图；

图8是排种装置的立体示意图；

图9是排种装置的正视图；

图10是排种装置的左视图；

图11是苗间送种装置的立体示意图；

图12是苗间送种装置的正视图；

图13是苗间送种装置的右视图；

图14是排种装置与苗间送种装置的立体示意图；

图15是排种装置与苗间送种装置的正视图；

图16是开闭机构闭合状态时的结构示意图；

图17是开闭机构开启状态时的结构示意图；

图18是入土器的结构示意图；

图19是排种装置处于充种位时的左视图；

图20是图19中的A-A剖视图；

图21是排种装置处于充种位时的正视图；

图22是图21中的B-B剖视图；

图23是排种装置处于排种位时的左视图；

图24是图23中的A-A剖视图；

图25是排种装置处于排种位时的正视图；

图26是图25中的B-B剖视图；

图27是排种装置处于排种位、苗间送种装置处于接种位时的结构示意图；

图28是排种装置处于充种位、苗间送种装置处于播种位时的结构示意图；

图29是输种管的结构示意图；

图30是隔板的结构示意图；

图31是视觉识别系统与控制系统的连接原理图；

图32是视觉识别系统的工作原理图；

其中，1为作业平台车、2为控制系统、3为视觉识别系统、4为排种装置、5为苗间送种装置、6为入土器、7为支撑架、8为纵梁、9为横梁、10为固定横梁、11为转向腿、12为驱动腿、13为转向轮、14为驱动轮、15为转向轴、16为转向连杆、17为前转向杆、18为种肥箱、19为隔板安装槽、20为隔板、21为种区、22为肥区、23为圆弧管、24为排种槽轮、25为排种轴、26为从动同步带轮、27为导引管、28为连接管、29为上横杆、30为中横杆、31为下横杆、32为第一竖杆、33为第二竖杆、34为第三竖杆、35为长圆孔、36为支耳、37为原动轴、38为静止轴、39为摆动电机、40为联轴器、41为原动杆、42为主动同步带轮、43为同步带、44为铁片、45为电磁铁、46为扭簧、47为入土刃、48为安装柄、49为排种槽、50为转向齿条、51为转向电机。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—30所示，本发明提供了一种苗间自动化补播种施肥机械 ，包括作业平台车1、视觉识别系统3、控制系统2、排种装置4、苗间送种装置5、开闭机构、入土器6。

所述作业平台车1包括水平的支撑架7、转向腿11、驱动腿12。

所述支撑架7为水平设置的方形框架结构。支撑架7包括前后两根相平行的横梁9，横梁9之间固定连接有四根纵梁8。中间的两根纵梁8之间固定连接有多根相互平行的固定横梁10。

支撑架7下端面前侧的两个角上分别设置有一个竖直的转向腿11，下端面后侧的两个角上分别设置有一个竖直的驱动腿12。驱动腿12的上端与支撑架7的下端面相固定连接，驱动腿12的下端转动连接有驱动轮14。驱动腿12的下端固定设置有驱动电机，驱动电机的输出轴与驱动轮相固定连接，通过驱动电机来动驱动轮14进行旋转。

转向腿11的上端面上固定设置有一根竖直的转向轴15，转向轴15竖直向上穿过支撑架7并且在支撑架7内部转动连接；转向腿11的下端转动连接有转动轮。在每个转向轴15的上端分别设置有一个水平的转向连杆16，两个转向连杆16的一端分别与相对应的转向轴15相固定连接，两个转向连杆16的另一端共同转动连接有一个同一个前转向杆17。前转向杆17的下端面两端分别固定连接有一个竖杆，竖杆分别与两个转向连杆16远离转向轴15的一端相转动连接。

前转向杆17与支撑架7的横梁9相平行。前转向杆17的上端面中部沿着其长度方向固定设置有转向齿条50，支撑架7最前端的横梁9上固定设置有转向电机51，转向电机51的输出轴上固定设置有转向齿轮，转向齿轮与转向齿条50相啮合，通过转向电机51来带动转向齿轮进行旋转，转向齿轮带动转向齿条50左右移动，从而实现前转向杆17的横向摆动，进而可以控制两个转向腿11的同步转动，从而实现两个转向轮13方向的同步改变，进而实现作业平台车1的整体转向。

所述支撑架7上中部的两个固定横梁10之间固定设置有排种装置4。所述排种装置4包括种肥箱18、排种槽轮24、排种轴25、导引管27。

所述种肥箱18为上端开口的方形的箱体结构。种肥箱18的前后两个侧板为竖直状态；左右两个侧板的上半部为竖直状态，左右两个侧板的下半部为倾斜状态，并且两个下半部下端边缘向着相互靠近的方向倾斜。即种肥箱18的下端出口小于上端进口，具体为下端出口的长度与上端进口的长度相等，而下端出口的宽度小于上端进口的宽度。

种肥箱18的下端出口处设置有一个圆弧管23，圆弧管23的长度与种肥箱18的下端出口长度相等，并且圆弧管23内部与种肥箱18的下端出口相连通，通过圆弧管23将种肥箱18的下端出口所封闭。

所述种肥箱18的左右两个侧板的上半部对称设置有多组隔板安装槽19，多组隔板安装槽19沿着种肥箱18的长度方向间隔设置。种肥箱18内部插接有一块隔板20，隔板20的两端选择性地插接于某一组隔板安装槽19内，从而通过隔板20将种肥箱18内部分隔为两个独立的区域，两个区域内分别放置种子与肥料，从而将种肥箱18内部分为种区21与肥区22。

所述圆弧管23内部插接有排种槽轮24，排种槽轮24为圆柱体结构，与圆弧管23轴线相合，可以在圆弧管23内部进行转动。排种槽轮24的外侧面上沿着轴线方向设置有两个排种槽49，当排种槽轮24上的排种槽49转动到与种肥箱18的下端出口处时，两个排种槽49分别与种肥箱18内部的种区21以及肥区22相对应。

排种槽轮24的外侧面与圆弧管23的内侧面之间的间距≤1mm。

隔板20的下边缘为圆弧形，隔板20的下边缘与排种槽轮24外轮廓之间的间距为0~1mm，保证隔板20不干涉排种槽轮24转动，同时又可以防止种子以及肥料在种肥箱18中发生混合。

所述圆弧管23的下端沿着其轴线方向设置有两个种肥出口，当排种槽轮24上的排种槽49转动到最低点时，两个排种槽49分别与两个种肥出口相对应。

所述排种槽轮24的轴线处设置有一个两端相贯通的过孔，过孔内侧面上设置有键槽，过孔内部插接有一根排种轴25，排种轴25通过键与排种槽轮24相连接，这样通过排种轴25就可以驱动排种槽轮24在圆弧管23内部进行转动。

所述种肥箱18位于支撑架7的上方，种肥箱18左右两个侧板外侧分别通过一个竖直的支撑座与中部的两个固定横梁10相固定连接。在中部的两个固定横梁10上端分别固定设置有一个轴承座，排种轴25通过两个轴承分别与两个轴承座相转动连接。

所述导引管27固定设置于圆弧管23的外侧下端，导引管27为上粗下细的喇叭状结构，上端的进口为长条形开口，将圆弧管23的两个种肥出口封闭在进口内，下端的出口为圆形开口。

所述排种轴25的后端端部固定设置有一个从动同步带轮26，从动同步带轮26通过同步带43与传动系统相连接，从而带动排种轴25进行转动。

所述导引管27的下方设置有输种管，输种管的上端设置有锥形的漏斗，输种管的上端入口位于导引管27的下端出口正下方。输种管的下端出口处设置有入土器6。

所述苗间送种装置5包括上横杆29、中横杆30、下横杆31、第一竖杆32、第二竖杆33、第三竖杆34、原动轴37、静止轴38、原动杆41、连接管28、摆动电机39。

所述摆动电机39通过电机座固定设置于支撑架7的下端，电机座通过螺栓固定设置于输种管的右侧，并且摆动电机39的输出轴与支撑架7的前后方向相平行。支撑架7在中部两根固定横梁10的下端面分别固定设置有一个轴承座支承，两个轴承座支承内分别通过轴承转动连接有同一根原动轴37，原动轴37通过联轴器40与摆动电机39的输出轴相固定连接，通过摆动电机39带动原动轴37在两个轴承座支承内进行转动。

在原动轴37远离摆动电机39的一端固定设置有主动同步带轮42，所述主动同步带轮42与上述从动同步带轮26之间通过同步带43相传动连接，通过摆动电机39的运行来带动排种槽轮24的转动。

所述上横杆29的数量为两个，分别沿着支撑架7的前后方向对称设置于输种管的前后两侧。所述上横杆29的两端分别设置有一个圆孔以及一个长圆孔35，长圆孔35与圆孔之间设置有第二个圆孔，两个圆孔之间的中心距为a。两个上横杆29端部的圆孔通过轴承在原动轴37上转动连接。两个上横杆29中间的圆孔之间转动连接有一根静止轴38。

所述第一竖杆32的数量为两个，分别沿着支撑架7的前后方向对称设置于输种管的前后两侧，并且两个第一竖杆32位于上横杆29之间。第一竖杆32两端分别设置有一个圆孔，两个圆孔之间的中心距为b。第一竖杆32上端的圆孔通过轴承转动连接于原动轴37上。两个第一竖杆32在其中心处通过一根螺栓将二者固定连接，同步转动。

所述第二竖杆33的数量为两个，分别沿着支撑架7的前后方向对称设置于输种管的前后两侧，并且两个第二竖杆33位于上横杆29之间。两个第二竖杆33的结构与两个第一竖杆32的结构相同。第二竖杆33上端的圆孔通过轴承转动连接于原动轴37上。

支撑架7中部的两个固定横梁10下端面上，在远离两个轴承座支承的一端分别通过螺栓固定设置有一个竖直的耳板，耳板上沿着竖直方向均匀间隔设置有多个过孔。上横板上的长圆孔35与耳板上其中一个过孔相对应，上圆孔与过孔之间插接有一根螺栓，螺栓上螺接有螺母，螺栓可以与上横板的长圆孔35进行相对滑动。

所述中横杆30与下横杆31结构相同，均为H型结构，两端分别设置有两个销孔，两端的销孔之间的中心距为a。

中横杆30一端的两个销孔与两个第一竖杆32下端的圆孔之间通过第一中间轴相转动连接，中横杆30另一端的两个销孔与两个第二竖杆33下端的圆孔之间通过第二中间轴相转动连接。

所述第三竖杆34的两端分别设置有一个圆孔，两个圆孔之间的中心距为b。第二竖杆33的上端与第一中间轴相转动连接。

所述下横杆31一端的两个销孔之间转动连接有一根第三中间轴，第三中间轴插接于第三竖杆34下端的圆孔内并且与第三竖杆34相转动连接；下横杆31另外一端的两个销孔之间转动连接有一个第四中间轴。

所述输种管的中段部分为连接管28，连接管28的外侧面两端以及中部分别设置有一个矩形连接耳，三个矩形连接耳位于同一条直线上，每个矩形连接耳上分别设置有一个销孔，两端的销孔之间的中心距为d。连接管28上端的圆孔与原动轴37之间设置有原动杆41，原动杆41的一端圆孔与连接管28上端的销孔相铰接，原动杆41的另一端圆孔内设置有键槽，原动杆41两个圆孔之间的中心距为c，原动轴37的中部通过键与原动杆41相连接，通过原动轴37的转动来带动原动杆41进行同步转动。连接管28中部的销孔与第二中间轴相铰接。连接管28下部的的销孔与第四中间轴相铰接。

其中，a:b:c:d比值为2:2.5:1:5。

连接管28的下端为尖角状结构，尖端位于靠近下横杆31的一端。连接管28的下端设置有开闭机构，所述开闭机构包括电磁铁45、扭簧46、铁片44。所述连接管28的外侧面下端在远离矩形连接耳的一端固定设置有第一三角形连接耳，第一三角形连接耳上设置有销孔。所述铁片44的一端为三角形，另一端为椭圆形，在三角形的一侧端面上设置有第二三角形连接耳，第二三角形连接耳上设置有销孔。第一三角形连接耳与第二三角形连接耳的销孔通过转轴相转动连接，转轴上设置有扭簧46，扭簧46的两端分别与铁片44以及连接管28外侧面相接触。连接管28在第一三角形连接耳上端的外侧面上固定设置有电磁铁45，电磁铁45与铁片44三角形一端的上半部相对应。当电磁铁45处于断电状态时，扭簧46处于自由状态，铁片44椭圆形的一端将连接管28的下端出口所封闭；当电磁铁45处于通电状态时，扭簧46处于收缩状态，铁片44椭圆形的一端与连接管28的下端出口相远离，连接管28的下端出口处于开放状态。

由于耳板上竖直设置有多个过孔，安装时可以将上横杆29的长圆孔35与耳板上不同的过孔相对应，这样可以对上横杆29的角度进行调整。

所述入土器6包括入土刃47、安装柄48，所述入土刃47为向前的尖状结构，内部为中空结构。所述安装柄48为V形结构，开口朝向后侧，安装柄48的前侧与入土刃47的内侧面两端相固定连接，安装柄48的后侧两个自由端分别设置有一个螺栓安装孔。所述下横杆31远离第三竖杆34的一端设置有两个螺栓安装孔，安装柄48套接于下横杆31的外侧，安装柄48与下横杆31上的螺栓安装孔相对应，并且通过螺栓将安装柄48与下横杆31相固定，从而实现了入土器6的固定。

所述支撑架7的下端面在苗间送种装置5的前侧固定设置有一个视觉识别系统3。

在支撑架7的上端固定设置有控制系统2。

视觉识别系统3使用OPENMV模组，视觉识别系统3通过串口通讯与控制系统2中的控制中枢相连接，控制中枢的4路PWM信号分别输出至四个电机驱动上，四个电机驱动分别与转向电机51、驱动电机、摆动电机39相连接。

具体的，所述原动轴37、静止轴38为阶梯轴，两个第一竖杆32在原动轴37上成对平行布置并且通过原动轴37上的两个定位轴肩进行轴向定位，两个第二竖杆33在静止轴38上成对平行布置并且通过静止轴38上的两个定位轴肩进行轴向定位。

原动轴37中部的键槽设置于两个定位轴线之间的轴段上。

本发明的工作原理为：

当进行补播种作业时，控制作业平台车1在苗间进行行走，视觉识别系统3追踪作物苗并且识别缺苗位置，控制系统2控制作业平台车1平行于作物苗带向前行进。在种肥箱18内分别放置种子以及肥料。

视觉识别系统3使用色块识别以及特征识别来进行幼苗的标注，对识别目标进行色块以及特征识别后进行标注，采用标注框来对每株幼苗进行标记，计算标注框的像素距离，来计算每个标注框之间的横向距离，当检测到超过设定的容差范围后，通过串口通讯向控制中枢发送补播种动作的触发信号。

当排种槽轮24上的两个排种槽49转动到与种肥箱18下端的出口相对应时，此时排种装置4处于充种位，种肥箱18中的种子以及化肥分别进入两个排种槽49中；当排种槽轮24继续转动时，两个排种槽49转动到与圆弧管23下端的两个种肥出口相对应时，两个排种槽49中的种子以及肥料向下排出，此时排种装置4处于排种位。

当未发现缺苗时，苗间送种装置5处于接种位，排种装置4处于排种位。种肥箱18内部的种子以及肥料经过排种槽轮24的转动排出至导引管27内部，并且通过导引管27混合一起进入输种管内侧底部暂存，由于苗间送种装置5处于接种位，此时开闭机构处于闭合状态，电磁铁45未通电，铁片44将输种管的下端出口所封闭。

当到达缺苗位置时，视觉识别系统3识别出缺苗的具体位置，控制系统2控制驱动电机停止运行，同时控制摆动电机39开始转动，控制原动轴37进行转动，原动轴37带动原动杆41进行摆动，从而使得输送管末端的入土器6斜向下插入土壤内部，苗间送种装置5由接种位变换至播种位。同时原动轴37通过同步带43传动带动排种槽轮24进行转动，排种槽轮24从排种位转动至充种位，种肥箱18内部的种子以及肥料进入两个排种槽49内部。

入土器6插入土壤内部后形成一个种槽，入土刃47的内部形成了形成了空隙，此时控制系统2控制电磁铁45通电，铁片44的上端与电磁铁45之间产生磁吸力，扭簧46被铁片44所压缩，直至铁片44的上端与电磁铁45相吸附，这样铁片44的下端与连接管28下端相分离，开闭机构开启，连接管28内部的种子以及化肥进入入土刃47内部的空隙，从而完成缺苗位的补播种，同时还完成了施肥，保证补播种后的种子有足够的养分提供。接着控制电磁铁45断电，开闭机构闭合，苗间送种装置5摆出苗间，土壤重新回落并覆盖种槽内的种子，完成一个位置的补播种。

当一个缺苗位的补播种完成后，摆动电机39反向转动恢复至原位，这样输送管重新返回到导引管27下方，苗间送种装置5由播种位恢复至接种位。同时，排种槽轮24重新由充种位返回到排种位，两个排种槽49内部的种子以及肥料再次进入输种管内部进行暂存。

当到达下一个缺苗位时，再次重复上述流程，对缺苗位进行补播种，不断重复循环直至补播种完全完成。

由于苗间送种装置5采用连杆机构，土器从作物苗带侧面进入苗间，可以减少从自上而下进入苗间对作物苗侧面枝叶损伤。

苗间自动化补播种施肥机械的连接组件，可以根据作业需求改变苗间送种装置5上横杆29的安装角度，进而实现入土器6入土角度、深度在一定范围内可调，因此，苗间自动化补播种施肥机械可以适应不同作物播种深度的要求，适用范围更广。

连接管28设计成管状结构，既保留了连接管28在苗间送种装置5中的实现运动变换、传递动力的作用，又能实现将种子输送到指定位置的功能，可以减少零部件数目。

传统设计思维中，排种装置4出种口与输种管为相对静止安装，无法满足本发明当中具有输种功能的连接管28的运动要求，本发明中排种装置4的导引管27出口与连接管28设计为可以相对移动的结构，只有排种装置4在排种时，连接管28运动到接种位，同时排种装置4与苗间送种装置5通过链轮传动，保证排种-接种动作的协调一致。

连接管28顶部采用锥形漏斗结构，排种-接种时，排种装置4的导引管27出口与输种管管口不必严格对中，降低了安装难度。

苗间补播种为间歇式作业，设计了开闭机构，使苗间送种装置5具有种子暂存功能，开闭机构通过电磁铁45驱动，电磁驱动相对于其它机械传动形式，结构简单，灵敏可靠。

本发明相对于传统的补播种方法提高了效率，节省了劳动力，降低了劳动强度。

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。

Claims (10)

1.一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：包括作业平台车（1），作业平台车（1）包括支撑架（7）以及支撑架（7）前端、后端的转向腿（11）、驱动腿（12），支撑架（7）的上端固定设置有排种装置（4），排种装置（4）包括种肥箱（18），种肥箱（18）的下端出口处设置有圆弧管（23），圆弧管（23）内部转动连接有排种槽轮（24），排种槽轮（24）外侧面上设置有排种槽（49），圆弧管（23）下端出口处设置有导引管（27），导引管（27）位于输种管的入口上方，支撑架（7）的下方设置有苗间送种装置（5），苗间送种装置（5）包括连杆机构、摆动电机（39）、原动轴（37），输种管与连杆机构相转动连接，连杆机构所在的摆动平面与作业平台车（1）的前进方向相垂直，摆动电机（39）固定于支撑架（7）上，摆动电机（39）的输出轴与原动轴（37）相固定连接，原动轴（37）通过传动机构与排种槽轮（24）相连接，原动轴（37）与连杆机构相连接，输种管的下端出口处设置有入土器（6）以及开闭机构，支撑架（7）上固定设置有视觉识别系统（3）以及控制系统（2）。

2.根据权利要求1所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：所述支撑架（7）为水平设置的方形框架结构，支撑架（7）下端面前侧的两个角上分别设置有一个竖直的转向腿（11），下端面后侧的两个角上分别设置有一个竖直的驱动腿（12），驱动腿（12）的下端转动连接有驱动轮（14）；转向腿（11）的上端面上固定设置有一根竖直的转向轴（15），转向轴（15）竖直向上穿过支撑架（7）并且在支撑架（7）内部转动连接；转向腿（11）的下端转动连接有转动轮，在每个转向轴（15）的上端分别设置有一个水平的转向连杆（16），两个转向连杆（16）的一端分别与相对应的转向轴（15）相固定连接，两个转向连杆（16）的另一端共同转动连接有同一个前转向杆（17），前转向杆（17）的下端面两端分别固定连接有一个竖杆，竖杆分别与两个转向连杆（16）远离转向轴（15）的一端相转动连接；前转向杆（17）的上端面中部沿着其长度方向固定设置有转向齿条（50），支撑架（7）上端面前端固定设置有转向电机（51），转向电机（51）的输出轴上固定设置有转向齿轮，转向齿轮与转向齿条（50）相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：种肥箱（18）的下端出口小于上端进口，在种肥箱（18）内部两侧对称设置有多组隔板安装槽（19），隔板（20）选择性地插接于某一组隔板安装槽（19）中从而将种肥箱（18）内部分为独立的种区（21）与肥区（22）；排种槽轮（24）上设置有两个排种槽（49），分别与肥区（22）以及种区（21）相对应，圆弧管（23）下端设置有两个种肥出口，分别与两个排种槽（49）相对应。

4.根据权利要求1所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：摆动电机（39）的输出轴与支撑架（7）的前进方向相平行，输出轴与原动轴（37）通过联轴器（40）相固定连接，原动轴（37）远离摆动电机（39）的一端设置有主动同步带轮（42），排种槽轮（24）的内部固定插接有排种轴（25），排种轴（25）的一端设置有从动同步带轮（26），主动同步带轮（42）与从动同步带轮（26）之间通过同步带（43）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：所述连杆机构包括上横杆（29）、中横杆（30）、下横杆（31）、第一竖杆（32）、第二竖杆（33）、第三竖杆（34）、静止轴（38）、原动杆（41）、连接管（28），连接管（28）为输种管的中段部分，连接管（28）的下端设置有入土器（6），连接管（28）的外侧面上下两端以及中部分别设置有一个销孔，上端的销孔与原动杆（41）的一端圆孔相铰接，原动杆（41）的另一端圆孔通过键与原动轴（37）的中部相连接；原动杆（41）两个圆孔之间的中心距为c。

6.根据权利要求5所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：上横杆（29）、中横杆（30）、第一竖杆（32）、第二竖杆（33）通过两端的圆孔相互铰接构成一个四边形机构，上横杆（29）以及第一竖杆（32）的端部圆孔分别与原动轴（37）相转动连接，中横杆（30）以及第二竖杆（33）相铰接的圆孔通过中间轴与连接管（28）中部的销孔相铰接；上横杆（29）以及中横杆（30）两端的圆孔之间的中心距为a，第一竖杆（32）、第二竖杆（33）两端的中心孔之间的中心距为b。

7.根据权利要求6所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：中横杆（30）与第一竖杆（32）相铰接的圆孔通过中间轴与第三竖杆（34）上端的圆孔相铰接，第三竖杆（34）下端的圆孔与下横杆（31）一端的圆孔相铰接，下横杆（31）远离第三竖杆（34）一端的圆孔通过中间轴与连接管（28）下端的销孔相铰接；第三竖杆（34）两端的圆孔之间的中心距为b，下横杆（31）两端的圆孔之间的中心距为a。

8.根据权利要求7所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：上横杆（29）在与第二竖杆（33）相铰接的一端继续向外延伸，并且在延伸的端部沿着其长度方向设置有一个长圆孔（35），支撑架（7）的下端面固定设置有一个竖直的耳板，耳板沿着竖直方向均匀间隔设置有多个过孔，长圆孔（35）与耳板上的过孔之间通过一根螺栓相连接，螺栓在长圆孔（35）内滑动。

9.根据权利要求8所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：连接管（28）上下两端的销孔之间的中心距为d，a:b:c:d比值为2:2.5:1:5。

10.根据权利要求5所述的一种苗间自动化补播种施肥机械 ，其特征在于：所述开闭机构包括电磁铁（45）、扭簧（46）、铁片（44），所述铁片（44）通过转轴转动连接于连接管（28）的外侧面上，转轴上设置有扭簧（46），铁片（44）的下端为椭圆形，转轴上端的连接管（28）外侧面上固定设置有电磁铁（45），电吸铁通电时，铁片（44）上半部与电磁铁（45）相吸附，电磁铁（45）断电时，铁片（44）与电磁铁（45）相脱离，铁片（44）下半部将连接管（28）出口所封闭。

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