CN115024060A - 一种用于气吸式精密排种器的流化种盘装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于气吸式精密排种器的流化种盘装置及其控制方法，流化种盘装置包括吸种盘和流化种盘，吸种盘包括两独立气室，并设有针状吸嘴部件和稳流管道；流化种盘从上到下依次为壳体、电动刮板、聚种斜面板、锥形孔板、气孔板和气路分配器，聚种斜面板、锥形孔板和气孔板分别设有斜面、锥形孔和气孔，气路分配器通过气孔送入气流，并与吸种盘吸孔形成对流，使堆积在锥形孔内的种群做“沸腾”运动，减少种子间相互作用，辅助吸种盘吸取种子；PLC记录排种盘数，并根据排种次数的增加相应减少流化种盘的气流强度，保持种子的悬浮高度不变，同时增大吸种盘的气流强度，提高吸种盘吸附悬浮种子的能力。本发明能显著提高吸种合格率和稳定性。

Description

一种用于气吸式精密排种器的流化种盘装置及其控制方法

技术领域

本发明属于农业机械化排种技术领域，具体涉及一种用于气吸式精密排种器的流化种盘 装置及其控制方法。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物，而育秧排种则是水稻生产中最关键的环节之一，排种效果 的合格率、重播率和漏播率等直接影响水稻生产的质量和产量。气吸式的排种装置，具有结 构简单，对种子形状适应性强，不易伤种，排种精度高的特点，因此被广泛应用于精少量的 排种作业。现有气吸振动式精密排种装置，由吸盘式排种器和偏心机械式振动台组成，通过 气吸振动原理，吸取“沸腾”的种群从而达到精密排种的目的。

采用偏心机械式结构振动来实现种群“沸腾”运动，振动噪音大，振动参数设置复杂， 装置需要工作在水平位置，倾角不能过大，振动环境要求苛刻，振动难以保持长时间稳定， 容易出现种群聚集、种群部分无法“沸腾”等现象，影响吸种稳定性。使用电磁振动台代替 偏心机械式振动台，振动效果较平稳，但是对振动环境要求仍然苛刻，种群难以保持均匀“沸 腾”效果，同时电磁振动台长时间工作，会磨损内部电磁线圈，减弱振动效果，影响排种效 果。

考虑到振动原理的使用条件难以长期保持稳定，因此采取气动原理代替振动结构去激励 种群运动离散。以气力作为激励源的流化种盘装置，其结构设计简单，装置工作受环境条件 限制少，工作参数调节容易，并且参数选择范围广，容易设置针对不同工况条件下的自适应 控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于气吸式精密排种器的流化种盘装置及其控制方法，实 现种群的“沸腾”运动，同时提高排种的合格率以及排种效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种流化种盘装置，其特征在于，包括：

吸种盘，包括相互连接的吸盘底板和稳流器；所述吸盘底板上部设有两个独立气室，独 立气室的出气口汇集后与吸种盘真空泵连接；吸盘底板上均布有若干个吸孔，所述吸孔下方 设有针状吸嘴部件；所述稳流器内设有与针状吸嘴部件对应的稳流管道，所述稳流器侧壁还 设有通气口；

流化种盘，包括依次固连的壳体、聚种斜面板、锥形孔板和气孔板，所述壳体侧面设有 通气孔，所述聚种斜面板中心镂空设置，所述锥形孔板中心加工有与育秧盘穴位对应的锥形 孔，所述锥形孔下方对应的是设置在气孔板上的气孔；所述气孔板下方设置两组气路分配器， 且两组气路分配器的入口处设有气源分配器，所述气路分配器与流化种盘真空泵连接；所述 气路分配器上的出气口与气孔对应设置；所述壳体一侧设有电动推杆，所述电动推杆伸入壳 体和聚种斜面板之间，且电动推杆尾端安装刮板；

所述吸种盘固定在机械手上，所述机械手能够沿上下左右前后方向移动，所述流化种盘 装置工作时，稳流管道在竖直方向上与锥形孔对齐。

上述技术方案中，所述稳流管道的高度为：吸种盘位于吸种位时，吸盘底板底面与锥形 孔顶面之间的距离。

上述技术方案中，所述聚种斜面板中心镂空边缘设置成斜面。

上述技术方案中，所述刮板板面设置为斜面，且与聚种斜面板的斜面贴合。

上述技术方案中，所述锥形孔板和气孔板之间粘贴隔离板，所述隔离板上加工有气口， 所述气口小于种子平均粒径。

上述技术方案中，所述两组气路分配器的入口设置位置相反。

一种气吸式精密排种器，包括：

上述流化种盘装置；

加种箱，位于流化种盘斜上方，将种子加在流化种盘内；

育秧盘输送带，安装在流化种盘侧面水平位置。

还包括控制系统，所述控制系统包括PLC、工业触摸屏、变频器、限位开关、光电开关 和伺服电机；

所述工业触摸屏将育秧盘输送带的转速、排种次数上限和机械手移动速度传输给PLC；

所述变频器接收PLC的控制信号，控制流化种盘真空泵和吸种盘真空泵的输出方式和输 出功率；

所述限位开关设置在按照机械手的轨道上，与轨道滑块上的挡片配合使用，并与PLC进 行通讯；

所述光电开关安装在育秧盘输送带的金属侧板上，并与PLC进行通讯；

所述伺服电机包括加种箱、电动推杆和机械手的伺服电机，所述伺服电机由PLC控制。

一种气吸式精密排种器的控制方法，具体为：

开始工作时，机械手位于流化种盘正上方的起始位，机械手携吸种盘下移到达吸种位， 使稳流管道下部贴合锥形孔边缘；

流化种盘真空泵工作，为气路分配器提供正压；吸种盘真空泵工作，为吸种盘的吸气室 提供负压；

气流通过出气口与锥形孔进入稳流管道，并与针状吸嘴部件之间形成对流状态，种子分 离并在一定高度悬浮，针状吸嘴部件吸取向中心移动的种子；

吸种完成后，流化种盘真空泵停止工作，气路分配器内恢复正常气压；机械手携吸种盘 上移等待排种信号，待育秧盘输送带上育秧盘到达指定位置，PLC发出排种信号，机械手携 吸种盘跟随育秧盘前进并贴近育秧盘，直至到达排种位，稳流管道贴合育秧盘穴孔，吸气室 内的气压变为正压，种子吹入育秧盘对应的孔穴中，排种完成，机械手携吸种盘回归携种位。

进一步地，根据排种作业环节的不同，吸种盘有四种工作状态：吸种时，为增加吸种合 格率的高压吸种状态；吸种完成后，避免损坏种子同时携带种子至排种位的低压携种状态； 将种子排出同时清理堵塞吸孔的正压排种状态；除吸种、携种和排种以外环节的空闲状态；

根据排种作业环节的不同，流化种盘有三种工作状态：在吸种盘完成排种后，进行下一 轮吸种前，流化种盘提前对种群进行低强度气吹，为快速切换至高强度气吹做准备的低压预 处理状态；稳流管道与锥形孔贴合，流化种盘使种群“沸腾”悬浮的高压气吹状态；流化种 盘停止工作的空闲状态。

本发明的有益效果为：

(1)本发明在流化种盘内增设了锥形孔配合吸种盘的稳流器，分割流化种盘内种群运动 区域并均匀气流分布，锥形孔可以减缓因气流过大导致种群表面形成气穴，避免种群沿气穴 边缘局部堆积，无法受气流作用悬浮导致漏吸；锥形孔中心的种子受气流作用“沸腾”并悬 浮，周围的种子会沿锥形表面向中心滑落，填补空位；

(2)本发明的控制方法，可以根据吸种盘所处吸种、携种和排种等不同工况以及排种次 数和盘内种量，自动调整各气室、气路通道内的气压状况，符合实际工况要求，节省能耗；

(3)本发明所采用的流化种盘工作方式对环境要求较少，只需保持各气室的气密性即可 稳定使用，种群不容易出现聚集现象；本发明使用管状结构的气路分配器作为吹气动力结构， 易于设计更换，市场产品丰富，相比气室作为气动结构，便于实现对气压的控制，且控制范 围广、效果稳定气体、更容易均匀分配；

(4)本发明吸种盘的各气室、气路分配器的各气路通道相互独立，内部气流互不影响， 可以有效提升气流的稳定性和均匀性，减少气力损耗；

(5)本发明所使用的气动式原理，即通过吸种盘真空泵给吸种盘提供气流、通过流化种 盘真空泵为流化种盘提供气流，可以对种子进行筛分，滤除杂质，减少吸嘴堵塞的情况，提 高吸种合格率；

(6)本发明增设了三自由度的机械手，使吸种盘可以跟随育秧盘位置移动，提高了作业 效率。

附图说明

图1为本发明所述气吸式精密排种器结构示意图；

图2为本发明所述吸种盘爆炸图；

图3(a)为本发明所述稳流器侧视图；

图3(b)为本发明所述稳流器正视图；

图3(c)为本发明所述稳流器俯视图；

图4为本发明所述流化种盘爆炸图；

图5为本发明所述流化种盘装置控制系统图；

图6为本发明吸种时流化种盘装置内气流流动示意图；

图7为本发明所述吸种时稳流器管道内种子分布示意图；

图8(a)为本发明所述机械手路径主视图示意；

图8(b)为本发明所述机械手路径俯视图示意；

图8(c)为本发明所述机械手路径侧视图示意；

图9为本发明所述流化种盘装置的控制方法流程图；

图10为本发明所述真空泵的工作时序图；

图中：1-支架，2-加种箱，3-育秧盘输送带，4-吸种盘，5-流化种盘，6-水平调节轮，7- 流化种盘真空泵，8-吸种盘真空泵，9-支撑板，10-顶部横梁，11-机械手，12-支架横梁，13- 集气管，14-吸气室，15-吸盘底板，16-针状吸嘴部件，17-稳流管道，18-稳流器，19-通气口， 20-吸盘螺栓孔，21-壳体，22-底板连接螺栓孔，23-电动刮板螺栓孔，24-矩形开口，25-刮板， 26-电动推杆，27-电动推杆支架，28-开口，29-气孔，30-气路分配器，31-气源分配器，32- 流化种盘固定支架，33-底板螺栓孔，34-出气口，35-流化种盘螺栓孔，36-气孔板，37-隔离 板，38-锥形孔，38-锥形孔，39-锥形孔板，40-聚种斜面板，41-通气孔。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于 此。

如图1所示，一种气吸式精密排种器，包括支架1、加种箱2、育秧盘输送带3、吸种盘4、流化种盘5、水平调节轮6、流化种盘真空泵7、吸种盘真空泵8和机械手11。支架1整 体呈长方体状，底部四角分别安装水平调节轮6，用来调整排种器的水平倾角；支架1上方 焊接两个顶部横梁10，两个顶部横梁10之间焊接一个支架横梁12，加种箱2使用螺栓固定 在支架横梁12上，加种箱2位于流化种盘5斜上方，加种箱2能将种子加在流化种盘5内； 支架1下方安装固定吸种盘真空泵8和流化种盘真空泵7。在支架1中间位置使用螺栓安装 支撑板9，流化种盘5通过流化种盘固定支架32使用螺栓固定在支撑板9上；流化种盘5侧 面水平位置安装固定育秧盘输送带3。在两个顶部横梁10上分别安装有直线轨道，两直线轨 道之间通过滑块安装有第三条轨道，第三条轨道与顶部横梁10上的直线轨道相垂直，第三条 轨道沿竖直方向通过滑块安装第四条轨道，第四条轨道上使用螺栓安装固定机械手11，机械 手11可以沿上下左右前后方向移动，吸种盘4通过L型连接件使用螺栓固定在机械手11上。 吸种盘4和流化种盘5构成流化种盘装置。

如图2所示，吸种盘4由吸气室14组成两个独立气室，两个气室共用一个吸盘底板15， 在吸气室14与吸盘底板15接触部位粘贴密封胶以保证气室气密性；吸盘底板15均匀设有若 干个吸孔，吸孔下方粘贴有与吸孔对应的针状吸嘴部件16；吸盘底板15底板下方为稳流器 18，稳流器18内部分布有与吸孔针状吸嘴部件16对应的稳流管道17，稳流管道17上方的 稳流器18侧壁上设有通气口19；吸气室14、吸盘底板15和稳流器18均设有吸盘螺栓孔20， 使用螺栓将吸气室14、吸盘底板15和稳流器18固定在一起；气室出气口通过集气管13汇 集成一个总出气口与吸种盘真空泵8连接。

如图3(a)、(b)、(c)、所示，稳流器18为透明塑料板组成的长方体气管组，内部设有与吸盘底板15的吸孔对应的矩形稳流管道17；稳流管道17的高度为吸种盘4位于吸种位时，吸盘底板15底面与锥形孔板39的锥形孔38顶面之间的距离，使吸种时稳流管道17底部能与锥形孔38顶部边缘贴合形成无隙气路通道；稳流器18侧面均设有通气口19，使下方气流能通过通气口19流出。

如图4所示，流化种盘5包括壳体21、电动刮板、聚种斜面板40、锥形孔板39、气孔板36、隔离板37、气路分配器30、气源分配器31和流化种盘固定支架32，所述电动刮板由 电动推杆支架27、电动推杆26和刮板25组成；壳体21侧面设有通气孔41，用于排出流化 种盘5内的气体；壳体21通过底板连接螺栓孔22用螺栓与聚种斜面板40连接固定；聚种斜 面板40中心镂空，镂空边缘设有一定角度的斜面，用于将流化种盘边缘种子聚集在中心部位； 锥形孔板39中心加工有与育秧盘穴位对应的锥形孔38，锥形孔38呈倒置方锥状紧密分布， 用于将下落的种子聚集在锥形孔38中心；锥形孔38下方对应的是设置在气孔板36上的气孔29，用以实现气路分配器30的出气口34的定位安装；锥形孔板39和气孔板36之间粘贴隔 离板37，隔离板37加工有气口，气口小于种子平均粒径，防止种子进入气路分配器30；聚 种斜面板40、锥形孔板39和气孔板36通过底板螺栓孔33固定；气路分配器30在气孔板36 下方且对应锥形孔38横向排成一排，气路分配器30一端为入口，另一端封闭设置；气路分 配器30均分为两组，两组气路分配器30的入口相反，每组气路分配器30的入口处安装气源 分配器31，避免气源分配器31安装冲突，气源分配器31与流化种盘真空泵7连接；使用螺 栓通过流化种盘螺栓孔35安装流化种盘固定支架32，从而将气路分配器30固定在气孔板36 下方；壳体21一侧边设有矩形开口24和电动刮板螺栓孔23，矩形开口24对应的聚种斜面 板40一次上设有与矩形开口24大小一致的开口28；使用螺栓通过电动刮板螺栓孔23将电 动推杆支架27固定在壳体21上，电动推杆26本体套进电动推杆支架27中，电动推杆26穿 过矩形开口24通过螺旋方式安装刮板25，所述刮板25板面呈一定角度斜面，刮板25板面 能与聚种斜面板40斜面贴合，刮板25凸出部位可与聚种斜面板40的开口28部位贴合。

电动刮板与加种箱2配合，当加种箱2开始对流化种盘5内进行加种时，新加入的种子 在刮板25上堆积，当加种箱2加入定量种子时停止加种，电动推杆26推动刮板25匀速短距 离往复前进，堆积的种子在刮板往复前进运动下滚动滑落至锥形孔板39的锥形孔38，超过 锥形孔38容量上限的种子会在刮板25作用下进入下一个锥形孔38，直至将堆积的种子均匀 推刮至整个流化种盘5的床面，电动推杆26控制刮板25回归原位与聚种斜面板40斜面贴合。

如图5所示，本发明一种气吸式精密排种器的控制系统，由PLC、工业触摸屏、变频器、 限位开关、光电开关、真空泵和伺服电机组成。PLC作为主控单元，负责装置各设备的运行 及状态监控，通过接收信号，进行逻辑运算和指令发送；工业触摸屏为人机交互界面，与PLC 进行数据交互，为使用者提供装置的运行情况，同时为使用者提供便捷的控制方式，发送育 秧盘输送带3转速、排种次数上限、机械手11移动速度等信息至PLC处理；变频器为执行 单元的一部分，用于接收PLC的控制信号，控制各真空泵(流化种盘真空泵7和吸种盘真空 泵8)的输出方式和输出功率；限位开关安装在第四条轨道上，与加装在滑块(设置在轨道 上)上的挡片配合使用，为PLC提供吸种盘4的位置判断信号；光电开关安装在育秧盘输送 带3的金属侧板上，为PLC提供育秧盘的位置判断信号；由PLC发送控制信号进行各装置的排种作业，并统计育秧盘的排种次数显示在工业触摸屏上，同时PLC根据排种次数与设定值的比较结果判断并计算各真空泵输出功率以及是否需要加种，若需要改变真空泵的输出功 率则发送控制信号至各变频器，若需要对流化种盘5进行加种，则发送控制信号至加种箱伺 服电机、电动推杆伺服电机和机械手伺服电机。

如图6所示，一种用于气吸式精密排种器的流化种盘装置的工作原理是：机械手11带动 吸种盘4移动至流化种盘5的正上方，保证稳流管道17在竖直方向上与锥形孔38对齐；流 化种盘真空泵7提供一定强度的正压使气流由气源分配器31流经各气路分配器30，再从出 气口34流至锥形孔38中；气流进入锥形孔38后发散，直至进入稳流器18中趋于稳定，形成中心位置气流强度大、边缘位置气流强度小的气流场，随后从稳流器18上的通气口19流出，再从壳体21的通气孔41流出；位于锥形孔38中心的种子被强气流激励上升进入稳流器18，在稳流器18特定位置悬浮，形成悬浮层，种子在悬浮层具有向管道边缘移动的趋势，到达稳流器18管道边缘的种子受重力作用大于浮力作用，沿边缘下落至锥形孔38，在锥形孔38边缘受重力作用向中心移动，进行下一轮漂浮运动；吸种盘真空泵8提供一定强度的负压使吸种盘4内的气流从吸盘出气口流出，从针状吸嘴部件16流入；针状吸嘴部件16下端在稳流器18管道内悬浮层上方，使上下气流形成对流，悬浮的种子向针状吸嘴部件16吸口位置聚拢，直至被针状吸嘴部件16吸取，吸口被堵住，稳流器18管道内气流场恢复稳定。

如图7所示，流化种盘装置工作时，种子颗粒的分布状态为：吹气前，种子自然堆积形 成堆积层；开始工作时，下方出气口34向上吹气，受气流作用影响，中心部位种子向上运动 进入上升区；气流上升过程中不断扩散，气流流速不断降低，种子上升速度逐渐减小，当气 流流速降低为种子颗粒的悬浮速度时，种子颗粒悬浮形成悬浮层；空壳、枝梗等质量轻的杂 质悬浮速度低，会跟随气流继续上升，形成杂质区；针状吸嘴部件16底部贴近上述悬浮层； 针状吸嘴部件16未开始吸种时，悬浮层的种子有向管壁移动的趋势，管壁附近气流流速低， 当种子接触管壁时，在管壁接触和重力的作用下，种子下沉，形成沉降区，随后进入堆积层， 等待再次进入气流场中漂浮；针状吸嘴部件16开始吸种时，悬浮层的种子在气流场的影响下 向针状吸嘴部件16底部吸口聚集，直至种子吸附，吸口堵住，种子恢复上述针状吸嘴部件 16未开始吸种时的运动状态。

如图8(a)、图8(b)、图8(c)所示，以吸盘底板15中心运动轨迹表示机械手11的运行路径，初始位设于吸种盘4与流化种盘5中心对齐的正上方，当通电工作时，依次执行如下运动：

①机械手11携吸种盘4下移至携种位；

②机械手11携吸种盘4下移至吸种位，吸种盘吸种；

③吸种结束，机械手11携吸种盘4上移至携种位；

④机械手11携吸种盘4同时前进和横向移动，位移至预排种位；

⑤机械手11携吸种盘4同时下移和前进，位移至排种位，吸种盘4排种；

⑥机械手11携吸种盘4三位移动返回携种位；

⑦停止当前作业或者在断电重启后，机械手11携吸种盘4完成②→③→④→⑤→⑥完整 一轮作业，机械手11携吸种盘4从携种位位移至起始位。

如图9所示，本发明精密排种装置的控制方法，开始工作时，PLC发送控制信号，育秧 盘输送带3开始工作，同时控制机械手11回归起始位，加种箱2开始工作，向流化种盘5内加种，待加种结束后，电动推杆26推动刮板25，将堆积的种子刮至均匀分布整个流化种盘5；加种完成后，流化种盘真空泵7开始低功率工作，流化种盘5进入低压预处理状态，为使种群快速进入“沸腾”状态做准备；PLC根据限位开关判断机械手11携吸种盘4位置，机械手 11携吸种盘4至吸种位，流化种盘真空泵7开始高功率工作，流化种盘5进入高压气吹状态， 使对应孔穴种群开始“沸腾”，变频器驱动吸种盘真空泵8开始高功率工作，使吸种盘4内为 负压，吸种盘4进入高压吸种状态，开始吸种作业；吸种完成后，流化种盘真空泵7停止工 作，流化种盘5进入空闲状态，吸种盘真空泵8切换低功率工作，吸种盘4进入低压携种状 态，等待育秧盘输送带3上的光电开关传输育秧盘的位置信号；当育秧盘到达指定位置，PLC 发出控制信号，机械手11携吸种盘4至排种位，吸种盘真空泵8转换工作方式使吸种盘4内 为正压，吸种盘4进入正压排种状态进行排种，排种完成后吸种盘真空泵8停止工作，吸种 盘4进入空闲状态，育秧盘输送带3上的光电开关传输排种完成信号，PLC进行计数，并判 断是否需要调节各真空泵的工作功率，判断是否需要加种补充。

如图10所示，本发明精密排种装置的真空泵工作时序图。如图10虚线框所示，为流化 种盘装置工作时，各真空泵的循环工作状态时序关系，实线表示流化种盘真空泵7的工作情 况，点划线表示吸种盘真空泵8的工作情况。其中①、②、③表示流化种盘真空泵7的工作 状态：

①低压预处理状态：在吸种盘4排种完成还未返回吸种位或者装置刚启动时，流化种盘 真空泵7以较低功率运作，使种群间空气流动，种群处于不稳定状态，有小规模的浮动，但 无大规模跳动，防止种群跳出锥形孔38，为使吸种时种群快速进入“沸腾”状态做准备；

②高压气吹状态：吸种盘4到达吸种位，稳流管道17与锥形孔38贴合，流化种盘真空 泵7切换至相对①高功率运作，种群在高压气流作用下“沸腾”，随气流上升悬浮；

③空闲状态：吸种盘4吸种完成后，流化种盘真空泵7停止工作，节约能耗；

除此之外，④、⑤、⑥、⑦表示吸种盘真空泵8的工作状态：

④空闲状态：在吸种盘4排种完成还未返回吸种位或者装置刚启动时，吸种盘真空泵8 停止工作，节约能耗；

⑤高压吸种状态：吸种盘4到达吸种位，稳流管道17与锥形孔38贴合，吸种盘真空泵 8高功率运作，吸种盘4吸取“沸腾”的种群；

⑥低压携种状态：吸种完成后，吸种盘真空泵8切换至相对⑤低功率运作，在保证吸种 盘4移动过程中，种子不会脱落的前提下，以较低气流作用携种，避免气力作用过大损伤种 子，同时节约能耗；

⑦正压排种状态：吸种盘4到达排种位，吸种盘真空泵8快速切换至正压，通过气流作 用射出种子至育秧盘相应穴位，同时清理堵塞吸嘴的杂质；

对上述状态进行时间分配，其中各状态时间长度关系为①＝④；②＝⑤；③＝⑥+⑦；以 400～600盘/h的作业效率为指标，可知每盘作业长度为6～9秒，因此初始设置为：吸种时间1 秒、携种时间2～3.5秒、排种时间0.5秒、空闲时间2.5～4秒。

如图10虚线框外的时序关系所示，随着排种次数的增加，各锥形孔38的种群数量不断 减少，种群间间隔增大，相同气流对种群的作用效果会不断增大，种群运动会更加剧烈，悬 浮区域扩大，导致吸种合格率下降，因此需要根据种子数量对各真空泵输出功率进行调整， 减少流化种盘真空泵7的输出功率，使种群能保持相同的“沸腾”状态和悬浮区域，同时增 大吸种盘真空泵8的输出功率，增加吸种盘5的吸种能力。因吸种盘4吸孔数量16×27为固 定值，在符合吸种95％合格率的条件下，每次吸种减少的种子数量可基本确定，可通过排种 次数判断种子数量变化的大致情况，不使用高精度传感器及配套电路，减少PLC的程序复杂 性和处理时间。根据实际加工的装置尺寸，设置一个变化值n，当排种次数达到这个变化值 的整数倍kn时，以实际实验得出的合适工况条件对流化种盘真空泵7和吸种盘真空泵8的吸 种时的输出功率进行重新设置。当种子减少到一定程度，调整各真空泵输出功率已经无法满 足在不损伤种子的前提下达到符合要求的吸种合格率，需要对流化种盘5进行加种。根据实 际加工的装置尺寸，设置一个排种阈值N，当排种次数达到阈值N时，对流化种盘5补种并 恢复流化种盘真空泵7和吸种盘真空泵8吸种时的输出功率为最初的设定值。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本 发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均 属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种流化种盘装置，其特征在于，包括：

吸种盘(4)，包括相互连接的吸盘底板(15)和稳流器(18)；所述吸盘底板(15)上部设有两个独立气室，独立气室的出气口汇集后与吸种盘真空泵(8)连接；吸盘底板(15)上均布有若干个吸孔，所述吸孔下方设有针状吸嘴部件(16)；所述稳流器(18)内设有与针状吸嘴部件(16)对应的稳流管道(17)，所述稳流器(18)侧壁还设有通气口(19)；

流化种盘(5)，包括依次固连的壳体(21)、聚种斜面板(40)、锥形孔板(39)和气孔板(36)，所述壳体(21)侧面设有通气孔(41)，所述聚种斜面板(40)中心镂空设置，所述锥形孔板(39)中心加工有与育秧盘穴位对应的锥形孔(38)，所述锥形孔(38)下方对应的是设置在气孔板(36)上的气孔(29)；所述气孔板(36)下方设置两组气路分配器(30)，且两组气路分配器(30)的入口处设有气源分配器(31)，所述气路分配器(30)与流化种盘真空泵(7)连接；所述气路分配器(30)上的出气口(34)与气孔(29)对应设置；所述壳体(21)一侧设有电动推杆(26)，所述电动推杆(26)伸入壳体(21)和聚种斜面板(40)之间，且电动推杆(26)尾端安装刮板(25)；

所述吸种盘(4)固定在机械手(11)上，所述机械手(11)能够沿上下左右前后方向移动，所述流化种盘装置工作时，稳流管道(17)在竖直方向上与锥形孔(38)对齐。

2.根据权利要求1所述的流化种盘装置，其特征在于，所述稳流管道(17)的高度为：吸种盘(4)位于吸种位时，吸盘底板(15)底面与锥形孔(38)顶面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的流化种盘装置，其特征在于，所述聚种斜面板(40)中心镂空边缘设置成斜面。

4.根据权利要求3所述的流化种盘装置，其特征在于，所述刮板(25)板面设置为斜面，且与聚种斜面板(40)的斜面贴合。

5.根据权利要求1所述的流化种盘装置，其特征在于，所述锥形孔板(39)和气孔板(36)之间粘贴隔离板(37)，所述隔离板(37)上加工有气口，所述气口小于种子平均粒径。

6.根据权利要求1所述的流化种盘装置，其特征在于，所述两组气路分配器(30)的入口设置位置相反。

7.一种气吸式精密排种器，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一项所述的流化种盘装置；

加种箱(2)，位于流化种盘(5)斜上方，将种子加在流化种盘(5)内；

育秧盘输送带(3)，安装在流化种盘(5)侧面水平位置。

8.根据权利要求7所述的气吸式精密排种器，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括PLC、工业触摸屏、变频器、限位开关、光电开关和伺服电机；

所述工业触摸屏将育秧盘输送带(3)的转速、排种次数上限和机械手(11)移动速度传输给PLC；

所述变频器接收PLC的控制信号，控制流化种盘真空泵(7)和吸种盘真空泵(8)的输出方式和输出功率；

所述限位开关设置在按照机械手(11)的轨道上，与轨道滑块上的挡片配合使用，并与PLC进行通讯；

所述光电开关安装在育秧盘输送带(3)的金属侧板上，并与PLC进行通讯；

所述伺服电机包括加种箱(2)、电动推杆(26)和机械手(11)的伺服电机，所述伺服电机由PLC控制。

9.一种基于权利要求7-8任一项所述的气吸式精密排种器的控制方法，其特征在于：

开始工作时，机械手(11)位于流化种盘(5)正上方的起始位，机械手(11)携吸种盘(4)下移到达吸种位，使稳流管道(17)下部贴合锥形孔(38)边缘；

流化种盘真空泵(7)工作，为气路分配器(30)提供正压；吸种盘真空泵(8)工作，为吸种盘(4)的吸气室(14)提供负压；

气流通过出气口(34)与锥形孔(38)进入稳流管道(17)，并与针状吸嘴部件(16)之间形成对流状态，种子分离并在一定高度悬浮，针状吸嘴部件(16)吸取向中心移动的种子；

吸种完成后，流化种盘真空泵(7)停止工作，气路分配器(30)内恢复正常气压；机械手(11)携吸种盘(4)上移等待排种信号，待育秧盘输送带(3)上育秧盘到达指定位置，PLC发出排种信号，机械手(11)携吸种盘(4)跟随育秧盘前进并贴近育秧盘，直至到达排种位，稳流管道(17)贴合育秧盘穴孔，吸气室(14)内的气压变为正压，种子吹入育秧盘对应的孔穴中，排种完成，机械手(11)携吸种盘(4)回归携种位。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：

根据排种作业环节的不同，吸种盘(4)有四种工作状态：吸种时，为增加吸种合格率的高压吸种状态；吸种完成后，避免损坏种子同时携带种子至排种位的低压携种状态；将种子排出同时清理堵塞吸孔的正压排种状态；除吸种、携种和排种以外环节的空闲状态；

根据排种作业环节的不同，流化种盘(5)有三种工作状态：在吸种盘(4)完成排种后，进行下一轮吸种前，流化种盘(5)提前对种群进行低强度气吹，为快速切换至高强度气吹做准备的低压预处理状态；稳流管道(17)与锥形孔(38)贴合，流化种盘(5)使种群“沸腾”悬浮的高压气吹状态；流化种盘(5)停止工作的空闲状态。

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