一種玉米播種機種子精準投送機構及精確投種方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于自動化農業裝備領域，具體涉及一種玉米播種機種子精準投送機構及精確投種方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國精密播種技術的發展，高速精密播種已經成為玉米播種的發展趨勢，粒距合格指數是衡量精密播種機播種質量的一個重要指標，精密排種器排種精確性因素主要受充種質量、清種質量、投種高度和投種速度的影響。性能優良的氣力式精密排種器漏播指數低于5%，重播率低于4%，其各項工作指標已經優于國標的要求，所以充種質量、清種質量已經得到一定的保證。投種高度和投種速度已經成為制約排種器精確性提高的主要因素。投種高度對種子在種溝內的分布有很大影響，投種高度愈大，種子經歷的路程愈長，所受的干擾就愈大，容易引起種子落點不準確。國內通常采用降低投種口與種溝之間的高度來提高排種均勻性，但是現在的玉米精量播種機大多數采用雙圓盤開溝器，兩片圓盤之間的間距小于排種器的厚度，排種器的位置無法降低到雙圓盤開溝器之間，另外，如果排種器的安裝位置過低，來自機架的劇烈振動會導致排種器工作性能的下降，從而造成漏播率、重播率增加以及粒距合格率降低。為了解決投種高度與播種質量之間的矛盾，科研工作者研宄出了導種管，導種管安裝在排種器排種口與壓種舌之間，其下端距離種溝底部約60_，通過優化導種管直線部分長度、直線部分與水平方向的夾角、圓弧部分圓心角和圓弧段半徑得到形狀、尺寸合適的導種管，安裝導種管的播種機在中低速(3?6km/h)播種時的粒距合格率得到一定提高。但在播種機高速作業時，由于導種管結構本身和工作條件的制約，種子在導種管內運動過程中會出現嚴重的“碰撞異位”，在落至種床的瞬間會出現“彈跳異位”的問題，從而造成粒距均勻性迅速惡化，嚴重影響高速作業條件下的播種精度。在播種機高速時，在排種器下方加裝種子輸送系統，種子的間距精度能夠得到保證。在專利CN 103596420A中示出了一種這樣的種子輸送系統。由于該系統中氣吸式排種器的排種盤豎直中心線與水平方向的夾角為66度，充種腔中大部分種子在重力的作用下堆積在排種器前殼體內表面上，導致種子與排種盤的摩擦力減小，不利于種子在壓差的作用下吸附在排種盤型孔上，相對于豎直安裝的排種器，該系統中傾斜安裝的氣吸式排種器所需風壓增加，從而導致播種系統的功耗增加；另外，該系統結構較為復雜。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種適合于現有玉米播種機的種子精準投送機構。
[0004]本發明的另一個目的是提供一種玉米播種機精確投種方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案:
[0006]一種玉米播種機種子精準投送機構，包括控制部10、驅動部和執行部；其中，
[0007]控制部10包括芯片407、車載12V直流電源401、穩壓裝置402、測速雷達403、信號處理電路404、復位按鈕405、第一開關408、第二開關406、人機界面11、第一步進電機編碼器106、第二步進電機編碼器41和第三步進電機編碼器203 ;
[0008]驅動部包括第一步進電機105、第一步進電機驅動器71、第二步進電機42、第二步進電機驅動器72、第三步進電機202和第三步進電機驅動器73 ；
[0009]執行部包括排種器100，排種器100包括進種管101、前殼體102、進氣管103、后殼體104、排種軸108、第一深溝球軸承122、排種盤109、刮種板110和推種板111 ;
[0010]所述執行部還包括取種單元40和輸種單元200 ;
[0011]取種單元40和輸種單元200均安裝在主板50上，主板50固定在排種器100的后殼體104上；
[0012]取種單元40包括第二法蘭43、聯軸器44、取種輪軸45、第二深溝球軸承46、第一軸承座47、取種輪48和導種槽49 ；
[0013]第二步進電機編碼器41安裝在第二步進電機42的后端面，用來獲取第二步進電機42的轉速，第二步進電機42通過第二法蘭43固定在主板50上，第二步進電機42的動力輸出軸通過聯軸器44與取種輪軸45連接；
[0014]所述取種輪48平行安裝于排種盤109的一側，取種輪48通過平鍵聯接在取種輪軸45上；
[0015]取種輪48圓周上均布有多個撥指481，導種槽49包括直線槽和70度的弧形槽，固定安裝在前殼體102和排種盤109之間，弧形槽的中心面與取種輪48的中心面重合，導種槽49的直線槽上端面緊貼所述推種板111下端的平面右側；
[0016]輸種單元200包括輸種單元后殼體201、第三法蘭204、第三深溝球軸承205、主動同步帶輪206、護種板210、輸送帶220和從動同步帶輪245 ；
[0017]第三步進電機編碼器203安裝在第三步進電機202的后端面，用來獲取第三步進電機202的轉速，第三步進電機202通過第三法蘭204固定在輸種單元后殼體201上，第三步進電機202的動力輸出軸通過平鍵與主動同步帶輪206連接；
[0018]所述主動同步帶輪206設置于取種輪48下方且位于輸種單元200的上端，從動同步帶輪245垂直設置于主動同步帶輪206的正下方且位于輸種單元200的下端，輸送帶220安裝在主動同步帶輪206和從動同步帶輪245上，第三深溝球軸承205的外圈與輸種單元后殼體201上的軸承孔、主動同步帶輪206的軸與第三深溝球軸承205的內圈均采用過盈配合；
[0019]輸送帶220上的有等間隔的隔板221，相鄰的兩個隔板組成一個隔槽。
[0020]優選地，所述輸種單元200包括張緊裝置，張緊裝置包括固定板230、張力調整板235、雙頭螺柱233、調整手輪234、彈簧安裝架237及彈簧238 ；
[0021]所述固定板230固定在輸種單元后殼體201上；固定板230與張力調整板235通過雙頭螺柱233連接；雙頭螺柱233兩端具有螺旋線方向相反的螺紋，其中間部分有六邊形的凸臺，與調整手輪234上六邊形的六邊形孔采用過盈配合；調整手輪234設置有四個手柄；張力調整板235與輸種單元后殼體201固定；在輸種單元后殼體201上第三螺栓236對應的位置設有方便螺栓236沿豎直方向移動的長槽孔，張力調整板235的下半部分有從上到下寬度增加的三個槽；從動同步帶輪安裝架240的上端卡在彈簧安裝架237的下部的矩形槽內，并固定在輸種單元后殼體201上；張力調整板235與彈簧安裝架237組成滑動副；從動同步帶輪245與從動同步帶輪軸244通過平鍵連接；第二軸承座241與從動同步帶輪安裝架240連接，通過調整手輪234對輸送帶220進行張緊。
[0022]優選地，所述取種輪48轉過30°，其上的撥指481末端掃過的弧長與排種盤109上兩相鄰型孔112之間的弧長相等。
[0023]優選地，所述輸種單元200包括護種板210，護種板210位于取種輪48與主動同步帶輪206之間，與導種槽49相對，安裝在輸種單元后殼體201的右側面。
[0024]優選地，所述取種輪48的轉速與排種盤109的轉速之比等于排種盤109上的型孔數量與取種輪48上的撥指481數量之比，即25:12。
[0025]優選地，所述主動同步帶輪206的外圓周長與輸送帶220上四個隔槽的長度之和相等，主動同步帶輪206每轉動一周，輸送帶220轉過4個隔槽；所述兩相鄰隔板之間的距離與取種輪48上撥指根部的距離相等，主動同步帶輪206轉速與取種輪48轉速之比為3:
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[0026]一種玉米播種機種子精準投送方法，包括:
[0027]a.根據需要，通過種子精準投送機構的人機界面11設置株距，控制裝置10的芯片407根據株距設定參數以及測速雷達403采集的播種機作業速度控制第一步進電機105、第二步進電機42和第三步進電機202工作；
[0028]b.向種子精準投送機構進種管101加入適量的種子，啟動拖拉機以及風機，風機通過與排種器進氣管103連接的氣管抽出后殼體104與排種盤109形成的氣室中的空氣，使氣室產生一定壓力的負壓；
[0029]c.按下復位按鈕405，接著按下第一開關408，在第一步進電機105的驅動下，排種盤 109 轉動 270° (S300)；
[0030]通過進種管101將種子投入充種區I內，第一步進電機105帶動排種盤109轉動，隨著排種盤109對位于充種區I中的種子的攪動，排種盤109的每個型孔112上吸附I?2粒種子，種子隨著排種盤109的轉動進入清種區II，在重力的作用下，導槽113內未吸附在型孔112上的種子落回至充種區I內，吸附在型孔112上且無法依靠重力落回充種區I的多余的種子繼續隨排種盤109轉動，當種子經過刮種板110時，多余的種子在其撥齒的間斷撞擊力作用下，落回充種區I，從而保證了排種器的單粒性。吸附在排種盤109的型孔112上的種子繼續隨排種盤109轉動進入導種區III，在推種板111弧形面的引導下，種子離開導槽113的近心端，種子進入取種區IV。
[0031]此時，第一粒被吸附在排種盤109型孔112上的種子隨排種盤109運動至與導種槽49上端面平齊的水平面上；
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