专利名称：水稻直播机自动带式排种装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水稻直播技术，尤其是一种水稻直播机的排种装置。
背景技术：
水稻直播技术是实现机械化栽培的有效途径，近年来我国水稻直播技术有了较大的发展，但是我国机直播水平还是很落后，发展空间巨大。我国专家对排种器的结构和机理做了大量的研究，研制出了许多各式各样的排种器，主要有机械式(外槽轮式、窝眼轮式、型孔轮式、水平盘式、斜盘勺式、抛掷成穴式)、电磁式(电磁振荡式、磁吸式)、气力式(气压式、气吸式、气推式)三大类，但都主要适用于小麦等线性带状播种作物。在水稻等需要穴播的作物直播机排种器方面，大多是使用或改造上述排种器。实际使用效果不太理想，尤其是对于水稻的精密播种，造成智能播种还没有非常成熟和高效的排种器。现有排种器中，气力式直播机漏播率低，不伤种，播种效果好，但是，结构复杂，成本高，价格贵，并且体型庞大，不适合丘陵地区作业；机械式播种器存在诸多弊端，如漏播率高，伤种，漏播不易检测等。同时，我国地域广阔不同地区对机械的要求也不尽相同。
发明内容
本发明的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种结构简单，操作简便，使用便捷的水稻直播机自动带式排种装置，该排种装置结合现代检测和控制技术，采取带直播以及同步护种模式，可有效提高充种和护种效果，同时，可进行实时检测漏播率，防止严重漏播现象的发生。以及机型设计为轻便小型化，适合在丘陵地区的农村推广使用。本发明采用的技术方案如下
本发明的水稻直播机自动带式排种装置，包括主动同步带轮与从动同步带轮，所述主动同步带轮通过同步充种带与从动同步带轮连接，在同步充种带的上方设置有种子箱，在从动同步带轮的一侧设置有与同步充种带配合的护种装置，所述同步充种带上设置有清种装置以及控制系统。由于采用了上述结构，主动同步带轮通过同步充种带与从动同步带轮连接，也即充种带采用同步带，一方面能够达到更精确的检测的效果，另一方面也同时避免了因带的打滑而引起播种间距不稳或造成漏播的后果，再一方面用带式充种，增大了种子的充种距离，从而可以满足对型孔的更高要求，达到精量充种和更好完成充种的效果。由于采用了同步充种带，同时设置与同步充种带配合的护种装置，可以实现护种装置和充种带间之间无相对滑动，同时护种装置和充种带相对柔软，大大减小了伤种情况。同时，在同步充种带上设置有清种装置以及控制系统，控制系统能够对充种后和排种后的型孔进行检测，同时，结合播种速度，然后，综合计算单位播种量内的播种效果，从而实现精确检测漏播率的效果。 另外，对单位播种量内出现连续漏播时，实现报警，提醒操作手下机检查，同时如果同步充种带上的种子被堵塞在型孔内，可以通过控制清种装置进行清除，从而保证后续的播种工作的有序进行。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，结构简单，操作简便，使用便捷，其结合现代检测和控制技术，采取带直播以及同步护种模式，可有效提高充种和护种效果，同时，可进行实时检测漏播率，防止严重漏播现象的发生。以及机型设计为轻便小型化，适合在丘陵地区的农村推广使用。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述护种装置包括护种带和护种轮，所述护种轮支撑护种带呈三角形结构，且所述护种带贴于同步充种带上与其同步运行。由于采用了上述结构，水稻种子直播时一般要为露白的芽种，比较脆弱容易损坏， 所以，播种时，伤种率的大小往往和护种装置有很大关系。传统的护种装置多容易在护种过程中因与种子相对滑动而擦伤。所以，该设计使用同步护种装置，护种轮支撑护种带呈三角形结构，且所述护种带贴于同步充种带上与其同步运行，在种子被护送过程中因与种子接触部分(护种带)是柔软的带材料且无相对滑动，减少了和种子的机械摩擦，大大减少了伤种情况，护种带由主动同步带轮驱动，且结构简单，无需额外动力，从而降低了使用功率，且自动实现护种的效果。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述控制系统包括转速控制系统和检测控制系统，所述检测控制系统包括充种检测装置与排种检测装置，所述充种检测装置位于同步充种带的上方，所述排种检测装置位于同步充种带下方，且排种检测装置与充种检测装置均连接到单片机上，并分别将反馈信号传递至单片机，同步充种带连续漏播时，单片机向液晶显示器发出信号，液晶显示器发出警报，单片机向转速控制系统发出信号，控制直流电机的启闭。由于采用了上述结构，检测控制系统包括充种检测装置与排种检测装置，检测装置是排种装置中的重要组成部分，现在很多传统排种器存在漏播不易检测的弊端，针对此种现象，本发明设计了一款检测装置用于实时监测漏播率，对连续漏播进行报警，由图9可知，对射型传感器用于检测带的充种情况，对未充种的孔实现计数nl，下面对射型传感器用于检测带的排种情况，对于成功排种的计数π2，转速检测装置对带每转一周检测一次，传至单片机，并记录圈数m，单片机内程序计算单周内漏播率δ i，所以可得
N=37-n2+nl δ i=N/37X100%
δ = ( δ 0+ δ 1+......+5m) /mX100%
式中，nl未充种数 n2成功排种数 η每圈漏播数 δi单圈漏播率 δ整块地的漏播率
根据对播种精度的要求当η>2时，可以实现报警。因此可以通过检测控制系统，并对同步充种带上的漏种进行检测与控制，保证其播种率，有效提高充种和护种效果，同时，可进行实时检测漏播率，防止严重漏播现象的发生。以及机型设计为轻便小型化，适合在丘陵地区的农村推广使用。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述转速控制系统包括位于同步充种带上方的转速检测装置，所述转速检测装置连接于检测模块上，检测模块连接于单片机上，且所述单片机上还连接有电机驱动模块，电机驱动模块与直流电机连接，所述单片机上连接有控制按键以及液晶显示器，所述单片机以及电机驱动模块均连接于蓄电池上。由于采用了上述结构，本发明设计为水田直播排种器，用地轮驱动排种装置较为困难，采取直流电机直接驱动排种装置，直流电机的转速由STC89C52单片机来实现控制， 因单片机的输出无法直接驱动步进电机，需采用驱动电路进行驱动，也即电机驱动模块。设计中采用集成的驱动芯片，和较少的外部器件组合即可实现；采用1片达林顿晶体管阵列芯片ULN2003A驱动直流电机。ULN2003A采用的是PWM原理来控制电机转速，既在脉冲作用下，电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。按一定规律，改变通、断电的时间， 使电机转速得到控制，该设计通过对单片机设定不同的定时初值，实现从STC89C52输出不同占空比的脉冲信号，从而改变占空比，通个4个独立按键实现直流电机几个不同转速间的切换和启动停止，并通过图8中测速传感器，将测得从动带轮的转速，并由LCD1602液晶显示器显示出来。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述同步充种带上，沿同步带方向设置有两排充种型孔，且每排充种型孔上有37孔。由于采用了上述结构，在同步充种带的沿同步带方向上，设置两排充种型孔，以满足同一同步带上的播种率，在适合我国丘陵地区特点的同时，最大化地提高其生产效率，从而节约成本。为了尽可能使同步带的效率达到最大化，设计每排充种型孔上有37孔，且均布于同步带上，从而便于对同步充种带进行检测与控制，从而实现精确地控制其播种，避免发生漏种现象。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述充种型孔为锥形孔，且其锥角为 30°，所述同步充种带长370mm，宽25mm。由于采用了上述结构，锥型孔设计参数的好坏，将直接影响到排种器的充种效果， 是排种器的核心部位，因此采用充种型孔为锥形孔，且设计其锥角为30°，从而保证该锥形孔内的种子数为2到3粒，达到精量播种的效果，为了便于检测和防止滑移而引起漏播，充种带采用同步带，根据带轮和设计需求，带宽25mm，带长370mm，从而满足播种的需要。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述同步充种带上铺设有一层软橡胶材料。由于采用了上述结构，在同步充种带上铺设的一层软橡胶材料，为了便于检测和防止滑移而引起漏播，充种带采用同步带，由于同步带较薄仅能满足传送需求，无法形成足够大的型孔以充种，所以，需要在带上粘覆一层软橡胶材料，以便做出型孔，从而能够保证进行同步的传送的同时，能够装载种子进行播种的操作。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述种子箱呈梯形结构，且其倾斜边的种子箱倾角为40° 80°。由于采用了上述结构，整个种子箱的侧边呈梯形结构，且其倾斜边的倾斜角度为 40° 80°，可以在其中任意选择，当要进行播种工作时，通过该倾斜边可以使其进行滑落下去，通过对R优725、江优151、中优448三种杂交水稻在不同含水率下滑动摩擦角的测量知，水稻芽种的最大滑动摩擦角在20° 40°之间，结合种子在种子箱中摩擦力和下滑力之间的关系，也即种子箱倾角为40° 80°，从而能够保证种子的顺利下滑，便于进行直播。
本发明的水稻直播机自动带式排种装置，所述种子箱的倾斜边的种子箱倾角为 60°。由于采用了上述结构，种子箱的倾斜边的最佳θ角取60°，种子箱最下端倾斜一定角度，便于种子直接充入型孔之中，从而便于排种工作的进行，以利于播种，同时可以在种子箱低端安装挡片，以便调节播种量。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是
1、本发明的水稻直播机自动带式排种装置，结构简单，操作简便，使用便捷；
2、本发明的水稻直播机自动带式排种装置，结合现代检测和控制技术，采取带直播以及同步护种模式，可有效提高充种和护种效果，同时，可进行实时检测漏播率，防止严重漏播现象的发生；
3、本发明的水稻直播机自动带式排种装置，机型设计为轻便小型化，适合在丘陵地区的农村推广使用。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中
图1是本发明的水稻直播机自动带式排种装置的结构示意图。图2是本发明中种子箱的结构示意图3是本发明中种子在锥型孔中的结构示意图4是本发明中清种过程图5是本发明中充种带的结构示意图6是图5的俯视图7是本发明中的护种装置结构图8是本发明中排种器转速控制结构图9是本发明中检测原理结构图。图中标记1-种子箱、2-从动同步带、3-充种型孔、4-排种检测装置、5-同步充种带、6-主动同步带轮、7-护种带、8-护种轮、9-检测标志、10-转速检测装置、11-充种检测装置、12-清种装置、13-稻种、14-软橡胶材料、θ -种子箱倾角。
具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1如图1至图9所示，本发明的水稻直播机自动带式排种装置，包括主动同步带轮6与从动同步带轮2，所述主动同步带轮6通过同步充种带5与从动同步带轮2连接， 所述同步充种带5上，沿同步带方向设置有两排充种型孔3，且每排充种型孔3上有37孔， 所述充种型孔3为锥形孔，且其锥角为30°，所述同步充种带5长370mm，宽25mm。在同步充种带5的上方设置有种子箱1，所述种子箱1呈梯形结构，且其倾斜边的种子箱倾角θ为60°，在从动同步带轮2的一侧设置有与同步充种带5配合的护种装置，护种装置包括护种带7和护种轮8，所述护种轮8支撑护种带7呈三角形结构，且所述护种带7贴于同步充种带5上与其同步运行，所述同步充种带5上设置有清种装置12以及控制系统，所述控制系统包括转速控制系统和检测控制系统，所述检测控制系统包括充种检测装置11与排种检测装置4，所述充种检测装置11位于同步充种带5的上方，所述排种检测装置4位于同步充种带5下方，且排种检测装置4与充种检测装置11均连接到单片机上，并分别将反馈信号传递至单片机，同步充种带5连续漏播时，单片机向液晶显示器发出信号，液晶显示器发出警报，单片机向转速控制系统发出信号，控制直流电机的启闭。所述转速控制系统包括位于同步充种带5上方的转速检测装置10，所述转速检测装置10连接于检测模块上，检测模块连接于单片机上，且所述单片机上还连接有电机驱动模块，电机驱动模块与直流电机连接， 所述单片机上连接有控制按键以及液晶显示器，所述单片机以及电机驱动模块均连接于蓄电池上。实施例2与实施例1相似，其不同之处在于种子箱1的倾斜边的种子箱倾角θ 为 40°。实施例3与实施例1和实施例2相似，其不同之处在于种子箱1的倾斜边的种子箱倾角θ为80°。因此根据上述实施例可知，种子箱1的倾斜边的种子箱倾角θ可以在40° 80°中任意选择，以便于种子直接充入型孔之中为宜。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，驱动装置是电动机驱动(由播种蓄电池提供电源)，同时，通过单片机来记录播种速度和充排种情况。通过对电动机不同速度的控制对应拖拉机不同档位，实现不同播种速度的调节。该装置和传统排种器工作原理一样，有充种、清种、护种和排种四个环节构成。充种完毕后，有清种刷清种，再有检测装置检测充种效果并记录在单片机内，经护种装置后进入排种阶段，排种后有检测装置再次检测排种效果，然后，结合速度和充排种效果计算出漏播情况。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，该设计为水田直播排种器，用地轮驱动排种装置较为困难，采取直流电机直接驱动排种装置，直流电机的转速由STC89C52单片机来实现控制，因单片机的输出无法直接驱动步进电机，需采用驱动电路进行驱动。设计中采用集成的驱动芯片，和较少的外部器件组合即可实现；采用1片达林顿晶体管阵列芯片 ULN2003A驱动直流电机。ULN2003A采用的是PWM原理来控制电机转速，既在脉冲作用下， 电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。按一定规律，改变通、断电的时间，使电机转速得到控制。该设计通过对单片机设定不同的定时初值，实现从STC89C52输出不同占空比的脉冲信号，从而改变占空比。通个4个独立按键实现直流电机几个不同转速间的切换和启动停止。并通过图1中测速传感器，将测得从动带轮的转速，并由LCD1602液晶显示器显示出来。检测装置是排种装置中的重要组成部分，现在很多传统排种器存在漏播不易检测的弊端，针对此种现象设计了一款检测装置用于实时监测漏播率，对连续漏播进行报警[7]。由图1，上面对射型传感器11用于检测带的充种情况，对未充种的孔实现计数nl， 下面对射型传感器4用于检测带的排种情况，对于成功排种的计数π2，转速检测装置10对带每转一周检测一次，传至单片机，并记录圈数m，单片机内程序计算单周内漏播率δ i，所以可得N=37-n2+nl δ i=N/37X100%
δ = ( δ 0+ δ 1+......+5m) /mX100%
式中，nl未充种数 n2成功排种数 η每圈漏播数 δi单圈漏播率 δ整块地的漏播率
根据对播种精度的要求当η>2时，可以实现报警。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，结构简单，操作简便，使用便捷；结合现代检测和控制技术，采取带直播以及同步护种模式，可有效提高充种和护种效果，同时，可进行实时检测漏播率，防止严重漏播现象的发生；机型设计为轻便小型化，适合在丘陵地区的农村推广使用。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.水稻直播机自动带式排种装置，包括主动同步带轮(6)与从动同步带轮(2)，其特征在于所述主动同步带轮(6)通过同步充种带(5)与从动同步带轮(2)连接，在同步充种带 (5)的上方设置有种子箱(1)，在从动同步带轮(2)的一侧设置有与同步充种带(5)配合的护种装置，所述同步充种带(5)上设置有清种装置(12)以及自动检测、控制系统。
2.如权利要求1所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于所述护种装置包括护种带(7)和护种轮(8)，所述护种轮(8)支撑护种带(7)呈三角形结构，且所述护种带 (7)贴于同步充种带(5)上与其同步运行。
3.如权利要求1所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于所述控制系统包括转速控制系统和检测控制系统，所述检测控制系统包括充种检测装置(11)与排种检测装置(4)，所述充种检测装置(11)位于同步充种带(5)的上方，所述排种检测装置(4)位于同步充种带(5)下方，且排种检测装置(4)与充种检测装置(11)均连接到单片机上，并分别将反馈信号传递至单片机，同步充种带(5)连续漏播时，单片机向液晶显示器发出信号，液晶显示器发出警报，单片机向转速控制系统发出信号，控制直流电机的启闭。
4.如权利要求3所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于所述转速控制系统包括位于同步充种带(5)上方的转速检测装置(10)，所述转速检测装置(10)连接于检测模块上，检测模块连接于单片机上，且所述单片机上还连接有电机驱动模块，电机驱动模块与直流电机连接，所述单片机上连接有控制按键以及液晶显示器，所述单片机以及电机驱动模块均连接于蓄电池上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于所述同步充种带(5)上，沿同步带方向设置有两排充种型孔(3)，且每排充种型孔(3)上有37 孔。
6.如权利要求5所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于所述充种型孔(3) 为锥形孔，且其锥角为30°，所述同步充种带(5)长370mm，宽25mm。
7.如权利要求1至4、5中任一项所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于 所述同步充种带(5)上铺设有一层软橡胶材料(14)。
8.如权利要求1至4、5中任一项所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于 所述种子箱(1)呈梯形结构，且其倾斜边的种子箱倾角(θ )为40° 80°。
9.如权利要求8所述的水稻直播机自动带式排种装置，其特征在于所述种子箱(1)的倾斜边的种子箱倾角(θ )为60°。
全文摘要
本发明公开了一种水稻直播机自动带式排种装置，属于水稻直播技术领域。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，包括主动同步带轮与从动同步带轮，所述主动同步带轮通过同步充种带与从动同步带轮连接，在同步充种带的上方设置有种子箱，在从动同步带轮的一侧设置有与同步充种带配合的护种装置，所述同步充种带上设置有清种装置以及控制系统。本发明的水稻直播机自动带式排种装置，结构新颖，自动化程度高，播种量精确；结合现代检测和控制技术，采取带直播以及同步护种模式，可有效提高充种和护种效果，同时，可进行实时检测漏播率，防止严重漏播现象的发生；机型设计为轻便小型化，适合水稻直播机上推广使用。
文档编号A01C7/20GK102511225SQ201110422268
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者古强, 张黎骅, 李顺, 王源, 苟文, 雷小龙, 马荣朝 申请人:四川农业大学