CN1207953C - 磁吸式精密播种方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于蔬菜、花卉及苗木等小颗粒种子精密播种的磁吸式精密播种方法及装置。其方法为由磁吸头、电磁线圈、反磁性套管等组成一磁吸式取种器，给电磁线圈通以电流，使磁吸头产生一定的磁感应强度，从而在磁吸头下端产生一定的磁场，利用磁力存在与否，吸附与播放种子，实现精密播种；调节电磁线圈通电电流的大小，可以得到不同大小的磁场力，以实现对不同颗粒大小种子的精密播种。其装置包括播种机构、磁吸式取种器、种箱、输送台架、输送带、穴盘、电机等，播种机构为一并联平行四边形机构，其上按照穴盘孔距大小安装磁吸式取种器。利用该方法既可实现点播、也可实现条播，且单粒精播率高，播种速度快，又不伤种。

Description

磁吸式精密播种方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种适用于蔬菜、花卉及苗木等小颗粒种子精密播种的播种方式，特指磁吸式精密播种方法，本发明还涉及利用该方法设计的穴盘育苗用精密播种装置。

背景技术

70年代初期，美国首先推出了工厂化穴盘育苗技术，由于这一技术具有高速、高质、高产的特点，因而在其它农业经济发达国家如荷兰、法国、德国、日本等国得到了迅速推广。工厂化穴盘育苗技术首先要解决的一个关键技术是种子的精量点播，由于大多数蔬菜、花卉种子体积小、重量轻、形状又不规则，因而给种子的精密播种带来了困难。目前，国内外常用的穴盘育苗精密播种方式主要有气吸式、机械式、电磁振动式等。气吸式播种是利用气吸方式进行的，目前国内外普遍使用的针式(又称吸嘴式)精密播种器、吸盘式精密播种器均属于气吸式精密播种，气吸式精密播种对种子的外形没有具体要求，播种精度较高，但吸管或吸孔易被堵塞，对于不同颗粒大小的种子需要更换吸嘴，而且制造成本和使用技术要求较高；机械式精密播种采用机械方式进行取种、排种，如目前国内制造的齿盘式精量播种机，它利用齿盘上的型孔，让每个凹齿从种子箱内舀起一粒种子，经导种槽准确落入穴盘穴孔中，这种播种方式对种子的外形有较高的要求，一般都需对种子进行丸粒化处理，在舀起种子时容易伤种，且播种精度不高；电磁振动式精密播种利用的是电磁振动分选种子的原理，我国专利93246722.9就公开了这样一种播种器：它由排种器、电磁铁和同步器组成，电磁铁接收同步器传递的脉冲信号，驱使排种器的振动板摆动，从振动盒流出的种粒沿排种盘所设的梯形凹槽运动，受凹槽内棘齿的阻制，均匀向前移动并落入输种管内，再由输种管导入穴孔中，这种播种方式能适应播各种形状的种子，但单粒精播率低，重播率较高，比较适合于条播；近年来，也有人研究利用磁力进行播种的，如我国专利90227208.X公布的一种精密播种器：它由种箱、排种器盒、活门等组成，排种器盒上安装有活门，并且在种箱中有一个磁力开关，控制活门的开启，活门打开，种子从种箱圆孔中落入穴孔中，这种播种方式仍属于机械式播种，只是在打开活门时采用了磁力而非机械力，该播种方法同样存在易伤种、播种精度不高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的播种方法：磁吸式精密播种方法，以及利用该方法设计的穴盘育苗用精密播种装置，该方法利用磁吸原理由磁吸头吸起单粒带有磁粉的包衣种子，并利用专用的播种装置实现精密播种。

实现本发明方法的技术方案为：

其特征在于由磁吸头、电磁线圈、反磁性套管等组成一磁吸式取种器，给电磁线圈通以电流，使磁吸头产生一定的磁感应强度，从而在磁吸头下端产生一定的磁场，当磁吸头接近外表包有磁性粉体的种子时，在磁场力的作用下可将一定量的种子吸附到磁吸头底面上；再将磁吸头移至穴盘上方，并切断电源，磁场力消失，种子在其自身重力的作用下落到穴盘穴孔中，实现精密播种；磁吸头为柱状铁芯，磁吸头端面直径在1毫米至6毫米；磁吸头底面面积在3平方毫米至110平方毫米之间较合适；在磁吸头头部安装一反磁性套管，使磁吸头仅露出吸头底面作为吸附面；调节电磁线圈通电电流的大小，可以得到不同大小的磁场力，以实现对不同颗粒大小种子的精密播种。

利用该方法设计的穴盘育苗精密播种装置包括播种机构、磁吸式取种器、种箱、输送台架、输送带、穴盘、电机等，其特征在于：播种机构为一并联平行四边形机构，在两平行连杆之间连接一水平横杆，水平横杆上按照穴盘孔距大小安装一排或多排磁吸式取种器，各取种器上的电磁线圈串连连接，以使线圈中的电流值相同，每个磁吸头上的磁吸力大小一样；穴盘放置在输送带上；带轮由电机驱动；种箱置于输送带的上方，种箱的两端各装有一滑杆，滑杆上套有压簧，使种箱高度能随种箱内种子的减少而自动抬高。

磁吸式播种方法的优点在于：磁吸式精密播种方法简便，结构简单，调节电磁线圈电流大小，便可改变磁吸力的大小，从而实现对各类种子的精密播种，而对种子的外形和体积没有具体要求；利用该方法既可实现点播、也可实现条播，且单粒精播率高，播种速度快，也不会伤种；利用该方法设计的穴盘育苗用精密播种装置，采用并联平行四边形机构作为播种机构，结构简单，制造成本低；整个装置结构紧凑，操作方便，适用范围广；利用该方法，配套其它播种机构，也能方便地实现精密播种。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明方法示意图。

图2为各磁吸式取种器电磁线圈之间的连接示意图。

图3为磁粉包衣种子示意图。

图4为磁吸式穴盘育苗用精密播种机的结构示意图。

图5为种箱安装示意图。

图中：1.电磁线圈  2.磁吸头  3.反磁性套管  4.磁粉包衣种子  5.磁粉包衣层6.输送带  7.从动摆杆  8.连杆  9.水平横杆  10.磁吸式取种器  11.主动摆杆  12.穴盘  13.主动摆杆驱动轴  14.种箱  15.输送台架  16.带轮  17.压簧  18.支撑滑杆19.滑杆支架  20.连杆机构驱动电机  21.电气控制柜  22.穴盘限位开关  23.摆杆限位开关  24.输送带驱动电机

具体实施方式

如图1所示，由电磁线圈(1)、磁吸头(2)、反磁性套管(3)组成一磁吸式取种器(10)，磁吸头(2)为柱状铁芯，给电磁线圈(1)中通以一定电流，使磁吸头(2)下端产生一定的磁场，当磁吸头(2)移近磁粉包衣种子(4)时，磁吸头(2)上的磁场力克服种子重力将种子吸起并吸附到磁吸头(2)的下端；当磁吸头(2)移至穴盘穴孔上方时，切断电磁线圈(1)中的电流，电磁场消失，磁吸头(2)内只剩下微弱的剩磁场，剩磁磁场力不足以克服种子的自身重力，种子(4)便落下，通以不同大小的电流，以获得不同大小的磁场力。磁吸头(2)的材料选用磁导率高的铁磁物质；根据大多数植物种子的大小，磁吸头底面直径在1毫米至6毫米或其底面面积在3平方毫米至110平方毫米之间较合适；为了防止磁吸头侧面吸住种子，在磁吸头(2)上套有一反磁性套管(3)，使磁吸头仅露出其底面。

图2中，各磁吸式取种器(10)上的电磁线圈(1)采用串接的办法连接，这样每个电磁线圈(1)上的电流值一样，因而每个磁吸头(2)的磁吸力也一样，从而保证每个磁吸头(2)均能吸起一定量的种子，若需进行单粒精播，则根据种子重力大小，通以一定大小的电流。

图3中种子外面的包衣层(5)为掺入细铁粉后的种衣剂，铁粉含量需根据种子大小来选定，含量太少，磁吸力不够，造成播种空穴率增加，含量太多，则造成铁粉的浪费。

图4为磁吸式穴盘育苗用精密播种机结构示意图，图中播种机构为并联平行四边形机构，两平行四边形机构分别由主动摆杆(11)、连杆(8)、从动摆杆(7)组成，两主动摆杆(11)与摆杆驱动轴(13)联接，摆杆驱动轴(13)由连杆机构驱动电机(20)带动作来回转动；两连杆(8)之间连接一水平横杆(9)，水平横杆(9)随连杆(8)一起作平动，水平横杆(9)上按穴盘孔距安装一排或多排磁吸式取种器(10)；在从动摆杆(7)一侧安装一摆杆限位开关(23)，用来控制摆杆的摆动范围，以确保取种器(10)能准确到达播种位置；在输送台架(15)的两头装有带轮(16)，带轮(16)上套有一输送带(6)，穴盘(12)置于输送带(6)上，主动带轮(16)由带轮驱动电机(24)驱动，带轮驱动电机(24)的起停由穴盘限位开关(22)来控制，使电机每次驱动穴盘移动与取种器排数一致的孔距；输送带(6)置于输送台架(15)两横梁之间；种箱(14)按在输送带(6)的上方，种箱(14)内放有一定量的磁粉包衣种子(4)。

图5为种箱安装示意图，种箱(14)由具有一定刚度的压簧(17)支撑，压簧(17)套在种箱(14)两头的支撑滑杆(18)上，种箱支撑滑杆(18)与种箱(14)固定连接，与滑杆支架(19)组成滑动连接，当种子越播越少时，在弹簧力的作用下，种箱(14)逐渐抬高，使种箱(14)内种子上表面与磁吸头(2)的底面始终保持较小的间隙，以保证磁吸头(2)能正常吸种。

为了检验该发明的可行性，特对小白菜种子进行了播种试验。小白菜种子经磁粉包衣后的直径在2毫米左右，一次播一排穴孔，分别进行五次独立试验，每次播100粒，试验结果如表1所示，表中“重播率”指一次吸两粒及两粒以上。从表1中可看出，磁吸式精密播种的空穴率低于4％，单粒精播率达94％，完全符合精密播种要求。

表1

本发明不局限于穴盘育苗精密播种，同样适用于田间点播、条播等精密播种，另外，利用磁吸式精密播种方法，配套其它播种机构，也能实现精密播种，只要在取种、排种原理上采用了磁吸原理均属于本发明的范围，

Claims (8)

1.磁吸式精密播种方法，其特征为：采用电磁线圈(1)、磁吸头(2)、反磁性套管(3)组成一磁吸式取种器(10)，磁吸头(2)上套有一反磁性套管(3)，使磁吸头(2)仅露出其底面作为吸附面，给电磁线圈(1)通以电流，使磁吸头(2)产生一定的磁感应强度，从而在磁吸头(2)下端产生一定的磁场，当磁吸头(2)接近外表包有磁性粉体的种子(4)时，在磁场力的作用下将一定量的种子吸附到磁吸头(2)底面上；再将磁吸头(2)移至穴盘上方，并切断电源，磁场力消失，种子在其自身重力的作用下落到穴盘穴孔中，实现精密播种。

2.根据权利要求1所述的磁吸式精密播种方法，其特征为：磁吸头(2)为柱状铁芯，其端面直径在1毫米至6毫米。

3.根据权利要求1所述的磁吸式精密播种方法，其特征为：磁吸头(2)底面面积在3平方毫米至110平方毫米。

4.根据权利要求1所述的磁吸式精密播种方法，其特征为：调节电磁线圈(1)通电电流的大小，可以得到不同大小的磁场力。

5.实现权利要求1所述的磁吸式精密播种方法的装置，主要由播种机构、磁吸式取种器、种箱、输送台架、输送带、驱动电机、限位开关组成，其特征在于：播种机构为一并联平行四边形机构，该机构由连杆机构驱动电机(20)驱动，使从动摆杆(7)、主动摆杆(11)在一定角度范围内作来回摆动，在两平行连杆(8)之间连接一水平横杆(9)，水平横杆(9)上按照穴盘(12)孔距大小安装一排或多排磁吸式取种器(10)。

6.根据权利要求6所述的磁吸式精密播种装置，其特征在于设有摆杆限位开关(23)，控制播种机构从动摆杆(7)及主动摆杆(11)的摆动范围。

7.根据权利要求6所述的磁吸式精密播种装置，其特征在于设有穴盘限位开关(22)，控制穴盘(12)的步进距离和带轮驱动电机(24)的启停。

8.根据权利要求6所述的磁吸式精密播种装置，其特征在于：种箱(14)的两端各装有支撑滑杆(18)，支撑滑杆(18)上套有压簧(17)，使种箱高度随种箱内种子的减少而自动抬高。

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