非圆种子单粒定向投种精密排种器的制造方法
【专利摘要】一种基于非圆种子单粒定向投种精密排种器，属于农业机械【技术领域】。其包括机架、种箱、振动供种机构、定向镇压辊、导种嘴、充种板；还包括顶针式气吸滚筒；工作时型孔滚筒内部为负压环境，型孔滚筒及其内部的排种清种机构转动，由凸轮驱动排种清种机构执行动作，先种子吸附在型孔内，再将种子导入定向镇压辊在育秧盘上形成了均匀分布的V型沟槽中；实现了精确的控制播种单粒率，并且能够精确定向投种、精密排种。
【专利说明】非圆种子单粒定向投种精密排种器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种投种排种器，特别是针对非圆种子、实现单粒定向投种、精密排种 的装置，属于农业机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 目前，精密播种技术是将确定数量的种子按作物栽培农艺要求成穴播于土壤的一 种机械化种植技术，可保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种 子生长发育创造最佳条件，且可大量节省种子，减少间苗用工，提高作物产量和质量，是一 项效果显著的节本增效工程技术。因此，现代农业对精密播种要求越来越迫切。特别是近 年来育种、种子加工处理、农艺栽培等技术不断发展与完善，大大提高了种子的发芽率和保 苗率，使精密播种技术有了更可靠的保证，从而对精密播种提出了更高的要求，单粒精播已 成为当前最具潜力的研究热点，在国内外得到了广泛应用。从目前研究看，除应用于玉米、 大豆、棉花等中耕作物的单粒播种外，在水稻、花生、小麦、蔬菜等作物上的研究与应用也越 来多。研究结果表明，单粒精播较多粒精播能得到更均匀的植株分布，是一项新的节本增效 的生产栽培技术，节种高产效果显著。单粒播种已成为现代播种技术的主要特征和播种技 术的主要发展方向。
[0003] 单粒精播高产栽培技术中精密排种是实现精密播种的关键技术之一，而精密排种 器又是精密播种机的核心部件。我国从70年代开始研究和推广精密播种技术，至今没能得 到普遍应用，主要原因是没有合适的精密排种部件。近几年，对单粒精播排种器的研究较 多，主要集中在大豆、玉米等圆形或近圆形形状规则的种子，基本能够实现单粒精密排种， 但对于大多数非圆形种子，充种过程极其复杂，实现单粒精密排种仍是单粒精密播种技术 的难点。在农艺上，随着单粒精播高产栽培新技术的不断示范推广，适于水稻、花生、小麦等 非圆种子的单粒精播排种器成为急需，越来越多的作物实施单粒精播已成为趋势。为推广 种子单粒精播这一"节本增效"现代化农业生产技术技术，农机与农艺相结合，研究设计单 粒精密排种器，提高种子单粒充种率，降低破碎率，且结构简单、性能稳定、工作可靠、适应 性强的单粒精播排种装置是目前单粒精播急需解决的问题，对提高经济效益，降低生产成 本，加速种植生产机械化的发展具有重要的现实意义。
[0004] 现在大量使用的排种器并不能够实现非圆种子的定向播种，造成种子在发芽后， 植物叶子之间相互遮挡，造成植物光照不足，影响生长；在育秧盘机械化移栽的过程中，植 物叶子之间相互缠绕也会造成植物叶子的损伤；因此，目前机械化播种或机械化育秧过程 中，仍然没有很好的解决单粒精量定向播种。有鉴于此，迫切需要一种在非圆种子播种的过 程中能够精确的控制播种单粒率，并且能够实现精确定向播种、投种后能够实现机械化清 种的非圆种子单粒定向投种精密排种器。
【发明内容】
[0005] 本发明公开一种非圆种子单粒定向投种精密排种器，旨在提供一种新，装置，使得 在非圆种子的播种过程中，能够精确的控制播种单粒率，并且在精确定向播种、投种后，能 够实现机械化自动清种。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] -种非圆种子单粒定向投种精密排种器，包括机架、种箱、振动供种机构、定向镇 压辊、导种嘴、充种板；还包括顶针式气吸滚筒；其中，
[0008] 种箱固定安装于机架的尾端；顶针式气吸滚筒设于机架中间上部；振动供种机构 位于种箱下方固定安装在机架上，其前端与顶针式气吸滚筒有间隙；定向镇压辊通过转轴 安装于机架前端下部；导种嘴位于顶针式气吸滚筒的下方固定安装到机架上；充种板位于 振动供种机构前方下部固定安装于机架上，充种板下边缘与顶针式气吸滚筒圆周面接触形 成V型充种区域；
[0009] 所述顶针式气吸滚筒包括端盖、排种清种机构、型孔滚筒、安装轴、凸轮；其中，型 孔滚筒上设有均匀分布的型孔，型孔顶部为基于非圆种子外形轮廓的孔槽，下部为沿径向 的通气孔；安装轴内设有通气道，与型孔滚筒对应的轴壁设有气孔，安装轴轴端设负压气接 口；凸轮和排种清种机构设于型孔滚筒内，安装轴穿过端盖、凸轮和排种清种机构，凸轮固 定于安装轴上，型孔滚筒两端由端盖封闭；工作时型孔滚筒内部为负压环境，型孔滚筒及其 内部的排种清种机构转动，安装轴和凸轮不转动，由凸轮驱动排种清种机构执行动作； [0010] 所述排种清种机构包括滑槽盘、排种板；其中，滑槽盘上径向设有排种板安装槽； 排种板端部置于排种板安装槽内，滑槽盘套装在安装轴上；
[0011] 所述排种板的外端面上设有弹性圆弧条；排种板内端有与凸轮表面接触的凸轮作 用端面；在排种板的弹簧安装端上安装有复位弹簧；
[0012] 所述定向镇压辊包括镇压辊、镇压单元、镇压辊安装轴；其中镇压辊安装轴位于镇 压辊中心；镇压辊镇压单元为楔形单体并均匀固定安装于镇压辊表面；楔形单体顶部棱线 与镇压辊圆周切线方向成0-90°夹角。
[0013] 在上述基本方案的基础上，可作进一步的优化：
[0014] 另，排种板的外端面上还有与型孔滚筒上的型孔对应设置的排种清种突起，工作 时排种清种突起可插入或脱离型孔；排种清种突起可与弹性圆弧条为一体的；安装轴可采 用径向有孔的空心轴；型孔滚筒与端盖及端盖与轴之间设有密封圈；所述的弹性圆弧条为 硫化橡胶条；凸轮可位于滑槽盘中心的凸轮容纳凹槽内，固定安装到安装轴上；振动供种 机前端与顶针式气吸滚筒间隙以5-15_为佳；排种板安装槽可为长方形槽；
[0015] 所述的由凸轮驱动排种清种机构执行动作，是指在排种清种机构随型孔滚筒转动 过程中，凸轮不转动，排种板在复位弹簧和凸轮作用下可沿滑槽盘径向滑动；当凸轮的短径 面作用于排种板时，复位弹簧使排种板离开型孔滚筒，型孔内为负压环境，当凸轮的长径面 作用于排种板时，使排种板接触型孔滚筒并封闭型孔，型孔内负压环境消失；
[0016] 镇压辊上镇压单元与型孔滚筒的型孔一一对应；
[0017] 顶针式气吸滚筒及定向镇压辊由电动机或者地轮驱动；定向镇压辊与顶针式气吸 滚筒通过链条连接，同步转动；
[0018] 所述导种嘴尾部的导种口为柔性导种口；
[0019] 所述顶针式气吸滚筒的安装轴的两端与负压风机通过气管连接；
[0020] 所述种箱包括固定箱，排量调节板；其中固定箱上设有种箱位置调节槽，排量调节 板上设有排量调节长槽；排量调节板通过螺栓固定安装到固定箱上；
[0021] 所述振动供种机构包括台阶振动板，电磁激振器，其中台阶振动板前端为连续台 阶，后方为平板，振动供种机构平板部位与种箱下部后方立板相接触；台阶振动板下部还设 有安装板，台阶振动板通过安装板固定安装到电磁激振器上。
[0022] 本发明的有益效果在于：
[0023] 在进行定向播种时，通过调节种箱排量调节板使得种子流动到振动供种机构的台 阶振动板上，通过激振器的作用使得种子能够实现向前运动，种子在台阶振动板台阶的作 用下横向分布，此时，种子在台阶振动板上形成均匀薄层，在激振器的作用下，流到充种板 与滚筒间的V型充种区域内；此时在V型充种区域的作用下，种子横向分布，此时，顶针式气 吸滚筒的排种板与凸轮投种机构的小半径端面接触，在复位弹簧的作用下排种板上硫化橡 胶圆弧条与型孔滚筒脱离，此时，型孔内部形成负压，将种子吸附在型孔内。此时，气吸滚筒 继续转动，当排种板运动到投种区域时，在凸轮投种机构的长半径面作用下，排种板及排种 清种突起向外运动，排种板上硫化橡胶圆弧长与型孔滚筒接触，排种清种轴突起向外运动 并插入型孔内，随着此时，型孔内部负压的消失，种子在自身重力和排种清种突起轴的作用 下流到导种嘴中；与此同时，经过定向镇压辊的镇压作用，育秧盘上形成了均匀分布的V型 沟槽；导种嘴尾部柔性导种口与育秧盘呈一定夹角，种子通过柔性导种口流入到V型沟槽 内，在重力的作用下均匀平躺于V型沟槽中。实现了实现精确定向播种、投种后能够，对于 实现机械化清种要求的非圆种子有机械化单粒定向投种的特点。
[0024] 利用振动板薄层横向供种的原理，通过设置气吸滚筒、定向镇压辊、导种嘴，使非 圆种子自动定向排列，实现了精确的控制播种单粒率，并且能够实现精确定向播种、投种， 本发明能够实现机械化清种要求的非圆种子单粒定向投种精密排种，解决了现有装置无法 对于非圆种子单粒定向精密排种的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是本发明局部剖视图；
[0026] 图2是本发明的机架结构图；
[0027] 图3是本发明的种箱结构示意图；
[0028] 图4是本发明振动供种机构结构示意图；
[0029] 图5是本发明的顶针式气吸滚筒结构爆炸图；
[0030] 图6是本发明的顶针式气吸滚筒结构示意图；
[0031] 图7是本发明的投种清种机构结构示意图；
[0032] 图8是本发明的滑槽盘结构示意图；
[0033] 图9是本发明的排种板结构示意图；
[0034] 图10是本发明的定向镇压辊结构示意图；
[0035] 图11是本发明的导种嘴结构示意图。
[0036] 附图标记：
[0037]
【权利要求】
1. 一种非圆种子单粒定向投种精密排种器，包括机架（1)、种箱（2)、振动供种机构 (3)、定向镇压辊（5)、导种嘴（6)、充种板（7);其特征在于，还包括顶针式气吸滚筒（4); 种箱（2)固定安装于机架（1)的尾端；顶针式气吸滚筒（4)设于机架（1)中间上部； 振动供种机构（3位于种箱（1)下方固定安装在机架（1)上，其前端与顶针式气吸滚筒有间 隙；定向镇压辊（5)通过转轴安装于机架（1)前端下部；导种嘴（6位于顶针式气吸滚筒（4) 的下方固定安装到机架（1)上；充种板（7)位于振动供种机构（3)前方下部固定安装于机 架（1)上，充种板（7)下边缘与顶针式气吸滚筒（4)圆周面接触形成V型充种区域； 所述顶针式气吸滚筒（4)包括端盖（19)、排种清种机构（25)、型孔滚筒（22)、安装轴 (23) 、凸轮（24);其中，型孔滚筒（22)上设有均匀分布的型孔，型孔顶部为基于非圆种子外 形轮廓的孔槽，下部为沿径向的通气孔；安装轴（23)内设有通气道，与型孔滚筒对应的轴 壁设有气孔，安装轴（23)轴端设负压气接口；凸轮（24)和排种清种机构（25)设于型孔滚 筒（22)内，安装轴（23)穿过端盖（19)、凸轮（24)和排种清种机构（25)，凸轮（24)固定于 安装轴（23)上，型孔滚筒（22)两端由端盖（19)封闭；工作时型孔滚筒（22)内部为负压环 境，型孔滚筒（22)及其内部的排种清种机构（25)转动，安装轴（23)和凸轮（24)不转动， 由凸轮（24)驱动排种清种机构（25)执行动作； 所述排种清种机构（25)包括滑槽盘（20)、排种板（21);其中，滑槽盘（20)上径向设有 排种板安装槽（26);排种板（21)端部置于排种板安装槽（26)内，滑槽盘（20套装在安装 轴（23上；所述排种板（21)的外端面上设有弹性圆弧条（29);排种板（21)内端有与凸轮 (24) 表面接触的凸轮作用端面（31)，在排种板（21)的弹簧安装端上安装有复位弹簧； 所述定向镇压辊（5)包括镇压辊、镇压单元（33)、镇压辊安装轴（34);其中，镇压辊安 装轴（34)位于镇压辊中心，镇压单元（33)为楔形单体并均匀固定安装于镇压辊表面。
2. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，排种板（21)的 外端面上还有与型孔滚筒（22)上的型孔对应设置的排种清种突起（28)，工作时排种清种 突起（28)可插入或脱离型孔。
3. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，安装轴（23)采 用径向有孔的空心轴；型孔滚筒（22)与端盖（19)及端盖（19)与轴之间设有密封圈。
4. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述的弹性圆 弧条（29)为硫化橡胶条。
5. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，凸轮（24)位于 滑槽盘（20)中心的凸轮容纳凹槽（27)内，固定安装到安装轴（23)上。
6. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，振动供种机构 (3)前端与顶针式气吸滚筒间隙为5-15mm。
7. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述的由凸轮 (24驱动排种清种机构（25执行动作，是指在排种清种机构（25随型孔滚筒（22)转动过程 中，凸轮（24)不转动，排种板（21)在复位弹簧和凸轮（24)作用下可沿滑槽盘径向滑动；当 凸轮（24)的短径面作用于排种板（21)时，复位弹簧使排种板（21)离开型孔滚筒（22)，型 孔内为负压环境，当凸轮（24)的长径面作用于排种板（21)时，使排种板（21)接触型孔滚 筒并封闭型孔，型孔内负压环境消失。
8. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，定向镇压辊上 的镇压单元（34)与型孔滚筒（22)上的型孔一一对应，定向镇压辊（10)与顶针式气吸滚筒 (4)通过链条连接，同步转动。
9. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述种箱（2)包 括固定箱（11)，排量调节板（12);其中固定箱（11)上设有种箱位置调节槽（14)，排量调节 板（12)上设有排量调节长槽；排量调节板（12通过螺栓固定安装到固定箱（11)上。
10. 如权利要求1所述非圆种子单粒定向投种精密排种器，其特征在于，所述振动供 种机构（3)包括台阶振动板（15)，电磁激振器（16)，其中台阶振动板（12)前端为连续台 阶，后方为平板，振动供种机构（3)平板部位与种箱（1)下部后方立板相接触；台阶振动板 (15)下部还设有安装板，台阶振动板（15)通过安装板固定安装到电磁激振器（16)上。
【文档编号】A01C7/20GK104488415SQ201410808188
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】刘彩玲, 王徐建, 宋建农, 王超, 王继承, 董向前, 王亚丽 申请人:中国农业大学