一种制种玉米雄穗去除装置及方法

1.本发明属于制种玉米种植技术领域，特别是一种制种玉米雄穗去除装置及方法。


背景技术：

2.制种玉米是生产种子的玉米，在我国新疆和甘肃地区有大面积的种植。制种玉米种植采用1行父本玉米，6-8行母本玉米间隔种植。授粉时，在母本玉米的雄穗还包裹在叶片中时及时去除，让父本玉米的雄穗生长散粉，给母本玉米的果穗授粉。
3.目前，机械去除母本雄穗的方法主要是，用高架底盘的自走机械跨越行驶在玉米行间，用去雄装置将母本玉米的雄穗去除。去除装置主要有盘刀切雄、对辊轮抽雄和柔性圆盘抽雄装置。盘刀切雄作业方法是，用一个水平旋转刀盘将母本玉米顶部的雄穗和叶片一起切除，由于不能将母本玉米的雄穗切除干净，需要进行二次切割，该方法对玉米茎叶的损伤大，使用较少。对辊轮抽雄是用一对接触在一起的轮子，相对滚动，夹持住雄穗并拔出，该方法可以将雄穗整个去除，缺点是对辊轮在夹持雄穗的同时，会夹持住叶片，将雄穗和叶片一起拔除，这对玉米的生长不利。柔性圆盘抽雄装置用一对前端张开，后端接触在一起的扁平圆盘，相对转动，雄穗从圆盘抽雄装置前端张开处进入到后端接触在一起的位置，圆盘夹持并拔取雄穗，该方法可以减少夹持玉米的片，但是易发生雄穗漏拔的现象，雄穗抽净率低。
4.在实际的农业生产过程，由于机械去雄装置对母本玉米雄穗的抽净率低和叶片的损伤较大，目前很多制种玉米依然是以人工去雄为主，劳动量大，生产成本高。


技术实现要素：

5.为进一步解决上述问题，本发明的目的是提高母本玉米雄穗的抽净率，同时减少对玉米叶片的损伤，提供一种玉米夹持抽雄装置，设计一种v形结构的皮带抽雄装置，从母本玉米上方夹持雄穗，在拔取雄穗的同时，减少对玉米叶片的夹取。
6.本发明的技术方案包括，一种制种玉米雄穗去除装置，包括抽雄机构、对行机构、柔性扶正机构和仿形机构。
7.如图1、2、3、4、5所示，所述的抽雄机构包括抽雄皮带轮总成1、固定板2、抽雄驱动器3，所述的抽雄皮带轮总成1包括下滚杠1-1、上滚杠1-2和抽雄皮带1-3，所述的下滚杠1-1、上滚杠1-2的长度和抽雄皮带1-3的宽度相等，下滚杠1-1和上滚杠1-2的旋转中心线相互平行，下滚杠1-1和上滚杠1-2的两端对齐，下滚杠1-1和上滚杠1-2之间用抽雄皮带1-3连接；共有2组抽雄皮带轮总成，2个下滚杠1-1的旋转中心线相互平行，2个下滚杠1-1的两端对齐，2个下滚杠1-1位置处的抽雄皮带1-3相互接触，2个上滚杠1-2之间有距离，使2组抽雄皮带轮总成1呈v形；下滚杠1-1和上滚杠1-2的同一端通过轴承座固定在固定板2的一侧，抽雄驱动器3固定在固定板2的另一侧，抽雄驱动器3的输出轴与其中一个上滚杠1-2连接，因为2组抽雄皮带轮总成1的抽雄皮带1-3在下滚杠1-1位置处接触，存在摩擦力，当抽雄驱动器3驱动一个上滚杠1-2转动时，2组抽雄皮带轮总成1都会转动。
8.所述的2组抽雄皮带轮总成1构成的v形夹角为20
°‑
70
°
。
9.所述的固定板2呈倒置的梯形结构。
10.如图6、7、8、9所示，所述的对行机构包括2个对行器4，每个对行器4包括对行支杆4-1和扶穗板4-2，扶穗板前段4-2-1呈圆弧形，扶穗板中段4-2-2和扶穗板后段4-2-3呈直线形，扶穗板前段4-2-1和扶穗板中段4-2-2的截面上段4-2-4呈直线形，截面下段4-2-5呈圆弧形，扶穗板后段4-2-3是扶穗板中段4-2-2截面的上段4-2-4的延长；扶穗板中段4-2-2与对行支杆4-1固定连接在一起；2个对行器4上扶穗板前段4-2-1的圆弧方向相反，2个对行器4对称的呈y形形状，2个对行器4的对行器中段4-2-2和对行器后段4-2-3相互平行；对行器4通过对行支杆4-1固定在固定板2上，对行支杆4-1位于抽雄机构下方，2个对行器4的对称中心线与2组抽雄皮带轮总成1的对称中心线上下对齐，扶穗板4-2的扶穗板中段4-2-2与抽雄皮带轮总成1接近，但不接触，扶穗板4-2的扶穗板后段4-2-3伸入2组抽雄皮带轮总成1组成的v形内部，扶穗板后段4-2-3在2个下滚杠1-1的上方，扶穗板后段4-2-3不与抽雄皮带1-3接触。
11.所述的2个对行器的间隙为1-8cm。
12.如图1、2、3所示，所述的仿形机构位于抽雄机构后方，包括仿形杆一5、仿形杆二6、机构固定杆7、调位固定杆8、调位固定管9和升降油缸10，机构固定杆7垂直于地面，机构固定杆7与固定板2平行，机构固定杆7与固定板2的对称中心线对齐，机构固定杆7和固定板2分别与仿形杆一5、仿形杆二6铰接，仿形杆一5和仿形杆二6的长度相等，仿形杆一5和仿形杆二6相互平行，在仿形杆二6与机构固定杆7之间铰接升降油缸10，通过升降油缸10的伸缩来控制抽雄机构和对行机构的上下浮动，所述的调位固定杆8位于机构固定杆7下方，调位固定杆8垂直于机构固定杆7，在调位固定杆8的两端固定有调位固定管9。
13.如图1、2、3、10、11、12所示，所述的柔性扶正机构包括2组扶正总成11，每组扶正总成11有扶正支架11-1、扶禾总成11-2和扶禾驱动器11-3组成；所述的扶禾总成11-2包括扶禾滚轮11-2-1和柔性皮带11-2-2，2个尺寸相同的扶禾滚轮11-2-1的转动中心相互平行，2个扶禾滚轮11-2-1的两端对齐，2个扶禾滚轮11-2-1之间用柔性皮带11-2-2连接，2个扶禾滚轮11-2-1通过轴承座固定在扶正支架11-1的扶禾固定板11-1-1上；扶禾驱动器11-3固定在扶禾固定板11-1-1上，扶禾驱动器11-3的输出轴与扶禾滚轮11-2-1的轴连接，用于驱动柔性皮带11-2-2转动；扶正支架11-1上的支架延伸杆11-1-2插入在调位固定管9中，并用螺栓紧固，这样做的目的是便于调整扶正总成11的高度。
14.2组扶正总成11上的柔性皮带11-2-2相互平行并对齐。
15.所述的柔性皮带11-2-2包括内层皮带11-2-2-1和外层皮带11-2-2-2，内层皮带11-2-2-1平铺在扶禾滚轮11-2-1之间，外层皮带11-2-2-2卷曲的固定在内层皮带11-2-2-1的外侧，内层皮带11-2-2-1和外层皮带11-2-2-2都由橡胶或者皮革制成，内层皮带11-2-2-1与扶禾滚轮11-2-1接触，外层皮带11-2-2-2卷曲的固定在内层皮带11-2-2-1上的目的是柔性扶正机构夹持扶正玉米茎秆时，柔性的夹持玉米茎秆，避免夹伤玉米茎秆。
16.所述的柔性扶正机构位于抽雄机构的下方。
17.所述抽雄机构、对行机构、柔性扶正机构都为对称的结构，并且它们的对称中心在一条垂直线上。
18.基于上述装置，本发明还提出一种制种玉米雄穗去除方法，将所述制种玉米雄穗
1-1.扶禾固定板，11-1-2.支架延伸杆，11-2.扶禾总成，11-2-1.扶禾滚轮，11-2-2.柔性皮带，11-2-2-1.内层皮带，11-2-2-2.外层皮带，11-3.扶禾驱动器。
具体实施方式
41.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
42.实施例1
43.作业前将整个制种玉米雄穗去除装置安装在高架自走式驱动平台上，玉米雄穗去除装置上的抽雄驱动器3、升降油缸10和扶禾驱动器11-3与高架自走式驱动平台上的动力源连接；调整柔性扶正机构的高度位置，使扶正总成11夹持在母本玉米果穗上方的茎秆位置；调整高架自走式驱动平台的轮距，使轮子行走在玉米行间的地面上；调整制种玉米雄穗去除装置在高架自走式驱动平台上的位置，使两个对行器4的中心与母本玉米行对齐；在制种玉米雄穗去除装置的前方配置光传感雄穗高度识别装置，并将识别信号反馈给控制升降油缸10浮动的控制阀，根据雄穗高度实时调整对行机构和抽雄机构的高度。启动抽雄驱动器3和扶禾驱动器11-3的开关，使抽雄皮带轮总成1和扶禾总成11-2转动。
44.启动高架自走式驱动平台行走，首先柔性扶正机构夹持住母本玉米茎秆，玉米雄穗从对行机构的y形开口位置进入对行器4，由于对行器上扶穗板的后段深入抽雄皮带轮总成，玉米雄穗会与抽雄皮带接触，玉米雄穗也会从2组抽雄皮带轮总成的下方被抽雄皮带夹住，抽雄皮带可以将雄穗夹持住并从玉米茎秆上抽拔出。这样就完成了母本玉米雄穗的去除作业。
45.实施例2
46.本发明所述的制种玉米雄穗去除装置生产制造后，安装在现有的高架自走平台上，由于待抽雄作业的制种玉米父本和母本行数配比为1：6，因此在高架自走平台上安装6组制种玉米雄穗去除装置。待抽雄作业的制种玉米地膜上行距40cm，地膜间行距为60cm，抽雄时母本玉米雄穗包裹在叶片中，母本玉米雄穗距离地面的平均高度1.72m。根据制种玉米行距调整高架自走平台的轮距，使整个机具跨越行走在2个地膜间。母本玉米果穗距离地面的高度为1.1m，将2组扶正总成的高度调整为1.2m，可以夹持住果穗上部的玉米茎秆。在制种玉米雄穗去除装置的前方安装上光传感雄穗高度识别装置，并用光传感识别信号控制升降油缸浮动。高架自走平台以4km/h的速度行驶，抽雄驱动器的转速设定为400转/min，调整扶禾驱动器11-3的转速，使扶正总成在扶持玉米茎秆的同时，不会将茎秆推斜，始终保持直立状态。试验考核的指标为母本玉米雄穗的抽净率和对玉米叶片的损伤，通过田间作业表明，母本玉米雄穗的抽净率大于95％，对玉米叶片的损伤较小，可以满足生产需要。
47.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术所创的等效方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，包括抽雄机构、对行机构、柔性扶正机构和仿形机构；所述抽雄机构包括2组抽雄皮带轮总成(1)、固定板(2)、抽雄驱动器(3)；所述的抽雄皮带轮总成(1)包括下滚杠(1-1)、上滚杠(1-2)和抽雄皮带(1-3)，所述的下滚杠(1-1)、上滚杠(1-2)的长度和抽雄皮带(1-3)的宽度相等，下滚杠(1-1)和上滚杠(1-2)的旋转中心线相互平行，下滚杠(1-1)和上滚杠(1-2)的两端对齐，下滚杠(1-1)和上滚杠(1-2)之间用抽雄皮带(1-3)连接，2组抽雄皮带轮总成1的下滚杠(1-1)的旋转中心线相互平行，2个下滚杠(1-1)的两端对齐，2个下滚杠(1-1)位置处的抽雄皮带(1-3)相互接触，2个上滚杠(1-1)之间有距离，；下滚杠(1-1)和上滚杠(1-2)的同侧端通过轴承座固定在固定板2的一侧，抽雄驱动器3固定在固定板2的另一侧，抽雄驱动器3的输出轴与其中一个上滚杠(1-2)连接，当抽雄驱动器3驱动一个上滚杠(1-1)转动时，2组抽雄皮带轮总成1的抽雄皮带(1-3)能够同时转动；所述的对行机构位于抽雄机构下方，包括2个对行器(4)，每个对行器(4)包括对行支杆(4-1)和扶穗板(4-2)，扶穗板前段(4-2-1)呈圆弧形，扶穗板中段(4-2-2)(4-2-2)和扶穗板后段(4-2-3)(4-2-3)呈直线形，扶穗板前段(4-2-1)和扶穗板中段(4-2-2)(4-2-2)的截面上段(4-2-4)呈直线形，截面下段(4-2-5)呈圆弧形，扶穗板后段(4-2-3)(4-2-3)是扶穗板中段(4-2-2)截面的上段(4-2-4)的延长；扶穗板中段(4-2-2)与对行支杆(4-1)固定连接在一起；2个对行器(4)上扶穗板前段(4-2-1)的圆弧方向相反，使得2个对行器(4)对称的呈y形形状，2个对行器(4)的对行器中段(4-2-2)和对行器后段(4-2-3)相互平行；对行器(4)通过对行支杆(4-1)固定在固定板(2)上，对行支杆(4-1)位于抽雄机构下方，2个对行器(4)的对称中心线与2组抽雄皮带轮总成(1)的对称中心线上下对齐，扶穗板(4-2)的扶穗板中段(4-2-2)与抽雄皮带轮总成(1)接近，但不接触，扶穗板(4-2)的扶穗板后段(4-2-3)伸入2组抽雄皮带轮总成(1)组成的v形内部，扶穗板后段(4-2-3)在2个下滚杠(1-1)的上方，扶穗板后段(4-2-3)不与抽雄皮带(1-3)接触。所述的仿形机构位于抽雄机构后方，包括仿形杆一(5)、仿形杆二(6)、机构固定杆(7)、调位固定杆(8)、调位固定管(9)和升降油缸(10)，机构固定杆(7)垂直于地面，机构固定杆(7)与固定板(2)平行，机构固定杆(7)与固定板(2)的对称中心线对齐，机构固定杆(7)和固定板(2)分别与仿形杆一(5)、仿形杆二(6)铰接，仿形杆一(5)和仿形杆二(6)的长度相等，仿形杆一(5)和仿形杆二(6)相互平行，在仿形杆二(6)与机构固定杆(7)之间铰接升降油缸(10)，通过升降油缸(10)的伸缩来控制抽雄机构和对行机构同时上下浮动，所述的调位固定杆(8)位于机构固定杆(7)下方，调位固定杆(8)垂直于机构固定杆(7)，在调位固定杆(8)的两端固定有调位固定管(9)；所述的柔性扶正机构位于对行机构下方，包括2组扶正总成(11)，每组扶正总成(11)包括扶正支架(11-1)、扶禾总成(11-2)和扶禾驱动器(11-3)组成；所述的扶禾总成(11-2)包括2个扶禾滚轮(11-2-1)和柔性皮带(11-2-2)，2个尺寸相同的扶禾滚轮(11-2-1)的转动中心相互平行，2个扶禾滚轮(11-2-1)的两端对齐，2个扶禾滚轮(11-2-1)之间用柔性皮带(11-2-2)连接，2个扶禾滚轮(11-2-1)通过轴承座固定在扶正支架(11-1)的扶禾固定板(11-1-1)上；扶禾驱动器(11-3)固定在扶禾固定板(11-1-1)上，扶禾驱动器(11-3)的输出轴与扶禾滚轮(11-2-1)的轴连接，用于驱动柔性皮带(11-2-2)转动；扶正支架(11-1)上的
支架延伸杆(11-1-2)插入调位固定管(9)中。2.根据权利要求1所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，2组抽雄皮带轮总成(1)呈v形，v形夹角为20
°‑
70
°
。3.根据权利要求1所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，所述的固定板(2)呈倒置的梯形结构。4.根据权利要求1所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，所述的2个对行器(4)之间的间隙为1-8cm。5.根据权利要求1所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，所述扶正总成(11)的高度能够通过支架延伸杆(11-1-2)插入调位固定管(9)内不同的高度来调节。6.根据权利要求1所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，所述的2组扶正总成(11)上的柔性皮带(11-2-2)相互平行并对齐，所述柔性皮带(11-2-2)包括内层皮带(11-2-2-1)和外层皮带(11-2-2-2)，内层皮带(11-2-2-1)平铺环绕在扶禾滚轮(11-2-1)之间，外层皮带(11-2-2-2)卷曲的固定在内层皮带(11-2-2-1)的外侧。7.根据权利要求6所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，内层皮带(11-2-2-1)和外层皮带(11-2-2-2)都由橡胶或者皮革制成。8.根据权利要求1所述的一种制种玉米雄穗去除装置，其特征在于，所述抽雄机构、对行机构、柔性扶正机构都为对称的结构，并且它们的对称中心在一条垂直线上。9.一种制种玉米雄穗去除方法，其特征在于，将所述制种玉米雄穗去除装置安装在高架自走式驱动平台上，玉米雄穗去除装置上的抽雄驱动器(3)、升降油缸(10)和扶禾驱动器(11-3)与高架自走式驱动平台上的动力源连接；调整柔性扶正机构的扶正总成(11)的高度位置，使扶正总成(11)夹持在玉米果穗上方的茎秆位置；调整高架自走式驱动平台的轮距，使轮子行走在玉米行间的地面上；调整制种玉米雄穗去除装置在高架自走式驱动平台上的位置，使两个对行器(4)的中心与母本玉米行对齐；在制种玉米雄穗去除装置的前方配置光传感雄穗高度识别装置，并将雄穗高度识别信号反馈给控制升降油缸(10)浮动的控制阀，根据雄穗高度实时调整对行机构和抽雄机构的高度；启动抽雄驱动器(3)和扶禾驱动器(11-3)的开关，使抽雄皮带轮总成(1)和扶禾总成(11-2)转动；启动高架自走式驱动平台行走，首先柔性扶正机构夹持住母本玉米茎秆，玉米雄穗从对行机构的y形开口位置进入对行器(4)，由于对行器上扶穗板的后段深入抽雄皮带轮总成，玉米雄穗会与抽雄皮带接触，玉米雄穗随即从2组抽雄皮带轮总成的下方被抽雄皮带夹住，抽雄皮带将雄穗夹持住并从玉米茎秆上抽拔出；这样就完成了母本玉米雄穗的去除作业。10.根据权利要求9所述的一种制种玉米雄穗去除方法，其特征在于，当待抽雄作业的制种玉米父本和母本行数配比为1：6时，在高架自走平台上安装6组制种玉米雄穗去除装置，待抽雄作业的制种玉米地膜上行距40cm，地膜间行距为60cm，抽雄时母本玉米雄穗包裹在叶片中，母本玉米雄穗距离地面的平均高度1.72m，此时，根据制种玉米行距调整高架自走平台的轮距，使整个机具跨越行走在2个地膜间，母本玉米果穗距离地面的高度为1.1m，
将2组扶正总成的高度调整为1.2m，可以夹持住果穗上部的玉米茎秆，在制种玉米雄穗去除装置的前方安装上光传感雄穗高度识别装置，并用光传感识别信号控制升降油缸实时浮动，高架自走平台以4km/h的速度行驶，抽雄驱动器的转速设定为400转/min，调整扶禾驱动器(11-3)的转速，使扶正总成在扶持玉米茎秆的同时，不会将茎秆推斜，始终保持直立状态。

技术总结
本发明公开了一种制种玉米雄穗去除装置及方法，自上到下依次包括对称的V形抽雄机构、Y形对行机构、柔性扶正机构，对称中心在一条垂直线上，抽雄机构、对行机构和柔性扶正机构的高度通过仿形机构调整，作业时，由对行机构聚拢玉米茎秆，之后玉米雄穗由抽雄机构中旋转的皮带夹持住并抽拔掉，与此同时，底部的柔性扶正机构中的外层卷曲的皮带轻微夹持玉米秸秆，保证玉米秸秆不发生茎秆推斜和倾倒。本发明用V形的抽雄皮带轮总成夹持拔出雄穗，可以减少对玉米叶片的夹取，减小对玉米的损伤；使用Y形的对行机构引导玉米雄穗进入抽雄机构，可以保证雄穗抽净率；使用柔性扶正机构夹持住玉米茎秆，可以减小抽雄时玉米茎秆的晃动，减小漏抽现象。现象。现象。


技术研发人员：刘洋 李斌 胡圣尧 孟林 王士国 王涛 董云成 关静 刘向新 王奇瑞 胡亚萍
受保护的技术使用者：新疆农垦科学院
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/9