一种用于水稻籽粒的外槽滚轴式匀量排种机构

1.本实用新型涉及排种技术领域，尤其涉及到水稻种子匀量排种及布种，具体是指一种用于水稻籽粒的外槽滚轴式匀量排种机构。


背景技术：

2.水稻作为我国三大粮食作物之一，水稻种植质量关乎我国粮食安全，水稻种子的质量是水稻农业生产的基础，在农业中具有举足轻重的地位，选育优良的种子成为水稻种植的关键环节。
3.现有的水稻种子清选机多种多样，其中一些清选机分选种子时，是在传送带上进行，传统排种器排出种子时常常多粒排出并垂直下落到传送带上，又由于水稻种子形体长细，增加了两粒或多粒之间粘连现象的可能性。
4.传统小型排种器是利用其滚轮上的凹窝将种子带出种子漏斗，凹窝排布错落，凹窝经常卡住种子，甚至破坏水稻种子形状，破坏内部组织，影响种植质量。并且传统小型排种器其下落管结构常为单一直筒状下落管或者多分叉式下落管，排种器通过凹窝将种子多粒排出时，种子均从下料管中排出落在传送带上，传送带本身据有一定的柔韧性，弹力不足，而水稻种子质量轻，撞击传送带后弹起效果差，经常出现种子堆积过密现象，并且多个排种器并排安置进行排种，传送带上的布种状态常常为条带状，水稻种子体积很小和排布扎堆，出现大量粘连，影响识别准确性和分选效率。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术的不足，提供一种用于水稻籽粒的外槽滚轴式匀量排种机构，避免了水稻种子出现扎堆聚集，从而避免了大量粘连。
6.本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种用于水稻籽粒的外槽滚轴式匀量排种机构，包括种箱、与种箱下端的出料口适配的外槽滚轴，以及位于外槽滚轴下方的支架，外槽滚轴的一端连接有驱动电机，外槽滚轴的外弧面固设有若干沿周向依次间隔排布的滚轴齿，相邻的滚轴齿之间形成与外槽滚轴长度一致的外槽穴，所述外槽滚轴的出料侧下方设有安装在支架上的倾斜缓冲板，所述倾斜缓冲板的下端下方设有传送带，倾斜缓冲板的左、右侧边均设有向上延伸的挡板。
7.本方案在使用时，通过驱动电机驱动外槽滚轴转动，利用外槽穴将水稻种子拨出，水稻种子从外槽穴掉出后落至倾斜缓冲板，并沿倾斜缓冲板滑落至传送带上，通过传送带对水稻种子进行传送；通过设置倾斜缓冲板，避免了因为下料管的空间小而扎堆布种的现象；倾斜缓冲板左右两侧均安放挡板，保证了从倾斜缓冲板下落的水稻种子落入传送带区域，避免种子从左右两侧撒落。
8.作为优化，种箱下端出料口的前、后侧面分别安装有延伸至滚轴齿的毛刷。本优化方案通过在种箱出料口前侧设置毛刷，保证种子由外槽穴拨出，通过在种箱出料口后侧设置毛刷，避免种子从后侧漏出。
9.作为优化，所述倾斜缓冲板的上端通过横向延伸的调节轴与支架铰接，所述调节轴与外槽滚轴相互平行，所述支架上还设有位于调节轴下方的伸缩杆，所述伸缩杆的一端与倾斜缓冲板铰接，伸缩杆的另一端与支架通过横轴铰接。本优化方案的设置，实现了倾斜缓冲板绕调节轴的转动，从而实现了对倾斜缓冲板倾斜角度的调整。
10.作为优化，所述横轴上设有外螺纹，且伸缩杆与支架通过安装在横轴上的紧固螺母相对固定。本优化方案的设置，便于在调整倾斜缓冲板的角度后进行固定。
11.作为优化，所述支架为沿竖直方向可伸缩的伸缩架。本优化方案将支架设置为沿竖直方向可调，从而实现了倾斜缓冲板的高度调整，便于对种子下落至倾斜缓冲板的距离进行调整，从而满足更多种子的排种要求。
12.本实用新型的有益效果为：通过在外槽滚轴上设置容纳水稻种子的外槽穴将种子排出至倾斜缓冲板，进而下落至传送带，依靠传送带的摩擦力平铺至传送带表面，适合水稻种子质软体轻、不易弹起的特点；倾斜缓冲板的倾斜角度可调，适用于更多的识别方法和布种状态。
附图说明
13.图1为本实用新型结构示意图；
14.图2为外槽滚轴结构示意图；
15.图3为外槽滚轴侧面工作示意图；
16.图4为正面排种落种示意图；
17.图中所示：
18.1、种箱，2、后毛刷，3、外槽穴，4、滚轴齿，5、外槽滚轴，6、调节轴，7、倾角仪，8、横轴， 9、伸缩杆，10、支架，11、控制盒，12、工作台，13、地面，14、脚架，15、从动辊，16、传送带，17、主动辊，18、倾斜缓冲板，19、挡板，20、倾斜缓冲板与竖直方向夹角，21、中心轴，22、前毛刷，23、水稻种子。
具体实施方式
19.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
20.如图1所示一种用于水稻籽粒的外槽滚轴式匀量排种机构，包括种箱1、与种箱下端的出料口适配的外槽滚轴5，以及位于外槽滚轴下方的支架10，支架为沿竖直方向可伸缩的伸缩架，支架的前方设置工作台12，工作台上放置有控制盒11，控制盒11中包括电机驱动器和微型控制器，计算机通过程序控制微型控制器，微型控制器向电机驱动器发出信号，驱动器通过接线再向步进电机发出脉冲，从而使步进电机转动，带动外槽滚轴转动排种。
21.外槽滚轴的一端同轴固接有中心轴21，中心轴21连接有驱动电机，本实施例的驱动电机采用步进电机，通过驱动电机带动外槽滚轴转动。外槽滚轴的外弧面固设有若干沿周向依次均匀间隔排布的滚轴齿4，沿周向相邻的滚轴齿之间形成与外槽滚轴长度一致的外槽穴3，外槽穴沿横向延伸，外槽穴可储存种箱中落下的水稻种子。横向的外槽穴分批次接收种箱中的水稻种子，每一槽穴种子为一批，每一批匀速同量传输到倾斜缓冲板，外槽穴为弧形状凹槽，弧形状能够提高水稻种子脱离槽穴的效率。通过外槽滚轴上的外槽穴，将种箱的水稻种子均匀分出，解决了因为传统排种机构凹窝卡种子的问题。外槽滚轴的长度与
种箱下端的出料口长度适配，种箱下端出料口的前侧面安装有延伸至滚轴齿的前毛刷22，种箱下端出料口的后侧面安装有延伸至滚轴齿的后毛刷2，前毛刷和后毛刷均为软质刷，当外槽滚轴滚动时，前毛刷和后毛刷扫过外槽穴，毛刷朝外槽滚轴运动方向弯曲配合，可以减少阻力，避免因为外槽滚轴的转动导致水稻种子提前脱离外槽穴。本实施例的外槽滚轴整体为一根圆柱形长轴，圆柱外槽滚轴侧面横向均匀分布外槽穴，种箱内的水稻种子落入外槽穴内进行排种；种箱呈上大下小的梯形体状，末端设置的毛刷和外槽滚轴紧密接触，保证不漏出种子。
22.外槽滚轴的出料侧下方设有安装在支架上的倾斜缓冲板18，倾斜缓冲板18上表面光滑设置，倾斜缓冲板的左、右侧边均设有向上延伸的挡板19。 具体的，倾斜缓冲板的上端通过横向延伸的调节轴6与支架铰接，所述调节轴与外槽滚轴相互平行，所述支架上还设有位于调节轴下方的伸缩杆9，所述伸缩杆的一端与倾斜缓冲板铰接，伸缩杆的另一端与支架10通过横轴8铰接，伸缩杆由人工调节实现伸缩，用于对倾斜缓冲板进行支撑，形成一定的倾斜状态；当观察到布种状态不符合清选条件时，可以参考倾角仪，调节伸缩杆改变倾斜缓冲板倾斜角度，从而改变水稻种子所受的摩擦力，进而改变水稻种子下落速度。为了方便对倾斜缓冲板调整角度后固定，本实施例的横轴上设有外螺纹，且伸缩杆与支架通过安装在横轴上的紧固螺母相对固定，松动紧固螺母后即可进行伸缩杆相对于支架的转动。伸缩杆的伸缩结构和支架的伸缩结构均采用现有技术，在此不再赘述。
23.本实施例的排种机构在横向外槽穴均匀排种的基础上，设置倾斜缓冲板与外槽滚轴末端衔接，使种子斜铺到倾斜缓冲板上，避免了因为下料管的空间小而扎堆布种的现象；倾斜缓冲板左右两侧均安放挡板，保证了从倾斜缓冲板下落的水稻种子落入传送带区域；调节轴设置在倾斜缓冲板靠近外槽滚轴的一端，调节轴位于倾斜缓冲板上边端部，是一个光滑转轴，可以使倾斜缓冲板上下绕动，调节倾斜缓冲板下方的伸缩杆可以改变伸缩杆的倾斜程度，拧下紧固螺母也可使伸缩杆随时取下，伸缩杆的伸缩运动改变倾斜缓冲板的倾斜角度。倾斜缓冲板工作时的角度范围为30~90度，倾角如图所示，支架上安装有测量倾斜缓冲板与竖直方向夹角20的倾角仪7，根据倾角仪显示数值随时调节伸缩杆，进而调节倾斜缓冲板的倾斜角度，从而改变水稻种子在倾斜缓冲板所受合力，进而改变水稻种子在倾斜缓冲板上的滑落速度。
24.倾斜缓冲板的下端下方设有传送带16，传动带的宽度与外槽滚轴的长度适配，传送带16安装在沿前后方向分布的从动辊15和主动辊17上，主动辊和从动辊均转动安装在脚架14上，脚架14固定于地面13，主动辊的转动由步进电机驱动，从动辊与传送带紧密相连，从动辊不受步进电机控制；步进电机速度控制由控制盒完成。
25.种箱板和倾斜缓冲板均由刷漆金属板加工而成，以避免材质腐蚀影响水稻种子籽粒。
26.本实施例排种机构的运动控制均由微型控制器和步进电机完成。步进电机可以实现开环控制，通过微型控制器输出的脉冲数量和频率实现步进电机的角度和速度控制。步距值不受外界因素干扰，便于控制，角度精准。微型控制器则采用树莓派，树莓派输出脉冲信号控制步进电机，通过程序随时修改步进电机的转速和角度。通过调整步进电机的转速，一方面控制传送带的移动速度，改变传送带与下落籽粒的摩擦力；另一方面控制外槽滚轴的转动速度，达到控制排出水稻种子数量的效果。以上传送带和外槽滚轴的控制由两个独
立步进电机完成。
27.本实施例解决了水稻种子扎堆过密现象，具体的，步进电机在微型控制器发出的脉冲信号下驱动，外槽滚轴随之转动，同时种箱中的水稻种子23被分流至转动的外槽滚轴的外槽穴中，外槽穴逐渐离开种箱末端并往下倾倒水稻种子，水稻种子脱离外槽滚轴的外槽穴后，进入倾斜缓冲板，倾斜缓冲板提前设置好倾斜角度，水稻种子在倾斜缓冲板的倾斜状态下呈平面状下落，最终离开倾斜缓冲板，落至转动的传送带上，传送带由步进电机驱动，速度可调，利用传送带的摩擦力将下落的水稻种子逐渐拉开，再次呈现均匀点状平铺于传送带上。
28.本排种机构专门针对水稻种子质软体轻、不易弹起、体积细长小等特点，设计外槽滚轴容纳水稻种子并排出至倾斜缓冲板，进而下落至传送带，依靠传送带的摩擦力平铺至传送带表面。对于其他粮食作物的种子，如玉米籽粒硬度大，体积大，尚无法保证因硬度大导致弹起距离大带来的布种状态的效果好与差，也无法保证因体积大外槽滚轴容纳种子的数量影响排种数量。由于不同品种的水稻种子籽粒状态不同，质地不同，所以分选时要求的布种状态不同，所需倾斜缓冲板倾角、传送带速度和外槽滚轴的转动速度不同，应该根据不同的识别方法，选择不同的布种状态，此时需要进行正交试验确定合理的参数。
29.具体使用时，包括以下步骤：
30.1、排种工作进行之前，首先校准程序，核对程序中的步进电机的转速和给出的脉冲数，运行程序，驱动步进电机，观察外槽滚轴和传送带是否能够正常工作；其次检查清种毛刷是否紧贴外槽滚轴，倾斜缓冲板是否和外槽滚轴下端衔接得当，根据倾角仪示数校准倾斜缓冲板的倾斜角度；当所有参数调整校准完毕，停止程序运行，暂停步进电机驱动；最后种箱存储适量需要分选的水稻种子，一切准备就绪，运行程序开始排种工作。
31.2、当排种工作进行时，可观察传送带上的水稻种子的布局状态，并判断是否达到分选要求，如果存在堆积粘连现象且不易识别，可暂停程序运行，通过调整倾斜缓冲板倾斜角、传送带速度、外槽滚轴转动速度这三个变量，达到最佳的布种效果；如果传送带上的水稻种子布局过于稀疏，也会降低分选的数量，工作效率低下，同样先暂停程序，考虑再次调整上述三个变量来改变布种的稀疏状态。
32.3、当识别分选工作全部结束后，及时停止程序运行，减少电量损耗；并及时清理种箱里的水稻种子，避免种子浪费。
33.本排种机构针对常见排种器进行优化设计，并结合水稻种子质量轻、质地软和形态细长等特点，传送带由步进电机控制运动速度，传送带匀速运动带来的摩擦力，使传送带上的布种状态平铺且更加均匀化，解决了传统排种器所排水稻种子堆积过密的问题，为后续的种子分选工作提供方便。重点解决了常规排种问题如：水稻种子堆积密集粘连、排种器滚轮卡住种子等；本排种机构提供排种思路，以上部件的具体尺寸应严格按照不同传送带尺寸定制，以保证种子下落时不逸出工作区。
34.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要
求保护范围。