弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统

1.本发明涉及马铃薯播种机械技术领域，尤其涉及一种马铃薯播种机的排种系统，具体为一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统。


背景技术：

2.优良品种的培育对提高马铃薯的产量和品质起到至关重要的作用。马铃薯小区育种是良种培育的主要种植模式，其中小区育种播种过程主要有两种方式，一种是人工播种，一种是机械化播种。人工播种是通过人力利用扎穴器在起好的垄上扎穴，再人工点种、覆土，播种过程耗时长、人工成本高，播种精度、深度难以掌控。机械化播种多采用带轮盘式排种装置的机械，作业时通过人工从种箱中拾取种薯再依次投放到轮盘的各个分区内，在轮盘连续转动的情况下各个分区依次转到落种区位置，实现排种。当轮盘转速快时存在人工补种速度配合不上，导致重漏播现象发生；当转速慢时又降低了作业效率，容易错过播种的最佳时期。可见，现有的马铃薯小区育种播种方式并不能完全满足我国对马铃薯育种播种质量的要求。


技术实现要素：

3.本发明创造的目的是针对上述提出的问题，结合马铃薯小区育种播种的实际需要，设计提供一种新型马铃薯小区育种播种机的排种系统，达到提高排种精度、作业效率，降低人工劳动强度低，提高机具的播种质量。
4.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：本发明的弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，主要包括：步进电机(1)、拨杆驱动带轮组(2)、扇轮驱动带轮组(3)、拨杆盘(4)、外球面轴承(5)、换种拨盘(6)、扇轮轴(7)、扇轮(8)、种匣(9)、斜支撑板(10)、横轴(11)、卡扣(12)、弹簧盖板(13)、电子锁(14)、机架(15)、推杆装置(16)、扭转弹簧(17)。其中：换种拨盘(6)安装在横轴(11)上，并通过外球面轴承(5)安装在机架(15)上；种匣(9)上设有10个边长为50mm的正方体状种槽，其通过卡扣(12)安装在两侧换种拨盘(6)之间，弹簧盖板(13)通过销轴与种匣(9)连接；种匣(9)右侧设有一个扇轮(8)，安装在斜支撑板(10)上面，扇轮轴(7)上面安装扇轮驱动带轮组(3)；拨杆盘(4)位于机架(15)的右上方，拨杆的上方内侧面设有圆柱凸台；最下方种匣(9)左侧设置有推杆装置(16)，该装置共有10个电子推杆；后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间安装有电子锁(14)；步进电机(1)、推杆装置(16)、电子锁(14)采用单片机进行协同控制。
5.作为本发明的优选方案，所述换种拨盘(6)上设有8个与拨杆盘(4)相对应的滑道，通过拨杆上的圆柱凸台与滑道之间的运动关系，使换种拨盘(6)产生间歇转动；在换种拨盘(6)停止转动期间，进行补种和排种作业，在换种拨盘(6)转动期间，种匣(9)随换种拨盘(6)转动，来完成8个种匣(9)的位置变换，以便进一步补充和排种；最上方种匣(9)补种，最下方种匣(9)排种。
6.作为本发明的优选方案，所述扇轮(8)的扇形角为225
°
；在扇轮(8)转动过程中，其
弧形面与1～10号盖板保持接触状态时，盖板为开启状态，开启时长为人工向种槽内补种的时间。
7.作为本发明的优选方案，所述拨杆盘(4)与扇轮(8)均通过1台步进电机(1)驱动，分别通过配置扇轮驱动带轮组(3)和拨杆驱动带轮组(2)之间的传动比来进行速度配比。
8.作为本发明的优选方案，所述换种拨盘(6)停止转动期间，由后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间安装的电子锁(14)和换种拨盘(6)外圆周上的圆形豁口配合来达到限位的目的。
9.作为本发明的优选方案，所述种匣(9)的每个种槽上设有1个盖板，10个盖板一同通过1根销轴与种匣(9)连接，并在每个种槽与销轴之间安装有1个扭转弹簧(17)，用以实现每个盖板的单独快速自动闭合。
10.作为本发明的优选方案，所述控制系统的工作步骤如下：步骤一：排种系统开始工作后，由单片机控制步进电机(1)通过拨杆驱动带轮组(2)驱动拨杆盘(4)连续转动，并通过拨杆与换种拨盘(6)上的滑道相互作用而使换种拨盘(6)产生间歇转动；换种拨盘(6)转动过程中，带动其上安装的8个种匣(9)更换工作位置；换种拨盘(6)停止转动期间，最上方的种匣(9)在扇轮(8)的作用下盖板打开，进行人工补种；在最下方的种匣(9)由推杆装置(16)上的1～10号电子推杆依次将1～10号种匣(9)上的盖板打开，实现排种；电子推杆动作由单片机控制完成；换种拨盘(6)转动期间，1～10号电子推杆复位。步骤二：换种拨盘(6)停止转动期间，安装在后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间的电子锁(14)弹出，与换种拨盘(6)外圆周上的圆形豁口配合，锁定换种拨盘(6)的位置，防止其发生转动。步骤三：在最上方种匣(9)完成补种，同时最下方种匣(9)完成排种工作后，电子锁复位，推杆装置(16)上的1～10号电子推杆全部复位，拨杆盘(4)拨杆上的圆柱凸台开始进入换种拨盘(6)上的滑道，拨动换种拨盘(6)转动，此时，开始新的一轮工作循环。
11.本发明的有益效果是：(1)本发明中的排种系统选用步进电机进行驱动，相比于地轮驱动方案可以消除地轮滑移和链条跳动对排种装置转速的影响；(2)本发明中的弹匣式种匣设置了10个边长为50mm的正方体状种槽，在携种运移过程中，种子被限制在种槽中，随着换种拨盘的转动，种子的运动受到控制，减少了种子在传统排种系统中运动而引起的机械损伤；(3)本发明中的种匣可以在换种拨盘上进行快速更换，可以选用标准配置的8个种匣，作业时在相应时段进行补种，也可以预备多个事先装好种薯的种匣，在补种期间直接更换种匣来协同系统作业；该系统能够实现精量播种，减少种薯的机械损伤，人工劳动强度低，作业效率高，同时也提高了播种机的作业质量。
附图说明
12.图1为本发明的结构示意图
13.图2为本发明的主视图
14.图3为本发明的左视图
15.图4为本发明的a-a剖视图
16.图5为本发明的b-b剖视图
17.图6为本发明的c-c剖视图
18.图7为本发明的工作流程图
具体实施方式
19.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：本发明的弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，主要包括：步进电机(1)、拨杆驱动带轮组(2)、扇轮驱动带轮组(3)、拨杆盘(4)、外球面轴承(5)、换种拨盘(6)、扇轮轴(7)、扇轮(8)、种匣(9)、斜支撑板(10)、横轴(11)、卡扣(12)、弹簧盖板(13)、电子锁(14)、机架(15)、推杆装置(16)、扭转弹簧(17)。其中：换种拨盘(6)安装在横轴(11)上，并通过外球面轴承(5)安装在机架(15)上；种匣(9)上设有10个边长为50mm的正方体状种槽，其通过卡扣(12)安装在两侧换种拨盘(6)之间，弹簧盖板(13)通过销轴与种匣(9)连接；种匣(9)右侧设有一个扇轮(8)，安装在斜支撑板(10)上面，扇轮轴(7)上面安装扇轮驱动带轮组(3)；拨杆盘(4)位于机架(15)的右上方，拨杆的上方内侧面设有圆柱凸台；最下方种匣(9)左侧设置有推杆装置(16)，该装置共有10个电子推杆；后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间安装有电子锁(14)；步进电机(1)、推杆装置(16)、电子锁(14)采用单片机进行协同控制。
20.作为本发明的优选方案，所述换种拨盘(6)上设有8个与拨杆盘(4)相对应的滑道，通过拨杆上的圆柱凸台与滑道之间的运动关系，使换种拨盘(6)产生间歇转动；在换种拨盘(6)停止转动期间，进行补种和排种作业，在换种拨盘(6)转动期间，种匣(9)随换种拨盘(6)转动，来完成8个种匣(9)的位置变换，以便进一步补充和排种；最上方种匣(9)补种，最下方种匣(9)排种。
21.作为本发明的优选方案，所述扇轮(8)的扇形角为225
°
；在扇轮(8)转动过程中，其弧形面与1～10号盖板保持接触状态时，盖板为开启状态，开启时长为人工向种槽内补种的时间。
22.作为本发明的优选方案，所述拨杆盘(4)与扇轮(8)均通过1台步进电机(1)驱动，分别通过配置扇轮驱动带轮组(3)和拨杆驱动带轮组(2)之间的传动比来进行速度配比。
23.作为本发明的优选方案，所述换种拨盘(6)停止转动期间，由后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间安装的电子锁(14)和换种拨盘(6)外圆周上的圆形豁口配合来达到限位的目的。
24.作为本发明的优选方案，所述种匣(9)的每个种槽上设有1个盖板，10个盖板一同通过1根销轴与种匣(9)连接，并在每个种槽与销轴之间安装有1个扭转弹簧(17)，用以实现每个盖板的单独快速自动闭合。
25.工作过程：步骤一：首先将装有马铃薯种薯的种匣(9)插装到换种拨盘(6)的八个槽位上。步骤二：开始工作时，步进电机(1)通过带传动驱动拨杆盘(4)转动，使种匣(9)转动到相应的工作位置，此时单片机发出信号控制电子锁(14)完成锁死动作。步骤三：单片机控制推杆装置(16)上的1～10号电子推杆依次工作，1～10号盖板依次被打开，实现排种过程，结合农艺要求，完成相应株距的播种；每个盖板与销轴间分别
安装的扭转弹簧(17)，使电子推杆复位后，盖板自动快速闭合。步骤四：在马铃薯种薯排种的同时装置最上方的扇轮(8)也进入工作区域，1～10号盖板在扇轮(8)的作用下被同时打开，进行人工补种。步骤五：在排种位置的种匣(9)全部完成排种后，拨杆恰好运动到下一个滑道的入口处，此时单片机发出信号使电子推杆完成复位动作，在拨杆和滑道的共同作用下转动换种拨盘(6)将下一个种匣(9)带到排种位置和补种位置，至此完成一次工作循环。步骤六：重复步骤二至步骤四实现排种系统连续作业。

技术特征：
1.一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，包括：步进电机(1)、拨杆盘(4)、换种拨盘(6)、扇轮(8)、种匣(9)、横轴(11)、卡扣(12)、弹簧盖板(13)、电子锁(14)、机架(15)、推杆装置(16)，其特征在于：换种拨盘(6)安装在横轴(11)上，外球面轴承(5)安装在机架(15)上，并支撑横轴(11)转动；种匣(9)通过卡扣(12)安装在两侧换种拨盘(6)之间，弹簧盖板(13)通过销轴与种匣(9)连接；最上方种匣(9)右侧设有扇轮(8)，安装在斜支撑板(10)上面；拨杆盘(4)位于机架(15)的右上方，拨杆的上方内侧面设有圆柱凸台；最下方种匣(9)左侧设置有推杆装置(16)；后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间安装有电子锁(14)；步进电机(1)、电子锁(14)、推杆装置(16)采用单片机进行协同控制。2.根据权利要求1所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其特征在于：所述换种拨盘(6)上设有8个与拨杆盘(4)相对应的滑道，通过拨杆上的圆柱凸台与滑道之间的运动关系，使换种拨盘(6)产生间歇转动；拨杆盘(4)由拨杆驱动带轮组(2)驱动；在换种拨盘(6)停止转动期间，进行补种和排种作业，在换种拨盘(6)转动期间，种匣(9)随换种拨盘(6)转动，来完成8个种匣(9)的位置变换。3.根据权利要求1所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其特征在于：所述扇轮驱动带轮组(3)驱动扇轮轴(7)上面安装的扇轮(8)转动，扇轮(8)的扇形角为225
°
，其弧形面与1～10号盖板保持接触状态时，盖板为开启状态，此时进行补种；开启时长为拨杆盘(4)的空转时间。4.根据权利要求1所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其特征在于：所述种匣(9)由10个边长为50mm的正方体状种槽构成，每个种槽上设有1个盖板，10个盖板一同通过1根销轴与种匣(9)连接，并在每个种槽与销轴之间安装有1个扭转弹簧(17)，用以实现每个盖板的单独快速自动闭合。5.根据权利要求1所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其特征在于：所述推杆装置(16)由10个电子推杆组成，当推杆装置(16)接收到弹出信号时，1～10号电子推杆依次升起，相应地打开1～10号弹簧盖板(13)，实现排种。6.根据权利要求1所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其特征在于：换种拨盘(6)停止转动期间，由后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间安装的电子锁(14)和换种拨盘(6)外圆周上的圆形豁口配合来达到锁定换种拨盘(6)位置的目的。7.根据权利要求2和权利要求4所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其特征在于：拨杆盘(4)与扇轮(8)均由1台步进电机(1)分别通过扇轮驱动带轮组(3)和拨杆驱动带轮组(2)进行驱动；步进电机(1)转速与机具行进速度协同，实现株距调节，机具行进速度由速度传感器采集。8.根据权利要求1所述的一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，其控制方法如下：1)排种系统开始工作后，由单片机控制步进电机(1)通过拨杆驱动带轮组(2)驱动拨杆盘(4)连续转动，并通过拨杆与换种拨盘(6)上的滑道相互作用而使换种拨盘(6)产生间歇转动；换种拨盘(6)转动过程中，带动其上安装的8个种匣(9)更换工作位置；换种拨盘(6)停止转动期间，最上方的种匣(9)在扇轮(8)的作用下盖板打开，进行人工补种；在最下方的种匣(9)由推杆装置(16)上的1～10号电子推杆依次将1～10号种匣(9)上的盖板打开，实现排种；电子推杆动作由单片机控制完成；换种拨盘(6)转动期间，1～10号电子推杆复位。
2)换种拨盘(6)停止转动期间，安装在后侧换种拨盘(6)与机架(15)之间的电子锁(14)弹出，与换种拨盘(6)外圆周上的圆形豁口配合，锁定换种拨盘(6)的位置，防止其发生转动。3)在最上方种匣(9)完成补种，同时最下方种匣(9)完成排种工作后，电子锁复位，推杆装置(16)上的1～10号电子推杆全部复位，拨杆盘(4)拨杆上的圆柱凸台开始进入换种拨盘(6)上的滑道，拨动换种拨盘(6)转动，此时，开始新的一轮工作循环。

技术总结
本发明公开了一种弹匣式马铃薯小区育种播种机排种系统，属于农业机械；包括：步进电机、拨杆盘、换种拨盘、扇轮、种匣、横轴、卡扣、弹簧盖板、电子锁、机架、推杆装置。其中：换种拨盘安装在横轴上，种匣通过卡扣安装在两侧换种拨盘之间，弹簧盖板通过销轴与种匣连接；最上方种匣右侧设有扇轮，用于间歇性打开弹簧盖板进行补种；拨杆盘位于机架的右上方，用于间歇性拨动换种拨盘来改变种匣位置；最下方种匣左侧设有推杆装置，用于依次打开弹簧盖板进行排种；后侧换种拨盘与机架之间设有电子锁，用于间歇性锁定换种拨盘位置；步进电机、推杆装置、电子锁采用单片机进行控制。本系统具有结构新颖、排种精度高、作业效率高、人工劳动强度低的特点。特点。特点。


技术研发人员：李季成 尚伟冬 吕金庆 马安琪 高雨芃 李金昊 单馨雅 高莹骐
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/14