一种用于螺旋轨道式垂直农场电动物料播撒及播种一体机的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种用于螺旋轨道式垂直农场电动物料播撒及播种一体机。

背景技术：

在传统的农耕作业农作物播种或施肥过程中，通常是人工将种子或肥料施撒至农田中，当种子、基料或化肥颗粒尺寸较小时(如粉末状基料或化肥)，手动施撒时物料与空气具有沿水平方向的相对运动带动空气流动，物料与空气混合后导致物料逐渐在空气中扩散造成扬尘现象，特别是在螺旋垂直农场施撒工作中，物料洒落的位置与地面之间的距离更大，高空中的气流速度相对于地面的气流速度也更大，物料漂浮在空气中之后，会随空气漂浮扩散至更远的地方，扬尘影响区域半径更大，造成更加严重的扬尘问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种用于螺旋轨道式垂直农场电动物料播撒及播种一体机，用以解决现有螺旋垂直农场施撒粉状物料时施撒不均匀不精准且容易发生扬尘，造成环境污染现象的问题。

为实现上述目的，本发明实施例的技术方案为：一种用于螺旋轨道式垂直农场电动物料播撒及播种一体机，包括运输车、固定架、固体料箱、固体物料施撒装置、种子存放槽、种子施撒装置、驱动装置以及传动组件；

固体料箱与固定架连接，固定架与运输车固定连接；

固体物料施撒装置包括下料通道、输料管、传动轴和螺旋叶片；

固体料箱通过下料通道与输料管连通，输料管上开设有下料口，下料口沿输料管设置；

传动轴设置在输料管内部，输料管与固定架固定连接，螺旋叶片缠绕固定连接在传动轴上；

螺旋叶片的外圈与输料管的内壁抵接或螺旋叶片的外圈与输料管内壁之间的距离为0.1mm～0.5mm；

驱动装置与固定架固定连接，传动轴与固定架转动连接，传动组件分别与驱动装置以及传动轴传动连接；

种子存放槽与固定架固定连接，种子施撒装置包括固定筒、转动辊和播种管；

固定筒与固定架固定连接，转动辊穿设在固定筒内部，转动辊与固定架转动连接，传动组件与转动辊传动连接；

转动辊的外壁与固定筒的内壁抵接，固定筒上开设有进料孔和出料孔，出料孔位于固定筒的底部，播种管的其中一端与固定筒固定连接且与出料孔连通；

进料孔和出料孔分别沿固定筒排布，种子存放槽沿固定筒设置，种子存放槽的底部通过进料孔与固定筒的内部连通；

转动辊的外壁上开设有定量转运槽，定量转运槽绕转动辊的中心轴线圆周均匀分布且沿转动辊的中心轴线排布，转动辊旋转能够式定量转运槽依次与进料孔以及出料孔对齐或错开。

进一步的，所述驱动装置为电机，所述传动组件包括主动链轮、从动链轮、从动齿轮、链条、以及主动齿轮；

链条缠绕在主动链轮和从动链轮之间，从动链轮和主动齿轮均安装在转动辊上，主动齿轮与从动齿轮啮合传动连接；所述从动齿轮安装在传动轴上。

进一步的，所述下料通道包括接料斗、提升管、螺旋提升叶片、转轴、电动机和分料管；

提升管与所述固定架固定连接，接料斗位于所述固体料箱的下方，固体料箱底部开设有落料口，接料斗位于落料口正下方；

接料斗与提升管固定连接且相互连通，提升管远离接料斗的一端与分料管的其中一端固定连接且相互连通，分料管的另一端与所述输料管固定连接且相互连通；

提升管靠近接料斗的一端低于另一端；

螺旋提升叶片缠绕固定连接在转轴上，转轴设置在在提升管内，螺旋提升叶片的外圈与提升管内壁之间相互抵接或螺旋提升叶片外圈与提升管内壁之间的距离为0.1mm～0.5mm；

电动机驱动转轴转动，电动机与提升管固定连接。

进一步的，所述输料管上固定连接有过渡降落板，过渡降落板内部开设有过渡滑槽，过渡滑槽与所述下料口连通；

过渡滑槽为弧形且圆心位于过渡降落板靠近所述运输车前进方向的一侧。

进一步的，所述下料口位于所述输料管远离所述运输车前进方向的一侧，输料管水平设置，下料口与输料管的中心轴线之间的连线水平；

所述过渡滑槽顶端切线与水平面之间的夹角为130°±5°，过渡滑槽的底端与竖直平面相切。

进一步的，所述运输车包括竖直滚轮和水平滚轮，竖直滚轮的旋转中心轴线水平，水平滚轮的中心轴线竖直；

水平滚轮具有两排且以竖直平面为对称面对称设置，竖直滚轮位于两排水平滚轮的对称面上且位于水平滚轮所在平面的上方；竖直滚轮与螺旋轨道式垂直农场上的螺旋导轨的顶面滚动连接，两排水平滚轮分别与螺旋轨道式垂直农场上的螺旋导轨的两侧面滚动连接。

进一步的，所述固体料箱包括料仓和平衡框；

料仓的顶端套接在平衡框内侧，平衡框的其中两个相对的侧面分别与所述固定架竖直转动连接；

平衡框的另外两个相对车侧面分别与料仓的其中两个相对的侧面竖直转动连接；

平衡框与固定架相对旋转的中心轴线以及平衡框与料仓相对旋转的中心轴线垂直；

平衡框与固定架相对旋转的中心轴线以及平衡框与料仓相对旋转的中心轴线相交且交点位于固体料箱的重心正上方。

进一步的，所述固体物料施撒装置具有一对且分别位于所述运输车的两侧。

进一步的，所述种子施撒装置具有一对且分别位于所述运输车的两侧。

进一步的，所述输料管上滑动连接有调节板，输料管上固定连接有直线模组，直线模组的导轨与输料管固定连接，直线模组的滑块与调节板固定连接，调节板相对于输料管的滑动方向与输料管的中心轴线垂直，直线模组的滑块相对直线模组的导轨滑动方向与输料管的中心轴线垂直，调节板相对于输料管滑动后能够关闭下料口或打开所述下料口。

本发明的有益效果如下：

1、工作时，运输车沿导轨运动，固体物料放在固体料箱内，固体物料从下料通道进入输料管，固体物料施撒装置将固体物料均匀传输至固体物料施撒装置中，驱动装置驱动螺旋叶片旋转，螺旋叶片沿输料管推动物料从排布在输料管底部的下料口中，固体物料从下料口掉落至种植面上；手动施撒时，物料从手中甩出后与空气碰撞散开并扩散至空气中造成扬尘，本实施例中的固体物料沿水平方向的运动速度来自于运输车的运动，运输车运动速度比较小，固体物料基本上是自由落体运动，对周围空气产生的扰动小，固体物料难以沿水平方向扩散至空气中，从而极大地改善扬尘问题；且输料管横跨在种植面上方，固体物料沿输料管轴线方向在不同位置均匀掉落，提高施撒均匀程度，且施撒覆盖面远大于手动施撒，提高了施撒效率；

2、种子存放槽中存放种子，工作过程中，种子依次进入进料口、定量转运槽、出料口以及播种管，最后从播种管掉落至种植面上，能够将种子等间距地施撒在种植面上，而且在螺旋垂直农场的种植面上，通常采用盆栽式种植，即每棵植物种植在独立的种植盆中，本实施例能够将种子投放到种植盆中，避免种子掉入相邻种植盆之间的间隙中造成浪费；

3、当需要喷洒液体物料时，将液体物料装在种子存放槽内，驱动装置驱动转动辊旋转，定量转运槽与进料口对齐时，种子存放槽内的液体物料流入定量转运槽内，载有液体物料的定量转运槽转动至与出料口对齐时，定量转运槽内的液体物料流入播种管并从播种管流出至种植面；本实施例中的定量转运槽数量为绕转动辊每圈八个，根据运输车运动速度、转动辊转速以及定量转运槽的数量能够计算出种植面上沿运输车运动方向上相邻两个植物之间的距离，若已知两个植物之间的距离，也可以推出运输车运动速度、转动辊转速以及定量转运槽的数量之间的关系，相对于传统的施撒农药、化肥、水或营养液，本实施例中能够将液体物料精准地施撒在每棵植物上，减少液体物料的浪费，而且在螺旋垂直农场的种植面上，通常采用盆栽式种植，即每棵植物种植在独立的种植盆中，本实施例能够将液体物料投放到种植盆中，避免液体物料掉入相邻种植盆之间的间隙中造成浪费，既能提高施撒效率又能提高液体物料的有效利用率；

4、运输车运动过程中带动固体物料运动，固体物料下落过程中具有朝运输车运动方向的分速度，在没有过渡滑槽时，固体物料做抛物线运动掉落至种植面上，在做抛物线运动过程中，固体物料沿水平方向与空气碰撞分散，会造成一定程度的扬尘现象，过渡滑槽减小了下料口与种植面之间的距离，固体物料下落过程中速度逐渐增大，减小下落高度后能够减小固体物料下落时与空气之间的摩擦和碰撞，使固体物料平缓地掉落至种植面上，且同时肥料的出料口距离螺旋面有一定的高度，会因为物料的洒落出现粉尘，而此措施则进一步改善了固体物料施撒过程中产生的扬尘现象；过渡滑槽设置为弧形能够拟合固体物料做抛物线运动时的运动轨迹，固体物料在过渡滑槽内滑动降落过程中不会向外部空气扩散，当固体物料滑出过渡滑槽时，固体物料的重力势能一部分转化为与过渡滑槽内壁之间摩擦损耗，另一部分转化为动能，动能减小，固体物料更加平缓地掉落至种植面上；

5、平衡框和料仓形成陀螺仪结构，螺旋垂直农场的种植面与水平面之间具有一定的倾斜角，轨道设置在种植面上，轨道的螺距与种植面的螺距相等，因此轨道与水平面之间具有倾斜夹角，陀螺仪结构能够时料仓保持中心轴线竖直，料仓的开口所在平面与水平面平行，避免运输过程中物料从料仓边缘洒出，能够盛装更多的物料。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的俯视图；

图3是图2中a-a的剖视图；

图4是本发明实施例1的仰视图；

图5是本发明实施例1的主视图；

图6是本发明实施例1的后视图；

图7是本发明实施例1的右视图；

图8是本发明实施例1中体现固体传输装置结构的示意图；

图9是本发明实施例1中体现下料通道结构的示意图；

图10是本发明实施例中1体现落料口结构的示意图；

图11是本发明实施例中1体现平衡框与料仓以及固定架之间连接结构的示意图；

图12是本发明实施例1中体现传动组件结构的示意图。

图13是本发明实施例2中体现调节板与输料管之间连接结构的示意图。

其中，

100、运输车；101、竖直滚轮；102、水平滚轮；

200、固定架；

300、固体料箱；301、落料口；302、料仓；303、平衡框；

400、固体物料施撒装置；401、下料通道；402、输料管；403、传动轴；404、螺旋叶片；405、下料口；406、接料斗；407、提升管；408、螺旋提升叶片；409、转轴；410、分料管；411、过渡降落板；412、过渡滑槽；413、电动机；414、调节板；415、直线模组；

500、种子存放槽；

600、种子施撒装置；601、固定筒；602、转动辊；603、播种管；604、进料孔；605、出料孔；606、定量转运槽；

700、驱动装置；

800、传动组件；801、主动链轮；802、从动链轮；803、从动齿轮；804、链条；805、主动齿轮。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

一种用于螺旋轨道式垂直农场电动物料播撒及播种一体机，参考图1、图2、图3和图12，包括运输车100、固定架200、固体料箱300、固体物料施撒装置400、种子存放槽500、种子施撒装置600、驱动装置700以及传动组件800；固体料箱300与固定架200连接，固定架200与运输车100固定连接；固体物料施撒装置400包括下料通道401、输料管402、传动轴403和螺旋叶片404；固体料箱300通过下料通道401与输料管402连通，输料管402上开设有下料口405，下料口405沿输料管402设置；传动轴403和螺旋叶片404插接在输料管402内部，输料管402与固定架200固定连接，螺旋叶片404缠绕固定连接在传动轴403上；螺旋叶片404的外圈与输料管402的内壁抵接或螺旋叶片404的外圈与输料管402内壁之间的距离为0.1mm～0.5mm；驱动装置700与固定架200固定连接，传动轴403与固定架200转动连接，传动组件800分别与驱动装置700以及传动轴403传动连接；种子存放槽500与固定架200固定连接，种子施撒装置600包括固定筒601、转动辊602和播种管603，播种管603竖直设置；固定筒601与固定架200固定连接，转动辊602插接在固定筒601内部，转动辊602与固定架200转动连接，传动组件800与转动辊602传动连接；转动辊602的外壁与固定筒601的内壁抵接，固定筒601上开设有进料孔604和出料孔605，出料孔605位于固定筒601的底部，播种管603的其中一端与固定筒601固定连接且与出料孔605连通；进料孔604和出料孔605分别沿固定筒601排布，种子存放槽500沿固定筒601设置，种子存放槽500的底部通过进料孔604与固定筒601的内部连通；转动辊602的外壁上开设有定量转运槽606，定量转运槽606绕转动辊602的中心轴线圆周均匀分布且沿转动辊602的中心轴线排布，转动辊602旋转能够式定量转运槽606依次与进料孔604以及出料孔605对齐或错开。

工作时，运输车100沿螺旋轨道式垂直农场上的螺旋导轨(图中未画出)运动，固体物料(如颗粒或粉末状化肥、粉剂、颗粒较小的种子、土壤等)放在固体料箱300内，固体物料从下料通道401进入输料管402，固体物料施撒装置400将固体物料均匀或将两种以上混合物料均匀混合再传输至固体物料施撒装置400中，驱动装置700驱动螺旋叶片404旋转，螺旋叶片404沿输料管402推动物料从排布在输料管402底部的下料口405中，固体物料从下料口405掉落至种植面上。手动施撒时，物料从手中甩出后与空气碰撞散开并扩散至空气中造成扬尘，本实施例中的固体物料沿水平方向的运动速度来自于运输车100的运动，运输车100运动速度比较小，固体物料基本上是自由落体运动，对周围空气产生的扰动小，固体物料难以沿水平方向扩散至空气中，从而极大地改善扬尘问题。且输料管402横跨在种植面上方，固体物料沿输料管402轴线方向在不同位置均匀掉落，提高施撒均匀程度，且施撒覆盖面远大于手动施撒，提高了施撒效率。当需要喷洒液体物料(如农药、水、营养液等)时，将液体物料装在种子存放槽500内，驱动装置700驱动转动辊602旋转，定量转运槽606与进料口对齐时，种子存放槽500内的液体物料流入定量转运槽606内，载有液体物料的定量转运槽606转动至与出料口对齐时，定量转运槽606内的液体物料流入播种管603并从播种管603流出至种植面。本实施例中的定量转运槽606数量为绕转动辊602每圈八个，根据运输车100运动速度、转动辊602转速以及定量转运槽606的数量能够计算出种植面上沿运输车100运动方向上相邻两个植物之间的距离，若已知两个植物之间的距离，也可以推出运输车100运动速度、转动辊602转速以及定量转运槽606的数量之间的关系，相对于传统的施撒农药、化肥、水或营养液，本实施例中能够将液体物料精准地施撒在每棵植物上，减少液体物料的浪费，而且在螺旋垂直农场的种植面上，通常采用盆栽式种植，即每棵植物种植在独立的种植盆中，本实施例能够将液体物料投放到种植盆中，避免液体物料掉入相邻种植盆之间的间隙中造成浪费，既能提高施撒效率又能提高液体物料的有效利用率。

播种管603减小了液体物料滴落过程中漂浮在空中的高度，降低液体物料降落过程中与空气之间接触时间，减少液体物料蒸发或被空气冲散后扩散在空气中。

参考图8，驱动装置700为电机，所述传动组件800包括主动链轮801、从动链轮802、从动齿轮803、链条804、以及主动齿轮805；链条804缠绕在主动链轮801和从动链轮802之间，从动链轮802和主动齿轮805均安装在转动辊602上，主动齿轮805与从动齿轮803啮合传动连接；所述从动齿轮803安装在传动轴403上。

参考图9和图10，下料通道401包括接料斗406、提升管407、螺旋提升叶片408、转轴409、电动机413和分料管410；提升管407与固定架200固定连接，接料斗406位于固体料箱300的下方，固体料箱300底部开设有落料口301，接料斗406位于落料口301正下方；接料斗406与提升管407固定连接且相互连通，提升管407远离接料斗406的一端与分料管410的其中一端固定连接且相互连通，分料管410的另一端与输料管402固定连接且相互连通；提升管407靠近接料斗406的一端低于另一端；螺旋提升叶片408缠绕固定连接在转轴409上，转轴409和螺旋提升叶片408插接在提升管407内，螺旋提升叶片408的外圈与提升管407内壁之间相互抵接或螺旋提升叶片408外圈与提升管407内壁之间的距离为0.1mm～0.5mm；转轴409与电动机413的输出轴固定连接，电动机413与提升管407固定连接；螺旋提升叶片408的其中一端伸入在接料斗406内部，工作时，固体料箱300内的固体物料掉入接料斗406内，电动机413工作时带动螺旋提升叶片408旋转，螺旋提升叶片408推动接料斗406内的固体物料通过提升管407进入分料管410内并从分料杆进入输料管402中。

输料管402上固定连接有过渡降落板411，过渡降落板411内部开设有过渡滑槽412，过渡滑槽412与下料口405连通；过渡滑槽412为弧形且圆心位于过渡降落板411靠近运输车100前进方向的一侧。运输车100运动过程中带动固体物料运动，固体物料下落过程中具有朝运输车100运动方向的分速度，在没有过渡滑槽412时，固体物料做抛物线运动掉落至种植面上，在做抛物线运动过程中，固体物料沿水平方向与空气碰撞分散，会造成一定程度的扬尘现象(程度小于手动施撒造成的扬尘现象)，过渡滑槽412减小了下料口405与种植面之间的距离，固体物料下落过程中速度逐渐增大，减小下落高度后能够减小固体物料下落时与空气之间的摩擦和碰撞，使固体物料平缓地掉落至种植面上，进一步改善了固体物料施撒过程中产生的扬尘现象。过渡滑槽412设置为弧形能够拟合固体物料做抛物线运动时的运动轨迹，固体物料在过渡滑槽412内滑动降落过程中不会向外部空气扩散，当固体物料滑出过渡滑槽412时，固体物料的重力势能一部分转化为与过渡滑槽412内壁之间摩擦损耗，另一部分转化为动能，动能减小，固体物料更加平缓地掉落至种植面上。

下料口405位于输料管402远离运输车100前进方向的一侧，输料管402水平设置，下料口405与输料管402的中心轴线之间的连线水平；过渡滑槽412顶端切线与水平面之间的夹角为130°±5°，过渡滑槽412的底端与竖直平面相切。

参考图4、图5、图6和图7，运输车100包括竖直滚轮101和水平滚轮102，竖直滚轮101的旋转中心轴线水平，水平滚轮102的中心轴线竖直；水平滚轮102具有两排且以竖直平面为对称面对称设置，竖直滚轮101位于两排水平滚轮102的对称面上且位于水平滚轮102所在平面的上方；竖直滚轮101与导轨(图中未画出，导轨的截面为矩形)的顶面滚动连接，两排水平滚轮102分别与导轨的两侧面滚动连接。

水平滚轮102或竖直滚轮101至少有一个滚轮连接有驱动电机，驱动电机驱动滚轮旋转后，滚轮通过与轨道之间的摩擦力带动整个施撒固、液料及播种一体机沿导轨运动。

参考图11，固体料箱300包括料仓302和平衡框303；料仓302的顶端套接在平衡框303内侧，平衡框303的其中两个相对的侧面分别与固定架200竖直转动连接；平衡框303的另外两个相对车侧面分别与料仓302的其中两个相对的侧面竖直转动连接；平衡框303与固定架200相对旋转的中心轴线以及平衡框303与料仓302相对旋转的中心轴线垂直；平衡框303与固定架200相对旋转的中心轴线以及平衡框303与料仓302相对旋转的中心轴线相交且交点位于固体料箱300的重心正上方。

平衡框303和料仓302形成陀螺仪结构，螺旋垂直农场的种植面与水平面之间具有一定的倾斜角，轨道设置在种植面上，轨道的螺距与种植面的螺距相等，因此轨道与水平面之间具有倾斜夹角，陀螺仪结构能够使料仓302保持中心轴线竖直，料仓302的开口所在平面与料仓302内盛装的物料高度面平行，避免运输过程中物料从料仓302边缘溢出，能够盛装更多的物料，同时也能够使得整体的结构始终保持稳定的状态。

固体物料施撒装置400具有一对且分别位于运输车100的两侧，种子施撒装置600具有一对且分别位于运输车100的两侧。轨道固定设置在螺旋种植面内圈和外圈之间的中心位置，两个固体物料施撒装置400和两个种子施撒装置600能够分别均匀地将固体物料以及液体物料施撒至导轨两侧的种植面上，提高施撒效率。

实施例2：

一种用于螺旋轨道式垂直农场电动物料播撒及播种一体机，与实施例1的不同之处在于，种子存放槽500中存放种子，工作过程中，种子依次进入进料口604、定量转运槽606、出料口605以及播种管603，最后从播种管603掉落至种植面上。

如图13所示，输料管402上滑动连接有调节板414，输料管402上固定连接有直线模组415，直线模组415的导轨与输料管402固定连接，直线模组415的滑块与调节板414固定连接，调节板414相对于输料管402的滑动方向与输料管402的中心轴线垂直，直线模组415的滑块相对直线模组415的导轨滑动方向与输料管402的中心轴线垂直，调节板414相对于输料管402滑动后能够关闭下料口405或打开下料口405，实现开闭下料口405或调节下料口405大小的功能。

本实施例能够将种子等间距地施撒在种植面上，而且在螺旋垂直农场的种植面上，通常采用盆栽式种植，即每棵植物种植在独立的种植盆中，本实施例能够将种子投放到种植盆中，避免种子掉入相邻种植盆之间的间隙中造成浪费。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。