CN115777302B - 一种气吸带式水稻排种器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气吸带式水稻排种器，包括排种带、充种室、刮种板、气室、带轮、正压管、负压管、轴承和排种轴；气室倾斜设置；排种带环绕气室设置，沿着气室的外周运行，与气室围成正压气室和负压气室，由带轮带动运行；排种带的运行路径包括围成环的两段直线段和两段半圆弧段；排种带上设有沿着运行路径设置的成圈排种孔，行经正压气室的排种孔与正压气室连通，行经负压气室的排种孔与负压气室连通；充种室设置在排种带上侧直线段的一面，充种室对应负压气室设置，充种室的上端连接刮种板；正、负压管分别与正、负压气室连接。本发明可以满足水稻直播机高速播种的性能要求，减少因搅种齿转动造成种子破损率，属于农业机械领域。

Description

一种气吸带式水稻排种器

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种气吸带式水稻排种器。

背景技术

水稻直播是一种经济、高效和环保的种植方式，是水稻产业的重要发展方向。水稻直播机械化对于减轻劳动强度，节约作业成本，实现稳产增产，保障粮食生产安全都具有重要的意义。得益于杂交水稻技术不断进步和发展，我国的水稻单位面积产量稳步提高。然而随着人工、肥料和种子等农业生产成本不断增加，单位面积水稻种植效益并没有显著提高。水稻直播机应采用精量播种技术以实现增产和减少种子成本的目标。

水稻排种器主要分为机械式和气力式。机械式水稻排种器播种量大，导致播种作业成本较高。气力式排种器具有排种精度高、伤种率低、节约种子等优点，广泛应用于精量播种。然而，水稻种子的流动性较差导致气力式水稻排种器的充种率较低。特别是进行田间作业时，由于受到田间复杂动态环境的影响，与实验室条件相比气力式水稻排种器的穴播精度较低。高速精量播种具有节约种子、减少作业次数和提高作业效率等优点，是水稻直播机一个重要的发展方向。传统的气力式排种器排种盘的结构为圆盘式，吸种孔的数量受到排种盘直径限制。传统的气力式排种器只能通过提高排种轴转速以满足高速播种作业，然而增大排种轴转速会导致种子损伤率升高和充种率降低。目前，气力式排种器由于存在结构问题难以实现高速精量播种。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种不仅提高播种效率，还减少种子破损率的气吸带式水稻排种器。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气吸带式水稻排种器，包括排种带、充种室、刮种板、气室、带轮、正压管、负压管、轴承和排种轴；气室倾斜设置，排种轴水平设置，一根排种轴通过轴承安装在气室的上部，一根排种轴通过轴承安装在气室的下部，排种轴上安装带轮，带轮分布在气室的左右两侧；排种带环绕气室设置，沿着气室的外周运行，与气室围成正压气室和负压气室，由带轮带动运行；排种带的运行路径包括围成环的两段直线段和两段半圆弧段；排种带上设有沿着运行路径设置的成圈排种孔，行经正压气室的排种孔与正压气室连通，行经负压气室的排种孔与负压气室连通；充种室设置在排种带上侧直线段的一面，充种室对应负压气室设置，充种室的上端连接刮种板，刮种板的自由端贴住排种带的表面，将从下往上通过的排种孔内多余的种子刮落至充种室内；正压管与正压气室连接，负压管与负压气室连接。

作为一种优选，气室包括沿着左右方向依次连接的侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ和侧板Ⅳ，正压气室包括正压气室Ⅰ、正压气室Ⅱ、正压气室Ⅲ，负压气室包括负压气室Ⅰ、负压气室Ⅱ、负压气室Ⅲ，正压管包括正压管Ⅰ、正压管Ⅱ、正压管Ⅲ，负压管包括负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、负压管Ⅲ；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ的一侧围成正压气室Ⅰ和负压气室Ⅰ，侧板Ⅱ的另一侧和侧板Ⅲ的一侧围成正压气室Ⅱ和负压气室Ⅱ，侧板Ⅲ的另一侧和侧板Ⅳ的一侧围成正压气室Ⅲ和负压气室Ⅲ；负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、正压管Ⅰ和正压管Ⅱ固定在侧板Ⅰ的外侧，负压连接管和正压连接管均穿过侧板Ⅰ和侧板Ⅱ；负压管Ⅰ与负压气室Ⅰ连通，正压管Ⅰ与正压气室Ⅰ连通；负压管Ⅱ通过负压连接管与负压气室Ⅱ连通，正压管Ⅱ通过正压连接管与正压气室Ⅱ连通；负压管Ⅲ、正压管Ⅲ固定在侧板Ⅳ的外侧，负压管Ⅲ与负压气室Ⅲ连通，正压管Ⅲ与正压气室Ⅲ连通。

作为一种优选，侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ、侧板Ⅳ的环向外侧均设有一圈凸起，排种带的内侧设有四圈凹槽，凸起卡入凹槽中，从而形成三个密闭的正压气室和三个密闭的负压气室；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ之间、侧板Ⅱ和侧板Ⅲ之间、侧板Ⅲ和侧板Ⅳ之间均设有环状的缝隙，三圈排种孔与三圈缝隙正对。

作为一种优选，侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ、侧板Ⅳ之间依次通过卡槽进行连接；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ上设有固定正压连接管的安装槽，还设有固定负压连接管的安装槽；正压气室设置在气室的朝下的一面的下部。

作为一种优选，轴承包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴承Ⅲ、轴承Ⅳ，上方的排种轴为排种轴Ⅰ，下方的排种轴为排种轴Ⅱ；轴承Ⅰ和轴承Ⅱ安装在侧板Ⅰ的上部和下部，轴承Ⅲ和轴承Ⅳ安装在侧板Ⅳ的上部和下部；排种轴Ⅰ的两端安装在轴承Ⅰ和轴承Ⅲ上，排种轴Ⅱ的两端安装在轴承Ⅱ和轴承Ⅳ上。

作为一种优选，带轮包括带轮Ⅰ、带轮Ⅱ、带轮Ⅲ、带轮Ⅳ；带轮Ⅰ和带轮Ⅲ均安装在排种轴Ⅰ上，由排种轴Ⅰ带动转动，带轮Ⅰ通过固定环Ⅰ实现轴向定位，带轮Ⅲ通过固定环Ⅲ实现轴向定位；带轮Ⅱ和带轮Ⅳ均安装在排种轴Ⅱ上，由排种轴Ⅱ带动转动，带轮Ⅱ通过固定环Ⅱ实现轴向定位，带轮Ⅳ通过固定环Ⅳ实现轴向定位。

作为一种优选，排种带为橡胶材质，排种孔为阶梯孔，外侧为矩形孔，内侧为两个圆形通孔；圆形通孔直径小于水稻种子的厚度，两个圆形通孔之间的间距小于水稻种子的长度；矩形孔的长度略大于水稻种子长度，优选5～11mm；矩形孔的宽略大于水稻种子的宽度，优选3～4mm；矩形孔的孔深大于水稻种子的厚度，优选1.5～3mm。

作为一种优选，一种气吸带式水稻排种器，还包括固定架，固定架包括固定架Ⅰ、固定架Ⅱ、固定架Ⅲ、固定架Ⅳ；充种室一侧通过固定架Ⅰ和固定架Ⅱ与侧板Ⅰ连接，另一侧通过固定架Ⅲ和固定架Ⅳ与侧板Ⅳ连接。

作为一种优选，充种室与排种带贴合，充种室内的种子直接与排种带接触；气室倾斜设置，从而充种室内的种子堆积角大于种子的自然休止角。

作为一种优选，刮种板与充种室铰接。

本发明具有如下优点：

1.运行路径采用特定的形状，一方面，与传统的圆盘式排种器相比，排种孔的数量大大增多，故每转的穴播数更多，可以满足水稻直播机高速播种的性能要求，另一方面，搭配倾斜式设计，可以减少因搅种齿转动造成种子破损率。

2.对气室、排种带的特定结构进行设计，使得排种器具有三个正压气室和三个负压气室，可以根据农艺要求，通过调节不同正、负压管道的进气改变生效的正、负压气室的数量以实现1～3粒/穴的播量调节。

3.采用“双吸孔单穴室”的排种孔结构，“双吸孔”将种子从充种室吸入穴室，在吸孔和矩形穴室的作用下实现种子在矩形孔内的调姿，可以提高排种带上单行的单粒穴播精度。

4.本发明与传统的圆盘式排种器相比，采用橡胶排种带和倾斜充种室组合的方式来增加种子的流动性，可以减少因搅种齿转动造成种子破损率。

5.采用铰接的刮种板，自由端搭在排种带上，能有效将多余的种子刮落，采用精简的结构保证穴播精度。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明另一视角的立体图。

图3是排种带的结构示意图。

图4是侧板Ⅰ与侧板Ⅱ连接结构示意图。

图5是侧板Ⅰ的立体图。

图6a是侧板Ⅱ一侧的立体图。

图6b是侧板Ⅱ另一侧的立体图。

图7a是侧板Ⅲ一侧的立体图。

图7b是侧板Ⅲ另一侧的立体图。

图8是侧板Ⅳ的立体图。

图9是气室的结构示意图。

1-排种带、2-侧板Ⅰ、3-侧板Ⅱ、4-侧板Ⅲ、5-侧板Ⅳ、6-充种室、7-刮种板、8-负压管Ⅰ、9-负压管Ⅱ、10-负压管Ⅲ、11-正压管Ⅰ、12-正压管Ⅱ、13-正压管Ⅲ、14-带轮Ⅰ、15-带轮Ⅱ、16-带轮Ⅲ、17-带轮Ⅳ、18-排种轴Ⅰ、19-排种轴Ⅱ、20-固定环Ⅰ、21-固定环Ⅱ、22-固定环Ⅲ、23-固定环Ⅳ、24-固定架Ⅰ、25-固定架Ⅱ、26-固定架Ⅲ、27-固定架Ⅳ、28-负压连接管、29-正压连接管、30-轴承Ⅰ、31-轴承Ⅱ、32-轴承Ⅲ、33-轴承Ⅳ、34-正压气室Ⅰ、35-负压气室Ⅰ、36-正压气室Ⅱ、37-负压气室Ⅱ、38-正压气室Ⅲ、39-负压气室Ⅲ。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

一种气吸带式水稻排种器，包括排种带、充种室、刮种板、气室、带轮、正压管、负压管、轴承和排种轴；气室倾斜设置，排种轴水平设置，一根排种轴通过轴承安装在气室的上部，一根排种轴通过轴承安装在气室的下部，排种轴上安装带轮，带轮分布在气室的左右两侧；排种带环绕气室设置，沿着气室的外周运行，与气室围成正压气室和负压气室，由带轮带动运行；排种带的运行路径包括围成环的两段直线段和两段半圆弧段；排种带上设有沿着运行路径设置的成圈排种孔，行经正压气室的排种孔与正压气室连通，行经负压气室的排种孔与负压气室连通；充种室设置在排种带上侧直线段的一面，充种室对应负压气室设置，充种室的上端连接刮种板，刮种板的自由端贴住排种带的表面，将从下往上通过的排种孔内多余的种子刮落至充种室内；正压管与正压气室连接，负压管与负压气室连接。

气室包括沿着左右方向依次连接的侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ和侧板Ⅳ，正压气室包括正压气室Ⅰ、正压气室Ⅱ、正压气室Ⅲ，负压气室包括负压气室Ⅰ、负压气室Ⅱ、负压气室Ⅲ，正压管包括正压管Ⅰ、正压管Ⅱ、正压管Ⅲ，负压管包括负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、负压管Ⅲ；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ的一侧围成正压气室Ⅰ和负压气室Ⅰ，侧板Ⅱ的另一侧和侧板Ⅲ的一侧围成正压气室Ⅱ和负压气室Ⅱ，侧板Ⅲ的另一侧和侧板Ⅳ的一侧围成正压气室Ⅲ和负压气室Ⅲ；负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、正压管Ⅰ和正压管Ⅱ固定在侧板Ⅰ的外侧，负压连接管和正压连接管均穿过侧板Ⅰ和侧板Ⅱ；负压管Ⅰ与负压气室Ⅰ连通，正压管Ⅰ与正压气室Ⅰ连通；负压管Ⅱ通过负压连接管与负压气室Ⅱ连通，正压管Ⅱ通过正压连接管与正压气室Ⅱ连通；负压管Ⅲ、正压管Ⅲ固定在侧板Ⅳ的外侧，负压管Ⅲ与负压气室Ⅲ连通，正压管Ⅲ与正压气室Ⅲ连通。

侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ、侧板Ⅳ的环向外侧均设有一圈凸起，排种带的内侧设有四圈凹槽，凸起卡入凹槽中，从而形成三个密闭的正压气室和三个密闭的负压气室；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ之间、侧板Ⅱ和侧板Ⅲ之间、侧板Ⅲ和侧板Ⅳ之间均设有环状的缝隙，三圈排种孔与三圈缝隙正对。

侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ、侧板Ⅳ之间依次通过卡槽进行连接；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ上设有固定正压连接管的安装槽，还设有固定负压连接管的安装槽；正压气室设置在气室的朝下的一面的下部。

轴承包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴承Ⅲ、轴承Ⅳ，上方的排种轴为排种轴Ⅰ，下方的排种轴为排种轴Ⅱ；轴承Ⅰ和轴承Ⅱ安装在侧板Ⅰ的上部和下部，轴承Ⅲ和轴承Ⅳ安装在侧板Ⅳ的上部和下部；排种轴Ⅰ的两端安装在轴承Ⅰ和轴承Ⅲ上，排种轴Ⅱ的两端安装在轴承Ⅱ和轴承Ⅳ上。

带轮包括带轮Ⅰ、带轮Ⅱ、带轮Ⅲ、带轮Ⅳ；带轮Ⅰ和带轮Ⅲ均安装在排种轴Ⅰ上，由排种轴Ⅰ带动转动，带轮Ⅰ通过固定环Ⅰ实现轴向定位，带轮Ⅲ通过固定环Ⅲ实现轴向定位；带轮Ⅱ和带轮Ⅳ均安装在排种轴Ⅱ上，由排种轴Ⅱ带动转动，带轮Ⅱ通过固定环Ⅱ实现轴向定位，带轮Ⅳ通过固定环Ⅳ实现轴向定位。

排种带为橡胶材质，排种孔为阶梯孔，外侧为矩形孔，内侧为两个圆形通孔；圆形通孔直径小于水稻种子的厚度，两个圆形通孔之间的间距小于水稻种子的长度；矩形孔的长度略大于水稻种子长度，优选5～11mm；矩形孔的宽略大于水稻种子的宽度，优选3～4mm；矩形孔的孔深大于水稻种子的厚度，优选1.5～3mm。

一种气吸带式水稻排种器，还包括固定架，固定架包括固定架Ⅰ、固定架Ⅱ、固定架Ⅲ、固定架Ⅳ；充种室一侧通过固定架Ⅰ和固定架Ⅱ与侧板Ⅰ连接，另一侧通过固定架Ⅲ和固定架Ⅳ与侧板Ⅳ连接。

充种室与排种带贴合，充种室内的种子直接与排种带接触；气室倾斜设置，从而充种室内的种子堆积角大于种子的自然休止角。

刮种板与充种室铰接。

工作原理：

当排种轴Ⅰ接驱动机构转动时，驱动带轮Ⅰ和带轮Ⅲ转动，从而使排种带开始转动，带轮Ⅱ和带轮Ⅳ为从动，排种轴Ⅱ为从动。

负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、负压管Ⅲ、正压管Ⅰ、正压管Ⅱ和正压管Ⅲ开始输送气体产生负压和正压。充种室内的种子在种间作用力和负压的作用下被排种带上的排种孔吸入，并随着排种带开始输送。当排种孔上有多余的种子时，在刮种板的作用下将多余种子被刮落回充种室，以满足单个排种孔内的种子为单粒。当排种带携种至正压气室对应的投种区时，在正压的作用下完成投种作业。

根据农艺要求可以通过控制不同的负压管和正压管输气实现1-3粒播种量的调节。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：包括排种带、充种室、刮种板、气室、带轮、正压管、负压管、轴承和排种轴；

气室倾斜设置，排种轴水平设置，一根排种轴通过轴承安装在气室的上部，一根排种轴通过轴承安装在气室的下部，排种轴上安装带轮，带轮分布在气室的左右两侧；

排种带环绕气室设置，沿着气室的外周运行，与气室围成正压气室和负压气室，由带轮带动运行；排种带的运行路径包括围成环的两段直线段和两段半圆弧段；排种带上设有沿着运行路径设置的成圈排种孔，行经正压气室的排种孔与正压气室连通，行经负压气室的排种孔与负压气室连通；

充种室设置在排种带上侧直线段的一面，充种室对应负压气室设置，充种室的上端连接刮种板，刮种板的自由端贴住排种带的表面，将从下往上通过的排种孔内多余的种子刮落至充种室内；

正压管与正压气室连接，负压管与负压气室连接；

气室包括沿着左右方向依次连接的侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ和侧板Ⅳ，正压气室包括正压气室Ⅰ、正压气室Ⅱ、正压气室Ⅲ，负压气室包括负压气室Ⅰ、负压气室Ⅱ、负压气室Ⅲ，正压管包括正压管Ⅰ、正压管Ⅱ、正压管Ⅲ，负压管包括负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、负压管Ⅲ；

侧板Ⅰ和侧板Ⅱ的一侧围成正压气室Ⅰ和负压气室Ⅰ，侧板Ⅱ的另一侧和侧板Ⅲ的一侧围成正压气室Ⅱ和负压气室Ⅱ，侧板Ⅲ的另一侧和侧板Ⅳ的一侧围成正压气室Ⅲ和负压气室Ⅲ；

负压管Ⅰ、负压管Ⅱ、正压管Ⅰ和正压管Ⅱ固定在侧板Ⅰ的外侧，负压连接管和正压连接管均穿过侧板Ⅰ和侧板Ⅱ；负压管Ⅰ与负压气室Ⅰ连通，正压管Ⅰ与正压气室Ⅰ连通；负压管Ⅱ通过负压连接管与负压气室Ⅱ连通，正压管Ⅱ通过正压连接管与正压气室Ⅱ连通；负压管Ⅲ、正压管Ⅲ固定在侧板Ⅳ的外侧，负压管Ⅲ与负压气室Ⅲ连通，正压管Ⅲ与正压气室Ⅲ连通；

侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ、侧板Ⅳ的环向外侧均设有一圈凸起，排种带的内侧设有四圈凹槽，凸起卡入凹槽中，从而形成三个密闭的正压气室和三个密闭的负压气室；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ之间、侧板Ⅱ和侧板Ⅲ之间、侧板Ⅲ和侧板Ⅳ之间均设有环状的缝隙，三圈排种孔与三圈缝隙正对。

2.按照权利要求1所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：侧板Ⅰ、侧板Ⅱ、侧板Ⅲ、侧板Ⅳ之间依次通过卡槽进行连接；侧板Ⅰ和侧板Ⅱ上设有固定正压连接管的安装槽，还设有固定负压连接管的安装槽；正压气室设置在气室的朝下的一面的下部。

3.按照权利要求1所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：轴承包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴承Ⅲ、轴承Ⅳ，上方的排种轴为排种轴Ⅰ，下方的排种轴为排种轴Ⅱ；

轴承Ⅰ和轴承Ⅱ安装在侧板Ⅰ的上部和下部，轴承Ⅲ和轴承Ⅳ安装在侧板Ⅳ的上部和下部；排种轴Ⅰ的两端安装在轴承Ⅰ和轴承Ⅲ上，排种轴Ⅱ的两端安装在轴承Ⅱ和轴承Ⅳ上。

4.按照权利要求3所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：带轮包括带轮Ⅰ、带轮Ⅱ、带轮Ⅲ、带轮Ⅳ；

带轮Ⅰ和带轮Ⅲ均安装在排种轴Ⅰ上，由排种轴Ⅰ带动转动，带轮Ⅰ通过固定环Ⅰ实现轴向定位，带轮Ⅲ通过固定环Ⅲ实现轴向定位；

带轮Ⅱ和带轮Ⅳ均安装在排种轴Ⅱ上，由排种轴Ⅱ带动转动，带轮Ⅱ通过固定环Ⅱ实现轴向定位，带轮Ⅳ通过固定环Ⅳ实现轴向定位。

5.按照权利要求1所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：排种带为橡胶材质，排种孔为阶梯孔，外侧为矩形孔，内侧为两个圆形通孔；圆形通孔直径小于水稻种子的厚度，两个圆形通孔之间的间距小于水稻种子的长度；矩形孔的长度略大于水稻种子长度，为5～11 mm；矩形孔的宽略大于水稻种子的宽度，为3～4 mm；矩形孔的孔深大于水稻种子的厚度，为1.5～3 mm。

6.按照权利要求1所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：还包括固定架，固定架包括固定架Ⅰ、固定架Ⅱ、固定架Ⅲ、固定架Ⅳ；充种室一侧通过固定架Ⅰ和固定架Ⅱ与侧板Ⅰ连接，另一侧通过固定架Ⅲ和固定架Ⅳ与侧板Ⅳ连接。

7.按照权利要求1所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：充种室与排种带贴合，充种室内的种子直接与排种带接触；气室倾斜设置，从而充种室内的种子堆积角大于种子的自然休止角。

8.按照权利要求1所述的一种气吸带式水稻排种器，其特征在于：刮种板与充种室铰接。