一种气道式水稻插秧机的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种插秧机，特别是一种实现秧苗带土自动化移栽，不损伤秧苗，作业效率高，适应性强的气道式水稻插秧机。

背景技术：

水稻插秧机是将水稻秧苗定植在水田中的种植机械，以提高插秧的作业效率和栽插质量，实现合理密植，利于后续作业的机械化。

据相关专利文献报导，公开号为CN105451538A的“插秧机”，包括对搭载在行驶机体上的发动机的动力进行变速调整的变速箱体，可形成非圆形动作轨迹的秧苗插植装置，株距变速装置，以及用于平衡移植机构所产生的不等速旋转动力旋转扭矩的反相扭矩产生部件等部件；公开号为CN104320966A的“插秧机”，在左右方向配置有构成种植部的种植框架和种植支承箱，为平衡种植部左右的重量，在该种植支承箱的左右方向上的中央位置配置有种植变速箱，从种植支承箱向后方配置有五个种植传动箱，在种植传动箱上配置有种植旋转箱，在种植旋转箱上分别设置有结构复杂的种植爪部。在上述的插秧机中，在秧苗载置台的移动方向的端部通常会出现挠曲增大的情况，使得栽插爪到秧苗载置台的距离不能保持在规定的距离范围内，导致无法利用栽插爪刮取载置于秧苗载置台的秧苗的情况，从而影响插秧的效果，甚至需要进行补插，费时费力，而且这些现有技术的插秧机上所设置的结构极其复杂的机械式栽插爪，不但制造加工困难，而且插秧过程中的行动轨迹也难以保证。而公告号为CN101317512B的“插秧机”，通过采用由从动轴，主动轴和传动带构成的送秧机构，以及由左右转盘、轴套座、摆线磨盘、曲轴和钳管构成的翻转架的结构形式，在一定程度上避免了秧苗漏插、空插的问题，但其主要的插秧部件还是由复杂的机械结构所构成。公开号为CN101147442A的“插秧机”，插秧装置连接在机体的后部并具有秧苗装载台和栽插传动箱，还设有覆盖插秧装置与机体的盖部件，其主要是在插秧机工作过程中，解决后轮的泥土以及整地辊的泥土飞溅、影响插秧机正常作业的问题，还是没有从根本上对插秧装置的机械式结构作任何改变。

公开号为CN1489885A的“气动式高速插秧机”,以及公开号为CN102150499B的“一种气动式水稻插秧机”，都只是简单地将送秧机构和插秧机构的动力源以及相应的传动机构由机械形式改成了气动形成，虽然在一定程度上实现了简化插秧机结构、缩小体积的效果，但其实际的工作原理和插秧装置的机械结构并没有发生实质性的改变，只是驱动的动力来源不同而已。

目前，市面上的插秧机大多是机械式的，结构复杂，并且延用的是无土插秧技术。机械式插秧机的插秧机构复杂，零部件较多，不但使用过程中故障频发，而且维护困难；并且机械式插秧机所应用的无土插秧技术对秧苗生长的均匀性要求高，需选取生长较好的秧苗，且存在缺株过多，插后缓苗时间长，易错过最佳插秧时机等不足；而且机械式插秧机在作业过程中经常出现插秧爪推倒秧苗、伤苗的现象，虽然可通过加大插秧深度、加宽株距、增大取苗量等方法缓解插秧爪伤苗的问题，但也同时降低了插秧速度和产量；现有插秧机对秧田的平整度要求也较高，并且价格昂贵。

水稻插秧季节性强，秧苗的带土移栽可减少幼根和根毛的折断，提高幼苗存活能力，缩短缓苗时间，降低稻籽的消耗量，提高移栽的成活率。目前秧苗带土移栽都是采用手抛式插栽，这种方式不但人工成本高，而且作业效率低，后期管理困难。

现有技术对秧苗生长的均匀性要求严格，插秧爪易伤苗，插苗后缓苗时间长，对秧田的平整度要求高，结构复杂，故障率高，价格昂贵，故有必要结合秧苗的带土移栽对现有插秧机技术进行改进。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，提供一种实现秧苗带土自动化移栽，不损伤秧苗，作业效率高，适应性强的气道式水稻插秧机。

本发明所采用的技术方案是：该气道式水稻插秧机包括插秧机主体，插秧机主体下部两侧设置有行走轮，插秧机主体内部设置有气泵，其技术要点是：所述插秧机主体上部沿行走方向设置有传送机构，传送机构的两端分别设置有传动轮，其中一个传动轮上设置有棘轮，棘轮一侧的插秧机主体上设置有推拉气缸，推拉气缸的伸缩端与棘轮的单向齿相配合；传送机构的传输带上设置有秧盘，所述秧盘为组合式秧盘，由上盘和托盘组成，上盘上设置有若干可容纳带土秧苗根部的秧苗腔，沿插秧机主体的行走方向布置的每排秧苗腔的间距相等，秧苗腔的上部和下部贯通；传送机构前进方向的插秧机主体上部的支架上设置有一排喷气嘴，喷气嘴的数量与上盘每排秧苗腔的数量相同，喷气嘴的出气口位于上盘上方，喷气嘴与气泵之间通过气管相连，气管上设置有喷气开关；传送机构前方的插秧机主体上设置有一排数量与喷气嘴数量相同的秧苗传送气道，秧苗传送气道的入口与传送机构传输带的上表面处于同一水平面上，秧苗传送气道的入口与喷气嘴的出气口位置上下相对应，秧苗传送气道的出口设置在插秧机主体下部的传送气道托架上。

所述插秧机主体下部一侧的行走轮上设置有沿圆周方向等间距布置的若干个磁片，插秧机主体下部、在与布置磁片所沿的圆周方向上设置有磁性传感器，磁性传感器与喷气开关相连。以通过行走轮的转动，带动磁片沿圆周方向旋转到磁性传感器的位置，磁片与磁性传感器相互感应产生磁信号，磁性传感器进一步将磁信号转换成电信号，并通过电信号对喷气开关和推拉气缸进行控制，进而实现对所栽插秧苗株距的自动化控制。

所述的传送机构为带式传送机构或链条传送机构。

所述的链条传送机构的传动链条上设置有若干条沿链条传送机构前进方向布置的链板，链板的间距与上盘每排秧苗腔沿链条传送机构前进方向的间距相同。传动链条上设置的各条链板分别托举上盘的每排秧苗腔的底部，确保秧苗腔内的秧苗不会提前掉落，并带动上盘向前移动。

所述设置在传送气道托架上的秧苗传送气道的出口沿一条直线等间距布置，秧苗传送气道出口的位置能够在传送气道托架上移动。以控制和调整所栽插秧苗的行距。

所述组合式秧盘的托盘上与上盘的秧苗腔对应的位置设置有圆孔。以保证秧苗在组合式秧盘内育苗期间，秧苗根部能够透气，并排出土壤中多余的水分。

所述插秧机主体的下部设置有浮体。通过稻田里的水对浮体产生的浮力，避免插秧机行走轮下沉到泥土中，无法移动。

所述气管上设置的喷气开关是电磁阀。

所述喷气嘴和秧苗传送气道的数量分别为8个，相应的组合式秧盘横向每排所布置的秧苗数量为8株。

应用该气道式水稻插秧机栽插秧苗的方法：首先，将装有秧苗的组合式秧盘下部的托盘取下，把组合式秧盘的上盘放置在传送机构上，将上盘的第一排秧苗腔内的秧苗对准上部喷气嘴的出气口；然后，开启设置在气管上的喷气开关，使气泵中的压缩空气通过喷气嘴吹向上盘的秧苗腔内的秧苗根部，将秧苗从秧苗腔底部吹入到秧苗传送气道内，秧苗经由秧苗传送气道落入到稻田里，关闭喷气开关，完成第一排秧苗的栽插；再驱动推拉气缸的伸缩端伸出，推动棘轮的单向齿，从而带动与棘轮相连的传动轮旋转，使传送机构带动上部放置的上盘向前进给一个秧苗腔的排间距，将第二排秧苗对位到喷气嘴的下方，收回推拉气缸的伸缩端，准备进行第二排秧苗的栽插；重复上述开启喷气开关，喷气嘴吹动秧苗经由秧苗传送气道栽插在稻田里，推拉气缸驱动传送机构转动，使下一排秧苗对位到喷气嘴下方等步骤，对秧盘中的各排秧苗依次进行栽插。

本发明的有益效果：由于本发明采用插秧机主体上部设置有两端分别连接有传动轮的传送机构，其中一个传动轮上设置有与推拉气缸的伸缩端相配合的棘轮，传送机构的传输带上设置由上盘和托盘组成的组合式秧盘，插秧机主体前端上部的支架上设置喷气嘴，喷气嘴的出气口位于秧盘上方，插秧机主体上部设置有与喷气嘴成组对应布置的秧苗传送气道，秧苗传送气道位于秧盘下方，秧苗传送气道的入口与喷气嘴的出气口位置相对应，秧苗传送气道的出口设置在插秧机主体下部的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，制造成本低，重量轻，对秧苗不造成任何机械损伤，秧苗入土稳又实，无需缓苗，对秧田的平整度要求也较低，作业效率高，适用范围广。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1中的行走轮的一种结构示意图。

图4是图1中的秧盘的一种结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图中序号说明：1插秧机主体、2传动轮、3链板、4传动链条、5秧盘、6棘轮、7秧苗传送气道、8喷气嘴、9喷气开关、10支架、11气管、12推拉气缸、13气泵、14传送气道托架、15行走轮、16磁性传感器、17株距控制环片、18磁片、19上盘、20秧苗腔、21托盘、22圆孔。

具体实施方式

根据图1～5详细说明本发明的具体结构。该气道式水稻插秧机包括下部两侧设置有水田专用行走轮15的插秧机主体1，插秧机主体1内部设置的为喷气嘴8和推拉气缸12提供压缩空气的气泵13，其中插秧机主体1上部沿插秧机的行走方向设置有传送机构，传送机构可以是带式传送机构，也可以是链条传送机构。传送机构的传输带上设置有由上盘19和托盘21组成的组合式秧盘5，上盘19上设置有若干可容纳带土秧苗根部的秧苗腔20，这些秧苗腔20按照横向的排和纵向的列规则地布置在上盘19上，并且当装满秧苗的上盘19放置在传送机构的传输带上时，上盘19上纵向布置的每列秧苗腔20的方向与插秧机主体1的行走方向相平行，上盘19上横向布置的每排秧苗腔20的方向则与传送机构两侧的传动轮2的轴线相平行；沿插秧机主体1的行走方向布置的每排秧苗腔20间距相等，秧苗腔20的上部和下部贯通，以方便秧苗的下落；并且作为一种优选方式，秧苗腔20可以是上部大、下部小的锥形结构，以在取下托盘21时对秧苗起到临时支撑的作用。

链条传送机构作为插秧机主体1上部设置的传送机构的一种优选方式，可以是在插秧机主体1上部的中间布置一条传动链条4的结构形式，也可以是分别在插秧机主体1上部两侧各布置一条传动链条4的结构形式；链条传送机构的传动链条4两端分别连接有带动链条转动的传动轮2，传动链条4前端的传动轮2上安装有与设置在插秧机主体1前侧的推拉气缸12相连接的棘轮6，推拉气缸12的伸缩端的尖部与棘轮6上的单向齿间的形状相吻合，推拉气缸12上设置有控制开关，并通过气管与气泵13相连，以实现推拉气缸12的伸出和收回；链条传送机构的传动链条4上设置有若干条沿链条传送机构前进方向布置的链板3，链板3与传动链条4的运动方向相垂直，链板3的间距与上盘19每排秧苗腔20沿链条传送机构前进方向的间距相同，各条链板3分别托举上盘19的各排秧苗腔20的底部，确保秧苗腔20内的秧苗不会提前掉落，并带动上盘19随传动链条4的转动而向前移动，设置在传动链条4上的若干条链板3（相当于传送机构的传输带）的上部设置组合式秧盘5。插秧机主体1前端上部设置有支架10，在支架10上设置有一排数量与上盘19每排秧苗腔20的数量相同的喷气嘴8，喷气嘴8下部的出气口设置在上盘19的上方，喷气嘴8与插秧机主体1内部设置的气泵13之间连接有气管11，气管11上设置有喷气开关9，以开启或关闭喷气嘴8。链条传送机构前方的插秧机主体1上设置有一排数量与喷气嘴8数量相同的秧苗传送气道7，秧苗传送气道7的入口与传动链条4上侧的链板3的上表面处于同一水平面上，并位于上盘19的下方，秧苗传送气道（7）的入口与喷气嘴（8）的出气口位置上下相对应，用来使被喷气嘴8吹下来的秧苗进入到秧苗传送气道7内进行传送，插秧机主体1沿行走方向的前端下部设置有传送气道托架14，秧苗传送气道7的出口设置在传送气道托架14上。作为一种优选方式，秧苗传送气道7可以由能够灵活弯曲的柔性管材制成，以便于秧苗的滑落。

为了实现对所栽插秧苗株距的自动化控制，插秧机主体1下部一侧的行走轮15上设置有株距控制环片17，插秧机主体1下部与株距控制环片17圆周方向相对应的位置上设置有用于发射磁信号的磁性传感器16，磁性传感器16与喷气开关9通过信号传输线相连。株距控制环片17上沿其圆周方向、等间距的设置有若干个用于与磁性传感器16相互感应产生磁信号的磁片18；可以理解的是，磁片18设置在株距控制环片17上主要是为了方便使用和更换，若干个沿圆周方向、等间距布置的磁片18同样可以直接设置在行走轮15上。行走轮15转动，从而带动行走轮15上设置的株距控制环片17上的磁片18旋转，这些磁片18依次通过插秧机主体1下部的磁性传感器16的位置，磁片18与磁性传感器16相互感应，从而产生磁信号，磁性传感器16进一步将磁信号转换成电信号，并通过电信号对喷气开关9的通断以及推拉气缸12的伸缩进行控制。

根据使用需要，可以将插秧机主体1下部设置的用于发射磁信号的磁性传感器16更换成用于发射光信号的光电传感器，相应地，行走轮15的株距控制环片17上沿其圆周方向、等间距的设置若干个磁片18更换为用于反射光信号的反光片。通过行走轮15的转动，来带动行走轮15上设置的株距控制环片17上的反光片旋转，这些反光片依次通过插秧机主体1下部的光电传感器的位置，反光片将光电传感器发出的光信号反射回去，光电传感器进一步将被反射回的光信号转换成电信号，通过电信号形成对喷气开关9以及推拉气缸12的控制。

出于控制和调整插秧机所栽插秧苗行距的目的，设置在插秧机主体1前端下部的传送气道托架14上的秧苗传送气道7的出口沿一条直线等间距布置，并且秧苗传送气道7出口的位置能够在传送气道托架14上移动调整。

为了保证秧苗在组合式秧盘5内育苗期间，秧苗的根部能够透气，并排出土壤中多余的水分，组合式秧盘5的托盘21上与上盘19的秧苗腔20对应的位置设置有圆孔22。

为了避免出现插秧机行走轮15下沉到泥土中，无法移动的现象，插秧机主体1的下部设置有浮体，以通过稻田里的水对插秧机主体1下部的浮体产生浮力。

连接在喷气嘴8和气泵13之间的气管11上设置的喷气开关9可以是电磁阀。

喷气嘴8和喷气嘴8下方的秧苗传送气道7的数量均为8个，相应的设置在喷气嘴8和秧苗传送气道7之间的组合式秧盘5的上盘19横向每排所布置的秧苗数量为8株。

使用时，将装有秧苗的组合式秧盘5下部的托盘21取下，仅需要把组合式秧盘5上部的上盘19连同上盘19的秧苗腔20内放置的秧苗一起放置在传动链条4上部布置的若干条链板3上。将上盘19的第一排秧苗对准上部喷气嘴8的出气口，调整设置在插秧机主体1前端下部传送气道托架14上的各个秧苗传送气道7出口的间距以及距离地面的高度，准备进行秧苗的栽插。

驱动插秧机主体1下部两侧的水田专用行走轮15，从而带动设置在一侧行走轮15上的株距控制环片17上的磁片18旋转，磁片18通过插秧机主体1下部设置的磁性传感器16的位置时，与磁性传感器16相互感应而产生磁信号，磁性传感器16进一步将磁信号转换成电信号，再通过电信号控制设置在气管11上的喷气开关9打开，使气泵13中的压缩空气通过喷气嘴8吹向秧苗根部，将喷气嘴8下方设置的上盘19的秧苗腔20内的秧苗，从秧苗腔20上下贯通结构的底部吹入到秧苗传送气道7的喇叭形入口，并经由秧苗传送气道7将秧苗从秧苗传送气道7的出口吹入到稻田里，喷气开关9关闭，从而完成一排秧苗的栽插过程；推拉气缸12的控制开关采用与喷气开关9延时通断的方式，在喷气开关9关闭后再开启，使压缩空气驱动推拉气缸12的伸缩端伸出，推拉气缸12的伸缩端的尖部推动棘轮6的单向齿，从而带动与棘轮6相连的传动轮2旋转，通过传动轮2的旋转驱动传动链条4带动其上布置的若干条链板3一起转动，使链板3上放置的组合式秧盘5的上盘19向前进给一个秧苗腔20的排间距，将下一排秧苗对位到喷气嘴8的下方，然后收回推拉气缸12的伸缩端。继续驱动行走轮15向前行走，重复上述株距控制环片17上的磁片18与磁性传感器16相互感应，喷气开关9自动开启，喷气嘴8吹动秧苗根部，使秧苗经由秧苗传送气道7栽插在稻田里，推拉气缸12延时驱动传动链条4转动，使下一排秧苗对位到喷气嘴8下方等步骤，对秧盘中各排秧苗依次进行栽插。上盘19随传动链条4以及其上布置的若干条链板3的循环转动，而按照秧苗腔20的排间距向前连续的逐步移动，当进行栽插的上盘19进给到一半时，及时将另一副组合式秧盘5的上盘19接续上，以实现插秧作业的连续性；当上盘19上各排秧苗都栽插完毕后，从插秧机主体1前部取下空的上盘19，以对组合式秧盘5进行回收再使用，节能环保。

插秧机主体1下部两侧的行走轮15的驱动方式，可以采用现有技术中通常使用的各类驱动方式，并且根据使用需要，可以在插秧机上设置座椅进行操作。由于该气道式水稻插秧机的结构简单、自重轻，所以在山区等地形复杂的稻田内，还能够通过手动推拉的方式灵活的使用。