一种新型一体式林木播种机的制作方法

本发明涉及一种新型一体式林木播种机，属于农业、园林领域。

背景技术：

我国播种机的发展已有很长的历史，解放后，我国播种机从引进、仿制到自行设计，发展较快。目前我国已成批生产与国产拖拉机配套的各种播种机，这些播种机可满足我国多种大田作物的播种要求，但是在园林培养方面不适用。

目前的园林培育过程主要是将树苗通过育苗袋培养后进行移栽，移栽后还需要浇水、施肥，有的还需要单独铺设滴灌管，效率低下。

对此，这里提出了一种新型一体式林木播种机，该播种机将播种、施肥、浇水三个方面功能集中在播种机上，可大大减少人力物力的消耗，提高了田间农作的效率。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是通过设计一种新型一体式林木播种机，属于农业、园林领域。该播种机采用拖拉机来进行驱动，在此基础上，播种机上设置有播种盘，在播种机移动时可同时播种和施肥，提高了播种施肥的效率，同时还设有铺设稻草和埋设水管的装置，稻草可用于保护种苗，同时还可作为播下种子的肥料水管则设置在播种的路径上种子下方或者种子上方，通过水管可对田地进行浇水，整个过程通过播种机移动一次性完成，将播种、施肥、浇水、铺稻草四个方面功能集中在播种机上，大大减少了人力物力的消耗，提高了林木种植的效率。

本发明采用的技术方案是：一种新型一体式林木播种机，包括机体、播种盘、线轴、抬放装置、管道铺设装置、稻草铺设装置、单片机，所述的播种盘设置在机体前方；抬放装置固定在机体与播种盘之间，抬放装置一端固定在机体上，抬放装置一端与播种盘连接，线轴上绳子的一端固定在抬放装置上，线轴上设有电机，通过电机驱动线轴转动可将播种盘抬起或放下；管道铺设装置设置在机体前上方，管道铺设装置包括所述的管道铺设装置包括管道槽、管道轴和与管道轴联接的卷管驱动电机，管道轴通过该卷管驱动电机带动旋转实现收放水管，水管套在管道轴上，水管可顺着沟槽延伸到地上；稻草铺设装置设置在机体后方，该装置底部设有一处开口，其内部装有稻草，通过内部底面的传送带可将里面的稻草不断传送至开口处，再通过转盘将稻草排出，排出后可通过外部的传送带将稻草传送至地面上。

进一步的，所述得播种盘包括轮轴、肥料腔、种子腔、肥料管道、种子管道，播种盘为轮子状，从里到外由两个不同大小的圆环组成，分为内圆环、外圆环，其中内圆环为片状圆环，外圆环截面为锥形，通过两侧附上两个圆盘，两个圆环固定在两个圆盘之间，两个圆盘固定在轮轴上，通过轮轴转动可带动圆环转动，形成一个圆轮状的圆盘；由内到外，由于两个圆盘固定在两侧，内圆环中间形成了一个圆形腔室，该腔室为肥料腔，可在此腔室内装入肥料，同时内圆环与外圆环之间也形成了一个腔室，该腔室为种子腔，可在此腔室内装入种子，外圆环将内部包裹，可作为轮子转动；肥料腔和种子腔侧面分别设置有一个加料口，可打开关闭，通过加料口可加入肥料或种子。

进一步的，肥料腔通有若干肥料管道，肥料管道从内圆环一直延伸到外圆环，并与外界相通，同样，种子腔通有若干种子管道，种子管道从外圆环内侧一直延伸到外圆环外侧，并与外界相通；肥料管道与种子管道交错设置，每设置一个肥料管道就设置一个种子管道，以此交错的方式设置；当播种盘转动，肥料管道或种子管道转动到下方竖直向下的位置时，肥料或种子可通过管道落下，当播种盘不断转动，肥料和种子将交错着不断从相应的管道中落下，使施肥和播种同时进行，同时防止烧苗现象。

进一步的，管道铺设装置采用两种方式进行架设，其中一种是将管道铺设装置延伸到播种盘前方，通过与线轴联接的电机带动线轴转动，进而将水管铺设到播种盘前方，通过播种盘将水管压到地面进行埋设实现底部滴灌；另一种是将管道铺设装置延伸到播种盘后方，通过与线轴联接的电机带动线轴转动，进而将水管铺设到播种盘后方，播种盘进行播种和施肥后将水管架设到种子和肥料上方实现顶部滴灌。

进一步的，抬放装置包括固定片、滑动轴、滑动片、电机一组成，两片固定片固定在机体前方，两片固定片之间设置有滑动轴，滑动轴与滑动轴驱动电机联接，靠电机一驱动可转动，滑动轴两侧分别固定有一个长形滑动片，滑动片可随滑动轴转动而转动，滑动片一端固定在滑动轴上，另一端则固定在播种盘的轮轴上；当滑动轴转动时，滑动片也开始转动，由于滑动片一端位置为固定不动，所以另一端可随着转动而上下移动，由此可带动播种盘上下移动，由此来控制播种盘是否与地面接触；同时线轴固定在抬放装置上方，线轴上缠绕有两根收缩线，收缩线一端与线轴固定，另一端分别与两片滑动片固定，线轴可通过电机二驱动旋转使收缩线收缩或释放，当收缩时，可带动滑动片向上移动，释放时，可使滑动片向下移动，通过抬放装置和线轴两种方式同时作用，可有效使播种盘向上或向下移动。

进一步的，管道槽由三段槽组成，每段管道槽都为直形，管道槽呈半包围结构，由三个侧面组成，两个管道槽的连接处为圆弧状，圆弧状可使两个管道槽连接时呈一定角度，通过一个固定槽将两个管道连接固定，最终可使管道槽呈竖直向下的状态，且管道槽末端靠近地面，可通过拆卸固定槽将管道槽拆下；

在水管将要脱离管道槽的位置上，管道槽顶端为全封闭结构，使管道槽顶端呈四面包围的形状，通过该结构可保证水管受拉力的影响时不会脱离管道槽，使水管一直顺着管道槽直到离开。

进一步的，机体顶端前方的位置固定有水管固定装置，水管固定装置包括设置在管道轴两端为两个弹簧卡扣、管道轴、与管道轴联接的卷管驱动电机，两个弹簧卡扣内设置有弹簧，当无外力作用时，弹簧可卡在水管固定装置上，通过按下弹簧卡扣的弹簧按钮，可使弹簧卡扣弹出，由此可使管道轴的拆卸更方便；水管在套入管道轴之前，先将其环绕成圈状，当取下管道轴时，可直接将水管套在管道轴上，再将管道轴卡在水管固定装置上；铺设管道时，先将水管顺着管道槽拉出，再将其一端固定在地面上，当播种机前进时，由于水管一端被固定，则水管将会被顺着管道槽不断拉出，顺着行车路径铺设在地面上。

进一步的，机体侧面设有一个管道槽的安放处，该安放处由安放槽和皮带组成，当管道槽不使用时可拆卸放置在该管道槽的安放处；安放槽呈四分之一圆状，一端固定在机体，其圆弧处可作为槽安放拆卸下来的管道槽，皮带一端为固定在安放槽上方的位置，皮带通有若干个孔，安放槽设有一个卡扣处，可穿过皮带上的孔将皮带固定，可通过改变穿孔的位置来调整皮带的松紧程度，通过皮带和安放槽圆弧处可将管道槽固定住，防止其掉落。

进一步的，所述的稻草铺设装置，包括存储箱、传送带一、传送带二、转盘、摄像头、扭矩传感器，稻草铺设装置设置在机体后方，存储箱底部靠后处设有一条开口，开口处设有一个转盘，转盘叶子采用长条矩形状扇片，转盘电机连接转盘并驱动转盘转动，存储箱内部底面设有传送带一，在出口转盘的下方设置有传送带二，传送带二呈斜向下方向，摄像头设置在储存箱底部，用来观测传送带二的传送情况，扭矩传感器设置在转盘的转轴上；传送带一可将存储箱内的稻草传送至开口处，转盘旋转将稻草转至转盘下方，使稻草掉落在传送带二上，再将稻草传送至离开传送带二，使稻草掉落在地面上；车厢内设置有报警器，即报警器，摄像头时刻观测传送带二上的稻草输送情况，扭矩传感器时刻检测转盘的扭矩大小，当分析出摄像头观测到传送带二上已无稻草，以及转盘的扭矩变小，则说明存储箱内稻草已全部铺设完，检测的信息经单片机初步处理后，单片机控制报警器启动，提示驾驶员稻草存储箱内已无稻草；传送带二在控制报警器报警状态下启动，其目的是清除卡死在开口处处的稻草。

进一步的，肥料管道和种子管道在播种盘外沿的孔上设置有堵塞装置，通过堵塞部分肥料管道或种子管道能够实现种子之间的距离调整。

一种新型一体式林木播种机，其具体工作步骤如下：

步骤一：将稻草填充进存储箱，肥料和种子装入播种盘内；通过堵住部分肥料管道和种子管道在播种盘外沿的孔实现种子之间的距离调整。

步骤二：通过抬放装置和线轴将播种盘向下移动至接触地面，当机体前进时，播种盘将随着移动而转动，此时肥料和种子将交错着从播种盘上不断落下，使施肥和播种同时进行；当机体前进时，由于管道轴通过卷管驱动电机带动旋转实现收放水管，卷管驱动电机转动会让水管会顺着管道槽被不断拉出，顺着路径铺设在肥料和种子上或者铺设在肥料和种子下；

步骤三：前进时，同时启动后方的稻草铺设装置，使传送带和转盘启动，将稻草不断传送至地面上，用于保护种苗，且可作为增加土壤肥力的材料，摄像头和扭矩传感器时刻检测稻草输送情况，来判断储存箱内是否还有稻草，以及时添加稻草。

本发明的有益效果是：该播种机采用拖拉机来进行驱动，将播种、施肥、浇水、铺稻草四个方面功能集中在播种机上，可一次性实现林木苗按照合理的行距、株距进行种植，并一次性完成施肥和滴灌管铺设，还铺设了稻草实现防寒、包含、增肥，大大减少了人力物力的消耗，提高了林木种植的效率。播种盘的设计可使播种和施肥交替进行，保证了均匀播种的同时，也保证了在播种间进行施肥，使施肥更加合理高效，并防止了烧苗。管道铺设装置及水管的设计，可使播种的同时进行铺设水管，水管通孔可使浇水更为均匀合理。管道铺设装置采用两种方式进行选择性安装，能够实现种下滴灌或种上滴灌。设置了抬放装置能够实现播种盘的自动收放。铺设稻草装置可在铺设稻草的同时检测稻草的存储量情况，还能自动排出故障。肥料管道和种子管道在播种盘外沿的孔上设置有堵塞装置，通过堵塞部分肥料管道或种子管道能够实现种子之间的距离调整。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图，其中管道铺设装置延伸到播种盘前方；

图2为本发明的整体结构示意图，其中管道铺设装置延伸到播种盘后方；

图3为本发明的管道槽连接示意图；

图4为本发明的管道槽端点示意图；

图5为本发明的管道轴处示意图；

图6为本发明的管道槽安放处示意图；

图7为本发明的管道槽结构示意图；

图8为本发明的水管结构示意图；

图9为本发明的水管缠绕管道轴示意图；

图10为本发明的抬放装置整体示意图；

图11为本发明的抬放装置整体侧面示意图；

图12为本发明的播种盘侧面横截面图；

图13为本发明的播种盘竖截面示意图；

图14为本发明转盘电机连接转盘并驱动转盘转动结构示意图，

图15为本发明的部分电路逻辑图；

图16为本发明的单片机控制逻辑图。

图中各标号为1-机体；2-播种盘；201-轮轴；202-肥料腔；203-种子腔；204-肥料管道；205-种子管道；206-内圆环；207-外圆环；208-加料口；3-线轴；301-收缩线；4-抬放装置；401-滑动轴；402-滑动片；5-管道铺设装置；501-管道槽；502-管道轴；503-水管；504-水管孔；505-固定槽；506-弹簧按钮；507-管道槽端口；6-稻草铺设装置；601-存储箱；602-传送带一；603-传送带二；604-转盘；605-摄像头；606-扭矩传感器；607-报警器；608-转盘电机；7-管道安放处；701-安放槽；702-皮带；8-单片机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明：

如图1至图16所示，一种新型一体式林木播种机，包括机体1、播种盘2、线轴3、抬放装置4、管道铺设装置5、稻草铺设装置6、单片机8，所述的播种盘2设置在机体1前方；抬放装置4固定在机体1与播种盘2之间，抬放装置4一端固定在机体1上，抬放装置4一端与播种盘2连接，线轴3上绳子的一端固定在抬放装置4上，线轴3上设有电机，通过电机驱动线轴转动可将播种盘2抬起或放下；管道铺设装置5设置在机体1前上方，管道铺设装置5包括所述的管道铺设装置5包括管道槽501、管道轴502和与管道轴502联接的卷管驱动电机，管道轴502通过该卷管驱动电机带动旋转实现收放水管503，水管503套在管道轴502上，水管503可顺着沟槽延伸到地上；稻草铺设装置6设置在机体1后方，该装置底部设有一处开口，其内部装有稻草，通过内部底面的传送带可将里面的稻草不断传送至开口处，再通过转盘604将稻草排出，排出后可通过外部的传送带将稻草传送至地面上。

进一步的，所述得播种盘2包括轮轴201、肥料腔202、种子腔203、肥料管道204、种子管道205，播种盘2为轮子状，从里到外由两个不同大小的圆环组成，分为内圆环206、外圆环207，其中内圆环206为片状圆环，外圆环207截面为锥形，通过两侧附上两个圆盘，两个圆环固定在两个圆盘之间，两个圆盘固定在轮轴201上，通过轮轴201转动可带动圆环转动，形成一个圆轮状的圆盘；由内到外，由于两个圆盘固定在两侧，内圆环206中间形成了一个圆形腔室，该腔室为肥料腔202，可在此腔室内装入肥料，同时内圆环206与外圆环207之间也形成了一个腔室，该腔室为种子腔203，可在此腔室内装入种子，外圆环207将内部包裹，可作为轮子转动；肥料腔202和种子腔203侧面分别设置有一个加料口208，可打开关闭，通过加料口208可加入肥料或种子。

进一步的，肥料腔202通有若干肥料管道204，肥料管道204从内圆环206一直延伸到外圆环207，并与外界相通，同样，种子腔203通有若干种子管道205，种子管道205从外圆环207内侧一直延伸到外圆环207外侧，并与外界相通；肥料管道204与种子管道205交错设置，每设置一个肥料管道204就设置一个种子管道205，以此交错的方式设置；当播种盘2转动，肥料管道204或种子管道205转动到下方竖直向下的位置时，肥料或种子可通过管道落下，当播种盘2不断转动，肥料和种子将交错着不断从相应的管道中落下，使施肥和播种同时进行，同时防止烧苗现象。

进一步的，管道铺设装置5采用两种方式进行架设，其中一种是将管道铺设装置5延伸到播种盘2前方，通过与线轴3联接的电机带动线轴3转动，进而将水管503铺设到播种盘2前方，通过播种盘2将水管503压到地面进行埋设实现底部滴灌；另一种是将管道铺设装置5延伸到播种盘2后方，通过与线轴3联接的电机带动线轴3转动，进而将水管503铺设到播种盘2后方，播种盘2进行播种和施肥后将水管503架设到种子和肥料上方实现顶部滴灌。

进一步的，抬放装置4包括固定片、滑动轴401、滑动片402、电机一组成，两片固定片固定在机体1前方，两片固定片之间设置有滑动轴401，滑动轴401与滑动轴驱动电机联接，靠电机一驱动可转动，滑动轴401两侧分别固定有一个长形滑动片402，滑动片402可随滑动轴401转动而转动，滑动片402一端固定在滑动轴401上，另一端则固定在播种盘2的轮轴201上；当滑动轴401转动时，滑动片402也开始转动，由于滑动片402一端位置为固定不动，所以另一端可随着转动而上下移动，由此可带动播种盘2上下移动，由此来控制播种盘2是否与地面接触；同时线轴3固定在抬放装置4上方，线轴3上缠绕有两根收缩线301，收缩线301一端与线轴3固定，另一端分别与两片滑动片402固定，线轴3可通过电机二驱动旋转使收缩线301收缩或释放，当收缩时，可带动滑动片402向上移动，释放时，可使滑动片402向下移动，通过抬放装置4和线轴3两种方式同时作用，可有效使播种盘2向上或向下移动。

进一步的，管道槽501由三段槽组成，每段管道槽501都为直形，管道槽501呈半包围结构，由三个侧面组成，两个管道槽501的连接处为圆弧状，圆弧状可使两个管道槽501连接时呈一定角度，通过一个固定槽505将两个管道连接固定，最终可使管道槽501呈竖直向下的状态，且管道槽501末端靠近地面，可通过拆卸固定槽505将管道槽501拆下；

在水管503将要脱离管道槽501的位置上，管道槽501顶端为全封闭结构，使管道槽501顶端呈四面包围的形状，通过该结构可保证水管503受拉力的影响时不会脱离管道槽501，使水管503一直顺着管道槽501直到离开。

进一步的，机体1顶端前方的位置固定有水管503固定装置，水管503固定装置包括设置在管道轴502两端为两个弹簧卡扣、管道轴502、与管道轴502联接的卷管驱动电机，两个弹簧卡扣内设置有弹簧，当无外力作用时，弹簧可卡在水管503固定装置上，通过按下弹簧卡扣的弹簧按钮506，可使弹簧卡扣弹出，由此可使管道轴502的拆卸更方便；水管503在套入管道轴502之前，先将其环绕成圈状，当取下管道轴502时，可直接将水管503套在管道轴502上，再将管道轴502卡在水管503固定装置上；铺设管道时，先将水管503顺着管道槽501拉出，再将其一端固定在地面上，当播种机前进时，由于水管503一端被固定，则水管503将会被顺着管道槽501不断拉出，顺着行车路径铺设在地面上。

进一步的，机体1侧面设有一个管道槽501的安放处，该安放处由安放槽701和皮带702组成，当管道槽501不使用时可拆卸放置在该管道槽501的安放处；安放槽701呈四分之一圆状，一端固定在机体1，其圆弧处可作为槽安放拆卸下来的管道槽501，皮带702一端为固定在安放槽701上方的位置，皮带702通有若干个孔，安放槽701设有一个卡扣处，可穿过皮带702上的孔将皮带702固定，可通过改变穿孔的位置来调整皮带702的松紧程度，通过皮带702和安放槽701圆弧处可将管道槽501固定住，防止其掉落。

进一步的，所述的稻草铺设装置6，包括存储箱601、传送带一602、传送带二603、转盘604、摄像头605、转盘电机608、扭矩传感器606，稻草铺设装置6设置在机体1后方，存储箱601底部靠后处设有一条开口，开口处设有一个转盘604，转盘604叶子采用长条矩形状扇片，转盘电机608连接转盘604并驱动转盘604转动，存储箱601内部底面设有传送带一602，在出口转盘604的下方设置有传送带二603，传送带二603呈斜向下方向，摄像头605设置在储存箱底部，用来观测传送带二603的传送情况，扭矩传感器606设置在转盘604的转轴上；传送带一602可将存储箱601内的稻草传送至开口处，转盘604旋转将稻草转至转盘604下方，使稻草掉落在传送带二603上，再将稻草传送至离开传送带二603，使稻草掉落在地面上；车厢内设置有报警器，即报警器607，摄像头605时刻观测传送带二603上的稻草输送情况，扭矩传感器606时刻检测转盘604的扭矩大小，当分析出摄像头605观测到传送带二603上已无稻草，以及转盘604的扭矩变小，则说明存储箱601内稻草已全部铺设完，检测的信息经单片机8初步处理后，单片机8控制报警器607启动，提示驾驶员稻草存储箱601内已无稻草；传送带二603在控制报警器607报警状态下启动，其目的是清除卡死在开口处处的稻草。

进一步的，所述的肥料管道204和种子管道205在播种盘2外沿的孔上设置有堵塞装置，通过堵塞部分肥料管道204或种子管道205能够实现种子之间的距离调整。

一种新型一体式林木播种机，其具体工作步骤如下：

步骤1：将稻草填充进存储箱601，肥料和种子装入播种盘2内；通过堵住部分肥料管道204和种子管道205在播种盘2外沿的孔实现种子之间的距离调整；

步骤2：通过抬放装置4和线轴3将播种盘2向下移动至接触地面，当机体1前进时，播种盘2将随着移动而转动，此时肥料和种子将交错着从播种盘2上不断落下，使施肥和播种同时进行；当机体1前进时，由于管道轴502通过卷管驱动电机带动旋转实现收放水管503，卷管驱动电机转动会让水管503会顺着管道槽501被不断拉出，顺着路径铺设在肥料和种子上或者铺设在肥料和种子下；

步骤3：前进时，同时启动后方的稻草铺设装置6，使传送带和转盘604启动，将稻草不断传送至地面上，用于保护种苗，且可作为增加土壤肥力的材料，摄像头605和扭矩传感器606时刻检测稻草输送情况，来判断储存箱内是否还有稻草，以及时添加稻草。

该系统所采用的控制芯片为单片机8，型号为at89c51。摄像头605型号为ov6620。警报器由报警器607组成。滑动轴的轴由直流电动机拖动。传送带共有两段，由可正反转的直流电动机驱动。扭矩传感器606由两个光敏传感器和轴上的led灯组合而成，模拟常用的扭距角相位差式扭矩器。

为了保障单片机8运行，给单片机8增加复位电路。复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位、同步内外的时钟信号、电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定、当程序出错时通过复位电路使单片机8恢复正常运行状态。

摄像头605ov6620由八个开关分别与p1.0—p1.7相连，来模拟摄像头605的八位输入。

警报器由配置有共集放大电路的报警器607构成，与单片机8的一个输出管脚相连，受单片机8控制来进行报警。

滑动轴的轴由直流电动机拖动。直流电动机通过l298受单片机8的控制，可以实现匀速旋转。

传送带共分为两段，分别由不同的直流电动机驱动。电路图中只画出了一台经l298芯片受单片机8控制的直流电动机来作为示意。

扭矩传感器606由两台光敏传感器和装设于测定轴上的led灯所组成，来模拟扭矩角相位差式扭矩测量装置。当所要测量扭矩的轴转动时，装设于轴上的led小灯始终保持常亮状态，此时，位于转轴两侧不同位置的两台光敏传感器先后接收到轴上旋转led小灯的光信号，给与单片机8一上升沿脉冲，单片机8内部根据两台光敏传感器发出上升沿信号的时间差来确定所以测量的转轴所旋转过的相角差，并进一步得出旋转角速度，回代入公式求得转轴的扭矩。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。