专利名称：一种实现水稻旱作播种施肥的装置和方法
技术领域：
本发明属于水稻生产设备领域，尤其涉及实现水稻旱作播种施肥的装置及方法。
背景技术：
我国水稻生产除了耕作机械化和收获机械化水平较高外，总体水平一直较低。种植和施肥是水稻栽培技术体系中重要组成部分，但又是机械化水平低、水稻生产机械化操作薄弱的环节和技术提升难点。水稻生产传统的作业模式，从棚屋育秧、泡田整地、作水移栽等环节来说，其机械化水平较低，使得农民或农业科研人员的劳动负担繁重。棚屋育秧需要异地取土，且建棚屋需要大量材料投入。作水移栽需要大水漫灌，会造成水利资源浪费、人力投入成本增加等后果。在当前水稻直播设备的使用中，存在播种量和施肥量不能精量调控的问题，且操作不方便，易出现漏播现象。水稻旱作直播的方式有条播、撒播、穴播等方式。其中穴播方式播种精细，能提高出苗率，且便于水稻通风和除草；但由于缺乏合适的穴播工具，因而该方式一直不能推广应用。水稻施肥技术一直在不断地改进。目前推广的测土配方技术，水稻氮肥后移技术、侧条深施技术等，在提高水稻产量、减少因过量施用氮肥导致的环境污染问题取得了显著的效果。但是，以上技术存在的不足是水稻旱作直播前底肥的撒施、播种和施肥分离，而且缺乏配套的机械设备，限制了技术的推广应用。针对现有旱作直播播种量不能定量控制的不足，以及播种前撒施底肥的播种、施肥分离操作，导致的劳动力投入成本高、施肥不科学而肥料利用率低的问题，研制实现旱作水稻播种施肥的装置，使农机和农艺紧密结合，可以省略育苗和移栽两道劳动环节，是一种能够实现开沟、播种、施肥工序一次性联合作业的机械设备，可以精量控制播种量和施肥量、播种深度和施肥深度，以提高肥料利用率、节约肥料投入成本，由此可节省劳动力，解决在保障产量的前提下减少环境污染过负荷问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现水稻旱作播种施肥的装置和方法，能够实现开沟、播种、施肥工序一次性联合作业。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现水稻旱作播种施肥的装置，包括播种施肥器、种子料箱、肥料料箱、播种漏斗、施肥漏斗、种子输送管、肥料输送管、连杆、播种开沟器、施肥开沟器，其中:播种施肥器的上方分别安装种子料箱和肥料料箱，且种子料箱和肥料料箱各自的下方分别相应地开有种子出料口和肥料出料口，并为该两个出料口配有挡板；在挡板的下方，通过播种漏斗与种子输送管相连，通过施肥漏斗与肥料输送管相连；种子输送管的下端连接播种开沟器，肥料输送管的下端连接施肥开沟器，该两个开沟器和由所述连杆固定；播种施肥器包括的播种联动转轴的第一粗轴和第一细轴通过第一牙嵌式联轴器联接，施肥联动转轴的第二粗轴和第二细轴通过第二牙嵌式联轴器联接；第一粗轴和第二粗轴均作为主轴，相应地由作为动力轴的第一细轴和第二细轴通过转动机械带动转动；第一粗轴与第一细轴之间刚性连接有播种量调节齿轮，第二粗轴与第二细轴之间刚性连接有施肥量调节齿轮，且播种量调节齿轮与施肥量调节齿轮联动连接。优选地，在第一粗轴上开有种子出料口的第一凹槽，第二粗轴上开有肥料出料口的第二凹槽；第一凹槽在种子料箱的底部，随着第一粗轴转动将第一凹槽槽内的种子泻入播种漏斗，第二凹槽在肥料料箱的底部，随着第二粗轴转动将第二凹槽槽内的肥料泻入施肥漏斗。优选地，在第一粗轴上开有的第一凹槽和第二粗轴上开有的第二凹槽均为穴状凹槽。 优选地，在第一粗轴的一侧装有第一挡板刷，用于挡住第一凹槽外的种子，在第二粗轴的一侧装有第二挡板刷，用于挡住第二凹槽外的肥料。优选地， 第一粗轴的下方装有在第一标尺上下滑动的播种用量限位块，用于调节所述挡板与第一粗轴的缝隙，根据第一标尺的刻度精细地调节播种量；第二粗轴的下方装有在第二标尺上下滑动的施肥用量限位块，用于调节所述挡板与第二粗轴的缝隙，根据第二标尺的刻度精细地调节施肥量。优选地，在播种开沟器的后面装配有第一覆土板，在施肥开沟器的后面装配有第
二覆土板。优选地，该装置还包括含有固定轴、牵引架、第一拉杆、第二拉杆、第一固定立杆、第二固定立杆的架体部件，其中:播种施肥器通过牵引架固定在固定轴上，牵引架分别由第一拉杆、第二拉杆各自的一端与固定轴连接，第一拉杆的另一端固定在第一固定立杆上，第二拉杆的另一端固定在第二固定立杆上；该牵引架由牵引动力机械牵引。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用如前所述的装置实现水稻旱作播种施肥的方法，包括:将该装置由牵引动力机械通过牵引架连接到一固定轴上，该固定轴与播种联动转轴的第一粗轴和第一细轴配合，将动力传至播种施肥器；打开种子料箱和肥料料箱上的挡板，使得种子顺着播种施肥器中间的第一粗轴随转动的第一细轴转动，经过播种漏斗进入种子输送管，落入由一排开沟犁开出的条沟内；同时，使得肥料顺着播种施肥器中间的第二粗轴随转动的第二细轴转动，经过施肥漏斗进入肥料输送管，落入由另一排开沟犁开出的另一条沟内。优选地，打开种子料箱和肥料料箱上的挡板后，具体包括:部分种子进入播种施肥器中间的第一粗轴的第一凹槽，随转动的第一细轴转动，第一凹槽上的种子经过播种漏斗进入种子输送管，落入由一排开沟犁开出的条沟内；第一凹槽外其余的种子被第一挡板刷挡住；部分肥料进入播种施肥器中间的第二粗轴的第二凹槽，随转动的第二细轴转动，第二凹槽上的肥料经过肥料漏斗进入肥料输送管，落入由另一排开沟犁开出的另一条沟内；第二凹槽外其余的肥料被第二挡板刷挡住。优选地，该方法还包括:通过开沟犁后的第一覆土板、第二覆土板的覆土镇压，促进种子和土壤紧密接触以利于吸水发芽。本发明提供的实现水稻旱作播种施肥的装置及方法，通过条状开沟、穴状播种的方式，可有效实现开沟、播种、施肥工序一次性联合作业，并可以精量控制播种量和施肥量、播种深度和施肥深度，以提高肥料利用率、节约肥料投入成本，由此大大节省劳动力，有效地解决在保障产量的前提下减少因多施肥造成环境污染过负荷的问题。
图1是本发明的实现水稻旱作播种施肥的装置实施例结构的侧视图；图2是图1所示的装置实施例中施肥播种器结构的剖面示意图；图3是本发明实现水稻旱作播种施肥的装置实施例结构的后视图。
具体实施例方式以下结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。应该理解，以下列举的实施例仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。本发明提供的实现水稻旱作播种施肥的装置实施例，其结构如图1所示，包括播种施肥器I (图1中虚框中所示)、种子料箱21、肥料料箱22、播种漏斗31、施肥漏斗32、种子输送管41、肥料输送管42、连杆5、播种开沟器61、施肥开沟器62,其中:
播种施肥器I的上方分别安装种子料箱21和肥料料箱22，且种子料箱21和肥料料箱22各自的下方分别相应地开有种子出料口 19和肥料出料口 20，并为出料口 19、20配有挡板9 ;在挡板9的下方，通过播种漏斗31与种子输送管41相连，通过施肥漏斗32与肥料输送管42相连；种子输送管41的下端连接播种开沟器61，肥料输送管42的下端连接施肥开沟器62,两个开沟器61、62由连杆5固定；如图2所示，播种施肥器I的播种联动转轴的粗轴11和细轴13通过牙嵌式联轴器15联接，施肥联动转轴的粗轴12和细轴14通过牙嵌式联轴器16联接；其中粗轴11、12均作为播种施肥器I的主轴，相应地由作为动力轴的细轴13、14通过转动机械(电机)带动转动；粗轴11的下方与细轴13之间刚性连接有播种量调节齿轮25，粗轴12的下方与细轴14之间刚性连接有施肥量调节齿轮26，且播种量调节齿轮25与施肥量调节齿轮26为联动连接。通过调节播种量调节齿轮25或施肥量调节齿轮26转动，可同时调节种子出料口19或肥料出料口 20的有效体积，从而改变田间的播种量和施肥量。粗轴11的下方装有在标尺27上下滑动的播种用量限位块23，用于调节挡板9与粗轴11的缝隙，根据标尺27的刻度精细地调节播种量；粗轴12的下方装有在标尺28上下滑动的施肥用量限位块24，用于调节挡板9与粗轴12的缝隙，根据标尺28的刻度精细地调节施肥量。在上述装置实施例中，粗轴11上开有种子出料口凹槽17，粗轴12上开有肥料出料口凹槽18，如图2所示。凹槽17在种子料箱21的底部，随着粗轴11转动而将槽内的种子泻入播种漏斗31，凹槽18在肥料料箱22的底部，随着粗轴12转动而将槽内的肥料泻入施肥漏斗32。在上述装置实施例中，
在联动转轴的粗轴11、12的一侧分别装有挡板刷33、34，如图2所示。只有凹槽17内的种子和凹槽18内的肥料能随着各自的粗轴11、12转动向下进入各自的漏斗，其它种子或肥料均被挡板刷33、34挡住，留在各自的种子料箱21或肥料料箱22中。分别在粗轴11、12上开有的“穴状”凹槽17、18(当然也可以分别是圆孔形或矩形凹槽)，相应地在细轴13、14的带动下转动，使得种子料箱中的稻谷种子进入播种漏斗31的时间有所间隔，并使得肥料料箱中的肥料进入施肥漏斗32的时间也有所间隔，保证出芽秧苗间有空隙，利于水稻通风，且照此有所针对地施肥。播种施肥时，传递到动力轴(细轴13、14)的动力，带动播种施肥器上的主轴(粗轴11、12)转动，主轴则分别带动播种量调节齿轮25和施肥量调节齿轮26转动，调节播种用量限位块23和施肥用量限位块24时，各限位块只随相应的主轴(粗轴11、12)滑动，使得种子出料口 19或肥料出料口 20相应地与播种漏斗31或施肥漏斗32成固定倾斜夹角；播种量调节齿轮25拨动种子从种子出料口 19向下进入播种漏斗31，施肥量调节齿轮26拨动肥料从肥料出料口 20向下进入施肥漏斗32，进而分别使得种子和肥料均进入田间，则种子料箱21和肥料料箱22中的种子和肥料不断各自经播种量调节齿轮25、施肥量调节齿轮26、播种用量限位块23、施肥用料限位块24以及种子出料口 19和肥料出料口 20下料到田间。联动转轴的细轴13控制种子出料口 19，联动转轴的细轴14控制肥料出料口 20，使得种子料箱中凹槽内的稻谷种子进入种子输送漏斗时间有间隔，保证出芽秧苗间有空隙，利于水稻通风。在上述装置实施例中，在播种开沟器61和施肥开沟器62各自的后面分别装配有覆土板71、72，起覆土镇压作用，如图1、3所示。如图3所示，上述装置实施例还包括含有固定轴8、牵引架10、两个拉杆30、40和两个固定立杆50、60的架体部件,其中播种施肥器I通过牵引架10固定在固定轴8上,牵引架10分别由两个拉杆30、40各自的一端与固定轴8连接，两个拉杆30、40各自的另一端分别固定在两个固定立杆50、50上。牵引架10可由牵引动力机械(譬如一个拖拉机)牵引着，在田间移动。播种施肥一体化方法流程，包括如下步骤:将本发明的水稻旱作播种施肥的装置由牵引动力机械通过该装置的牵引架连接到固定轴上，固定轴与联动转轴的粗轴和联动转轴的细轴配合，由此动力传至播种器；打开种子料箱和肥料料箱上的挡板，使得种子顺着播种施肥器中间的粗轴11随转动的细轴13转动，经过播种漏斗进入种子输送管 ，落入由一排开沟犁开出的条沟内；同时，使得肥料顺着播种施肥器中间的粗轴12随转动的细轴14转动，经过施肥漏斗进入肥料输送管，落入由另一排开沟犁开出的另一条沟内。在上述方法实施例中，打开种子料箱和肥料料箱上的挡板后，具体包括:部分种子进入播种施肥器中间的粗轴11的凹槽17，随转动的细轴13转动，凹槽17上的种子经过播种漏斗进入输送管，落入由一排开沟犁开出的条沟内，凹槽17外其余的种子被挡板刷33挡住；部分肥料进入播种施肥器中间的粗轴12的凹槽18，随转动的细轴14转动，凹槽18上的肥料经过肥料漏斗进入输送管，落入由另一排开沟犁开出的另一条沟内，凹槽18外其余的肥料被的挡板刷34挡住。上述方法实施例还包括:通过开沟犁后的覆土板71、72的覆土镇压，促进种子和土壤紧密接触以利于吸水发芽。播种施肥过程同步进行，若该装置停止运行，则不施肥播种。本发明通过水稻旱作直播播种施肥一体机械作业，改变了传统的水田作业模式，采取浅耕播种、施肥工序一次性操作，来减轻水田作业的繁重劳动，将条播与开沟和穴播结合，保障了播种通风透光排水畅通，由此可促进水稻的自然生长。播种量、施肥量可通过带有刻度的标尺和改变凹槽大小来调节，来保证水稻良好的生育和合理的产量结构。另外，通过调整相邻施肥播种器在固定轴8上的间距和开沟犁的间距调节水稻行距，并通过装置中的连杆5调节播种的深度。再有， 本发明的装置还可进行带芽播种，即当播种器工作时，种子箱凹槽外的种子被带有软毛的挡板刷挡住，避免种子与施肥播种器外壳发生摩擦而损伤种芽。
权利要求
1.一种实现水稻旱作播种施肥的装置，其特征在于，包括播种施肥器、种子料箱、月巴料料箱、播种漏斗、施肥漏斗、种子输送管、肥料输送管、连杆、播种开沟器、施肥开沟器，其中: 播种施肥器的上方分别安装种子料箱和肥料料箱，且种子料箱和肥料料箱各自的下方分别相应地开有种子出料口和肥料出料口，并为该两个出料口配有挡板；在挡板的下方，通过播种漏斗与种子输送管相连，通过施肥漏斗与肥料输送管相连；种子输送管的下端连接播种开沟器，肥料输送管的下端连接施肥开沟器，该两个开沟器和由所述连杆固定； 播种施肥器包括的播种联动转轴的第一粗轴和第一细轴通过第一牙嵌式联轴器联接，施肥联动转轴的第二粗轴和第二细轴通过第二牙嵌式联轴器联接；第一粗轴和第二粗轴均作为主轴，相应地由作为动力轴的第一细轴和第二细轴通过转动机械带动转动；第一粗轴与第一细轴之间刚性连接有播种量调节齿轮，第二粗轴与第二细轴之间刚性连接有施肥量调节齿轮，且播种量调节齿轮与施肥量调节齿轮联动连接。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于， 在第一粗轴上开有种子出料口的第一凹槽，第二粗轴上开有肥料出料口的第二凹槽；第一凹槽在所述种子料箱的底部，随着第一粗轴转动将第一凹槽槽内的种子泻入所述播种漏斗，第二凹槽在所述肥料料箱的底部，随着第二粗轴转动将第二凹槽槽内的肥料泻入所述施肥漏斗。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于， 在第一粗轴上开有的第一凹槽和第二粗轴上开有的第二凹槽均为穴状凹槽。
4.按照权利要求2所述的装置，其特征在于， 在第一粗轴的 一侧装有第一挡板刷，用于挡住第一凹槽外的种子，在第二粗轴的一侧装有第二挡板刷，用于挡住第二凹槽外的肥料。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于， 第一粗轴的下方装有在第一标尺上下滑动的播种用量限位块，用于调节所述挡板与第一粗轴的缝隙，根据第一标尺的刻度精细地调节播种量； 第二粗轴的下方装有在第二标尺上下滑动的施肥用量限位块，用于调节所述挡板与第二粗轴的缝隙，根据第二标尺的刻度精细地调节施肥量。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于， 在所述播种开沟器的后面装配有第一覆土板，在施肥开沟器的后面装配有第二覆土板。
7.按照权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，还包括含有固定轴、牵引架、第一拉杆、第二拉杆、第一固定立杆、第二固定立杆的架体部件，其中: 所述播种施肥器通过牵引架固定在固定轴上，牵引架分别由第一拉杆、第二拉杆各自的一端与固定轴连接，第一拉杆的另一端固定在第一固定立杆上第二拉杆的另一端固定在第二固定立杆上；该牵引架由牵引动力机械牵引。
8.一种用权利要求1所述的装置实现水稻旱作播种施肥的方法，其特征在于，包括: 将所述装置由牵引动力机械通过所述牵引架连接到一固定轴上，该固定轴与播种联动转轴的第一粗轴和第一细轴配合，将动力传至播种施肥器； 打开种子料箱和肥料料箱上的挡板，使得种子顺着播种施肥器中间的第一粗轴随转动的第一细轴转动，经过播种漏斗进入种子输送管，落入由一排开沟犁开出的条沟内；同时，使得肥料顺着播种施肥器中间的第二粗轴随转动的第二细轴转动，经过施肥漏斗进入肥料输送管，落入由另一排开沟犁开出的另一条沟内。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，打开种子料箱和肥料料箱上的挡板后，具体包括: 部分种子进入播种施肥器中间的第一粗轴的第一凹槽，随转动的第一细轴转动，第一凹槽上的种子经过播种漏斗进入种子输送管，落入由一排开沟犁开出的条沟内；第一凹槽外其余的种子被第一挡板刷挡住；部分肥料进入播种施肥器中间的第二粗轴的第二凹槽，随转动的第二细轴转动，第二凹槽上的肥料经过肥料漏斗进入肥料输送管，落入由另一排开沟犁开出的另一条沟内；第二凹槽外其余的肥料被第二挡板刷挡住。
10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括: 通过开沟犁后的第一覆土板、第二覆土板的覆土镇压，促进种子和土壤紧密接触以利于吸水 发芽。
全文摘要
本发明披露了一种实现水稻旱作播种施肥的装置和方法，该装置包括播种施肥器的上方分别安装开有种子出料口的种子料箱和开有肥料出料口的肥料料箱，并为该两出料口配有挡板；挡板的下方通过播种漏斗与种子输送管相连，并通过施肥漏斗与肥料输送管相连；两输送管各自的下端相应连接播种开沟器、施肥开沟器，两开沟器由连杆固定；播种联动转轴的第一粗轴和第一细轴通过第一牙嵌式联轴器联接，且两轴之间刚性连接有播种量调节齿轮，施肥联动转轴的第二粗轴和第二细轴通过第二牙嵌式联轴器联接，且两轴之间刚性连接有施肥量调节齿轮，两调节齿轮联动连接；两粗轴相应由两细轴通过转动机械带动转动。
文档编号A01C5/08GK103141189SQ20131006825
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者张晴雯, 张爱平, 杨正礼, 王明 申请人:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所