技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)播種機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種精密播種機(jī)。

背景

播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)科技的不斷進(jìn)步，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施，對(duì)播種質(zhì)量提出了更高的要求。播種機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化精密播種技術(shù)的主要手段，其性能的好壞直接影響播種質(zhì)量及農(nóng)作物的生長狀況和產(chǎn)量。近年來，我國超級(jí)稻種植面積不斷擴(kuò)大，超級(jí)稻1-2粒/穴的要求對(duì)播種育秧技術(shù)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國水稻種植機(jī)械化的總體水平還比較低，水稻種植仍以傳統(tǒng)的手工育苗和移栽方法為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，且播種不均勻，工序繁瑣，種子消耗量大，而推廣工廠化育秧的投資成本較高，與我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不相適應(yīng)?，F(xiàn)有播種機(jī)育苗的均勻性差、效率低，難以滿足水稻(超級(jí)稻)1-2粒/穴的農(nóng)藝要求,已成為制約我國水稻種植機(jī)械化提高的瓶頸問題，因此，函待研究一種與水稻(超級(jí)稻)1-2粒/穴田間育秧技術(shù)相配套、高效低成本田間精密播種機(jī)械。精密播種機(jī)技術(shù)對(duì)于保證育苗的質(zhì)量和合理的種植密度，節(jié)約種子，提高產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率等都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)水稻(超級(jí)稻)1-2粒/穴的田間精密育苗播種，以解決目前田間人工播種育苗的播種均勻性差、效率低，所培育的苗盤進(jìn)行機(jī)插秧時(shí)不能滿足農(nóng)藝的要求，而采用工廠化育苗的成本高，不適合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的困難。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:在播種機(jī)臺(tái)架上安裝動(dòng)力源、正負(fù)壓風(fēng)機(jī)、離心振動(dòng)種盤機(jī)構(gòu)、二自由度機(jī)械臂、定量加種料箱、調(diào)水平機(jī)構(gòu)等，通過振動(dòng)使種子處于“沸騰”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，吸種過程吸盤內(nèi)為真空負(fù)壓，依靠氣流吸力將種子吸附，通過二自由度機(jī)械臂帶動(dòng)吸盤移動(dòng)到田間播種位置，通過工控機(jī)系統(tǒng)的控制一組電磁閥的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)正負(fù)氣壓的轉(zhuǎn)換，種子在重力和正壓射流作用下進(jìn)行精密播種。并采用定量加種料箱對(duì)播種機(jī)進(jìn)行定量均勻加種?？紤]田間不平狀況，采用調(diào)水平機(jī)構(gòu)對(duì)播種機(jī)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的具體方案是:播種機(jī)臺(tái)架分為上、中、下三層臺(tái)面，行走輪通過螺栓連接在調(diào)水平機(jī)構(gòu)下面板上，主要用于水田的行走。動(dòng)力由汽油機(jī)提供，并通過帶傳動(dòng)的傳動(dòng)方式傳遞給正負(fù)壓風(fēng)機(jī)和離心振動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一底座通過螺栓連接于播種機(jī)臺(tái)架下層臺(tái)面上。離心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在第二皮帶盤上。第二皮帶盤連接于第一底座上，第二皮帶盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與小型汽油機(jī)和正負(fù)壓風(fēng)機(jī)輸出軸的軸線平行。連桿一端通過第二底座安裝在直線滾針軸承的導(dǎo)向軸上，另一端安裝在離心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。直線滾針軸承安裝在臺(tái)架橫梁上，吸盤通過機(jī)器人突緣連接于二自由度機(jī)械臂上，二自由度機(jī)械臂設(shè)置于振動(dòng)種盤的上方，二自由度機(jī)械臂安裝在播種機(jī)臺(tái)架的上層臺(tái)面上，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)要求。振動(dòng)種盤通過直線滾針軸承和直線球軸承與播種機(jī)臺(tái)架中層臺(tái)面連接，保證了振動(dòng)種盤的做上下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作要求，振動(dòng)種盤兩側(cè)邊有刷種毛刷。彈簧導(dǎo)向桿通過螺栓連接于振動(dòng)種盤下底面的四角上，四根彈簧與彈簧導(dǎo)向桿相配合并安裝在播種機(jī)臺(tái)架的中層臺(tái)面上，保證了彈簧的單向受力變形。工控機(jī)系統(tǒng)安裝在播種機(jī)臺(tái)架的中層臺(tái)面上，工控機(jī)系統(tǒng)包括電磁換向閥、PLC、傳感器、電源等，電源給電磁換向閥提供動(dòng)力，傳感器給PLC提供電磁換向閥換向的信號(hào)，所有控制動(dòng)作通過工控機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。小型汽油機(jī)和正負(fù)壓風(fēng)機(jī)分別通過螺栓連接在播種機(jī)臺(tái)架的下層臺(tái)面，小型汽油機(jī)和正負(fù)壓風(fēng)機(jī)的輸出軸軸線平行，正負(fù)壓風(fēng)機(jī)(23)的兩端口與工控機(jī)系統(tǒng)(18)中的相應(yīng)電磁閥連接，使吸盤(10)內(nèi)正負(fù)壓的轉(zhuǎn)換。第二皮帶盤安裝在小型汽油機(jī)的輸出軸上，第二皮帶盤與第二皮帶盤通過第一皮帶連接。第三皮帶盤安裝在正負(fù)壓風(fēng)機(jī)的輸出軸上，第二皮帶盤與第三皮帶盤通過第二皮帶盤連接。調(diào)水平機(jī)構(gòu)的上面板通過螺栓連接于播種機(jī)臺(tái)架的下層臺(tái)面。定量加種料箱通過料箱突緣安裝在播種機(jī)臺(tái)架中層臺(tái)面上，設(shè)置于振動(dòng)種盤的兩側(cè)上方，可以實(shí)現(xiàn)定量加種的要求，其中料箱外槽輪通過加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承蓋、軸承、軸承座連接于料箱外殼兩外側(cè)邊上，加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過鍵連接于料箱外槽輪上，料箱外槽輪的軸線與加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線重合，塑膠板通過螺栓連接于料箱外殼內(nèi)表面上。引種通道裝置設(shè)置于吸盤排種位置的正下方，用于種子在排種過程中的導(dǎo)向。

工作過程中，合理選擇振動(dòng)種盤的振動(dòng)頻率、振動(dòng)副值，保證種子在振動(dòng)種盤中做上下的振動(dòng)并處于“沸騰”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。合理選擇正負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸排種時(shí)的氣壓值大小、氣流流量以及吸盤與振動(dòng)種盤之間的吸種距離，保證播種機(jī)的播種精度。當(dāng)播種機(jī)需要加種時(shí)，工控機(jī)系統(tǒng)停止播種機(jī)所有部件的運(yùn)行，各部件回到初始零位置，手工轉(zhuǎn)動(dòng)加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸一定數(shù)量圈數(shù)，料箱外槽輪上開有槽，槽內(nèi)的種子便被加入到振動(dòng)種盤中，加完種后移動(dòng)振動(dòng)種盤兩側(cè)的刷種毛刷便可以使得振動(dòng)種盤中的種子保持均勻分布。當(dāng)田間出現(xiàn)不平整時(shí)，通過調(diào)水平機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)便可以保證播種機(jī)的水平狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)播種機(jī)的精密播種。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明動(dòng)力源、振動(dòng)種盤機(jī)構(gòu)、正負(fù)壓風(fēng)機(jī)、二自由度機(jī)械臂、定量加種料箱、調(diào)水平機(jī)構(gòu)等安裝在播種機(jī)臺(tái)架上。播種機(jī)僅需1一2人操作，一次可均勻播撒100一3000粒種子，1一2粒/穴的播種精度超過97%，能夠滿足田間精密播種作業(yè)要求。振動(dòng)種盤機(jī)構(gòu)的振動(dòng)頻率、幅值均可以自由調(diào)節(jié)。通過二自由度機(jī)械臂帶動(dòng)吸盤移動(dòng)到田間播種位置，工控機(jī)系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)正負(fù)氣壓的轉(zhuǎn)換，種子在重力和正壓射流作用下進(jìn)行精密播種，可以解決播種過程中存在的吸孔堵塞和傷種問題。并采用定量加種料箱對(duì)播種機(jī)進(jìn)行定量均勻加種，保證了種子在振動(dòng)種盤中均勻分布的要求?？紤]田間不平狀況，采用調(diào)水平機(jī)構(gòu)對(duì)播種機(jī)進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，保證了種子在振動(dòng)種盤中做垂直上下運(yùn)動(dòng)的要求。提高了播種均勻性和作業(yè)效率，降低育苗成本，使得播種機(jī)具有對(duì)種子尺寸要求不高、不傷種子、通用性好、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，又可以解決播種過程中存在的吸孔堵塞問題，實(shí)現(xiàn)精密播種。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是精密播種機(jī)主視圖。

圖2是精密播種機(jī)俯視圖。

圖3是定量加種料箱剖視圖。

圖1中:播種機(jī)臺(tái)架1，行走輪2，第一底座3，離心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4，第二皮帶盤5，連桿6，第一皮帶7，第二底座8，直線滾針軸承9，吸盤10，機(jī)器人突緣11，二自由度機(jī)械臂12，振動(dòng)種盤13，刷種毛刷14，彈簧導(dǎo)向桿15，彈簧16，直線球軸承17，工控機(jī)系統(tǒng)18，小型汽油機(jī)19，第二皮帶盤20，第二皮帶盤21，第三皮帶盤22，正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23，調(diào)水平機(jī)構(gòu)24，料箱突緣25，定量加種料箱26，引種通道裝置27，料箱外殼28，料箱外槽輪29，加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸30，軸承蓋31，軸承32，軸承座33，塑膠板34。

具體實(shí)施例

裝置布置及傳動(dòng)請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3。播種機(jī)臺(tái)架1分為上、中、下三層臺(tái)面，行走輪2通過螺栓連接在調(diào)水平機(jī)構(gòu)24下面板上，主要用于水田的行走。第一底座3通過螺栓連接于播種機(jī)臺(tái)架1下層臺(tái)面上。離心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4安裝在第二皮帶盤5上。第二皮帶盤5連接于第一底座3上，第二皮帶盤5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與小型汽油機(jī)19和正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23輸出軸的軸線平行。連桿6一端通過第二底座8安裝在直線滾針軸承9上，另一端安裝在離心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4上。吸盤10通過機(jī)器人突緣11連接于二自由度機(jī)械臂12上。二自由度機(jī)械臂12設(shè)置于振動(dòng)種盤13的上方，安裝在播種機(jī)臺(tái)架1的上層臺(tái)面上，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)要求。振動(dòng)種盤13通過直線滾針軸承9和直線球軸承17與播種機(jī)臺(tái)架1中層臺(tái)面連接，振動(dòng)種盤13兩側(cè)邊有刷種毛刷14。彈簧導(dǎo)向桿15通過螺栓連接于振動(dòng)種盤13下底面的四角上，四根彈簧16與彈簧導(dǎo)向桿15相配合并安裝在播種機(jī)臺(tái)架1的中層臺(tái)面上。所述工控機(jī)系統(tǒng)18安裝在播種機(jī)臺(tái)架1的中層臺(tái)面上，工控機(jī)系統(tǒng)18包括電磁換向閥、PLC、傳感器、電源等。小型汽油機(jī)19和正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23分別通過螺栓連接在播種機(jī)臺(tái)架1的下層臺(tái)面，小型汽油機(jī)19和正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23的輸出軸軸線平行，正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23的兩端口與工控機(jī)系統(tǒng)18中的相應(yīng)電磁閥連接，實(shí)現(xiàn)吸盤10內(nèi)正負(fù)壓的轉(zhuǎn)換。第二皮帶盤20安裝在小型汽油機(jī)19的輸出軸上，第二皮帶盤5與第二皮帶盤20通過第一皮帶7連接。第三皮帶盤22安裝在正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23的輸出軸上，第二皮帶盤20與第三皮帶盤22通過第二皮帶盤21連接。調(diào)水平機(jī)構(gòu)24的上面板通過螺栓連接于播種機(jī)臺(tái)架1的下層臺(tái)面。定量加種料箱26通過料箱突緣25安裝在播種機(jī)臺(tái)架1中層臺(tái)面上，設(shè)置于振動(dòng)種盤13的兩側(cè)上方，可以實(shí)現(xiàn)定量加種的要求，其中料箱外槽輪29通過加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸30、軸承蓋31、軸承32、軸承座33連接于料箱外殼28上，加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸30通過鍵連接于料箱外槽輪29上，料箱外槽輪29的軸線與加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸30的軸線重合，塑膠板34通過螺栓連接于料箱外殼28內(nèi)表面上；引種通道裝置27設(shè)置于吸盤排種位置的正下方，用于種子在排種過程中的導(dǎo)向。

工作過程中，小型汽油機(jī)19帶動(dòng)第二皮帶盤20一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過第一皮帶7和第二皮帶盤21帶動(dòng)第二皮帶盤5和第三皮帶盤22轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23和離心振動(dòng)振盤機(jī)構(gòu)。調(diào)整第二皮帶盤5上離心機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4的直徑可以調(diào)節(jié)振動(dòng)種盤13的振動(dòng)幅值，振動(dòng)種盤13的振動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)可以通過改變小型汽油機(jī)19的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)；調(diào)整第三皮帶盤22的直徑可以改變正負(fù)壓風(fēng)機(jī)23的正負(fù)壓力大小和氣流量，調(diào)節(jié)吸盤10的吸種性能。當(dāng)振動(dòng)種盤13進(jìn)行垂直小幅高頻振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)種盤13內(nèi)的種子呈現(xiàn)“沸騰”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以增加種子的流動(dòng)性，減小種子之間相互摩擦阻力。當(dāng)播種機(jī)開始播種作業(yè)時(shí)，二自由度機(jī)械臂12上的吸盤10處于初始零位置——振動(dòng)種盤13的正上方，種子在振動(dòng)種盤13中呈現(xiàn)“沸騰”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)工控機(jī)系統(tǒng)18接通吸盤10負(fù)壓通路，吸盤10內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，二自由度機(jī)械臂12帶動(dòng)吸盤10向下運(yùn)動(dòng)一段適當(dāng)?shù)木嚯x到達(dá)最佳吸種位置后停留幾秒時(shí)間，在振動(dòng)種盤13中做“沸騰”運(yùn)動(dòng)的種子便被吸在吸盤10面板的型孔上，接著二自由度機(jī)械臂12帶動(dòng)吸盤10向上運(yùn)動(dòng)一段適當(dāng)?shù)木嚯x之后再向橫向移動(dòng)一段距離到達(dá)引種通道裝置4的正上方，接著再向下移動(dòng)一段距離到達(dá)排種的位置，這時(shí)工控機(jī)系統(tǒng)18使得相應(yīng)電磁閥動(dòng)作，吸盤10內(nèi)氣壓由負(fù)壓變?yōu)檎龎洪_始排種，吸盤10停留幾秒后，二自由度機(jī)械臂12原路返回到達(dá)初始零位置，接著又開始下一周期的吸排種過程。當(dāng)播種機(jī)需要加種時(shí)，工控機(jī)系統(tǒng)18停止播種機(jī)所有部件的運(yùn)行，各部件回到初始零位置，手工轉(zhuǎn)動(dòng)加料轉(zhuǎn)動(dòng)軸30一定數(shù)量圈數(shù)，料箱外槽輪29上開有槽，槽內(nèi)的種子便被加入到振動(dòng)種盤13中，加完種后移動(dòng)振動(dòng)種盤兩側(cè)的刷種毛刷14便可以使得振動(dòng)種盤13中的種子保持均勻分布。當(dāng)田間出現(xiàn)不平整時(shí)，通過調(diào)水平機(jī)構(gòu)24的調(diào)節(jié)便可以保證播種機(jī)的水平狀態(tài)，使得播種機(jī)可以實(shí)現(xiàn)精密播種。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。