CN115176565B - 一种无人机用排种盘的排种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机用排种盘的排种方法，属于无人机播种技术领域；解决了现有技术中通过无人机播种是通过甩盘将种子甩出，并未对种子进行排种导致播种精度低的技术问题。本发明的无人机用排种盘的排种方法包括利用排种盘单元进行排种的过程；利用排种盘单元进行排种的过程包括以下步骤：步骤1、在排种盘单元的的负压捕获区内建立一定负压；步骤2、待负压捕获区建立一定负压后，外界空气经过充种段上的漏气孔进入种勺，然后经种勺和第一气孔进入负压捕获区内，外界空气进入负压捕获区时会将种子由充种段推入种勺中，种子由于受到负压吸附作用被固定在负压捕获区对应的种勺中。本发明实现了精确排种。

Description

一种无人机用排种盘的排种方法

技术领域

本发明涉及无人机播种技术领域，尤其涉及一种无人机用排种盘的排种方法。

背景技术

现有技术中的无人机播种采用盘子甩出种子，且主要是针对草籽播撒，由于种子并未进行排种，导致播种不成行，后期作物呈无序化状态，扎根浅易倒伏，同时存在播种精度低的技术问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种无人机用排种盘的排种方法，用以解决现有技术中通过无人机播种是通过甩盘将种子甩出，并未对种子进行排种导致播种精度低的技术问题。。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种无人机用排种盘的排种方法，包括利用排种盘单元进行排种的过程；利用排种盘单元进行排种的过程包括以下步骤：

步骤1、在排种盘单元的的负压捕获区内建立一定负压；

步骤2、待负压捕获区建立一定负压后，外界空气经过充种段上的漏气孔进入种勺，然后经种勺和第一气孔进入负压捕获区内，外界空气进入负压捕获区时会将种子由充种段推入种勺中，种子由于受到负压吸附作用被固定在负压捕获区对应的种勺中。

进一步地，在步骤1中，持续转动排种盘单元中的排种盘，种子持续的被与负压捕获区连通的种勺捕获和容纳，被种勺捕获的种子经排种盘运输至发射位后被发射出去；

种子发射出去后的空种勺随着排种盘的转动而进入与负压捕获区和充种段对应的位置，重新开始充种。

进一步地，在步骤1中，负压捕获区建立负压的过程包括：开启负压机，负压机通过负压接头、配气轴上的多个通气槽和轴孔台阶上的多个贯通槽对负压捕获区抽真空，使负压捕获区形成一定负压。

进一步地，在步骤1中，排种盘单元包括排种盘、配气盘、配气轴和负压接头；

排种盘的内部设有空腔，排种盘包括均为圆环状的外环面、内环面、第一盘面和第二盘面，排种盘的第一盘面处设有第一盖板，排种盘的第二盘面为开口状；排种盘外环面上等间距布置有种勺，种勺底部设有第一气孔，种勺通过其对应的第一气孔与内环面连通；种勺的孔径大于其对应的第一气孔的孔径；

配气盘设于排种盘的空腔内，且配气盘外环面与排种盘内环面相贴合；配气盘和排种盘的第一盖板的中心处均设有中心孔，配气轴贯穿中心孔；配气盘包括负压捕获区与常压区；

配气轴的一端为开口端，另一端为封闭端，配气轴的开口端与负压接头连接，配气轴上设有多个通气槽，配气轴通过通气槽与配气盘的负压捕获区连通；

负压接头与负压机连接，负压机通过负压接头、配气轴上的通气槽对负压捕获区抽气形成负压，以使种子被吸附在种勺中。

进一步地，配气盘包括盘体、轴孔台阶、第二盖板、调整隔板、固定隔板、高压气台阶和高压气接头；

盘体嵌套于排种盘的空腔内，且盘体的外环面与排种盘内环面相贴合；轴孔台阶设于盘体的中心处，第二盖板上设有中心孔，中心孔与轴孔台阶的外轴面相贴合；配气轴贯穿轴孔台阶和第二盖板上的中心孔；

在轴孔台阶上设有多个贯通槽和多个非贯通槽，贯通槽与配气轴上通气槽的位置对应且相互连通，调整隔板和固定隔板均设于盘体上，且调整隔板的一端均插接在非贯通槽内，固定隔板的一端固定在轴孔台阶上；固定隔板的另一端与高压气台阶连接，高压气台阶出口端为远离固定隔板的一端；固定隔板的长度与高压气台阶的长度之和等于调整隔板的长度；

调整隔板作为负压捕获区的起始边界以及常压区的结束边界插接在轴孔台阶上的非贯通槽内，高压气台阶与固定隔板相连接并共同构成负压捕获区的结束边界以及常压区的起始边界；第二盖板、配气盘的盘体以及排种盘内环面围成的区域包括负压捕获区和常压区；

第二盖板上设有高压气接头孔，高压气接头贯穿高压气接头孔并与高压气台阶连通，转动排种盘，使种勺与高压气台阶出口端对齐。

进一步地，排种盘单元通过支撑单元固定在无人机上，并通过驱动单元驱动；

支撑单元包括三角支架、发射管支臂和发射管卡箍；三角支架与空中平台固定连接；

三角支架与配气轴铰接；发射管支臂的一端与配气轴铰接，另一端与发射管卡箍固定连接，发射管卡箍用于安装发射管；

在第一盖板远离负压捕获区的端面上，沿中心孔向外依次设有轴承座孔和环状凸台状的大带轮；轴承座孔与配气轴之间设有轴承；环状凸台状的大带轮的外环面为皮带面；

驱动单元包括发动机、主动轮和皮带，发动机安装于三角支架上，主动轮直接安装于发动机的输出轴上，主动轮与大带轮通过皮带传动，以带动排种盘转动。

进一步地，配气轴为中空柱状；配气轴包括第一柱段、第二柱段、第三柱段、第四柱段和第五柱段；

第一柱段上设有外螺纹，外螺纹上安装有配气盘螺母；

第二柱段用于安装并定位配气盘；

第三柱段用于与轴承座孔配合以安装轴承；

第四柱段用于安装三角支架和发射管支臂；在第四柱段上，靠近第三柱段的一端安装三角支架，远离第三柱段的一端安装发射管支臂；

第五柱段设有内螺纹，用于安装负压接头。

进一步地，在第二柱段与第三柱段之间设有轴肩，该轴肩为配气盘的轴向定位端面，同时用于限制轴承轴向位置。

进一步地，第三柱段与第四五柱段之间设有环状沟槽，环状沟槽用于安装轴用挡圈，轴用挡圈用于限制轴承移动。

进一步地，种勺为柱状空腔，种勺内设有密封环，种勺、密封环和第一气孔的半径依次减小

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明通过将配气盘内嵌于排种盘中，排种盘的种勺通过第一气孔与配气盘的负压捕获区连通，当驱动单元带动排种盘持续转动时，由于负压捕获区内的吸附作用，排种盘能够持续的将充种段内的种子吸附和固定到不同的种勺中，当种勺转动至发射位(种勺与发射管对应的位置)后，通过高压气将种子发射出去。与现有的甩盘将种子甩出去相比，本发明能够将种子有规律的、整齐和精确的发射出去。

(2)本发明还能够利用高压高速气流将未被排种盘捕获的种子回流至种箱中，其具体过程为：向引射斜管内引入高压高速气流，高压高速气流(压缩空气)会顺着当前方向送上方经过第二U型管后流出，竖向直管以及下方的第一U型管内的空气受到引射效果的影响会随着上方的高压高速气流一同流出，此时，竖向直管和第一U型管为负压状态，外界空气会从充种4的腔体外侧面上设置的等间距排列的漏气孔流入充种段内，未被捕获的种子和外界空气经第一U型管到达竖向直管，在经过引射斜管时一同被喷出，回流到种箱内。本发明实现了未被捕获的种子的回流，避免了该部分种子堵在充种段的最下端而影响充种效果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为排种器的结构示意图；

图2为排种盘的结构示意图；

图3为第一盖板上轴承座孔和大带轮的结构示意图；

图4为种勺的结构示意图；

图5为配气盘的盘体的结构示意图；

图6为配气盘的第二盖板的结构示意图；

图7为配气轴的结构示意图1；

图8为配气轴的结构示意图2；

图9为种箱单元的结构示意图；

图10为充种段和排种盘的结构示意图；

图11为支撑单元的结构示意图；

图12为排种盘装置的侧面结构示意图；

图13为充种段的结构示意图；

图14为配气轴的轴向剖视图1；

图15为配气轴的轴向剖视图2；

图16为发射管结构的示意图。

附图标记：

1-种箱；2-振动器；3-输送段；4-充种段；5-排种盘单元；6-发射管；7-第一加速斜管；8-第一U型管；9-竖向直管；10-第二U型管；11-引射斜管；12-排种盘外环面；13-排种盘内环面；14-种勺；15-第一盖板；16-轴承座孔；17-大带轮；18-第一气孔；19-密封环；20-盘体；21-调整隔板；22-固定隔板；23-高压气台阶；24-第一支撑肋板；25-第二支撑肋板；26-第三支撑肋板；27-轴孔台阶；28-贯通槽；29-非贯通槽；30-高压气接头；31-螺栓；32-第一柱段；33-第二柱段；34-第三柱段；35-第四柱段；36-第五柱段；37-第一键槽；38-第一通气槽；39-轴肩；40-环状沟槽；41-筒体段；42-椎体段；43-阀板；44-漏气孔；45-三角支架；46-发射管支臂；47-发射管卡箍；48-负压捕获区；49-常压区；50-第一盘面；51-第二盘面；52-弧形筒状腔体；53-弧形开口；54-种子注入口；55-种子回流口；56-第一平键；57-第二键槽；58-第二平键；59-第二加速斜管。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供了一种无人机用排种盘的排种方法，包括利用排种盘单元5进行排种的过程；利用排种盘单元5进行排种的过程包括以下步骤：

步骤1、在排种盘单元5的的负压捕获区内建立一定负压；

步骤2、待负压捕获区建立一定负压后，外界空气经过充种段4上的漏气孔进入种勺14，然后经种勺14和第一气孔进入负压捕获区内，外界空气进入负压捕获区时会将种子由充种段4推入种勺14中，种子由于受到负压吸附作用被固定在负压捕获区对应的种勺14中。

在步骤1中，持续转动排种盘单元5中的排种盘，种子持续的被与负压捕获区连通的种勺14捕获和容纳，被种勺14捕获的种子经排种盘运输至发射位后被发射出去；种子发射出去后的空种勺14随着排种盘的转动而进入与负压捕获区和充种段4对应的位置，重新开始充种。

在步骤1中，负压捕获区建立负压的过程包括：开启负压机，负压机通过负压接头、配气轴上的多个通气槽和轴孔台阶上的多个贯通槽对负压捕获区抽真空，使负压捕获区形成一定负压。

本发明的无人机用排种盘的排种方法还包括种子输送过程、种子发射过程以及未被捕获的种子回流过程；种子输送过程包括：种箱1单元中的种子经种子输送单元的输送段3进入种子输送单元的充种段4；种子发射过程：排种后的种子经过发射管6单元发射出去，从而实现高速穿深排种；未被捕获种子的回流过程：未被捕获的种子经种子输送单元的回流段回流至种箱1单元内。

需要注意的是，在种子输送过程中，利用动力装置带动种箱1底部设置的阀板以打开阀板，开阀后种子经种子输送单元的输送段3进入充种段4中。

在种子发射过程中，当排种盘的种勺14转动至与发射管6对齐的位置后即发射位后，高压气源提供的高压气经高压气接头30和高压气台阶23进入发射位对应的种勺14中，并将种勺14内的种子吹入发射管6并发射出去。

本发明的排种方法能够用于坚果类种子和/或胶囊种子的发射，为了提高种子的发射速度，在种子发射过程中，发射管6上设有第一加速斜管7；第一加速斜管7与设于无人机上的一级高压气源连通，第一加速斜管7用于对发射管6内的种子进行加速。

在种子发射过程中，第一加速斜管7的下方设有第二加速斜管59，第二加速斜管59与设于无人机上的二级高压气源连通；第二加速斜管59用于对发射管6内的种子进行再次加速。

本发明能够将未被排种盘捕获的种子回流至种箱中，进行重新排种。种子回流过程为：向回流段的引射斜管内引入高压高速气流，高压高速气流经过第二U型管后流出，同时，充种段内未被排种盘捕获的种子依次进入第一U型管、竖向直管和第二U型管从而回流至排种箱中。

需要指出的是，在种子输过程之前，利用支撑单元将无人机用排种盘固定至空中平台上。

另一方面，本发明还提供了一种无人机用排种盘，用于实现上述的无人机用排种盘的排种方法，该无人机用排种盘包括种箱单元、排种盘单元5、驱动单元、种子输送单元和发射管单元；种箱单元设于排种盘单元5的上方，种箱单元与排种盘单元5通过种子输送单元连通；种子输送单元包括输送段3和充种段4，输送段3的一端与种箱单元连通，另一端与充种段4连通；排种盘单元5包括负压捕获区与常压区；充种段4覆盖在负压捕获区上且两者连通，种箱单元提供的种子依次经过输送段3和充种段并在负压捕获区的吸附作用下被吸附在排种盘单元5中；发射管单元设于排种盘单元5的下方且处于负压捕获区与常压区的分界线上；发射管单元与排种盘单元5连通，排种盘单元5与驱动单元连接，驱动单元能够驱动排种盘组件转动，排种盘单元5转动时能够捕获和排列种子，并将捕获和排列的种子通过发射管6发射出去。

具体地，如图1至图12所示，本发明的无人机用排种盘主要应用无人机，该排种器包括种箱单元、排种盘单元5、驱动单元、种子输送单元和发射管单元，其中，种箱单元用于储存种子，种箱单元与排种盘单元5采用分离式的设计，种箱单元设于排种盘单元5的上方。该无人机用排种盘的工作过程为：种箱单元内的种子经过种子输送单元的输送段3进入充种段中，由于充种段是覆盖在排种盘单元5的负压捕获区上且两者是连通的，因此，种子在进入排种盘单元5后由于受到负压吸附作用而停留在排种盘单元5内，当驱动单元驱动排种盘单元5转动过程中，充种段4的种子会持续进入排种盘单元5中，同时，当排种盘单元5中的种子经过发射管单元时，种子会经过发射管单元发射出去，播种到地面上。

现有技术中的种箱1与排种盘多采用半嵌合式的设计，这种设计方式无法根据种子尺寸更换排种盘单元5，导致其只能播种单一尺寸的种子。与现有技术相比，本发明的种箱单元与排种盘单元5采用分离式的设计，针对不同尺寸的种子，可以根据种子的尺寸更换排种盘单元5，进而提高排种器的适用性。

如图1至图6所示，为了按照固定间距捕获和排列种子，本发明的排种盘单元5包括排种盘；排种盘的内部设有空腔的环形饼状结构，排种盘包括均为圆环状的排种盘外环面12、排种盘内环面13以及相对设置的第一盘面51和第二盘面50，排种盘的第一盘面51处设有第一盖板15，排种盘的第二盘面50为开口状态(即未设置盖板)；排种盘外环面12上沿外环面周向等间距布置有种勺14，种勺14为沿排种盘径向开设的槽，种勺14底部设有沿排种盘径向的第一气孔18，种勺14通过其对应的第一气孔18与内环面连通；种勺14的孔径大于其对应的第一气孔18的孔径，种勺14的孔沿排种盘径向设置。

配气盘设于排种盘的内部空腔内(如图2和图10所示)，且配气盘外环面与排种盘内环面13相贴合；配气盘和排种盘的第一盖板15的中心处均设有中心孔，配气轴贯穿中心孔；配气轴的一端为开口端，另一端为封闭端，配气轴的开口端与负压接头连接，配气轴上设有多个通气槽，配气轴通过通气槽与配气盘的负压捕获区连通；负压接头与负压机连接，负压机通过负压接头、配气轴上的通气槽对负压捕获区抽气形成负压，以使种子被吸附在种勺14中。

具体地，本发明的排种盘单元5是无人机用排种盘的核心部件，排种盘用于捕获种子，该排种盘单元5包括排种盘、配气盘、配气轴和负压接头，其中，排种盘的形状为圆盘状，排种盘的内部设有空腔，排种盘包括圆环状的外环面和圆环状的内环面，该内环面由空腔形成，排种盘的一端面为开口状态，另一端面上设有第一盖板15。在排种盘外环面12上等间距设置有种勺14，例如，种勺14的布置数量为20个，种勺14向外与充种段连通，向内通过第一气孔18与负压捕获区连通，当开启负压机后，负压机通过负压接头、配气轴上的通气槽对负压捕获区抽气形成负压，而由于负压捕获区通过第一气孔18与种勺14连通，因此，种勺14能够捕获种子并容纳种子，当排种盘转动时，避免种子飞出种勺14。

综上，本发明的排种盘具有保证动态气密性、捕获种子、排种、传动和定心功能。本发明通过将排种盘外环面12与充种段4间隙配合，保证种子不会漏到外界。本发明排种盘内环面13与配气盘间隙之间通过接触式密封圈进行动态密封，以保证配气盘内负压捕获区的真空度的建立，从而有足够的吸引力捕获种子。

为了在一定程度上填补种勺14与种子之间的间隙，减少漏气量，提高气源使用率，如图4所示，本发明的种勺14为柱状空腔，种勺14内设有密封环19，种勺14、密封环19和第一气孔18的半径依次减小。

具体地，如图所示，在种勺14的柱状空腔内设置密封环19，密封环19处于柱状空腔的最底部，种勺14内被捕获的种子处于密封环19内，由于密封环19的半径小于种勺14的半径，进而能够减小种子与种勺14之间的间隙，减少漏气量，提高气源使用率。

为了保证种子被捕获以及容纳在种勺14中，如图13所示，本发明的充种段4的两端对应设有种子注入口54和种子回流口55，种子注入口54和种子回流口55之间设有弧形筒状腔体52，弧形筒状腔体52的内侧设有弧形开口53，弧形开口53的弧度等于弧形筒状腔体52的弧度；充种段4的弧形筒状腔体52与排种盘的外形相匹配，弧形筒状腔体52的弧形开口53覆盖负压捕获区且两者连通；种箱单元提供的种子经过输送段3进入充种段4，然后经负压捕获区的负压被吸附在排种盘的种勺中。

如图10和图13所示，本发明的充种段4的设置目的是为了能够保证种子被排种盘结构捕获，而由于排种盘结构中设有负压捕获区，负压捕获区通过弧形开口53与充种段4连通，弧形开口53与负压捕获区之间为动态密封。另外，在弧形筒状腔体52的外侧面沿弧长方向上等间距均布有多个漏气孔44，空气经漏气孔44被吸入负压捕获区时能够将种子推入排种盘结构中。为了保证能够捕获种子，如图5至图6所示，本发明的配气盘包括盘体20、轴孔台阶27、第二盖板、调整隔板21、固定隔板22、高压气台阶23和高压气接头30；盘体20嵌套于排种盘的空腔内，且盘体20的外环面与排种盘内环面13相贴合(如图2和图10所示)；轴孔台阶27设于盘体20的中心处，第二盖板上设有中心孔，中心孔与轴孔台阶27的外轴面相贴合；配气轴贯穿轴孔台阶27和第二盖板上的中心孔；在轴孔台阶27上设有多个贯通槽28和多个非贯通槽29，贯通槽28与配气轴上通气槽的位置对应且相互连通，调整隔板21和固定隔板22均设于盘体20上，且调整隔板21的一端均插接在非贯通槽29内；固定隔板22的一端固定在轴孔台阶27上；固定隔板22的另一端与高压气台阶23连接，高压气台阶23出口端为远离固定隔板22的一端；固定隔板22的长度与高压气台阶23的长度之和等于调整隔板21的长度；调整隔板21作为负压捕获区的起始边界以及常压区的结束边界插接在轴孔台阶27上的非贯通槽29内，高压气台阶23与固定隔板22相连接并共同构成负压捕获区的结束边界以及常压区的起始边界(设置负压捕获区的起始边界以及结束边界是为了防止排种盘上非充种区的种勺14漏气)；第二盖板、配气盘的盘体20以及排种盘内环面13围成的区域包括负压捕获区和常压区；第二盖板上设有高压气接头30孔，高压气接头30贯穿高压气接头30孔并与高压气台阶23连通，驱动单元能够驱动排种盘转动，使种勺14与高压气台阶23出口端对齐；发射管6设于排种盘外环面12上，且发射管6与高压气台阶23出口端对齐的种勺14连通，高压气接头30与高压气源连接，高压气源提供的高压气经高压气接头30和高压气台阶23进入种勺14，将种勺14内的种子吹入发射管6并发射出去。

具体地，本发明的配气盘用于向排种盘提供和分配捕获和吹出种子的气压，利用配气盘捕获和吹出种子的具体过程为：种箱1中的种子经过输送段3进入到充种段，同时，利用负压机对负压捕获区抽真空，具体为利用负压机通过负压接头、配气轴上的通气槽、轴孔台阶27上的贯通槽28对负压捕获区抽真空，负压捕获区形成一定负压后，由于负压捕获区通过第一气孔18与种勺14连通，因此，种勺14中的空气会向负压捕获区流动，进而使种勺14内形成一定的负压吸附作用，从而捕获种子并将种子容纳在种勺14中；排种盘继续运转，种子持续的被与负压捕获区连通的种勺14捕获和容纳，被捕获的种子经过排种盘(旋转一定的角度)的运输，当排种盘的种勺14转动至发射位(指与发射管6对齐的位置)后，高压气源提供的高压气经高压气接头30和高压气台阶23进入种勺14，将种勺14内的种子吹入发射管6并发射出去。

与现有技术相比，本发明通过将种勺14与负压捕获区连通，利用负压捕获种子，将种子容纳在种勺14中，并利用高压气将种子通过发射管6发射出去，能够赋予种子一定的初速度，能够保证种子穿透较深土层，避免种子只是依靠重力落种，穿深低。另外，通过发射管发射种子还能够提高播种精度，解决了现有技术中的通过甩种盘播种的空中播种机播种精度低的问题。

如图11所示，为了将排种器固定于无人机上，本发明的空中平台使用无人机用排种盘还包括支撑单元，支撑单元包括三角支架45、发射管支臂46和发射管卡箍47；三角支架45与空中平台固定连接，三角支架45的一角与配气轴铰接，另外两角与充种段4固定连接；发射管支臂46的一端与配气轴铰接，另一端与发射管6安装卡箍固定连接，发射管卡箍47用于安装发射管6；在第一盖板15远离负压捕获区的端面上，沿中心孔向外依次设有轴承座孔16和环状凸台状的大带轮17；轴承座孔16与配气轴之间设有轴承；环状凸台状的大带轮17的外环面为皮带面；驱动单元包括发动机、主动轮和皮带，发动机安装于三角支架45上，主动轮直接安装于发动机输出轴上，主动轮与大带轮17通过皮带传动，以带动排种盘转动。

具体地，三角支架45与空中平台(例如无人机)固定连接，三角支架45的一端与配气轴铰接，另外两端分别与弧形充种段4的上端与下端固定连接，发射管支臂46为长方体板状，发射管支臂46的一端部为半圆型，另一端部为长方体状，在该半圆型端部上设有中心通孔，配气轴贯穿该中心通孔，半圆型端部外侧为紧固螺母，紧固螺母与配气轴螺纹连接，用于将三角支架45的一端和发射管支臂46的半圆型端部紧固在配气轴上。需要说明的是，发射管支臂46的长方体状端部上设两个螺纹孔，螺纹孔内均设有螺栓31，发射管卡箍47通过螺栓31与该发射管支臂46固定连接。

本发明的发射管单元包括发射管6；如图16所示，发射管6固定于发射管卡箍47的一端，发射管卡箍47的另一端与发射管支臂46的一端固定连接，发射管支臂46的另一端和三角支架45固定连接；发射管6设于无人机用排种盘装置的下方且与种子的喷出口对应；发射管6上设有第一加速斜管7；第一加速斜管7与设于无人机上的一级高压气源连通。

本发明的发射管结构用于坚果类种子的发射，和/或用于经济作物种子的种子胶囊的发射。上述坚果类种子包括带硬壳的核桃、板栗、菱角、银杏果、杏核、开心果、各种瓜子和橡果。另外，一些本身没有坚硬外壳而且形状不规则的经济作物种子可以通过胶囊包裹发射，即将一些肥料之类的营养成分把种子包裹起来形成一个球装物，形成种子胶囊。

需要说明的是，无论是坚果类种子还是种子胶囊，在发射时都需要较高的速度才能使种子穿透地表面，由于种子具有坚硬的外壳或胶囊保护，种子穿入土壤时其内部结构不会受到影响，即种子发芽率不会受到影响。

为了增加种子的发射速度，如图16所示，本发明的第一加速斜管7的下方设有第二加速斜管59，第二加速斜管59与设于无人机上的二级高压气源连通；第二加速斜管59与发射管6轴向的夹角小于第一加速斜管7与发射管6轴向得到夹角；二级高压气源的高压气体的压力大于一级高压气源的高压气体的压力。

与现有技术相比，本发明通过设置第一加速斜管7和第二加速斜管59，能够保证种子具有较高的发射速度，保证种子能够穿透土壤表层。

需要说明的是，上述大带轮17的半径大于轴承座孔16的半径，轴承座孔16的半径大于空心孔的半径，配气轴贯穿轴承座孔16和环状凸台状的大带轮17。轴承座孔16的内柱面为与轴承配合的定位面，在靠近配气轴封闭端的一端设有轴肩39，轴肩39用于限制轴承在配气轴轴向上的移动，在靠近配气轴开口端的一端上设有环状沟槽40，环状沟槽40内设有挡圈，该挡圈同样用于限制轴承在配气轴轴向上的移动。环状凸台状的大带轮17的外柱面为与传送带配合的工作面。

需要注意的是，如图7和图8所示，本发明的配气轴是配气盘的安装基体，配气轴具有紧固、定心和配气的功能。配气轴为中空柱状，由封闭端至开口端依次包括第一柱段32、第二柱段33、第三柱段34、第四柱段35和第五柱段36；其中，第一柱段32上设有外螺纹，该外螺纹用于安装配气盘螺母，以固定配气盘；第二柱段33用于安装并定位配气盘，上述多个通气槽包括第一通气槽38、第二通气槽和第三通气槽，该三个通气槽沿径向方向上均设于该第二柱段33上，配气盘的轴孔台阶27上的多个贯通槽28包括第一贯通槽28、第二贯通槽28和第三贯通槽28，该第一贯通槽与第一通气槽38的位置对应且两者连通，该第二贯通槽与第二通气槽的位置对应且两者连通，该第三贯通槽与第三通气槽的位置对应且两者连通，设置三个贯通槽28和三个通气槽是为了利用配气轴对负压捕获区进行抽真空。

第三柱段34用于安装轴承，在第二柱段33与第三柱段34之间设有轴肩39，该轴肩39为配气盘的轴向定位端面，同时用于限制轴承轴向位置。第三柱段34与第四五柱段之间设有环状沟槽40，该环状沟槽40用于安装轴用挡圈，该轴用挡圈用于限制轴承移动。第四柱段35用于安装三角支架45和发射管支臂46，其中，靠近轴肩39的一端安装三角支架45，远离轴肩39的一端安装发射管支臂46。第五柱段36设有内螺纹，用于安装负压接头。

配气轴的封闭端和开口端上设有外螺纹，外螺纹上均设有紧固螺母，封闭端的紧固螺母与配气轴的外螺纹配合进行紧固第二盖板，防止第二盖板从配气轴上掉落，开口端的紧固螺母与配气轴上的外螺纹配合进行紧固发射管支臂46，防止发射管支臂46与配气轴之间发生相对滑动。

需要注意的是，如图7、图8、图14和图15所示，在第四柱段35上设有第一键槽37和第一平键56，在发射管支臂46上设有对应的凹槽，第一键槽37和该凹槽用于容纳第一平键56，使第一平键56能够卡住发射管支臂46和配气轴，发射管支臂46转动时，两者实现同步转动。

另外，在第二柱段33上设于第二键槽57和第二平键58，在配气轴的轴孔台阶27的中心孔的孔内壁上，也设有凹槽，第二键槽57和盖凹槽用于容纳第二平键58，使第二平键58能够卡住配气盘和配气轴，当配气轴由于发射管支臂46带动而转动时，配气轴与配气盘能够同步转动。

发射管的角度调整过程为：当转动发射管支臂46即调整发射管的发射角度时，拧开负压接头处的紧固螺母，转动发射管支臂46，此时，与发射管支臂46通过第一键槽37和第一平键56卡和的配气轴会与发射管支臂46同步转动，而配气轴的转动会带动配气盘转动，配气盘转动角度与发射管支臂46转动角度相同，发射管角度调整后，拧紧负压接头处的螺母，此时，发射管6的发射角度被固定，保证发射管支臂46与配气盘的相对角度。此时，为了保证负压捕获区内的密闭性，将调整隔板插接到对应的非贯通槽内，从而调整负压捕获区的负压范围，使其与充种段4的结构相对应。

配气轴的封闭端和开口端上设有外螺纹，外螺纹上均设有紧固螺母，封闭端的紧固螺母与配气轴的外螺纹配合进行紧固第二盖板，防止第二盖板从配气轴上掉落，开口端的紧固螺母与配气轴上的外螺纹配合进行紧固发射管支臂46，防止发射管支臂46与配气轴之间发生相对滑动。

需要说明的是，配气轴上由封闭端至开口端依次安装紧固螺母、第二盖板、轴孔台阶27、配气盘盘体20、第一盖板15、轴承座孔16、三角支架45、发射管支臂46、负压接头。

现有排种器排种时，种子的发射角度是无法进行调整的。与现有技术相比，本发明能够实现种子发射角度的调整，具体过程为：当需要调整发射管6的发射角度时，将发射管支臂46绕配气轴转动一定角度，然后利用紧固螺母将其紧固，发射管支臂46转动时，发射管支臂46带动发射管卡箍47转动一定角度，最终实现发射管6的发射角度调整。另外，需要注意的是，当调整发射管6的角度时，需要重新调整调整隔板21的插接位置，以避免出现常压区(即非充种区)漏气及负压捕获区无负压的情况。

如图1所示，为了将未被捕获的种子回流到种箱1中，本发明的种子输送单元还包括回流段和引射斜管11；回流段中间部分为竖向直管9，两端分别为第一U型管8和第二U型管10，第一U型管8与充种段4的末端连通，第二U型管10的出口端延伸至种箱单元的上方；引射斜管11设于第二U型管10上，引射斜管11的进气口与高压气源连接；通过向引射斜管11内通入高压高速气流，充种段4中未能被排种盘捕获的种子能够依次通过第一U型管8、竖向直管9和第二U型管10回流到种箱单元中。

具体地，本发明利用高压高速气流引射原理将未被排种盘捕获的种子回流至种箱1中，其具体过程为：当向引射斜管11内引入高压高速气流后，高压高速气流(压缩空气)会顺着当前方向送上方经过第二U型管10后流出，竖向直管9以及下方的第一U型管8内的空气受到引射效果的影响会随着上方的高压高速气流一同流出，此时，竖向直管9和第一U型管8为负压状态，外界空气会从充种段4的腔体外侧面上设置的等间距排列的漏气孔44流入充种段4内，未被捕获的种子和外界空气经第一U型管8到达竖向直管9，在经过引射斜管11时一同被喷出，回流到种箱1内。

为了控制进入排种盘内种子的流量，如图9所示，本发明的种箱单元包括种箱1、动力装置和阀板43；种箱1包括筒体段和锥体段，示例性的，如立方体段41和四棱锥段42，筒体段41设于四棱锥的上方且两者相互连通；四棱锥的锥底出口处设有阀板43，阀板43与动力装置连接，通过动力装置带动阀板43移动，以控制种箱1内种子进入排种盘的流量。

与现有技术相比，本发明通过控制通过控制阀板43的开度，能够控制箱体内种子进入排种器内的流量和流速。

如图9所示，为了防止种子在种箱1底部的阀板43处堵塞，本发明的种箱单元还包括振动器2，该振动器2设于四棱锥的一个锥面上，振动器2(振动马达)能够带动种箱1内的种子一起抖动，进而防止种子在阀板43处堵塞，最终保证种子能够出种顺畅。

为了安装第二盖板以及防止第二盖板和盘体20在负压作用下发生变形，本发明的配气盘还包括多个支撑肋板和多个紧固件(例如螺栓31)，支撑肋板的两端设有螺纹孔，螺栓31的数量与螺纹孔相同；配气盘的盘体20上以及第二盖板上也均设有与支撑肋板上螺纹孔的数量相同、位置对应的螺纹孔；多个螺栓31分别贯穿第二盖板、支撑肋板、配气盘的盘体20上对应的螺纹孔，支撑肋板用于支撑和安装第二盖板。

具体地，如图5和图6所示，在本发明的配气盘上设有多个支撑肋板，该多个支撑肋板包括第一支撑肋板24、第二支撑肋板25和第三支撑肋板26，第一支撑肋板24至第三支撑肋板26沿配气盘的盘体20的圆周方向均匀布置，即第一支撑肋板24至第三支撑肋板26相互之间的夹角为60°。需要说明的是，第一支撑肋板24和第二支撑肋板25处于负压捕获区内，第三支撑肋板26处于常压区内。为了避免第一支撑肋板24和第二支撑肋板25阻挡负压捕获区内空气的流动，因此，控制第一支撑肋板24至第三支撑肋板26的长度小于调整隔板21的长度。

需要说明的是，第一支撑肋板24至第三支撑肋板26的两端均设置螺纹孔，而在配气盘的盘体20上以及第二盖板上均设有6个螺纹孔，通过将6根螺栓31依次贯穿第二盖板、各个支撑肋板以及配气盘盘体20上的螺纹孔，从而将第二盖板盖合在配气盘的盘体20上，当对负压捕获区抽气时，该第一支撑肋板24至第三支撑肋板26能够支撑该第二盖板以及配气盘的盘体20，避免第二盖板和配气盘盘体20由于负压捕获区内的负压作用而发生变形和塌陷。

综上，本发明的排种器的工作过程为：通过动力装置带动阀板43移动以打开阀板43，开阀后种子经输送段3落到充种段4内，由于充种段4为弧形半开口腔体，该弧形半开口腔体与种勺14连通，而种勺14经第一气孔18与负压捕获区连通，负压捕获区能够持续对排种盘上的种勺14提供负压，在负压的作用下，排种盘捕获附近的种子，即充种段4内的种子被捕获后容纳在种勺14中。由于排种盘是持续转动的，充种段4的种子会持续进入到种勺14中。如果种子未能落入种勺14，则会进入回流段的第一U型管8内，由于引射斜管11设于第二U型管10上，引射斜管11的进气口与高压气源连接，当向引射斜管11内通入高压高速气流，充种段4中未能被排种盘捕获的种子能够依次通过第一U型管8、竖向直管9和第二U型管10回流到种箱单元中。对于被捕获的种子，当排种盘转动到发射位(种勺14与发射管6对齐的位置)时，高压气源提供的高压气经高压气接头30和高压气台阶23进入种勺14中，将种勺14内的种子吹入发射管6并射出。

当种子初速不满足播种穿深需求时，种子从种勺14射出后，在惯性及引射吸力作用下其在发射管6中继续运动，经过第一加速斜管7时，通过将高压气引入第一加速斜管7，种子被再次加速，从而增加种子的发射速度，直至满足初速要求后射出。

与现有技术相比，(1)本发明的种箱单元与排种盘单元5采用分离式的设计，针对不同尺寸的种子，可以根据种子的尺寸更换排种盘单元5，进而提高排种器的适用性；现有技术中的种箱1与排种盘多采用半嵌合式的设计，这种设计方式无法根据种子尺寸更换排种盘单元5，导致其只能播种单一尺寸的种子。(2)本发明能够利用发射管支臂46调整发射管6的角度，进而调整种子的发射角度。现有的排种器的发射管6与底面垂直，无法调整种子的发射角度。(3)发明通过在发射管6上设置第一加速斜管7，能够对种子二次加速，确保种子能够穿透较深土层。现有技术中的排种器多采用重力落种，种子穿深较低。

本发明的配气盘包括盘体、轴孔台阶、第二盖板、调整隔板、固定隔板、高压气台阶和高压气接头；盘体嵌套于排种盘的空腔内，且盘体的外环面与排种盘内环面相贴合；轴孔台阶设于盘体的中心处，第二盖板上设有中心孔，中心孔与轴孔台阶的外轴面相贴合；配气轴贯穿轴孔台阶和第二盖板上的中心孔；在轴孔台阶上设有多个贯通槽和多个非贯通槽，贯通槽与配气轴上通气槽的位置对应且相互连通，调整隔板和固定隔板均设于盘体上，且调整隔板的一端均插接在非贯通槽内，固定隔板的一端固定在轴孔台阶上；固定隔板的另一端与高压气台阶连接，高压气台阶出口端为远离固定隔板的一端；固定隔板的长度与高压气台阶的长度之和等于调整隔板的长度；调整隔板作为负压捕获区的起始边界以及常压区的结束边界插接在轴孔台阶上的非贯通槽内，高压气台阶与固定隔板相连接并共同构成负压捕获区的结束边界以及常压区的起始边界；第二盖板、配气盘的盘体以及排种盘内环面围成的区域包括负压捕获区和常压区；第二盖板上设有高压气接头孔，高压气接头贯穿高压气接头孔并与高压气台阶连通，转动排种盘，使种勺与高压气台阶出口端对齐。

本发明的排种盘单元通过支撑单元固定在无人机上，并通过驱动单元驱动；支撑单元包括三角支架、发射管支臂和发射管卡箍；三角支架与空中平台固定连接；三角支架与配气轴铰接；发射管支臂的一端与配气轴铰接，另一端与发射管卡箍固定连接，发射管卡箍用于安装发射管；

在第一盖板远离负压捕获区的端面上，沿中心孔向外依次设有轴承座孔和环状凸台状的大带轮；轴承座孔与配气轴之间设有轴承；环状凸台状的大带轮的外环面为皮带面；

驱动单元包括发动机、主动轮和皮带，发动机安装于三角支架上，主动轮直接安装于发动机的输出轴上，主动轮与大带轮通过皮带传动，以带动排种盘转动。

进一步地，配气轴为中空柱状；配气轴包括第一柱段、第二柱段、第三柱段、第四柱段和第五柱段；

第一柱段上设有外螺纹，外螺纹上安装有配气盘螺母；

第二柱段用于安装并定位配气盘；

第三柱段用于与轴承座孔配合以安装轴承；

第四柱段用于安装三角支架和发射管支臂；在第四柱段上，靠近第三柱段的一端安装三角支架，远离第三柱段的一端安装发射管支臂；

第五柱段设有内螺纹，用于安装负压接头。

进一步地，在第二柱段与第三柱段之间设有轴肩，该轴肩为配气盘的轴向定位端面，同时用于限制轴承轴向位置。

进一步地，第三柱段与第四五柱段之间设有环状沟槽，环状沟槽用于安装轴用挡圈，轴用挡圈用于限制轴承移动。

进一步地，种勺为柱状空腔，种勺内设有密封环，种勺、密封环和第一气孔的半径依次减小

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，包括利用排种盘单元进行排种的过程；所述利用排种盘单元进行排种的过程包括以下步骤：

步骤1、在排种盘单元的负压捕获区内建立一定负压；

步骤2、待负压捕获区建立一定负压后，外界空气经过充种段上的漏气孔进入种勺，然后经种勺和第一气孔进入负压捕获区内，外界空气进入负压捕获区时会将种子由充种段推入种勺中，种子由于受到负压吸附作用被固定在负压捕获区对应的种勺中；

所述排种盘单元包括排种盘、配气盘、配气轴和负压接头；所述排种盘的内部设有空腔，所述排种盘还包括均为圆环状的外环面、内环面、第一盘面和第二盘面，所述排种盘的第一盘面处设有第一盖板，所述排种盘的第二盘面为开口状；

所述配气盘设于所述排种盘的空腔内，且所述配气盘外环面与所述排种盘内环面相贴合；所述配气盘和所述排种盘的第一盖板的中心处均设有中心孔，所述配气轴贯穿所述中心孔；所述配气盘包括负压捕获区与常压区；

所述配气轴的一端为开口端，另一端为封闭端，所述配气轴的开口端与所述负压接头连接，所述配气轴上设有多个通气槽，所述配气轴通过通气槽与所述配气盘的负压捕获区连通；

所述配气盘包括盘体、轴孔台阶、第二盖板、调整隔板、固定隔板、高压气台阶和高压气接头；

所述盘体嵌套于所述排种盘的空腔内，且所述盘体的外环面与所述排种盘内环面相贴合；所述轴孔台阶设于盘体的中心处，所述第二盖板上设有中心孔，所述中心孔与所述轴孔台阶的外轴面相贴合；所述配气轴贯穿所述轴孔台阶和所述第二盖板上的中心孔；

在所述轴孔台阶上设有多个贯通槽和多个非贯通槽，所述贯通槽与配气轴上通气槽的位置对应且相互连通，所述调整隔板和所述固定隔板均设于所述盘体上，且所述调整隔板的一端均插接在非贯通槽内，所述固定隔板的一端固定在轴孔台阶上；所述固定隔板的另一端与所述高压气台阶连接，所述高压气台阶出口端为远离所述固定隔板的一端；所述固定隔板的长度与所述高压气台阶的长度之和等于所述调整隔板的长度；

所述调整隔板作为所述负压捕获区的起始边界以及常压区的结束边界插接在所述轴孔台阶上的非贯通槽内，所述高压气台阶与所述固定隔板相连接并共同构成负压捕获区的结束边界以及常压区的起始边界；所述第二盖板、配气盘的盘体以及所述排种盘内环面围成的区域包括所述负压捕获区和所述常压区；

所述第二盖板上设有高压气接头孔，所述高压气接头贯穿所述高压气接头孔并与所述高压气台阶连通，转动所述排种盘，使所述种勺与所述高压气台阶出口端对齐；

所述排种盘单元通过支撑单元固定在无人机上，并通过驱动单元驱动；

所述支撑单元包括三角支架、发射管支臂和发射管卡箍；所述三角支架与空中平台固定连接；

所述三角支架与所述配气轴铰接；所述发射管支臂的一端与所述配气轴铰接，另一端与所述发射管卡箍固定连接，所述发射管卡箍用于安装发射管；

在所述第一盖板远离负压捕获区的端面上，沿所述中心孔向外依次设有轴承座孔和环状凸台状的大带轮；所述轴承座孔与所述配气轴之间设有轴承；所述环状凸台状的大带轮的外环面为皮带面；

所述驱动单元包括发动机、主动轮和皮带，所述发动机安装于所述三角支架上，所述主动轮直接安装于所述发动机的输出轴上，所述主动轮与所述大带轮通过皮带传动，以带动所述排种盘转动。

2.根据权利要求1所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，在所述步骤1中，持续转动排种盘单元中的排种盘，种子持续的被与负压捕获区连通的种勺捕获和容纳，被种勺捕获的种子经排种盘运输至发射位后被发射出去；

种子发射出去后的空种勺随着排种盘的转动而进入与负压捕获区和充种段对应的位置，重新开始充种。

3.根据权利要求2所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述负压捕获区建立负压的过程包括：开启负压机，负压机通过负压接头、配气轴上的多个通气槽和轴孔台阶上的多个贯通槽对负压捕获区抽真空，使负压捕获区形成一定负压。

4.根据权利要求3所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述排种盘外环面上等间距布置有种勺，所述种勺底部设有第一气孔，所述种勺通过其对应的第一气孔与所述内环面连通；所述种勺的孔径大于其对应的第一气孔的孔径；

所述负压接头与负压机连接，所述负压机通过负压接头、配气轴上的通气槽对负压捕获区抽气形成负压，以使种子被吸附在种勺中。

5.根据权利要求4所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，所述配气轴为中空柱状；所述配气轴包括第一柱段、第二柱段、第三柱段、第四柱段和第五柱段；

所述第一柱段上设有外螺纹，所述外螺纹上安装有配气盘螺母；

所述第二柱段用于安装并定位配气盘；

所述第三柱段用于与所述轴承座孔配合以安装轴承；

所述第四柱段用于安装所述三角支架和所述发射管支臂；在所述第四柱段上，靠近所述第三柱段的一端安装所述三角支架，远离所述第三柱段的一端安装所述发射管支臂；

所述第五柱段设有内螺纹，用于安装负压接头。

6.根据权利要求5所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，在第二柱段与第三柱段之间设有轴肩，该轴肩为配气盘的轴向定位端面，同时用于限制轴承轴向位置。

7.根据权利要求6所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，所述第三柱段与第四五柱段之间设有环状沟槽，所述环状沟槽用于安装轴用挡圈，所述轴用挡圈用于限制轴承移动。

8.根据权利要求1至7任一项所述的无人机用排种盘的排种方法，其特征在于，所述种勺为柱状空腔，所述种勺内设有密封环，所述种勺、密封环和第一气孔的半径依次减小。

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