一种集中气送式排种器用定量供种装置的制作方法

本发明属于农业机械中的播种技术领域，具体涉及一种集中气送式排种器用定量供种装置。

背景技术：

目前应用的播种器主要包括机械式条播机，气吸式精量播种机和集中气送式播种机等。集中气送式播种机通过采用机械定量供种、气流再分配成行的播种方式，简化了整机结构和传动系统，有更大的作业幅宽和更高的作业效率。其中供种装置为气送式播种机的核心部件，起到将种箱内的种子分配成连续的种子流的作用。目前广泛使用的供种装置以外槽轮或槽齿轮为主，其不足在于针对小麦、稻谷等流动性较差的种子，充种性能较差。通过增强种群扰动可改善种子的流动性，增强充种性能是这类供种装置的改进方向。

中国发明专利申请(公开号109168455a、公开日2019.1.11)公开了一种油菜水稻兼用型成穴集中排种装置包括种箱、成行成穴供种装置和输送成行分配装置，所述成行成穴供种装置上部连接有种箱，下方连接有输送成行分配装置。通过搅种装置增强种群扰动，但需要额外增加一套搅种装置和传动系统，存在结构复杂和可靠性低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种充种性能高、种子破损率低的集中气送式排种器用定量供种装置。

为实现上述目的，本发明所设计的集中气送式排种器用定量供种装置，包括种箱和供种装置壳体，所述种箱安装在供种装置壳体上；横向穿过所述供种装置壳体的等宽多边形槽齿轮组合装置，所述等宽多边形槽齿轮组合装置包括排种轴、安装在排种轴上的等宽多边形槽齿轮、两个安装在排种轴上且分别位于等宽多边形槽齿轮两侧的挡板、每个挡板与等宽多边形槽齿轮一端设置有中间隔板及每个中间隔板与等宽多边形槽齿轮一端设置有空白轮；

等宽多边形槽齿轮截面包括等宽多边形本体及开设在等宽多边形本体中心的六方轴孔，其中，等宽多边形本体为由多条等宽曲线构成的多边形结构，等宽曲线为六方轴孔中心到等宽曲线上的各点距离均相等，且等宽曲线由大于等于三条且弧度相同的圆弧构成，在曲线交界处形成角顶；所述等宽多边形本体的每相邻两等宽曲线的相交处设置有搅种齿，每相邻搅种齿之间均匀布置有间隔齿，相邻间隔齿之间及间隔齿与搅种齿之间形成槽形型孔。

进一步地，所述槽形型孔由槽形型孔壁面a、槽形型孔壁面b和槽形型孔底面构成；槽形型孔深度h略大于小麦种子的高度、槽形型孔底面宽度d略大于小麦种子的宽度，槽形型孔壁面a倾角α1为13～15°，槽形型孔壁面b倾角α2为30～35°，槽形型孔壁面a与槽形型孔壁面b之间夹角α3为15～17°。

进一步地，所述供种装置壳体包括左支撑座、左支撑板、后连接板、前连接板、右支撑板和右支撑座，左支撑板和右支撑板之间通过后连接板和前连接板形成长方体框架，左支撑座固定于左支撑板上，右支撑座固定于右支撑板上；所述左支撑板和右支撑板之间设有种层调节板，所述左支撑板和右支撑板的底部之间安装有底座支撑板，且所述底座支撑板弧面与搅种齿接触，所述底座支撑板左侧安装有卸种板。

进一步地，所述圆弧半径r1为70～80mm。

进一步地，所述槽形型孔底面与轮体表面圆角半径r2为0.8～1.2mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过采用等宽多边形槽齿轮，可破坏单粒种子间的接触，使种子呈现较好的流动状态，充种性能提高，省去了搅种装置，简化了传动过程，降低种子破损率，极大地提高了排种器的整体性能；且等宽多边形槽齿轮组合装置能增强种子的流动性，降低了漏充指数和排种量一致性变异系数，易实现流动性差的小麦、水稻、大麦等种子的精量排种；

2、等宽多边形槽齿轮外形为基于等宽曲线的多边形结构，其非圆外形有利于增强种群扰动，型孔结构参数有利于种子充入和投出；采用等宽多边形槽齿轮、空白轮组合和转速调节排种量的方式可以适应不同种类，不同品种、行数、幅宽对于排种量的要求，显著提高对不同品种特别是流动性差的种子和农艺要求的适应性。

3、本发明排种量调节范围大，结构简单，适用于小麦、水稻、大麦等作物的精量排种，能显著提高工作效率，简化传动结构。

附图说明

图1为本发明集中气送式排种器用定量供种装置结构示意图；

图2为图1中供种装置壳体结构示意图；

图3为图2的剖视示意图；

图4为图1中等宽多边形槽齿轮组合装置结构示意图；

图5为图4中等宽多边形槽齿轮结构示意图；

图6为图5的参数示意图。

图中，种箱1、供种装置壳体2(其中：左支撑板21、左支撑座22、底座支撑板23、卸种板24、前连接板25、右支撑板26、种层调节板27、右支撑座28、后连接板29)、等宽多边形槽齿轮组合装置3(其中：排种轴30、挡板31、中间隔板32、空白轮33、等宽多边形槽齿轮34、搅种齿341、间隔齿342、槽形型孔343、槽形型孔壁面a343-1、槽形型孔底面343-2、槽形型孔壁面b343-3、六方轴孔344、等宽多边形本体345)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示为集中气送式排种器用定量供种装置，包括种箱1、供种装置壳体2、等宽多边形槽齿轮组合装置3，种箱1安装在供种装置壳体2上，等宽多边形槽齿轮组合装置3横向穿过供种装置壳体2中。

结合图2、图3所示，按照如图1所示的方位，供种装置壳体2包括左支撑座22、左支撑板21、后连接板29、前连接板25、右支撑板26和右支撑座28，左支撑板21和右支撑板26之间通过后连接板29和前连接板25形成长方体框架，左支撑座22固定于左支撑板21上，右支撑座28固定于右支撑板26上。左支撑板21和右支撑板26之间设有种层调节板27，种层调节板27将长方体框架的内腔隔成左右两块区域，其中，右侧区域为充种室，可通过调节种层调节板27安装位置调节种层厚度；左支撑板21和右支撑板26的底部之间安装有底座支撑板23，底座支撑板23左侧安装有卸种板24，将卸种板24抽出可卸出充种室内的种子。

结合图4所示，等宽多边形槽齿轮组合装置3包括排种轴30、安装在排种轴30上的等宽多边形槽齿轮34、两个安装在排种轴30上且分别位于等宽多边形槽齿轮34两侧的挡板31、每个挡板31与等宽多边形槽齿轮34一端设置有中间隔板32及每个中间隔板32与等宽多边形槽齿轮34一端设置有空白轮33。两侧挡板31避免种子与供种装置壳体隔离开，防止因摩擦导致种子破碎；两侧的挡板31中间安装有空白轮33、等宽多边形槽齿轮34和中间隔板32，中间隔板32将各等宽多边形槽齿轮34隔离开以形成相对独立的供种区域，等宽多边形槽齿轮34可用空白轮33替换以适应不同作业幅宽、品种对于播种量的要求。

结合图5所示，等宽多边形槽齿轮34截面包括等宽多边形本体345及开设在等宽多边形本体345中心的六方轴孔344，其中，等宽多边形本体345为由多条等宽曲线构成的多边形结构，等宽曲线为六方轴孔344中心到等宽曲线上的各点距离均相等，且等宽曲线由大于等于三条且弧度相同的圆弧构成，在曲线交界处形成角顶，圆弧半径r1为70～80mm(优选75mm)。另外，等宽多边形本体345的每相邻两等宽曲线的相交处设置有搅种齿341，每相邻搅种齿341之间均匀布置有间隔齿342，相邻间隔齿342之间及间隔齿342与搅种齿341之间形成槽形型孔343，且底座支撑板23弧面与搅种齿341接触。等宽多边形本体为由多条等宽曲线构成的多边形结构，在等宽曲线交界处形成的搅种齿341可增强充种室内种群扰动，使种子处于活动状态，更容易充入型孔。等宽多边形本体中心的六方轴孔344与排种轴30的六方轴结构配合，进行径向定位。

槽形型孔343由槽形型孔壁面a343-1、槽形型孔壁面b343-3和槽形型孔底面343-2构成，在充种阶段利于种子在重力、流动惯性和侧向压力作用下充入型孔，在投种阶段，便于种子在重力和离心力作用下沿槽形型孔壁面b343-3从型孔中流出。

结合图6所示，为提高定量供种装置充种性能，小麦种子外形为椭球状，平均尺寸为6mm×3mm×3mm，槽形型孔深度h略大于小麦种子的高度为4mm、槽形型孔底面343-2宽度d略大于小麦种子的宽度为4mm，且槽形型孔底面343-2与轮体表面圆角半径r2为0.8～1.2mm(优选1mm)，槽形型孔壁面a343-1倾角α1为13～15°(优选14°)，在充种阶段利于种子在重力、流动惯性和侧向压力作用下充入槽形型孔；槽形型孔壁面b343-3倾角α2为30～35°(优选32°)，大于小麦种子的自然休止角，在投种阶段，便于种子在重力和离心力作用下沿槽形型孔壁面b343-3从型孔中流出；槽形型孔壁面a343-1与槽形型孔壁面b343-3之间夹角α3为15～17°(优选16°)，与α3为0°的平行型孔结构相比，其结构可增大充种概率。

本发明工作原理如下：根据农艺要求的排种量，确定等宽多边形槽齿轮34数量和排种轴30转速。集中气送式排种器用等宽多边形定量供种装置工作时，排种轴30受外部动力驱动转动，排种轴30带动等宽多边形槽齿轮组合装置3转动，在充种区内，种子在重力、种群压力和流动惯性的综合作用下进入槽形型孔343，完成充种过程；排种轴继续转动，进入投种区，槽形型孔343内的种子在离心力和重力的作用下脱出型孔。

表1相同型孔的圆形排种轮与等宽多边形槽齿轮供种性能对比(g/min)

表2为不同型孔参数对小麦供种性能及稳定性的影响

表1表明，与无搅种装置的同型孔圆形排种轮相比，在同转速下，等宽多边形槽齿轮由于其对种群的扰动能力较强，其供种能力显著大于圆形排种轮。表2表明，与平行型孔相比，本发明的槽型型孔的型孔结构对小麦种子的供种速率与供种速率稳定性变异系数更优，破损率低于0.1％。该集中气送式排种器用等宽多边形定量供种装置通过改变等宽多边形槽齿轮数量和转速可以改变供种量，且供种范围大，可满足油菜、小麦、水稻等多种尤其是流动性较差的中小粒径种子的主动供种。该集中气送式排种器用等宽多边形定量供种装置的等宽多边形槽齿轮结构、槽形型孔和组合调节供种量方式和实施效果具有显著的技术优点。