气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机

1.本发明属于农业机械领域，具体地，涉及一种气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机。


背景技术：

2.田间育种试验是选育作物新品种的必由之路，其现代化程度直接关系到新品种的成功选育。为了减少时间和气候变化对试验结果的影响，田间育种试验要求同一试验所有小区必须在同一天内完成，工作量巨大，传统人工方式，劳动强度大、人工成本高，且作业质量并不能满足要求。而育种机械化能够有效提高育种作业效率和准确度，可以更好更快更全面实现大规模育种的品种测试。但是，我国田间育种试验机械化发展较为缓慢，尤其是作物的小区精量播种，仍以人工作业为主，已不能适应玉米种业的高速发展趋势，迟滞了新品种的研发进度。
3.目前，我国大田精量播种已经基本实现了机械化，但是作物品种小区试验在精量播种方面仍采取人工或利用简易大田机械进行半机械化操作，作业机具落后，劳动强度大，机械化水平低、播种质量差，严重影响了育种试验结果的准确性和科学性，不利于作物新品种培育，已经成为制约现代化种业发展的瓶颈性问题。


技术实现要素：

4.本发明针对现有小区精量播种机具缺乏、机械化水平低、大田机械用于小区作业而播种质量难以保证等问题，提供了一种气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机，能够有效的保证育种条件下种量逐渐减少时，播种机依然能够稳定作业，避免漏播现象发生，提高小区精量播种精度。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种悬气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机，主要由三点悬挂架、主机架、自动供种装置、精量排种装置、开沟镇压覆土装置组成；其中，所述精量排种装置包括风机、输气管、三通管、气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器和余种收集装置；所述的三点悬挂架固定在主机架上，位于整个播种机的前部，与拖拉机进行挂接；所述的自动供种装置安装在主机架的上方，整个播种机安装2个自动供种装置，每个自动供种装置可以实现2个精量排种装置的自动供种；所述开沟镇压覆土装置安装在主机架的后方，气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器安装在开沟镇压覆土装置上，精量排种装置与开沟镇压覆土装置共同实现开沟、排种、覆土与镇压一体化作业；所述的风机安装在2个气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器之间的上方，每个风机可同时为2个气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器提供气流风压；所述的余种收集装置位于气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器的下方，用来收集每个小区的剩余种粒；所述的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机，工作时，将多个小区所用的定量的作物种粒倒入自动供种装置内，自动供种装置进行供种作业将待播种粒送入到气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器内；风机沿着输气管向排种器内部输送正向气流，在气流吹送和种勺型孔组合作用下完成取种；开沟
部件开出适合的种沟，排种器内部种盘旋转，到达排种口，单粒种子在重力作用下落入到开沟部件开出的种沟内，随后覆土镇压装置进行覆土镇压；当一个小区的播种作业结束，余种收集装置开始工作，精量排种器内部的剩余种粒会在重力和风机气流吹送双重作用下，落入到余种收集装置，清种完毕后，余种收集装置结束工作，等待下一个小区的排种作业。
6.所述的自动供种装置主要由种盒，链条，主动链轮，从动链轮，主动轴，从动轴，步进电机，种盒收纳箱，种盒底板，供种平台，供种口，推种翼板，供种器外壳组成；整个自动供种装置通过供种器外壳进行固定，自动供种装置的其他零部件通过螺旋固接在供种器外壳上；其中，供种平台的一侧安装主动链轮，另外一侧安装从动链轮，主动链轮、从动链轮由链条来连接；步进电机与主动链轮固连，带动链条进行旋转；种盒平板放置在供种平台上方，2排种盒按照播种顺序并列依次紧密贴合的放置在自动供种装置的种盒平板上，供种平台的前部开有两个供种口，供种口通过输种管与精量排种装置连接，每个自动供种装置能够完成2行的种粒供给；推种翼板由紧盯螺栓固连在链条上，链条的旋转使得推动翼板向前运动，进而向前推着种盒直线运动；种盒收纳箱通过螺栓安装在供种器外壳的最前侧；当进行供种作业时，链条装有推种翼板，在步进电机作用下带动下链轮旋转，链条上的翼板推动种盒前进；种盒经过供种口上方时，种子经过输种管落入气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器中；用完的种盒继续被推动着，直到掉落到种盒收纳箱里，当一批种盒完全供种结束，步进电机反转，推动翼板复位，等待下一轮供种作业。
7.所述的风机采用离心式正压风机，通过输气管与气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器相连接，输气管中间置有三通管；风机通过旋转产生正向气流，经输气管进行输送，通过三通管进行分流，同时为2个排种器提供气吹风压；气流进入到排种器内部，和排种器共同作用进行排种作业。
8.所述的气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器，主要由排种器壳体，排种盘，隔板，种勺盘，种勺、驱动电机，进气管，单向毛刷群，排种器座，进种口，排种口，余种连接架组成；整个排种器通过排种器座进行固定安装，排种器壳体通过螺栓与排种器座固连，形成整体排种空间；所述进种口位于排种器壳体的外侧，通过输种管与自动供种装置的供种口连接；种勺盘、隔板、排种盘依次安装在排种空间的内部，种勺盘安装在排种盘上，随排种盘转动；隔板位于种勺盘和排种盘中间，与排种器壳体固接；所述排种器壳体的底板开设有清种口，侧面开有进气口，用来安装进气管；所述排种器壳体内部设置种腔组合板，与单向毛刷群、余种收集装置的挡种板共同组成种腔空间；电机安装在排种器的最外侧，通过联轴器与排种器的驱动轴所连接，带动排种盘、种勺盘旋转。
9.所述种腔组合板由直线段、曲线段组成，直线段与曲线段相切，直线段与进气口、进气管的轴线平行，与水平线呈45度夹角；曲线段圆弧角为141度，直径35mm，曲线段下方连接紧密分布的单向毛刷群组成，单向毛刷群可以允许种勺单向通过，阻挡玉米种粒向种腔空间外侧流动；种腔组合板与单向毛刷群组合，有利于配合风机的气流吹送进行种粒聚拢。
10.所述种勺盘上圆周均匀布置种勺，与进入的气流分别在种粒两侧形成错位互作，种粒产生姿态调整，引导种粒进入到种勺的型孔内。
11.所述的余种收集装置通过余种连接架安装在气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器的下方，由种粒收集盒、挡种板、连杆、转盘、直流电机组成；挡种板安装在种粒收集盒的上方，正好能够堵住气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器的排种器壳体的清种口；连杆一
端与挡种板铰接，一端与转盘固接；直流电机与转盘连接，转盘、挡种板、连杆组成曲柄滑块机构；所述种粒收集盒呈圆环状，通过螺栓与气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器的排种器壳体进行固连，能够紧密贴合；进行种粒回收作业时，直流电机带动转盘旋转，使连杆带动挡种板向外侧运动，气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器的清种口被打开，种腔内剩余的种子在重力和气流吹送作用下落入到种粒收集盒中，完成清种作业。
12.所述的直流电机带动挡板进行往复直线运动，直线运动距离可调，范围0~50mm。
13.所述的精量排种装置工作时，风机启动，正压气流沿输气管、进气管进入到气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器内部；自动供种装置落入的种粒经进种口落入到种腔空间，在进气口传来的气流吹送作用下沿着种腔组合板进行聚拢，种粒聚拢成群此时位于种勺盘有效取种区域内，便于种勺取出单粒种子；驱动电机驱动种勺盘和排种盘旋转运动，种勺盘上的种勺经过种腔有效取种区域，与进入的气流吹送共同作用，引导种粒进入到种勺内，多余的种粒在和重力气流吹送作用下重新回到种腔；种粒随着种勺盘继续转动，经过隔板上方时，由于存在缺口会落入到排种盘，排种盘带动种粒经过排种口时，种粒在重力的作用下落入到种沟内。
14.所述的开沟覆土镇压装置主要由铲尖、防缠棍、开沟铲主体、固定架、弹簧、开沟主体架、压力控制器、镇压轮连接柱、平行四边形支架、覆土器和镇压轮组成；开沟覆土镇压装置使用u形螺栓、螺母通过固定架安装在主机架上，气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器固接在开沟主体架上，位于开沟铲主体的上方，处于铲尖、覆土器中上方位置；铲尖安装在开沟覆土镇压装置的最下方，与开沟铲主体进行连接；防缠棍安装在开沟铲主体的前侧，设置在铲尖的上方；覆土器铰接在开沟铲主体的后方，覆土器将两侧的土壤拨回种沟内，覆盖种子，且覆土深度要一样，不改变土壤中原本种子播种后的位置；开沟主体架的下方连接开沟铲主体，上方用来安装风机；平行四边形支架一端与固定架铰接，一端与开沟主体架的后侧连接；弹簧一端固定在固定架，一端固接在开沟主体架；镇压轮连接柱一侧铰接在开沟主体架，一端与镇压轮铰接；压力控制器安装在开沟主体架架与镇压轮连接柱中间，能够起到调节镇压轮的镇压力，保证土壤与种子严密接触，方便种子生长发育；镇压轮和平行四边形支架、弹簧共同起到仿形作用，保证开沟覆土装置能够随着地势的起伏变化而变化，不改变开沟深度开沟器的入土角不改变，确保播种深度一致。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明设计了一种气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机，为田间育种试验的小区精量播种作业提供可选专用机具，提高了小区播种机械化作业水平；本发明采用气流吹送和种腔内空间结构优化的方式，有利于聚拢种粒群，避免种粒分散，为取种做好准备工作；本发明采用气流吹送和种勺取种的耦合互作，引导种粒能够顺利进入到种勺的型孔内，避免用于育种试验种粒少而缺少支撑力进入种勺型孔，避免漏播现场发生；本发明采用电控清种的方式，能够迅速的完成剩余种粒清理，避免不同小区的种子混杂。
附图说明
16.图1是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的整体结构示意图；图2是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的自动供种装置的结构示意图；
图3是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的精量排种装置的结构示意图；图4是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器的结构示意图；图5是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的排种器壳体的结构示意图；图6是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的开沟覆土镇压装置的结构示意图；图7是本发明的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的余种收集装置的结构示意图。
17.其中，附图标记为：1-自动供种装置 2-精量排种装置 3-三点悬挂架 4-主机架 5-开沟镇压覆土装置；101-供种器外壳 102-步进电机 103-种盒收纳箱 104-主动链轮 105-主动轴 106-链条107-供种口 108-供种平台 109-种盒 110-种盒平板 111-从动链轮 112-从动轴 113-推种翼板；201-风机 202-输气管 203-三通管 204-气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器 205-余种收集装置；2041-余种连接架 2042-进种口 2043-种勺盘 2044-隔板 2045-进气管 2046-排种盘 2047-排种口 2048-排种器座 2049-排种器壳体 20410-种勺 20411-单向毛刷群 20412-驱动电机；20491-进气口 20492-种腔组合板 20493-清种口；2051-种粒收集盒 2052-挡种板 2053-直流电机 2054-转盘 2055-连杆；501-铲尖 502-开沟铲主体 503-防缠棍 504-固定架 505-弹簧 506-平行四边形支架 507-开沟主体架 508-压力控制器 509-镇压轮连接柱 510-镇压轮 511-覆土器。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
19.如图1所示，气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机，主要由自动供种装置1、精量排种装置2、三点悬挂架3、主机架4、开沟镇压覆土装置5组成；所述的三点悬挂架3固定在主机架4上，位于整个播种机的前部，与拖拉机进行挂接；所述的自动供种装置1安装在主机架4的上方，整个播种机安装2个自动供种装置1，每个自动供种装置1可以实现2个精量排种装置2的自动供种；所述开沟镇压覆土装置5安装在主机架4的后方，气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器安装在开沟镇压覆土装置5上，精量排种装置2与开沟镇压覆土装置5共同实现开沟、排种、覆土与镇压一体化作业。
20.所述的气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机，工作时，将多个小区所用的定量的作物种粒倒入自动供种装置1内，自动供种装置1进行供种作业将待播种粒送入到气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204内；风机201沿着输气管202向排种器内部输送正向气流，在气流吹送和种勺型孔组合作用下完成取种；开沟部件开出适合的种沟，排种器内部种盘旋转，到达排种口2047，单粒种子在重力作用下落入到开沟部件开出的种沟内，随后覆土镇
压装置进行覆土镇压；当一个小区的播种作业结束，余种收集装置205开始工作，气吹-种勺组合式小区精量排种器204内部的剩余种粒会在重力和风机201气流吹送双重作用下，落入到余种收集装置205，清种完毕后，余种收集装置205结束工作，等待下一个小区的排种作业。
21.如图2所示，所述的自动供种装置205主要由供种器外壳101，步进电机102，种盒收纳箱103，主动链轮104，主动轴105，链条106，供种口107，供种平台108，种盒109，种盒底板110，从动链轮111，从动轴112，推种翼板113组成；整个自动供种装置1通过供种器外壳101进行固定，自动供种装置1的其他零部件通过螺旋固接在供种器外壳101上；其中，供种平台108的一侧安装主动链轮104，另外一侧安装从动链轮111，主动链轮104、从动链轮111由链条106来连接；步进电机102与主动链轮104固连，带动链条106进行旋转；种盒平板110放置在供种平台108上方，2排种盒109按照播种顺序并列依次紧密贴合的放置在自动供种装置1的种盒平板110上，供种平台108的前部开有两个供种口107，供种口107通过输种管与精量排种装置2连接，每个自动供种装置1能够完成2行的种粒供给；推种翼板113由紧盯螺栓固连在链条106上，链条106的旋转使得推动翼板113向前运动，进而向前推着种盒109直线运动；种盒收纳箱103通过螺栓安装在供种器外壳101的最前侧。
22.当进行供种作业时，链条106装有推种翼板113，在步进电机102作用下带动下链轮旋转，链条106上的推种翼板113推动种盒109前进；种盒109经过供种口107上方时，种子经过输种管落入气吹-种勺耦合互作型精量排种器204中；用完的种盒109继续被推动着，直到掉落到种盒收纳箱103里，当一批种盒109完全供种结束，步进电机102反转，推动翼板113复位，等待下一轮供种作业。
23.如图3所示，气吹-种勺耦合互作型小区精量播种机的精量排种装置2，主要由风机201、输气管202、三通管203、气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204和余种收集装置205组成；风机201通过气流管道与气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204相连接，输气管202中间置有三通管203，三通管203两侧的输气管202分别和进气管2045连接；余种收集装置205通过余种连接架2041安装在气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204的下方。
24.所述的精量排种装置2工作时，风机201启动，正压气流沿三通管203、输气管202、进气管2045进入到气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204内部；自动供种装置1落入的种粒经进种口2042落入到种腔空间，在进气口2042传来的气流吹送作用下沿着种腔组合板20492进行聚拢，种粒聚拢成群此时位于种勺盘2043有效取种区域内，便于种勺20410取出单粒种子；驱动电机20412驱动种勺盘2043和排种盘2046旋转运动，种勺盘2043上的种勺20410经过种腔有效取种区域，与进入的气流吹送共同作用，引导种粒进入到种勺20410内，多余的种粒在和重力气流吹送作用下重新回到种腔；种粒随着种勺盘2043继续转动，经过隔板2044上方时，由于存在缺口会落入到排种盘2046，排种盘2046带动种粒经过排种口2047时，种粒在重力的作用下落入到种沟内。
25.如图4所示，所述的气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204主要由余种连接架2041，进种口2042，种勺盘2043，隔板2044，进气管2045，排种盘2046，排种口2047，排种器座2048，排种器壳体2049，种勺20410，单向毛刷群20411，驱动电机20412，组成；整个排种器通过排种器座2048进行固定安装，排种器壳体2049通过螺栓与排种器座2048固连，形成整体排种空间；余种连接架2041安装在排种器壳体2049的最外侧，与余种收集装置205连接；所
述进种口2042位于排种器壳体2049的外侧，通过输种管与自动供种装置1的供种口107连接；种勺盘2043、隔板2044、排种盘2046依次安装在排种空间的内部，种勺盘2043安装在排种盘2046上，随排种盘2046转动；隔板2044位于种勺盘2043和排种盘2046中间，与排种器壳体2049固接；驱动电机20412安装在排种器的最外侧，通过联轴器与排种器的驱动轴所连接，带动排种盘2046、种勺盘2043旋转。
26.如图4和图5所示，所述的排种器壳体2049底板开设有清种口20493，侧面开有进气口20491，用来安装进气管2045；所述排种器壳体2049内部设置种腔组合板20492，与单向毛刷群20411、余种收集装置205的挡种板2052共同组成种腔空间。
27.所述种腔组合板20492由直线段、曲线段组成，直线段与曲线段相切，直线段与进气口20491、进气管2045的轴线平行，与水平线呈45度夹角；曲线段圆弧角为141度，直径35mm；种腔组合板20492下方连接紧密分布的单向毛刷群20411组成，单向毛刷群20411可以允许种勺20410单向通过，阻挡玉米种粒向种腔空间外侧流动；种腔组合板20492与单向毛刷群20411组合，有利于配合风机201的气流吹送进行种粒聚拢。
28.如图6所示，所述的开沟覆土镇压装置5主要由铲尖501、开沟铲主体502、防缠棍503、固定架504、弹簧505、平行四边形支架506、开沟主体架507、压力控制器508、镇压轮连接柱509、镇压轮510和覆土器511组成；开沟覆土镇压装置5使用u形螺栓、螺母通过固定架安装在主机架4上，气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204固接在开沟主体架507上，位于开沟铲主体502的上方，处于铲尖501、覆土器511中上方位置；铲尖501安装在开沟覆土镇压装置5的最下方，与开沟铲主体502进行连接；防缠棍503安装在开沟铲主体502的前侧，设置在铲尖501的上方；覆土器511铰接在开沟铲主体502的后方，覆土器511将两侧的土壤拨回种沟内，覆盖种子，且覆土深度要一样，不改变土壤中原本种子播种后的位置；开沟主体架507的下方连接开沟铲主体502，上方用来安装风机201；平行四边形支架506一端与固定架铰接，一端与开沟主体架507的后侧连接；弹簧505一端固定在固定架，一端固接在开沟主体架507；镇压轮连接柱509一侧铰接在开沟主体架507，一端与镇压轮510铰接；压力控制器508安装在开沟主体架507与镇压轮连接柱509中间，能够起到调节镇压轮510的镇压力，保证土壤与种子严密接触，有利于种子生长发育；镇压轮510和平行四边形支架506、弹簧505共同起到仿形作用，保证开沟镇压覆土装置5能够随着地势的起伏变化而变化，不改变开沟深度，铲尖501入土角不改变，确保播种深度一致。
29.如图7所示，所述的余种收集装置205主要由种粒收集盒2051、挡种板2052、直流电机2053、转盘2054和连杆2055组成；挡种板2052安装在种粒收集盒2051的上方，正好能够堵住气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204的排种器壳体2049的清种口20493；连杆2055一端与挡种板2052铰接，一端与转盘2054固接；直流电机2053与转盘2054连接，转盘2054、挡种板2052、连杆2055组成曲柄滑块机构；所述种粒收集盒2051呈圆环状，通过螺栓与气吹-种勺耦合互作型精量排种器204的排种器壳体2049进行固连，能够紧密贴合；进行种粒回收作业时，直流电机2053带动转盘2054旋转，使连杆2055带动挡种板2052向外侧运动，气吹-种勺耦合互作型小区精量排种器204的清种口20493被打开，种腔内剩余的种子在重力和气流吹送作用下落入到种粒收集盒2051中，完成清种作业。
30.最后需要指出的是：尽管上述通过举例说明，已经描述了本发明最佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述说明，本领域一般技术人员可以理解的是，在不背
离本发明所教导的实质和精髓的前提下，任何修改和变化都落入本发明的保护范围。