一种盘吸式排种器防堵塞清孔装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精密育秧播种技术领域，具体涉及一种盘吸式排种器防堵塞清孔装置及其方法。
【背景技术】
[0002]育秧播种是农业生产的一个重要环节，排种器则是实现机械化精密播种的核心部件。盘吸式排种器主要由振动种盘和吸盘两部分组成，通过给种盘施加小幅高频激振，种群在种盘内呈现离散状态，根据播种要求在吸盘上加工吸孔，通过给吸盘施加真空负压，种子被吸附在吸孔上，然后随吸盘移动至育苗盘上方适当位置后，进行正负压转换，吸盘内形成正压，种子在自重和正压作用下离开吸孔，落入与之相对应的育苗盘孔穴里，改变吸孔的结构、数量和组合方式，可以控制每穴播种粒数，具有不伤种子、通用性好、适应性强的特点。
[0003]吸孔堵塞是影响盘吸式排种器连续作业的一个主要问题，在进行水稻精密育苗播种时，这一问题尤为突出。水稻籽粒主要由颖壳和糙米组成，颖壳的质量轻、具有一定弹性，在吸种负压气流场作用下，颖壳容易卡入吸孔口，减小负压气流通道面积，降低吸孔的吸种能力，从而导致漏吸率的提高；有些情况下，某些籽粒被吸附后，受其形状不规则、表面粗糙以及吸附姿态等因素影响，播种时仅仅依靠自重和正压作用，籽粒无法下落，导致吸孔堵塞，直接造成漏播。因此，如何设计一种应用于盘吸式的清孔装置，避免作业过程中吸孔堵塞，对于提高排种器连续作业性能，有着重要的理论意义和实用价值，目前未见有公开研究报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种盘吸式排种器防堵塞清孔装置及其方法，通过在吸盘内腔设计高弹性材料制成的清种刷，并在吸盘面板的吸孔阵列上加工刷槽，排种器正压排种作业过程中，通过清种刷对卡在吸孔中的籽粒或颖壳等杂质产生朝向吸孔外侧的接触力，在接触力与正压气流的共同作用下起到清孔作用，可以有效提高清孔效果，提高排种器连续作业性能。
[0005]本发明的技术方案是:一种盘吸式排种器防堵塞清孔装置，包括吸盘、若干清种刷、刷板、直角支架、传动机构、法兰轴承座、左限位开关和右限位开关；
[0006]所述吸盘包括气管、顶盖、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和面板；所述气管固定安装在所述顶盖的顶部中心位置，所述顶盖底部呈矩形，所述顶盖底部四周分别与所述前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的上端固定连接，所述面板分别与前侧板、后侧板、左侧板和右侧板的下端固定连接；所述面板上加工阵列布置的吸孔，所述清种刷固定安装在所述刷板上，所述清种刷的位置与所述吸孔阵列相对应；所述前侧板和后侧板的内侧分别固定安装一根直线导轨，两根所述直线导轨互相平行，所述刷板两端分别固定安装一个滑块，所述滑块与所述直线导轨滑动连接；
[0007]所述传动机构包括丝杆、步进电机和丝杆螺母；所述丝杆螺母固定安装在所述直角支架的垂直端面；所述直角支架的水平端面固定安装在所述刷板的中间位置；
[0008]所述步进电机固定安装在所述左侧板外侧中心位置，所述法兰轴承座固定安装在所述右侧板外侧中心位置，所述法兰轴承座外侧安装端盖；
[0009]所述丝杆的一端与所述步进电机的输出轴固定连接，另一端穿过所述丝杆螺母安装在所述法兰轴承座上；
[0010]所述左限位开关固定安装所述左侧板上，所述右限位开关安装在所述右侧板上。
[0011]上述方案中，所述面板内表面沿所述丝杆轴线方向设有若干刷槽，所述刷槽的位置与所述吸孔阵列相对应，所述清种刷的末端位于所述刷槽内；
[0012]进一步的，所述刷槽的截面为矩形或三角形。
[0013]进一步的，所述刷槽宽度为所述吸孔直径的1.5?3倍。
[0014]上述方案中，所述清种刷由高弹性尼龙材料制成。
[0015]上述方案中，所述清种刷的长度L等于所述刷板底面至所述面板内表面距离d的1.3 ?1.6 倍。
[0016]上述方案中，所述前侧板、后侧板、左侧板、右侧板与顶盖之间，所述前侧板、后侧板、左侧板、右侧板与面板之间，所述法兰轴承座与所述端盖之间，所述右侧板外侧与所述法兰轴承座之间，以及所述左侧板外侧与所述步进电机之间分别安装密封垫。
[0017]—种根据所述盘吸式排种器防堵塞清孔装置的清孔方法，包括以下步骤:
[0018]S1、将所述气管与排种器的气室固定连接，所述步进电机、左限位开关和右限位开关与排种器的控制器电连接，控制器控制所述步进电机19的启动时间和转速；
[0019]S2、吸种步骤，启动排种器，将所述吸盘移动至振动种箱上方，给所述吸盘施加真空负压，所述面板上的吸孔内形成负压气流场，种子在负压气流场作用下吸附到所述吸孔上;
[0020]S3、排种步骤，将所述吸盘移动至育苗盘上方适当位置后，进行正负压转换，所述吸盘内形成正压，种子在自重和正压作用下离开所述吸孔，落入与之相对应的育苗盘；
[0021]S4、清孔步骤，在所述吸盘的内腔转换为正压后，启动所述步进电机，所述刷板沿所述直线导轨在所述吸盘内腔作往复直线运动，所述刷板从所述左限位开关开始向所述右限位开关的位置移动，或者从所述右限位开关开始向所述左限位开关的位置移动，所述清种刷末端在所述刷槽内处于弯曲弹性变形状态，当所述清种刷末端随着所述刷板在所述刷槽内移动到所述吸孔位置时，在所述清种刷弹性恢复力作用下，所述清种刷末端伸入所述吸孔中，对所述吸孔上的种子或杂质产生方向朝向吸孔外侧的接触力，在所述清种刷的接触力和正压气流的共同作用下，促使卡在所述吸孔上的种子或杂质下落，当所述刷板移动至所述左限位开关或所述右限位开关的位置时停止移动完成清理。
[0022]本发明的有益效果是:与现有技术相比本发明在盘吸式排种器的吸盘内腔安装高弹性材料制成的所述清种刷，并在所述面板的吸孔阵列上加工所述刷槽，排种器正压排种作业过程中，通过所述步进电机驱动所述清种刷在所述吸盘内腔内作往复直线移动，所述清种刷的末端位于所述刷槽内，利用所述清种刷的弹性恢复力，在所述清种刷末端伸入吸孔中，对卡在所述吸孔中的籽粒或颖壳等杂质产生朝向吸孔外侧的接触力，在接触力与正压气流的共同作用下起到清孔作用。
【附图说明】
[0023]图1为本发明一实施例的盘吸式排种器防堵塞清孔装置主视图；
[0024]图2为本发明一实施例的盘吸式排种器防堵塞清孔装置俯视图；
[0025]图3为本发明一实施例的盘吸式排种器防堵塞清孔装置左视图；
[0026]图4为本发明一实施例的盘吸式排种器矩形刷槽结构示意图；
[0027]图5为本发明一实施例的盘吸式排种器三角形刷槽结构示意图；
[0028]图6为本发明一实施例的盘吸式排种器防堵塞清孔过程原理图。
[0029]图中:1、气管；2、顶盖；3、密封垫一 ；4、后侧板；5、右侧板；6、法兰轴承座；7、密封垫二 ；8、端盖；9、密封垫三；10、密封垫四；11、右限位开关；12、面板；13、前侧板；14、丝杆；15、滑块；16、清种刷；17、左限位开关；18、左侧板；19、步进电机；20、密封垫五；21、丝杆螺母；22、刷板；23、直角支架；24、直线导轨；25、吸孔；26、刷槽；27、吸盘。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0031]本发明用于水稻等形状不规则、中小颗粒种子的精密育苗播种。针对某些籽粒、颖壳等被吸盘上的吸孔吸附后，受其形状不规则、表面粗糙以及吸附姿态等因素影响，仅仅依靠自重和正压作用无法下落，导致吸孔堵塞、造成漏播率高的问题，提出在排种器吸种盘内腔安装由高弹性材料制作、可沿吸孔排列方向作往复直线移动的清种刷，利用清种刷的弹性恢复力，清种刷末端伸入吸孔中，对卡在吸孔中的籽粒或颖壳等杂质产生朝向吸孔外侧的接触力，并与正压气流的共同作用下起到清孔作用，可以有效提高排种器连续作业性能。
[0032]图1、图2和图3所示为本发明所述盘吸式排种器防堵塞清孔装置的一种实施方式，所述盘吸式排种器防堵塞清孔装置包括吸盘27、若干清种刷16、刷板22、直角支架23、传动机构、法兰轴承座6、左限位开关17、右限位开关11和若干刷槽26。
[0033]所述吸盘27包括气管1、顶盖2、前侧板13、后侧板4、左侧板18、右侧板5和面板12 ；
[0034]所述气管1通过螺栓固定安装在所述顶盖2的顶部中心位置，所述顶盖2底部呈矩形，所述顶盖2底部四周通过螺栓分别与所述前侧板13、后侧板4、左侧板18和右侧板5的上端固定连接，所述前侧板13、后侧板4、左侧板18和右侧板5的下端通过螺栓固定连接所述面板12 ;所述前侧板13、后侧板4、左侧板18、右侧板5与顶盖2之间加装密封垫一 3 ；所述前侧板13、后侧板4、左侧板18、右侧板5与面板12之间加装密封垫四10，以保证所述吸盘27的气密性。
[0035]所述前侧板13和所述后侧板4的内侧分别通过螺栓固定安装一根直线导轨24，两根所述直线导轨24互相平行，所述刷板22两端分别固定安装一个滑块15，所述滑块15与所述直线导轨24滑动连接，所述滑块15可以在所述直线导轨24上自由滑动；
[0036]所述传动机构包括丝杆14、步进电机19和丝杆螺母21 ;
[0037]所述直角支架23包括垂直端面和水平端面；
[0038]所述丝杆螺母21通过螺栓固定安装在所述直角支架23的垂直端面；所述直角支架23的水平端面通过螺栓固定安装在所述刷板22的中间位置；
[0039]所述步进电机19通过螺栓固定安装在所述左侧板18外侧中心位置，所述左侧板18外侧与所述步进电机19之间加装密封垫五20 ;所述法兰轴承座6通过螺栓固定安装在所述右侧板5外侧中心位置，所述法兰轴承座6外侧安装端盖8 ;所述右侧板5外侧与所述法兰轴承座6之间安装密封垫三9 ;所述法兰轴承座6与所述端盖8之间安装密封垫二 7，以保证所述吸盘27的气密性。
[0040]所述丝杆14的一端与所述步进电机19的输出轴固定连接，另一端穿过所述丝杆螺母21安装在所述法兰轴承座6上，保证所述丝杆14的轴线与所述直线导轨24平行。
[0041]所述面板12上加工阵列布置的吸孔25，所述吸孔25的结构可以为直孔、锥孔、沉孔、窝眼孔等，所述清种刷16固定安装在所述刷板22上，所述清种刷16的位置与所述吸孔25阵列相对应。所述面板12内表面沿所述丝杆14轴线方向设有若干刷槽26，所述刷槽26的位置与所述吸孔25阵列相对应，所述清种刷16的末端位于所述刷槽26内；所述刷槽26的截面为矩形，如图4所示，或三角形，如图5所示。所述刷槽26宽度优选地为所述吸孔25直径的1.5?3倍，以利于所述清种刷16末端在所述刷槽26内移动。