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)； 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)； 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); 其特征在于: 所述執行部還包括取種單元(40)和輸種單元(200); 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； 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)； 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； 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； 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； 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)； 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； 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； 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。2.根據權利要求1所述的玉米播種機種子精準投送機構，其特征在于: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)；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。3.根據權利要求1所述的玉米播種機種子精準投送機構，其特征在于: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。4.根據權利要求1所述的玉米播種機種子精準投送機構，其特征在于: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。5.根據權利要求1所述的玉米播種機種子精準投送機構，其特征在于: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。6.根據權利要求1所述的玉米播種機種子精準投送機構，其特征在于: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3:1。7.—種玉米播種機種子精準投送方法，其特征在于:所述方法包括: 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； 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； 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)； 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 ); 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； d.第二步進電機(42)驅動取種輪(48)轉動70°(S302)； 第一粒種子位于導種槽(49)弧形槽的最下端，被轉動的取種輪(48)上的撥指(481)從排種盤(109)的型孔(112)上撥落并進入到兩個相鄰撥指(481)與導種槽(49)所形成的柵格內，每個柵格內有一粒種子； e.第三步進電機(202)驅動主動同步帶輪(206)轉動4周(S304)； 此時，在主動同步帶輪(206)的驅動力作用下，第一粒種子已經隨輸送帶(220)的隔板運動至輸種單元后殼體(201)的底部，正常播種前的準備工作已經完成，播種機開始正常工作； f.按下第二開關(406)(S306)； 排種盤(109)、取種輪(48)和主動同步帶輪(206)分別以不同的速度開始連續轉動； 系統根據拖拉機的前進速度和設定的株距來計算出排種盤(109)的轉速，排種盤(109)與取種輪(48)的速度比是12:25，主動同步帶輪(206)與取種輪(48)的速度比是3:1。
【專利摘要】本發明涉及一種玉米播種機種子精準投送機構及精確投種方法，該機構包括控制部、驅動部和執行部，其中,執行部包括排種器、取種單元和輸種單元。排種盤上的型孔在負壓力的作用下吸附種子，吸附在排種盤型孔上的種子經過位于排種器左上方的刮種板后，多余的種子被清除，型孔上只剩下一粒種子。取種輪的撥指將即將下落的種子順次撥出并進入撥指與導種槽形成的柵格，種子被撥指推至輸送帶左上方并拋出，在重力的作用下，種子落至輸送帶的隔槽中并隨之運動至輸種單元底部，種子在輸送帶隔板的推力和自身重力的作用下落至種床。該電驅式種子精準投送機構能夠主動取種、精確輸種、實時零速投種、維持種子的間距精度，具有結構簡單、調整方便等特點。
【IPC分類】A01C7/18
【公開號】CN104956815
【申請號】CN201510397119
【發明人】楊麗, 劉全威, 張東興, 崔濤, 史嵩, 張瑞, 張智龍, 屈哲, 和賢桃, 殷小偉, 李克鴻
【申請人】中國農業大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月8日