本专利适用于一种有序弹射式抛秧机，特别适用于针对梯田及丘陵山区等特殊地形的无需下田的有序弹射式抛秧机。
背景技术：
水稻是我国的主要粮食作物之一,具有悠久的种植历史。长期以来,水稻种植作业以育苗移植为主,具有季节性强、劳动强度大、作业效率低及投入劳动力多等特点。80年代末期至90 年代初期，随着我国农村乡镇企业的不断发展，农业劳动力逐步向第二、三产业转移。由于水稻抛秧栽培技术能大幅度地减轻劳动强度，提高工效5～8倍，同时没有缓苗期，而且比普通插秧提高产量17％～20％。故在国家农业部农技推广总站统一牵头下，各省、自治区、直辖市积极组织试验示范和推广水稻抛秧技术，种植面积不断扩大，产量水平不断提高，社会经济效益十分显著。但由于缺少按行距抛秧设备仅采用人工散抛,抛出后秧苗分布不均匀、疏密不匀、受光性和吸收养分的性能受限制,使增产效果难以达到理想标准。然而现有的气动式抛秧机并没有达到有序抛秧的效果，而且由于其背负式的特点，长时间的振动也会对农民的身体健康带来不好的影响。除此之外，现有的其他种类的抛秧机大都是下田工作，只适用于平原地区，而我国还有很大一部分是丘陵山区，这类地理环境也限制了现有抛秧机的应用范围。
中国专利CN 205623180U公开了一种抛秧机，该专利产品避免了抛秧机进入田地，同时操作简单，使用的灵活度高，适用于丘陵山区。缺点在于使用气动的方式将秧苗吹出，无法实现有序抛秧，且抛射角度无法调节，抛射范围有限。
中国专利CN 106612791A公开了一种抛秧机，该专利产品需要下田作业，仅靠传送带的动作将秧苗甩出，通过调节传送带与前进方向的角度来改变抛射距离，结构较为简单。但缺点也比较明显，角度调节范围小，抛秧效率不高，不适用于梯田和丘陵山区等特殊地形；其次，若传送带和抛秧机前进方向夹角过小，很有可能会出现秧苗无法插入泥土中的情况，而且行距调节的效果是否明显还有待验证。
中国专利文献CN 205093143U公开了一种螺旋锥盘式抛秧机，该专利产品结构简单，采用螺旋式高速旋转抛秧技术，可使秧苗的抛秧效果更好，并且可以利用自带的水箱及时对抛秧盘进行清洗。缺点是无法实现有序抛秧；其次，当锥盘的转速太快时，由于秧苗抛射的水平初速度太大可能造成秧苗无法插入泥土中。
基于现有抛秧机的不足，开发一种适用范围广、能实现有序抛秧的弹射式抛秧机，能有效缓解丘陵山区农民的劳动强度、提高作业效率、降低劳动成本、提高生产工效，进一步加快我国农业现代化的进程。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术的不足和缺陷，提出一种实现有序抛秧的弹射式抛秧机，可实现有序弹射抛秧，调节种植密度，无需下田，只在稻田边工作；以消除现有一些抛秧机抛秧密度及抛秧距离不可调控或结构复杂的缺点。
本实用新型的技术方案如下：一种实现有序抛秧的弹射式抛秧机，该抛秧机包括机架、落料机构、传输机构和弹射控制机构，其特征在于：所述落料机构包括并列布置一个或多个，每个落料机构含有落料桶、开关挡板以及开关挡板驱动机构；开关挡板设置在落料筒的下方；所述传输机构包括传输带、传输带驱动机构和设置在传输带上的C型挡板；所述传输带呈前高后的低倾斜布置；每个落料机构下面对应布置一个传输机构；弹射控制机构包括电磁铁、弹射托板、弹射导轨和复位弹簧和角度调节机构；弹射托板在电磁铁和复位弹簧的作用下沿弹射导轨内往复运动；所述角度调节机构包括角度调节齿轮、角度调节齿条和第二步进电机；第二步进电机的输出轴与角度调节齿轮连接；角度调节齿轮与角度调节齿条啮合，角度调节齿条的顶端位于弹射导轨背面的齿条凹槽内；每个弹射控制机构的下面布置一个传输机构；所述抛秧机还包括控制单元；所述控制单元通过控制线路与落料机构中的开关挡板驱动机构、传输机构中的传输带驱动机构，以及弹射机构中的电磁铁和角度调节机构连接。
上述技术方案中，所述开关挡板驱动机构包括第一步进电机、开关档板驱动齿轮和开关挡板驱动齿条；第一步进电机的输出轴与开关档板驱动齿轮连接，开关档板驱动齿轮与开关档板驱动齿条啮合，开关档板驱动齿条的一端与开关挡板固接。
本实用新型所述传输带驱动机构包括传输直流电机、传输带主动同步轮、传输带从动同步轮、传输带驱动同步带、带轮传动轴和传输带传动带轮；传输直流电机的输出轴与传输带主动同步轮连接；传输带传动带轮安装在带轮传动轴上。
本实用新型的另一技术特征是：该抛秧机还包括单片机，所述单片机分别与落料机构中的开关挡板驱动机构、传输机构中的传输带驱动机构，以及弹射机构中的电磁铁和角度调节机构进行电连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：①通过落料机构、传输机构和弹射机构的联合作用，可实现种植密度、弹射距离和传输速度的调节；②对秧苗单次弹射的数量进行控制，由落料桶，传输带及C型挡板对秧苗进行整理排布，使秧苗姿态整齐有序；即通过第一步进电机的换向频率、传输直流电机的转速及电磁铁的弹射频率相匹配，就可以实现种植密度的控制；③弹射机构中角度调节驱动机构对秧苗弹射角度进行调节，实现抛秧距离的调节；④可以使抛秧机无需下田，在田边就可完成种植过程。
附图说明
图1是弹射式抛秧机的总体结构示意图。
图2是弹射式抛秧机去除机架的示意图。
图3是弹射式抛秧机落料机构示意图。
图4是弹射式抛秧机传输机构的示意图。
图5是弹射式抛秧机弹射控制机构示意图。
图6是弹射控制机构中弹射机构的示意图。
图中：1-机架；2-落料桶；3-同步带轮；4-传输带转轴；5-C型挡板；6-传输带；7-电磁铁；8-复位弹簧；9-弹射托板；10-弹射导轨；11-角度调节齿轮；12-角度调节齿条；13-第二步进电机；14-直流驱动电机及减速箱；15-履带；16-履带轮；17-第一步进电机；18a-开关档板驱动齿轮；18b-开关档板驱动齿条；19-落料开关挡板；20-直流传输电机；21-传输带主动同步轮；22-传输带驱动同步带；23-传输带从动同步轮；24-第一步进电机支撑板；25- 第一步进电机支撑架；26-电池包；27-带轮主动支架；28-角度调节轴承座；29-带轮从动支架；30-传输机构轴承座；31-齿条凹槽；32-传输直流电机电机座；33-第一步进电机座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理、工作过程及具体实施方式做进一步说明。
参见图1和图2，本实用新型提供的抛秧机包括机架1、落料机构、传输机构、弹射机构、控制单元以及抛秧机驱动机构；所述落料机构可以根据种植需并列布置一个或多个。
从图2可以看到各个机构的安装方式及每个部分的布置形式；落料机构布置在抛秧机的后上方；落料机构包括落料桶2、落料开关挡板19以及开关挡板驱动机构；所述开关挡板驱动机构包括第一步进电机17、开关档板驱动齿轮18a和开关挡板驱动齿条18b；第一步进电机17的输出轴与开关档板驱动齿轮18a连接，开关档板驱动齿轮与开关档板驱动齿条啮合，开关档板驱动齿条18b的一端与落料开关挡板19固接。其中落料桶2安装在机架1上，落料桶2下方装有落料开关挡板19，落料开关挡板19一端连接开关档板驱动齿条18b，其可在机架预留出的导轨中运动，并且在第一步进电机17及开关挡板驱动齿轮18a的驱动下不断开启、关闭落料桶2。第一步进电机17通过第一步进电机座33、第一步进电机支撑板24、第一步进电机支撑架25连接到机架1上；传输机构布置在抛秧机中部，传输带6前端连接在带轮从动支架29上，后端连接在带轮主动支架27上，前支撑架高于后支撑架，则传输带具有前高后低的倾斜角度，支撑架固定在机架1上；传输带从动同步轮23安装在传输带6的主动轴上，通过传输带驱动同步带22和传输带主动同步轮21与直流传输电机20相连接。弹射控制机构布置在传输机构前方靠下的位置，通过角度调节轴承座28支撑在带轮从动支架29上；角度调节驱动机构布置在抛秧机前方，角度调节齿条12的导轨和机架1是一体的，第二步进电机 13固定在机架1上。驱动机构布置在下方，抛秧机不需要进入稻田中，只需在稻田边即可完成抛秧种植作业，通过弹射机构的弹射角度由小到大，以及弹射初速度的由小到大调节，即可完成从近到远的抛秧作业。抛秧机驱动机构主要由电池包26提供电能，带动直流驱动电机及减速箱14驱动履带轮16转动，从而带动抛秧机行进。左右两侧各有一个直流电机及减速箱14，可以实现差速转向；通过履带式更加适应梯田及丘陵等特殊地形。
图3和图4是弹射式抛秧机的落料机构及传输机构示意图，所述传输机构包括传输带6、传输带驱动机构和设置在传输带上的C型挡板5；所述传输带6呈前高后的低倾斜布置；每个落料机构下面对应布置一个传输机构；落料机构和传输机构布置在抛秧机后上方及中部；第一步进电机17、开关档板驱动齿轮18a、开关档板驱动齿条18b、第一步进电机17安装在落料开关挡板19右侧，通过第一步进电机座33、第一步进电机支撑板25、第一步进电机支撑架25连接在机架1上；第一步进电机17通过开关档板驱动齿轮18a和开关档板驱动齿条 18b驱动落料开关挡板19，当落料开关挡板19处于开启时，一定数量的秧苗在重力及挤压作用下落入传输到传输带6并被C型挡板5挡住，C型挡板5均匀分布设置在传输带6表面，传输直流电机20连接传输带主动同步轮21，通过传输带驱动同步带22带动传输带从动同步轮23，传输带从动同步轮23带动传输带转轴4转动，同步带轮3固定在传输带转轴4上，传输带轴连接传输机构轴承座，轴承座安装在带轮主动支架27及带轮从动支架29上，带轮主动支架27高度低，带轮从动支架29高度高，使传输带6呈前高后低倾斜布置在抛秧机中部；C型挡板5只能传输一定数量的秧苗，因传输带6带有倾斜度，转动时能使秧苗整齐排布有序输送到弹射托板。
在第一步进电机17的正反转驱动下，通过开关挡板驱动齿条18b，落料开关挡板19不断开启和关闭落料桶2，秧苗间歇性的从落料桶2中落下，进入传输机构；在传输机构中，传输带6在直流传输电机20的驱动下转动，秧苗被C型挡板5带动，在传输带端口处落入弹射机构；在弹射机构中，弹射托板9在电磁铁7的作用下沿着弹射导轨10间歇性弹射，将秧苗弹出；在弹射控制机构的角度调节机构中，第二步进电机13驱动角度调节齿轮11转动一定角度，带动角度调节齿条12升降一段距离，则角度调节齿条12上端在齿条凹槽31中的支点位置发生移动，从而改变弹射导轨10和水平方向的夹角，改变弹射角度。
从育秧盘取出的秧苗，无需用心整理，只需将根部放置在同一侧排好即可，然后放置在落料桶2中，在第一步进电机17的正反转驱动下，落料开关挡板19不断开启和关闭落料桶 2；当落料桶2处于开启状态时，一定数量的秧苗在重力及挤压作用下落到传输带6上；由于从落料桶2到传输带6的掉落距离短，秧苗掉落时姿态基本不变，秧苗的根部将基本保持在同一侧，使秧苗具有横线整齐排布的特点；由于一个C型挡板5只能携带一定数量的秧苗，且传送带安装在前高后低的支撑架上，具有一定的倾斜角度，在传送过程中也会产生振动，多余的秧苗将会滑落到下一个C型挡板5中。传输带6通过传输直流电机20经传输带主动同步轮21、传输带驱动同步带22、传输带从动同步轮23的作用不断转动，不断传输一定数量并且排列整齐的秧苗到弹射机构，然后通过弹射托板9将秧苗弹入稻田中，本专利就是通过这种方式来实现有序抛秧。
图5和图6是弹射式抛秧机弹射控制机构示意图。所述弹射机构包括电磁铁7、弹射托板9、弹射导轨10和复位弹簧8和角度调节机构；弹射托板9在电磁铁7和复位弹簧8的作用下沿弹射导轨10内往复运动；所述角度调节机构包括角度调节齿轮11、角度调节齿条12和第二步进电机13；第二步进电机13的输出轴与角度调节齿轮11连接；角度调节齿轮与角度调节齿条12啮合，角度调节齿条的顶端位于弹射导轨10背面的齿条凹槽31内；通过单片机对第二步进电机13的转动方向及角度进行控制；第二步进电机13驱动角度调节齿轮11转动一定角度，带动角度调节齿条12升降一段距离，则角度调节齿条12上端在齿条凹槽31中的支点位置发生移动，从而改变弹射导轨10和水平方向的夹角，改变弹射角度，结合在弹射机构中，通过调节电流的大小来改变电磁铁弹射的初速度，可以实现更大范围的弹射距离变化，该抛秧机构就是通过种方式实现改变弹射距离，使得抛秧机无需下田，只在田边就可完成种植。
弹射控制机构布置在传输机构前方靠下的位置，通过角度调节轴承座28支撑在带轮从动支架29上；角度调节驱动机构布置在抛秧机前方，角度调节齿条12的导轨和机架1是一体的，第二步进电机13固定在机架1上。驱动机构布置在下方，抛秧机不需要进入稻田中，只需在稻田边即可完成抛秧种植作业，通过弹射机构的弹射角度由小到大，以及弹射初速度的由小到大调节，即可完成从近到远的抛秧作业。驱动机构主要由电池包26提供电能，带动直流电机及减速箱14驱动履带轮16转动，从而带动抛秧机行进。左右两侧各有一个直流电机及减速箱14，可以实现差速转向，通过履带式更加适应梯田及丘陵等特殊地形。
弹射托板9在传输带6的下方，在电磁铁7的往复带动下实现弹射，将秧苗抛出，并在复位弹簧8的作用下实现复位，秧苗则以相同的初速度弹出，弹出落下的过程中，由于根部带有育秧盘中少量的土，质量较大，使秧苗根部朝下插入稻田中；由于秧苗大小差别不大，弹射初速度相同，使秧苗抛秧入土后分布均匀，且弹射过程基本不伤苗。在弹射机构中，可以通过调节电流的大小来改变电磁铁弹射的初速度，从而实现秧苗弹射距离的调节；还可以调节继电器的通断频率来改变电磁铁的弹射频率，从而调节秧苗的种植密度；在调节弹射频率时，相应调节传输带的转动速度和落料的时间间隔，保证秧苗落入弹射托盘后再被弹出，做到落料速度、传输速度、弹射频率相匹配。
其中，所述的弹射控制机构中的角度调节驱动机构包括第二步进电机13、角度调节齿轮 11、角度调节齿条12和齿条凹槽31等；第二步进电机13连接在机架前部中间的位置上，角度调节齿条12在第二步进电机13左侧与角度调节齿轮11啮合，角度调节齿条12竖直安装在机架导轨内，机架导轨下方有限位块，用来限定弹射机构的最小弹射角度，齿条顶端支撑在齿条凹槽31中，齿条凹槽31固定安装在弹射导轨10下方中部，从而通过角度调节齿条 12支撑弹射导轨10。