谷物單粒均分精密播種機及其控制方法與流程

本發(fā)明涉及一種谷物單粒均分精密播種機及其控制方法，屬于農(nóng)業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

二、

背景技術(shù)：

小麥等谷物是我國主要的糧食作物，種植面積廣泛，播種是谷物生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的一步。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品出口貿(mào)易迅速發(fā)展，谷物需求量逐漸增大，人們對農(nóng)藝技術(shù)的要求也在不斷提高。我國常用的谷物播種機目前以條播為主，種子在地塊中分布不均，壟溝內(nèi)種子密集分布，壟間土地空置，導(dǎo)致壟溝內(nèi)的種子爭奪陽光、水分和肥料等資源，而壟間的陽光、水分和肥料得不到充分利用，從而對谷物產(chǎn)量造成不利影響。近幾年部分高校和科研院所研制的寬苗帶播種機，較傳統(tǒng)條播機播種質(zhì)量有所改善，但種子在地塊內(nèi)仍舊分布不均。因此，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計了一種谷物單粒均分精密播種機。

三、

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種谷物單粒均分精密播種機及其控制方法，該播種機根據(jù)農(nóng)業(yè)要求設(shè)計合理的工作參數(shù)，種子均勻分布在地塊中，株距與行距均勻一致，從而提高種子對土地、光、水和肥料等資源的利用率，為種子的生長發(fā)育創(chuàng)造最佳條件，增加谷物產(chǎn)量。

一種谷物單粒均分精密播種機，包括種箱、排種機構(gòu)、輸送機構(gòu)、開溝器、調(diào)節(jié)機構(gòu)、傳動機構(gòu)、鎮(zhèn)壓輪、覆土器和機架。本谷物播種機由拖拉機提供動力，播種機通過三點懸掛機構(gòu)與拖拉機掛接。

所述的輸送機構(gòu)安裝在現(xiàn)有谷物播種機排種器下方，呈前后兩列布置，每列輸送機構(gòu)由帶輪、帶輪軸、同步帶和擋種板組成；帶輪分為上、下帶輪；帶輪軸分為上、下帶輪軸，上、下帶輪軸與排種軸平行安裝在機架上，安裝時上帶輪軸與其同列對應(yīng)的排種軸軸線在同一豎直平面內(nèi)；同步帶環(huán)套在上、下帶輪上；帶輪軸上等間隔并排安裝多個帶輪和同步帶，相鄰帶輪間隔距離等于同步帶寬度，前后兩列帶輪交替插空布置。兩列同步帶均向前(即機器前進方向)傾斜安裝，且與前方的地面呈30°～75°角；前列同步帶的傾角大于等于后列同步帶的傾角，以便能為前后兩列開溝器提供充足的工作空間，防止出現(xiàn)擁土。帶輪軸水平安裝在機架上。同步帶上設(shè)有種子定位孔，水平方向上相鄰兩個定位孔的中心距等于按畝播量計算出的播種間距，定位孔的下端設(shè)計成V型；同步帶轉(zhuǎn)動過程中，種子靠重力滑落到V型下端，使種子從V型尖端滑落，保證種子的行距均勻一致。每列同步帶的上表面覆蓋一個擋種板，保證種子在運輸過程中不會因振動掉出定位孔，造成漏播；為避免擋種板阻礙同步帶轉(zhuǎn)動，擋種板與同步帶之間設(shè)有一微小間隙；擋種板寬度等于每列輸送帶的作業(yè)幅寬。每根同步帶下端對應(yīng)安裝有一個開溝器，在不妨礙開溝器工作的前提下盡量靠近地面安裝開溝器，防止種子落地后的彈跳，使種子均勻分布在地塊上。

所述的排種機構(gòu)可采用型孔輪式排種器或氣力式排種器，排種器上的型孔或吸種孔與同步帶上的定位孔相對應(yīng)，種子從型孔或吸種孔排出恰好落入輸送帶上的定位孔中。

所述的開溝器采用芯鏵式開溝器。為了保證開溝器正常工作，避免開溝時產(chǎn)生壅土，同步帶下方的開溝器與同步帶相對應(yīng)，呈前后兩列等距離交替布置。開溝器兩側(cè)板內(nèi)側(cè)距離稍大于單根同步帶的寬度，開溝器兩側(cè)板可實際播種要求制作，開溝器前后方向的安裝位置要保證與其對應(yīng)同步帶的投種位置處于開溝器側(cè)板后邊緣之前，保證種子在土壤回流之前落入種溝，從而保證種子在地塊上的分布粒距均勻一致。每個開溝器的開溝深度可以通過調(diào)節(jié)機構(gòu)進行單獨調(diào)節(jié)。

所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包括絲杠、螺紋套筒和U型螺栓。螺紋套筒安裝在開溝器立柱外部，絲杠與開溝器立柱通過螺紋連接；開溝器套筒通過U型螺栓安裝在機架底部。轉(zhuǎn)動絲杠，開溝器可以上下移動，從而調(diào)節(jié)開溝深度。每個開溝器均可單獨調(diào)節(jié)，能夠適應(yīng)各種地勢條件。

所述的傳動機構(gòu)包括主動鏈輪、外接鏈輪和傳送鏈輪。主動鏈輪安裝在鎮(zhèn)壓輪軸上，外接鏈輪安裝在排種軸一端，外接鏈輪與主動鏈輪位于機架同一側(cè)；傳送鏈輪安裝在機架另一側(cè)的排種軸和帶輪軸上。鎮(zhèn)壓輪帶動主動鏈輪轉(zhuǎn)動，主動鏈輪通過鏈條、外接鏈輪帶動排種軸轉(zhuǎn)動，排種軸通過傳送鏈輪鏈條帶動同步帶轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明還涉及一種谷物單粒均分精密播種機的控制方法，其步驟如下：

設(shè)谷物畝播量為M，谷物千粒重為m，種子均布在地塊內(nèi)，則種子間距則設(shè)同步帶上橫向上兩相鄰種子定位孔的中心距等于s。

設(shè)鎮(zhèn)壓器直徑為D，型孔輪一周有k個型孔，則式中n——鎮(zhèn)壓輪轉(zhuǎn)1圈，型孔輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)。則鎮(zhèn)壓器與型孔輪的傳動比設(shè)同步帶帶輪直徑為d，同步帶上縱向上相鄰定位孔對應(yīng)位置距離為l,由于型孔輪上的型孔和同步帶上的定位孔一一對應(yīng)，則式中n₁排種器轉(zhuǎn)1圈，對應(yīng)的帶輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)。則排種器和帶輪的傳動比按上述尺寸和傳動比設(shè)置，可保證播種株距行距均為s，種子在地塊均勻分布。

本發(fā)明開溝深度可調(diào)，可實現(xiàn)谷物整齊均勻的機械精密播種，保證種子落在地塊上時行距和株距均勻一致，種子在地塊均勻分布，使種子對整塊土地內(nèi)的光、水、肥料充分利用，避免了傳統(tǒng)播種壟內(nèi)作物爭水爭肥，而行間空檔水、肥、光得不到有效利用的現(xiàn)象，可增加谷物產(chǎn)量。

四、附圖說明

圖1是谷物單粒均分精密播種機整體結(jié)構(gòu)圖

圖2是同步帶結(jié)構(gòu)圖

圖3是開溝器安裝圖

圖4是調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖

圖5是主動鏈輪和外接鏈輪安裝圖

圖6是傳送鏈輪安裝圖

圖中1.種箱 2.排種器 3.排種軸 4.擋種板 5.開溝器 6.覆土器 7.鎮(zhèn)壓輪 8.傳動機構(gòu) 9.機架 10.帶輪軸 11.帶輪 12.同步帶 13.種子定位孔 14.絲杠 15.U型螺栓 16.套筒 17.立柱 18.外接鏈輪 19.主動鏈輪 20.傳送鏈輪

五、具體實施方式

一種谷物單粒均分精密播種機，輸送機構(gòu)呈前后兩列平行布置，安裝在排種器2下方，每列輸送機構(gòu)由上、下帶輪、上、下帶輪軸、同步帶12組成。安裝時輸送機構(gòu)的上帶輪軸軸線與其同列對應(yīng)的排種軸軸線位于同一豎直平面內(nèi)；每個帶輪軸10上安裝多個帶輪11，同根帶輪軸10上相鄰帶輪間隔距離為同步帶12寬度，前后兩列輸送機構(gòu)的帶輪11、同步帶12交替插空布置。同步帶傾斜安裝，與機器前進方向的地面呈30°～75°的傾角，前列同步帶12的傾角大于等于后列同步帶的傾角；同步帶12下端位于開溝器兩側(cè)板間，盡量靠近地面，使種子的下落高度盡量小，防止種子落地后的彈跳，保證播種間距。同步帶12表面設(shè)有種子定位孔13，種子定位孔13的下端設(shè)成V型，種子輸送過程中在重力滑落到種子定位孔13的V型尖端，種子定位孔13的大小根據(jù)所播谷物種子大小而定，種子定位孔13中心距根據(jù)畝播量計算出的種子間距確定。擋種板4安裝在同步帶12上方，與同步帶12表面平行安裝，防止種子在運輸過程中因機器振動掉出定位孔；擋種板4寬度等于每列同步帶12的播種幅寬；為避免擋種板4阻礙同步帶轉(zhuǎn)動，擋種板4與同步帶12之間有一微小間隙。開溝器5采用芯鏵式開溝器，通過U型螺栓安裝在機架上，與同步帶12相對應(yīng)呈前后兩列等距離交替布置；開溝器5兩側(cè)板內(nèi)側(cè)距離稍大于單根同步帶12的寬度，可根據(jù)需要定制，開溝器5前后方向的安裝位置要保證對應(yīng)同步帶12的投種位置處于開溝器5側(cè)板后邊緣之前，保證種子在土壤回流之前落入種溝，從而保證種子在地塊上的分布粒距均勻一致。開溝器5的絲杠14與立柱17通過螺紋連接，轉(zhuǎn)動絲杠14，開溝器5可以上下移動，從而調(diào)節(jié)開溝深度；每個開溝器5可單獨調(diào)節(jié)。主動鏈輪19安裝在鎮(zhèn)壓輪軸上，外接鏈輪18安裝在排種軸3一端，與主動鏈輪19位于機架9的同側(cè)；傳送鏈輪20分別安裝在排種軸3和帶輪軸10上，位于機架的另一側(cè)；主動鏈輪19隨鎮(zhèn)壓輪7一起轉(zhuǎn)動，通過鏈傳動帶動排種器2轉(zhuǎn)動，排種軸3通過傳送鏈輪20鏈條帶動同步帶12轉(zhuǎn)動。為實現(xiàn)播種機均分精密播種，鎮(zhèn)壓輪與排種器、排種器與同步帶之間具有一定的傳動比，傳動比根據(jù)播種要求確定。

本谷物單粒均分精密播種機以型孔輪式排種器為例。排種器的型孔和同步帶12的種子定位孔13的數(shù)量和間隔由播種要求確定；根據(jù)上述要求，為保證精密排種，排種器2下方的型孔和同步帶12最高處的種子定位孔的位置一一對應(yīng)。作業(yè)時，拖拉機通過三點懸掛裝置帶動播種機工作，主動鏈輪19通過鏈傳動帶動排種器2轉(zhuǎn)動，此時種箱1內(nèi)的種子靠重力落在排種器2的型孔內(nèi)，隨著排種器2的轉(zhuǎn)動，刮種板刮去型孔內(nèi)多余的種子，只保留一粒種子；種子在護種板保護下隨排種器轉(zhuǎn)到下方，在重力作用下通過排種口，準(zhǔn)確落在同步帶的種子定位孔中，并滑落到V型種子定位孔13的最低點；隨著播種機的工作，同步帶12在擋種板4的保護下向下運輸種子，開溝器開出平整的種溝，定位孔中的種子平穩(wěn)、均勻落在地塊上；隨后覆土器6覆土，鎮(zhèn)壓輪7鎮(zhèn)壓。

設(shè)谷物畝播量為M，谷物千粒重為m，種子均布在地塊內(nèi)，則種子間距則同步帶上橫向上兩相鄰定位孔的中心距等于s。

設(shè)鎮(zhèn)壓器直徑為D，型孔輪一周有k個型孔，則式中n——鎮(zhèn)壓輪轉(zhuǎn)1圈，型孔輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)。則鎮(zhèn)壓器與型孔輪的傳動比設(shè)同步帶帶輪直徑為d，同步帶上縱向上相鄰定位孔對應(yīng)位置距離為l,由于型孔輪上的型孔和同步帶上的定位孔一一對應(yīng)，則式中n₁排種器轉(zhuǎn)1圈，對應(yīng)的帶輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)。則排種器和帶輪的傳動比按上述尺寸和傳動比設(shè)置，可保證播種株距行距均為s，種子在地塊均勻分布。

本發(fā)明可實現(xiàn)谷物整齊均勻的機械精密播種，保證種子落在地塊上時行距和株距均勻一致，種子在地塊均勻分布，使種子對整塊土地內(nèi)的光、水、肥料充分利用，避免了傳統(tǒng)播種壟內(nèi)作物爭水爭肥，而行間空檔水、肥、光得不到有效利用的現(xiàn)象，可增加谷物產(chǎn)量。

本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。