JP2023518138A

JP2023518138A - 吹付吸引式の電磁振動精密播種装置及びその制御方法

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Publication number: JP2023518138A
Application number: JP2022521360A
Authority: JP
Inventors: 進陳; 彩淇廖; 耀明李; 祥山喬; 志巧張
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2041-04-30
Also published as: GB202204406D0; JP7296680B2; GB2602430B; GB2602430A

Abstract

本発明は、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置及びその制御方法を提供し、該精密播種装置は、多気室分圧のシード吸引トレイ、吹付振動式のシード振動トレイ装置、及び電磁振動器が含まれ、多気室分圧のシード吸引トレイは、複数の小気室からなり、底部吸引トレイの吸引穴にテーパー形吸引ノズル部材が設けられ、多気室分圧のシード吸引トレイが２自由度機械ハンドに接続されており、該吹付振動式のシード振動トレイ装置は、上から下に順番に固定して配置されたシード振動トレイ、中空のトレイ、及び開放して配置された３層吹付室が含まれ、トレイが電磁振動器に固定されており、該電磁振動器は、調整軸、コイル、及び電機子が含まれ、電機子と調整軸はコイルの内部に同軸に配置され、コイルはコイル固定座の内部に配置され、調整軸は電機子の上に位置し、調整軸と電機子の間に隙間がある。本発明は、シードトレイにおけるシード群の偏在現象を改善し、シード群間の分散度をより良く増加させ、シード吸引エアフローを均一かつ安定させ、シード吸引率を向上させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、農業機械化の播種技術の分野に属し、具体的には、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置及びその制御方法に関する。

栽培と播種のリンクは、産業用栽培において最も重要なリンクの一つであり、播種効果の合格率、播種漏れ率、及び再播種率などは、栽培コストや栽培の苗形成率、壮苗率に直接影響し、最終的な稲の収量にも大きな影響を与える。ガス吸引振動式の精密播種装置は、振動とガス吸引との組み合わせの動作原理を適用し、シンプルな構造、シード形状に対する強い適応性、発芽促進シードを播種可能、及びシードへの損傷がないなどの利点があり、スーパーハイブリッドライス２±１粒／穴という精密な栽培と播種の要件を満たすことができ、少量精密播種の分野で広く適用されている。従来の吸引トレイ式のシード繰出装置と偏心機械式振動台を組み合わせてなるガス振動式の精密播種機は、各穴に１～２粒の播種合格率が９０％以上に達すると共に、４３４穴のシードを吸引し得、生産性の高い精密播種装置である。

シードの「沸騰」効果を実現するために偏心機械構造を使用するため、振動騒音が大きく、振動作業条件が複雑で、振動パラメーターの調整が困難で、長時間の運転では、シード群の偏在などの現象が発生し、シード吸引の安定性に影響を与えるため、新しい振動方法を使用して精密播種装置の振動部材の設計を改善する必要がある。従来の電磁振動は、印加電圧または電流の周波数と幅値を調整することにより振動パラメーターを調整し、コンピューターの制御と調整を実現しやすく、操作が便利で、パラメーターの選択範囲が広く、構造の設計と製造が簡単で、取り付けやすく、機械的構造振動の改善に参照を提供する。しかし、電磁振動構造は、機械的構造に比べて振動幅が明らかに低減しているため、シードトレイ内のシードが「沸騰」効果を達成するのが難しく、吸引トレイ式のシード繰出装置は十分なシード吸引効果を達成するのは難しく、従来の精密播種装置は、作業パラメーターが単一で固定されており、また異なる作業条件下での自動調整と自己適応制御が不足している。

本発明は、先行技術の欠陥に対して、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置及びその制御方法を提供し、小さい振動幅の電磁励起条件でシードの「沸騰」効果を達成すると共に、吸引トレイのシード吸引の合格率を維持またはある程度に向上させる。

本発明は、以下の技術的手段によって上記の技術目的を実現する。

吹付吸引式の電磁振動精密播種装置は、多気室分圧のシード吸引トレイ、吹付振動式のシード振動トレイ装置、及び電磁振動器が含まれ、
上記の多気室分圧のシード吸引トレイは、同じ大きさの８つの小気室が内部に設けられ、上記の小気室にはいずれも排気口が設けられ、４つの排気口が１つの総排気口に合流し、総排気口は真空ポンプに繋がり、多気室分圧のシード吸引トレイの吸引トレイの底板の上には吸引トレイの吸引穴が設けられ、吸引トレイの吸引穴の数は対応する栽培トレイの穴の数に対応し、吸引トレイの吸引穴の下端はテーパー形吸引ノズル部材に接続され、多気室分圧のシード吸引トレイは機械ハンドに固定接続され、上記の機械ハンドは垂直と水平の方向に沿って移動できる。

上記の吹付振動式のシード振動トレイ装置は、上から下に順番に固定して配置されたシード振動トレイ、中空のトレイ、及び開放して配置された３層吹付室が含まれ、シード振動トレイの底部には複数の振動トレイの吹出孔が配置され、３層吹付室の内部には上から下にフローガイド層、分散層、及び対流層が順番に配置され、フローガイド層内にはフローガイド管が配置され、フローガイド管の下端は３層吹付室の外側に位置され、第１の真空ポンプに繋がり、フローガイド管は、両端が開放し、上部に空気逃げ口が設けられている。

上記の電磁振動器は、調整軸、ナット、コイル、及び電機子が含まれ、電機子と調整軸は、コイルの内部に同軸に配置され、コイルはコイル固定座の内部に固定されおり、調整軸は電機子の上に位置され、調整軸と電機子の間に隙間があり、電機子は、下端がコイル固定座を貫通して電機子固定座が設けられ、電機子固定座はトレイに固定され、調整軸は、上端がコイル固定座を貫通して、コイル固定座に強くロックされて固定される。

上記の技術手段において、上記のフローガイド管は、１つの直管と２つの曲管からなり、直管の一端は３層吹付室の吸気口として３層吹付室の外側に延在し、フローガイド層の内部に位置された直管のもう一方の端には直管封止蓋が設けられ、直管封止蓋には複数の空気逃げ口が設けられ、直管封止蓋に近づく直管の一端は２つの曲管の一端に接続されている。

上記の技術手段において、上記のフローガイド層、分散層、及び対流層は、３層吹付室内部の第１の吹付室仕切板、第２の吹付室仕切板により仕切ってなり、上記の第１の吹付室仕切板、第２の吹付室仕切板には振動トレイの吹出孔に対応するエアフロー孔が設けられている。

上記の技術手段において、上記の分散層には、複数のプラスチック小球が内蔵されている。

上記の技術手段において、さらに、栽培トレイのコンベヤーベルトが含まれ、上記の栽培トレイのコンベヤーベルトは、精密播種装置の一側に位置され、栽培トレイのコンベヤーベルトは、ホルダーに固定されることによりコンベヤーベルトの側板に固定されて支持され、コンベヤーベルトの側板は２つの平行横桁の一端に固定され、横桁のもう一方の端部はホルダーに固定され、横桁には電磁振動器を支持する直立ロッドの２つが固定され、各の電磁振動器を支持する直立ロッドごとには1つの電磁振動器が接続されている。

上記の技術手段において、ホルダーに対称的に配置された２つのシード添加箱がさらに含まれる。

上記の技術手段において、上記のトレイの下端は、バネの一端に強固に接続され、バネのもう一方の端部は、横桁に取り付けられている。

吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法、具体的には、
電磁振動器は低周波で振動し、シード振動トレイ、トレイ、及び３層吹付室を駆動して振動し始めると共に、３層吹付室はシード群を均一に振動させるように特定の正圧を提供し、機械ハンドが多気室分圧のシード吸引トレイをシード吸引位置に運ぶと、電磁振動器が最適振動周波数に切り替わり、多気室分圧のシード吸引トレイに接続された真空ポンプが作動し、多気室分圧のシード吸引トレイ内の負圧が瞬時に最適なシード吸引真空度条件に達し、テーパー形吸引ノズル部材がシード吸引を開始し、機械ハンドはシード吸引位置を離れ、多気室分圧のシード吸引トレイは内部が最適なシード吸引負圧を一定に維持し、電磁振動器は再び低周波振動に切り替わり、機械ハンドはシードが吸着された多気室分圧のシード吸引トレイを栽培トレイのコンベヤーベルトのシード下ろし位置に運び、多気室分圧のシード吸引トレイ内の気圧を正圧に変換し、シードが栽培トレイのコンベヤーベルト上での栽培トレイに対応する穴に落下し、シード下ろしを完了し、機械ハンドは元の場所に戻り、上記の操作を繰り返すことにより播種を繰り返す。

さらに、シード振動トレイは、振動幅の調整を実現でき、具体的には、１）調整軸を電機子の端面に接触させ、その時のコイル固定座の位置を基準点とし、その時のコイル固定座と電磁振動器を支持する直立ロッドの相対位置を記録すること、２）コイル固定座をシード振動トレイから離れる方向に沿ってスライドさせ、基準点からの距離を測定し、該距離が調整軸と電機子との間の調整予定幅の値と等しくなると、移動を停止すること、または幅調整標的になるように電機子とコイル固定座との間に標準幅値の塊を直接に添加することが含まれる。

さらに、播種を繰り返す場合、ＰＬＣは、播種したトレイの数を自動的にカウントし、精密播種装置が設定された数のトレイの播種を完了すると、シード添加箱がシード添加操作を自動的に実行すると共に、シード振動トレイ内の現在のシード量に応じて、シード振動トレイの最適振動周波数を再計算し、コイルの通電周波数を調整することにより、シード振動トレイの振動周波数を調整する。

本発明は、以下の有益な効果がある。
（１）本発明は、シード振動トレイ振動幅と周波数の調整を実現するのに便利であり、振動幅と周波数の選択範囲が広く、精度が高く、精密な制御をより実現しやすく、播種効果を向上させ、播種の合格率を向上させ、播種の空穴率を低減し、偏在を低減し、機器運転の安定性を向上させる。
（２）本発明により設計された多気室分圧のシード吸引トレイにおいては、各小気室は、1つの吸引トレイの排気口に対応し、各シード吸引トレイの排気口は対応する小気室にのみエアフローを供給し、各気室内のエアフローは互いに影響を与えないため、気室内部のエアフローの安定性及び各テーパー形吸引ノズル部材でのエアフロー分布の均一性を効果的に向上させ得ると共に、気室内部の気力摩耗を効果的に低減し得、追加されたテーパー形吸引ノズル部材は、所望のシード吸引高さを低減し、電磁振動振動幅に対する要求を低減し、シードの損傷率を効果的に低減できる。
（３）本発明は、シード振動トレイの下に３層吹付室を追加し、該３層吹付室は、シード振動トレイの各底孔から流れ出すエアフローの強度を均一にし得、気圧の吹付力は電磁振動器の振動と合わせて、シードがシード振動トレイと一緒に上下に移動すると同時に、特定のエアフローの上向きの吹付力も受け、シードの上向きの動きの速度及び最大達成可能な垂直距離が増加し、エアフローが沸騰したシード間に流れ、シード群間の分散度をより良く増加させ、シード吸引率を向上させ得る。
（４）本発明の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法は、多気室分圧のシード吸引トレイの異なる作業条件（シード吸引、シード繰出、及びシード下ろし）、位置、及びシード振動トレイ内のシード群の重量（播種トレイの数に反比例）に応じて、シード振動トレイの最適振動周波数及びシード吸引トレイ、３層吹付室内の気圧状態を自動的に調整し、実際の作業条件の要件をより適切に満たし、エネルギーを節約する。

本発明に係る吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の構造模式図である。本発明に係る吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の上面図である。本発明に係る多気室分圧シード吸引トレイの構造模式図である。図３（ａ）の局所拡大図である。本発明に係る多気室分圧シード吸引トレイ気室内部の構造模式図である。本発明に係る吹付室シード振動トレイ装置の分散構造の模式図である。本発明に係る３層吹付室の断面の構造模式図である。本発明に係るフローガイド管の構造模式図である。本発明に係る３層吹付室内部でのエアフロー流動の構造模式図である。本発明に係る電磁振動器の構造模式図である。本発明に係る電磁振動器の内部断面図である。本発明に係る電磁振動器と吹付振動式のシード振動トレイ装置の組み立て模式図である。本発明に係る吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法のフロー図である。本発明に係るシード振動トレイの最適振動周波数の動的制御計算の回路図である。

以下、図面及び具体的な実施例を参照して本発明をさらに説明するが、本発明の保護範囲は、それらに限定されない。

図１、２に示すように、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置は、シード添加箱１、多気室分圧のシード吸引トレイ２、機械ハンド３、電磁振動器４、吹付振動式のシード振動トレイ装置５、ホルダー６、栽培トレイのコンベヤーベルト７、水平調整ホイール８、及び真空ポンプ（第２の真空ポンプ９、第１の真空ポンプ１０、第３の真空ポンプ１１）が含まれる。ホルダー６は全体として立方体形であり、ホルダー６の底端の四隅はそれぞれ播種装置全体の水平位置を調整するための水平調整ホイール８が取り付けられており、２つのフレームトップビーム１２の間には、一対の平行のトップビーム１３が取り付けられ、トップビーム１３にはシード添加箱１が取り付けられており、ホルダー６の下端には第２の真空ポンプ９、第１の真空ポンプ１０、及び第３の真空ポンプ１１が取り付けられており、ホルダー６の中間位置には２つの平行な横桁１５が取り付けられており、横桁１５の反対側のホルダー６には栽培トレイのコンベヤーベルト７が取り付けられており、横桁１５の他端はコンベヤーベルトの側板１９に固定され、２つの平行な横桁１５にはそれぞれ電磁振動器を支持する直立ロッド１６の２つが固定されており、各の電磁振動器を支持する直立ロッド１６ごとには1つの電磁振動器４が接続され、電磁振動器４は吹付振動式のシード振動トレイ装置５に固定され、吹付振動式のシード振動トレイ装置５の上には多気室分圧のシード吸引トレイ２があり、多気室分圧のシード吸引トレイ２は機械ハンド３に固定され、機械ハンド３は２つのシード添加箱１の間に位置する。

図３（ａ）、３（ｂ）、４に示すように、多気室分圧のシード吸引トレイ２の内部には、吸引トレイの隔離板２１が溶接され、吸引トレイの隔離板２１はシード吸引トレイのシェア２０を第１の小気室２ａ、第２の小気室２ｂ、第３の小気室２ｃ、第４の小気室２ｄ、第５の小気室２ｅ、第６の小気室２ｆ、第７の小気室２ｇ、及び第８の小気室２ｈという同じ大きさの８つの小気室に分割し、８つの小気室は吸引トレイの底板２２を共有し、吸引トレイの底板２２とシード吸引トレイのシェア２０の間に封止剤２３の層を追加することにより気室の気密性を確保し、シード吸引トレイのシェア２０と吸引トレイの底板２２にはいずれも吸引トレイのボルト穴２４が設けられ、シード吸引トレイのシェア２０と吸引トレイの底板２２はボルト留め具に介して互いに接続されており、吸引トレイの底板２２には対応する栽培トレイの穴数に応じた吸引トレイの吸引穴２５が設けられ、吸引トレイの吸引穴２５はテーパー形吸引ノズル部材２６が螺旋式で接続され、テーパー形吸引ノズル部材２６は８つの小気室に対応する吸引トレイの底板２２上に均等に配置されており、８つの小気室は吸引トレイの上蓋２７を共有し、共通の上蓋２７には各小気室に応じて排気口が設けられ、具体的に、第１の吸引トレイの排気口２Ａ、第２の吸引トレイの排気口２Ｂ、第３の吸引トレイの排気口２Ｃ、第４の吸引トレイの排気口２Ｄ、第５の吸引トレイの排気口２Ｅ、第６の吸引トレイの排気口２Ｆ、第７の吸引トレイの排気口２Ｇ、及び第８の吸引トレイの排気口２Ｈ、第１の吸引トレイの排気口２Ａ、第２の吸引トレイの排気口２Ｂ、第３の吸引トレイの排気口２Ｃ、及び第４の吸引トレイの排気口２Ｄが第１の吸引トレイの総排気口２８に合流し、第５の吸引トレイの排気口２Ｅ、第６の吸引トレイの排気口２Ｆ、第７の吸引トレイの排気口２Ｇ、及び第８の吸引トレイの排気口２Ｈが第２の吸引トレイの総排気口２９に合流し、吸引トレイの上蓋２７にはシードトレイ接続部３０が設けられ、多気室分圧のシード吸引トレイ２と機械ハンド３との接続を実現する。

図１、図２に示すように、機械ハンド３は、二次元方向にある第１のねじ棒滑り台３１と第２のねじ棒滑り台３２が含まれ、上記の第１のねじ棒滑り台３１は上下方向での機械ハンド３の移動を実現し、第２のねじ棒滑り台３２は左右方向での機械ハンド３の移動を実現し、左右方向での機械ハンド３の移動はシード振動トレイ装置５と栽培トレイのコンベヤーベルト７を跨ることができ、シード振動トレイ位置のシード吸引とコンベヤーベルトがシードを下ろす時の機械ハンドの位置移動を実現する。

図５に示すように、吹付振動式のシード振動トレイ装置５は、シード振動トレイ５１、トレイ５２、及び３層吹付室５３が含まれ、シード振動トレイ５１の底部には複数の振動トレイの吹出孔５４が設けられ、シード振動トレイ５１内の底板部には2層の微細鉄線メッシュ（明示されない）が埋め込まれ、2層の微細鉄線メッシュの格子部がすれ違われ、シード振動トレイ５１はトレイ５２の上に位置されており、トレイ５２には２つの漏れ部が設けられ、漏れ部は振動トレイの吹出孔５４に対応し、トレイ５２の左右には４つのトレイの延伸固定座５５が設けられ、トレイ５２の４つの側面にはシード振動トレイ５１、３層吹付室５３に接続するために複数のトレイのボルト穴５６が設けられ、図６に示すように、３層吹付室５３の上端は開いており、３層吹付室５３の内部は第１の吹気室仕切板６０、第２の吹気室仕切板６１により仕切られることにより、フローガイド層５７、分散層５８、及び対流層５９を形成し、第１の吹気室仕切板６０、第２の吹気室仕切板６１には振動トレイの吹出孔５４に対応するエアフロー孔が設けられており、フローガイド層５７の内部にはフローガイド管６２が設けられ、フローガイド管６２は1つの直管６３と２つの曲管６４からなり、直管６３の一端は３層吹付室５３の吸気口５０として３層吹付室５３の外側に延在し、直管６３は直管ボルト固定板６８によりフローガイド層５７のシェアに固定されて接続され、図７に示すように、フローガイド層５７内に位置された直管６３の他端には直管封止蓋６５が設けられ、直管封止蓋６５には複数の空気逃げ口６６が設けられ、直管６３の直管封止蓋６５に近づく一端は２つの曲管６４の一端に接続され、曲管６４の他端は平行に開いており、吸気口５０に近い方向を向いており、分散層５８の内部には複数のプラスチック小球６７が設けられており、３層吹付室５３の４つの吸気口５０は、２つごとに1つの群に分け、1つの群の吸気口５０は三方管に介して1つの総吸気口（表記されない）を形成して、軟質空気管に介して第１の真空ポンプ１０の排気口に接続され、第１の真空ポンプ１０は下から上への吹付力を提供する。

図８に示すように、３層吹付室５３が気孔のエアフローを均一にさせる作動原理では、エアポンプは特定の強度で正圧を提供し、正圧は吸気口５０からフローガイド管の直管６３を通して流れ、直管封止蓋６５に達した後でほとんどのエアフローが両側に接続された曲管６４に流れ込み、ごく一部のエアフローは直管封止蓋６５上にある空気逃げ口６６から流れ出し、曲管６４から流れ出したエアフローは３層吹付室５３底板に直接吹付られ、底板の壁面に衝突した後、エアフローは各方向から逆流し、フローガイド層５７に介して第１の吹気室仕切板６０に達し、第１の吹気室仕切板６０のエアフロー孔から分散層５８に流れ込み、エアフローによる分散効果が全体的に実現され、分散層５８には複数の位置自由のプラスチック小球６７が内蔵され、分散層５８に流れ込んだエアフローは多くのプラスチック小球６７を迂回し、プラスチック小球６７の隙間を通過して第２の吹気室仕切板６１に達して、第２の吹気室仕切板６１上のエアフロー孔から対流層５９に流れ込み、プラスチック小球６７間の無秩序な自由性は、プラスチック小球６７を迂回したエアフローの位置を不定と多様化になされ、均一に分散したエアフローの効果を達成し、対流層５９は、層内の障害物がないため、分散層５８から流れ出したエアフローが真っ直ぐな距離をたどってシード振動トレイ５１の底板に達して、振動トレイの吹出孔５４から流れ出すことである。

図８、９に示すように、電磁振動器４は、調整軸４１、ナット４２、コイル４３、後部封止板４４、コイル固定座４５、及び電機子４６が含まれ、電機子４６と調整軸４１は、コイル４３の内部に同軸的に配置され、コイル４３はコイル固定座４５の内部に位置されてそれに接続されており、電機子４６と調整軸４１との間には隙間が設けられ、調整軸４１は電機子４６の上にあり、コイル固定座４５には供電機子４６の底端を貫通する通孔が設けられ、電機子４６の底端には電機子固定座４７が設けられ、調整軸４１の上端はコイル固定座４５を貫通してコイル固定座４５の上端の後部封止板４４に固定して接続され、調整軸４１はナット４２に介して後部封止板４４とロックされて接続され、ナット４２はロックナットで、ナット４２では緩みを防止する緩み防止部品が配置されており、コイル固定座４５は、一側にコイル固定座のストライプ状穴４８が設けられ、コイル固定座のストライプ状穴４８と直立ロッドのストライプ状穴１７は反対して（直立ロッドのストライプ状穴１７は電磁振動器を支持する直立ロッド１６の上端に配置され）、ボルトにより固定され、コイル固定座のストライプ状穴４８と直立ロッドのストライプ状穴１７は、必要に応じて垂直方向での重なり面積を調整できる。

図１、図２に示すように、栽培トレイのコンベヤーベルト７は、精密播種装置全体の一側に配置され、栽培トレイのコンベヤーベルト７の回転軸は両側のコンベヤーベルトの側板１９により固定され、コンベヤーベルトの側板１９はコンベヤーベルトの偏移を防止するためにホルダー６に固定されており、多気室分圧のシード吸引トレイ２はシードトレイ接続部３０に介して機械ハンド３に接続され、機械ハンド３はフレームトップビーム１２に取り付けられ、フレームトップビーム１２にはシード添加箱１を支持・固定して取り付けるためにトップビーム１３が設けられ、シード添加箱１はシード振動トレイ５１の両側の上に配置され、図１１に示すように、吹付振動式のシード振動トレイ装置５は、トレイの延伸固定座５５の下端に強固に接続されたバネ１４に支持され、電機子底座４７はトレイの延伸固定座５５の上に整列して接続されて、電機子４６の位置を固定し、バネ１４の他端は横桁１５に取り付けられ、横桁１５の側端は電磁振動器を支持する直立ロッド１６に接続され、電磁振動器を支持する直立ロッド１６にはコイル固定座４５を取り付けて固定するために直立ロッドのストライプ状穴１７が設けられており、横桁１５のホルダー６との接続部分には衝撃吸収ガスケット１８が設けられている。多気室分圧のシード吸引トレイ２上の第１の総排気口２８、第２の総排気口２９は、それぞれ空気供給管に介して第２の真空ポンプ９、第３の真空ポンプ１１の吸気口に接続され、シード吸引トレイに所望の真空圧力を提供するために２つの真空ポンプが使用される。

精密播種装置が電磁振動を実現する作動原理では、コイル４３に周期的な断続電流が流れて、電流が流れると、磁気伝導性媒体で作製された調整軸４１と電機子４６は、誘導磁場の作用により引き付けられ、トレイ５２、シード振動トレイ５１、及び３層吹付室５３は、電機子４６の軸方向に沿って調整軸４１の一端に向かって移動すると同時に、バネ１４は弾性的に変形し、シード振動トレイ５１の移動方向と反対の弾性力を生成する。コイル４３に電流が遮断されると、磁場が消失し、シード振動トレイ５１、トレイ５２、及び３層吹付室５３は、バネ１４の弾性力作用で初期の平衡位置に戻ることである。コイル４３の電流が周期的に開閉するため、吹付振動式のシード振動トレイ装置５は、その平衡位置付近で往復周期振動を実現し、振動効果を実現することができる。

シード振動トレイ５１は、振動幅の調整を実現でき、調整工程は、１）調整軸４１が電機子４６の端面に接触するまでナット４２により電機子４６に接近させるように調整軸４１を調整し、その時のコイル固定座４５の位置を基準点とし、その時のコイル固定座４５と電磁振動器を支持する直立ロッド１６の相対位置を記録すること、２）直立ロッドのストライプ状穴１７がシード振動トレイ５１から離れる方向に沿ってコイル固定座４５をスライドさせ（コイル固定座のストライプ状穴４８と直立ロッドのストライプ状穴１７の重なり面積を調整する）、その基準点に対する距離を測定し、該距離が調整軸４１と電機子４６との間の調整予定幅の値と等しくなると、移動を停止すること、または電機子４６とコイル固定座４５との間に標準幅値の塊を直接に添加ことにより位置が調整された後、コイル固定座４５を電磁振動器を支持する直立ロッド１６に固定することが含まれる。

本発明は、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御システムをさらに提供し、該制御システムは、ＰＬＣ、工業用タッチスクリーン、周波数変換器、限界光電子センサー（機械ハンド３に配置される）、及び真空ポンプからなり、制御システムにより播種ライン装置の制御を実現する。制御システム全体において、ＰＬＣを主制御単位とし、システム機器全体の動作を担当し、信号を受信して論理演算や命令送信を行い、精密播種装置の各部材の動作を制御する。周波数変換器は、電磁振動器４と真空ポンプを駆動する駆動単位であり、真空ポンプ圧力と電磁振動器４の振動周波数を調整する役割を果たす。ＰＬＣは、限界光電子センサーによってフィードバックされた状態信号を受信し、機械ハンド３の現在の作動位置を決定し、論理処理後、対応する命令を対応する機器（真空ポンプと電磁振動器４）に送信し、機器の動作状態の制御を実現する。

精密播種装置は、シード群の吹付振動式沸騰の方法を実現し、調整軸４１と電機子４６が一定の距離を置いた条件で、周波数変換器によって電磁振動器４を駆動して調整軸４１と電機子４６を特定の作動周波数で引き付けて切断し、シード振動トレイ５１、トレイ５２、及び３層吹付室５３を駆動して上下方向に沿って振動させると同時に、第１の真空ポンプ１０が３層吹付室５３に特定の強度の正圧を提供するように周波数変換器を駆動し、最終的に、エアフローは、振動トレイの吹出孔５４から流れ出し、上向きの吹付力を発生させ、シードがシード振動トレイ５１の上下移動につれて上向きに投げられると同時に、上向きのエアフロー吹付力の影響も受け、シードの上向きの移動速度及び最大達成可能な垂直距離を向上させ、エアフローが沸騰したシード間に流れ、シード群間の離散度をより良く向上させ、シード吸引率を向上させる。

図１２に示すように、本発明は、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法を使用し、精密播種装置が作動し始めると、周波数変換器が電磁振動器４を駆動して低周波振動状態にし、電磁振動器４はシード振動トレイ５１、トレイ５２、及び３層吹付室５を駆動して振動し始めると共に、３層吹付室５３は特定の正圧を提供し、電磁振動器４の振動状態及びエアフロー誘導状態でシード群が均一に振動し始め、限界光電子センサーによって機械ハンド３が多気室分圧のシード吸引トレイ２をシード吸引位置に運ぶかどうかを判断し、そうではないと、シード振動トレイ５１を低周波で振動し続け、３層吹付室５３を正圧状態に維持し、そうであると、周波数変換器は、電磁振動器４を最適振動周波数の状態に駆動し、多気室分圧のシード吸引トレイ２に接続された第２の真空ポンプ９を駆動し、第３の真空ポンプ１１が作動し、多気室分圧のシード吸引トレイ２内の負圧が瞬時に最適なシード吸引真空度条件に達し、テーパー形吸引ノズル部材２６の内側と外側との間に圧力差が発生させ、テーパー形吸引ノズル部材２６は、近距離でシードの吸引プロセスを完了し、ＰＬＣは、機械ハンド３がシード吸引位置を離れるかどうかを判断し、そうではないと、現在の状態を維持し続け、そうであると、多気室分圧のシード吸引トレイ２の内部を定常の最適なシード吸引負圧を維持し、３層吹付室５３が連続的な正圧を提供せず、電磁振動器４も低周波振動状態に調整され、ＰＬＣは機械ハンド３がシードを吸着した多気室分圧のシード吸引トレイ２を栽培トレイのコンベヤーベルト７のシード下ろし位置に運ぶかどうかを判断し、そうではないと、現在の状態を維持し続け、そうであると、ＰＬＣが第２の真空ポンプ９、第３の真空ポンプ１１内のエアバルブの切り替えスイッチを駆動し、多気室分圧のシード吸引トレイ２内を負圧から正圧に変換し、シードを正圧及び重力の作用で栽培トレイのコンベヤーベルト７上の栽培トレイに対応する穴に落下し、シード下ろし機能を完了し、シード下ろしが完了するかどうかを判断し、そうではないと、多気室分圧のシード吸引トレイ２内を正圧状態に維持し続け、そうであると、機械ハンド３がシード繰出した後の多気室分圧のシード吸引トレイ２はシード下ろし位置から離れて、元の場所に戻り、その時の多気室分圧のシード吸引トレイ２は第２の真空ポンプ９に接続され、第３の真空ポンプ１１を閉め、多気室分圧のシード吸引トレイ２の気室内は気圧がなく、一回の播種プロセスを完了し、反復播種の場合は上記の操作を繰り返す。ＰＬＣは、機械ハンド３がシード吸引位置に達するかどうか、シード下ろし位置に達するかどうか、及びシード下ろしを完了するかどうかを判断するのは、いずれも先行技術である。

図１３に示すように、反復播種の操作プロセスにおいて、シード振動トレイ５１内のシードの重量は、播種回数の増加につれて低減し、ＰＬＣは、播種したトレイの数を自動的にカウントし、シード添加箱１を駆動して特定の播種トレイの数（必要に応じて設定）を完了した後、シード振動トレイ５１に自動的にシード添加操作を行うと同時に、ＰＬＣは、シード振動トレイ５１内の現在のシード量に応じて、シード振動トレイ５１の最適振動周波数を再計算し（先行技術）、周波数変換器調整コイル４３の通電周波数を調整することにより、シード振動トレイ５１の振動周波数を調整する効果を達成し、シード群の移動状態に適応し、シード吸引播種の合格率が最適であることを確保する。

上記の実施例は、本発明の好ましい実施形態であるが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の本質から逸脱することがない限り、当業者が行うことができる明らかな改善、置換または変化はいずれも本発明の保護範囲に属する。

１シード添加箱
２多気室分圧のシード吸引トレイ
３機械ハンド
４電磁振動器
５吹付振動式のシード振動トレイ装置
６ホルダー
７栽培トレイのコンベヤーベルト
８水平調節ホイール
９第２の真空ポンプ
１０第１の真空ポンプ
１１第３の真空ポンプ
１２フレームトップビーム
１３トップビーム
１４バネ
１５横桁
１６電磁振動器を支持する直立ロッド
１７直立ロッドのストライプ状穴
１８衝撃吸収ガスケット
１９コンベヤーベルトの側板
２０シード吸引トレイのシェア
２１吸引トレイの隔離板
２２吸引トレイの底板
２３封止剤
２４吸引トレイのボルト穴
２５吸引トレイの吸引穴
２６テーパー形吸引ノズル部材
２７吸引トレイの上蓋
２８第１の吸引トレイの総排気口
２９第２の吸引トレイの総排気口
２ａ第１の小気室
２ｂ第２の小気室
２ｃ第３の小気室
２ｄ第４の小気室
２ｅ第５の小気室
２ｆ第６の小気室
２ｇ第７の小気室
２ｈ第８の小気室
２Ａ第１の吸引トレイの排気口
２Ｂ第２の吸引トレイの排気口
２Ｃ第３の吸引トレイの排気口
２Ｄ第４の吸引トレイの排気口
２Ｅ第５の吸引トレイの排気口
２Ｆ第６の吸引トレイの排気口
２Ｇ第７の吸引トレイの排気口
２Ｈ第８の吸引トレイの排気口
３０シードトレイ接続部
３１第１のねじ棒滑り台
３２第２のねじ棒滑り台
４１調整軸
４２ナット
４３コイル
４４後部封止板
４５コイル固定座
４６電機子
４７電機子固定座
４８コイル固定座のストライプ状穴
５０３層吹付室の吸気口
５１シード振動トレイ
５２トレイ
５３３層吹付室
５４振動トレイの吹出孔
５５トレイの延伸固定座
５６トレイのボルト穴
５７フローガイド層
５８分散層
５９対流層
６０第１の吹付室仕切板
６１第２の吹付室仕切板
６２フローガイド管
６３直管
６４曲管
６５直管封止蓋
６６空気逃げ口
６７プラスチック小球
６８直管ボルト固定板

本発明に係る吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の構造模式図である。本発明に係る吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の上面図である。本発明に係る多気室分圧シード吸引トレイの構造模式図である。図３（ａ）の局所拡大図である。本発明に係る多気室分圧シード吸引トレイ気室内部の構造模式図である。本発明に係る吹付振動式のシード振動トレイ装置の分散構造の模式図である。本発明に係る３層吹付室の断面の構造模式図である。本発明に係るフローガイド管の構造模式図である。本発明に係る３層吹付室内部でのエアフロー流動の構造模式図である。本発明に係る電磁振動器の構造模式図である。本発明に係る電磁振動器の内部断面図である。本発明に係る電磁振動器と吹付振動式のシード振動トレイ装置の組み立て模式図である。本発明に係る吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法のフロー図である。本発明に係るシード振動トレイの最適振動周波数の動的制御計算の回路図である。

図９、１０に示すように、電磁振動器４は、調整軸４１、ナット４２、コイル４３、後部封止板４４、コイル固定座４５、及び電機子４６が含まれ、電機子４６と調整軸４１は、コイル４３の内部に同軸的に配置され、コイル４３はコイル固定座４５の内部に位置されてそれに接続されており、電機子４６と調整軸４１との間には隙間が設けられ、調整軸４１は電機子４６の上にあり、コイル固定座４５には供電機子４６の底端を貫通する通孔が設けられ、電機子４６の底端には電機子固定座４７が設けられ、調整軸４１の上端はコイル固定座４５を貫通してコイル固定座４５の上端の後部封止板４４に固定して接続され、調整軸４１はナット４２に介して後部封止板４４とロックされて接続され、ナット４２はロックナットで、ナット４２では緩みを防止する緩み防止部品が配置されており、コイル固定座４５は、一側にコイル固定座のストライプ状穴４８が設けられ、コイル固定座のストライプ状穴４８と直立ロッドのストライプ状穴１７は反対して（直立ロッドのストライプ状穴１７は電磁振動器を支持する直立ロッド１６の上端に配置され）、ボルトにより固定され、コイル固定座のストライプ状穴４８と直立ロッドのストライプ状穴１７は、必要に応じて垂直方向での重なり面積を調整できる。

図１２に示すように、本発明は、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法を使用し、精密播種装置が作動し始めると、周波数変換器が電磁振動器４を駆動して低周波振動状態にし、電磁振動器４はシード振動トレイ５１、トレイ５２、及び３層吹付室５を駆動して振動し始めると共に、３層吹付室５３は特定の正圧を提供し、電磁振動器４の振動状態及びエアフロー誘導状態でシード群が均一に振動し始め、限界光電子センサーによって機械ハンド３が多気室分圧のシード吸引トレイ２をシード吸引位置に運ぶかどうかを判断し、そうではないと、シード振動トレイ５１を低周波で振動し続け、３層吹付室５３を正圧状態に維持し、そうであると、周波数変換器は、電磁振動器４を最適振動周波数の状態に駆動し、多気室分圧のシード吸引トレイ２に接続された第２の真空ポンプ９を駆動し、第３の真空ポンプ１１が作動し、多気室分圧のシード吸引トレイ２内の負圧が瞬時に最適なシード吸引真空度条件に達し、テーパー形吸引ノズル部材２６の内側と外側との間に圧力差が発生させ、テーパー形吸引ノズル部材２６は、近距離でシードの吸引プロセスを完了し、ＰＬＣは、機械ハンド３がシード吸引位置を離れるかどうかを判断し、そうではないと、現在の状態を維持し続け、そうであると、多気室分圧のシード吸引トレイ２の内部を定常の最適なシード吸引負圧を維持し、３層吹付室５３が連続的な正圧を提供せず、電磁振動器４も低周波振動状態に調整され、ＰＬＣは機械ハンド３がシードを吸着した多気室分圧のシード吸引トレイ２を栽培トレイのコンベヤーベルト７のシード下ろし位置に運ぶかどうかを判断し、そうではないと、現在の状態を維持し続け、そうであると、ＰＬＣが第２の真空ポンプ９、第３の真空ポンプ１１内のエアバルブの切り替えスイッチを駆動し、多気室分圧のシード吸引トレイ２内を負圧から正圧に変換し、シードを正圧及び重力の作用で栽培トレイのコンベヤーベルト７上の栽培トレイに対応する穴に落下し、シード下ろし機能を完了し、シード下ろしが完了するかどうかを判断し、そうではないと、多気室分圧のシード吸引トレイ２内を正圧状態に維持し続け、そうであると、機械ハンド３がシード繰出した後の多気室分圧のシード吸引トレイ２はシード下ろし位置から離れて、元の場所に戻り、その時に多気室分圧のシード吸引トレイ２に接続された第２の真空ポンプ９、第３の真空ポンプ１１を閉め、多気室分圧のシード吸引トレイ２の気室内は気圧がなく、一回の播種プロセスを完了し、反復播種の場合は上記の操作を繰り返す。ＰＬＣは、機械ハンド３がシード吸引位置に達するかどうか、シード下ろし位置に達するかどうか、及びシード下ろしを完了するかどうかを判断するのは、いずれも先行技術である。

Claims

多気室分圧のシード吸引トレイ（２）、吹付振動式のシード振動トレイ装置（５）、及び電磁振動器（４）が含まれ、
前記の多気室分圧のシード吸引トレイ（２）は、同じ大きさの８つの小気室が内部に設けられ、前記小気室にはいずれも排気口が設けられ、４つの排気口が１つの総排気口に合流し、総排気口は真空ポンプに繋がり、多気室分圧のシード吸引トレイ（２）の吸引トレイの底板（２２）の上には吸引トレイの吸引穴（２５）が設けられ、吸引トレイの吸引穴（２５）の数は対応する栽培トレイの穴の数に対応し、吸引トレイの吸引穴（２５）の下端はテーパー形吸引ノズル部材（２６）に接続され、多気室分圧のシード吸引トレイ（２）は機械ハンド（３）に固定して接続され、前記機械ハンド（３）は垂直と水平の方向に沿って移動でき、
前記の吹付振動式のシード振動トレイ装置（５）は、上から下に順番に固定して配置されたシード振動トレイ（５１）、中空のトレイ（５２）、及び開放して配置された３層吹付室（５３）が含まれ、シード振動トレイ（５１）の底部には複数の振動トレイの吹出孔（５４）が配置され、３層吹付室（５３）の内部には上から下にフローガイド層（５７）、分散層（５８）、及び対流層（５９）が順番に配置され、フローガイド層（５７）の内にはフローガイド管（６２）が配置され、フローガイド管（６２）の下端は３層吹付室（５３）の外側に位置され、第１の真空ポンプ（１０）に繋がり、フローガイド管（６２）は、両端が開放し、上部に空気逃げ口（６６）が設けられ、
前記の電磁振動器（４）は、調整軸（４１）、コイル（４３）、及び電機子（４６）が含まれ、電機子（４６）と調整軸（４１）はコイル（４３）の内部に同軸に配置され、コイル（４３）はコイル固定座（４５）の内部に固定されており、調整軸（４１）は電機子（４６）の上に位置され、調整軸と電機子の間に隙間があり、電機子（４６）は、下端がコイル固定座（４５）を貫通して、電機子固定座（４７）が設けられ、電機子固定座（４７）はトレイ（５２）に固定され、調整軸（４１）は、上端がコイル固定座（４５）を貫通して、コイル固定座（４５）にロックされて固定される
ことを特徴とする、吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
前記フローガイド管（６２）は、１つの直管（６３）と２つの曲管（６４）からなり、直管（６３）の一端は３層吹付室（５３）の吸気口（５０）として３層吹付室（５３）の外側に延在し、フローガイド層（５７）の内部に位置された直管（６３）のもう一方の端には直管封止蓋（６５）が設けられ、直管封止蓋（６５）には複数の空気逃げ口（６６）が設けられ、直管封止蓋（６５）に近い直管（６３）の一端は２つの曲管（６４）の一端に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
前記のフローガイド層（５７）、分散層（５８）、及び対流層（５９）は、３層吹付室（５３）の内部の第１の吹付室仕切板（６０）、第２の吹付室仕切板（６１）により仕切ってなり、前記第１の吹付室仕切板（６０）、第２の吹付室仕切板（６１）には振動トレイの吹出孔（５４）に対応するエアフロー孔が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
前記の分散層（５８）には、複数のプラスチック小球（６７）が内蔵されていることを特徴とする、請求項１に記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
さらに、栽培トレイのコンベヤーベルト（７）が含まれ、前記の栽培トレイのコンベヤーベルト（７）は、精密播種装置の一側に位置され、栽培トレイのコンベヤーベルト（７）は、ホルダー（６）に固定されることによりコンベヤーベルトの側板（１９）に固定されて支持され、コンベヤーベルトの側板（１９）は２つの平行横桁（１５）の一端に固定され、横桁（１５）のもう一方の端部はホルダー（６）に固定され、横桁（１５）には電磁振動器を支持する直立ロッド（１６）の２つが固定され、各の電磁振動器を支持する直立ロッド（１６）ごとには1つの電磁振動器（４）が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
ホルダー（６）に対称的に配置された２つのシード添加箱（１）がさらに含まれることを特徴とする、請求項１に記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
前記トレイ（５２）の下端は、バネ（１４）の一端に強固に接続され、バネ（１４）のもう一方の端部は、横桁（１５）に取り付けられていることを特徴とする、請求項５に記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置。
電磁振動器（４）は低周波で振動し、シード振動トレイ（５１）、トレイ（５２）、及び３層吹付室（５３）を駆動して振動し始めると共に、３層吹付室（５３）はシード群を均一に振動させるように特定の正圧を提供し、機械ハンド（３）が気室分圧のシード吸引トレイ（２）をシード吸引位置に運ぶと、電磁振動器（４）が最適振動周波数に切り替わり、多気室分圧のシード吸引トレイ（２）に接続された真空ポンプが作動し、多気室分圧のシード吸引トレイ（２）内の負圧が瞬時に最適なシード吸引真空度条件に達し、テーパー形吸引ノズル部材（２６）がシード吸引を開始し、機械ハンド（３）はシード吸引位置を離れ、多気室分圧のシード吸引トレイ（２）は内部が最適なシード吸引負圧を一定に維持し、電磁振動器（４）は再び低周波振動に切り替わり、機械ハンド（３）はシードが吸着された多気室分圧のシード吸引トレイ（２）を栽培トレイのコンベヤーベルト（７）のシード下ろし位置に運び、多気室分圧のシード吸引トレイ（２）内の気圧を正圧に変換し、シードが栽培トレイのコンベヤーベルト（７）上での栽培トレイに対応する穴に落下し、シード下ろしを完了し、機械ハンド（３）は元の場所に戻り、前記の操作を繰り返すことにより播種を繰り返す
ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一つに記載の吹付吸引式の電磁振動精密播種装置の制御方法。
シード振動トレイ（５１）は、振動幅の調整を実現でき、具体的には、１）調整軸（４１）を電機子（４６）の端面に接触させ、その時のコイル固定座（４５）の位置を基準点とし、その時のコイル固定座（４５）と電磁振動器を支持する直立ロッド（１６）の相対位置を記録すること、２）コイル固定座（４５）をシード振動トレイ（５１）から離れる方向に沿ってスライドさせ、基準点からの距離を測定し、該距離が調整軸（４１）と電機子（４６）との間の調整予定幅の値と等しくなると、移動を停止すること、または幅調整標的になるように電機子（４６）とコイル固定座（４５）との間に標準幅値の塊を直接に添加することが含まれることを特徴とする、請求項８に記載の制御方法。
播種を繰り返す場合、ＰＬＣは、播種したトレイの数を自動的にカウントし、精密播種装置が設定された数のトレイの播種を完了すると、シード添加箱（１）がシード添加操作を自動的に実行すると共に、シード振動トレイ（５１）内の現在のシード量に応じて、シード振動トレイ（５１）の最適振動周波数を再計算し、コイル（４３）の通電周波数を調整することにより、シード振動トレイ（５１）の振動周波数を調整することを特徴とする、請求項８に記載の制御方法。