一种玉米种子定向处理包装机的制作方法

本发明涉及一种包装机，特别是关于一种玉米种子定向处理包装机。

背景技术：

玉米是我国第二大粮食作物，种植面积和产量分别占粮食作物的26％和30％，在我国粮食生产中占据主导地位，我国2020年新增1000亿斤粮食，60％依靠玉米来实现，其机械化作业水平的提升对于未来玉米稳产和高产，保证粮食安全具有十分重要的作用。随着我国劳动力转移，现代农业步伐的加快，实现玉米生产全程机械化已迫在眉睫，势在必行。农业部提出“四增一改”的措施，主要是提高玉米的单产，增加种植密度。但目前的部分品种不适合增加密度。

玉米定向栽培，是将玉米种子的胚统一朝向与种植行垂直的方向，在玉米生长期，玉米的叶子与种植行垂直，结穗也朝向同一个方向，优化植株的采光结构，增加有效叶面积，适当增加密度，有利于田间的光、热和气等资源的有效利用，从而达到提高单产的目的。此外由于玉米的长势一致，玉米结穗的方位相同，有利于实现收获机械化，减少机收损失。

目前，国内外关于玉米的定向播种方式，多采用人工进行，还没有成熟的技术和自动化的设备，因此，研究一种这样的机器势在必行，具有理论和实践意义。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种玉米种子定向处理包装机。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种玉米种子定向处理包装机，其特征在于：包括一工作台架，所述工作台架上设置有玉米棒夹持机构、玉米棒定芯机构、单行玉米推送机构、单粒玉米取出机构、种子包装机构；所述玉米棒夹持机构包括两个上、下对称设置的玉米棒夹持组，所述玉米棒夹持组中包括一丝杠电机、丝杠、靠螺纹滑设在丝杠上的滑块，所述滑块的端部连接玉米棒夹推板，玉米棒夹推板穿过丝杠固定板连接玉米棒夹，所述玉米棒夹呈圆弧形；所述玉米棒定芯机构设置在玉米棒夹持部分的一侧，包括一旋转电机，旋转电机的输出端连接推送齿轮齿条组合，推送齿轮齿条组合的齿条前端连接玉米芯定针；所述单行玉米推送机构位于所述玉米棒定芯机构的上方，包括一推槽齿轮齿条组合，推槽齿轮齿条组合的齿条前端连接一“u”型单行种子推槽，单行种子推槽的宽度和高度与一行玉米籽粒的外形一致，前端的底部有刃口；所述单粒玉米取出机构位于所述玉米棒夹持机构的另一侧，包括一“u”型种子承载槽，所述种子承载槽底部比单行种子推槽底部略低，宽度比单行种子推槽略宽，种子承载槽的底部前端开设一个长方形口；在种子承载槽的上方设置一推针齿轮齿条组合，推针齿轮齿条组合的齿条前端连接一推针，推针朝下；推针齿轮齿条组合在滑槽齿轮齿条组合和压缩弹簧作用下滑设在滑槽中；在种子承载槽的前端长方形口的正上方，设置一压种机构，所述压种机构包括压种电机、固定在电机输出轴上的压种转盘、偏心安装在转盘上的定销、带有滑槽的压种针，所述定销穿在滑槽内；所述种子包装机构位于单粒玉米取出机构的下方，包括包种平台、下膜组、上膜组、压膜组和成品种卷组；所述下膜组位于包种平台的后侧、种子承载槽的后面，包括下膜辊，下膜辊上装有下膜，所述下膜上根据种子的形状和株距提前压制有种子膜，种胚方向朝向一致；所述上膜组位于种子承载槽的前面，包括上膜辊，上膜辊上装有上膜，上膜辊的中心线略高于下膜辊；所述压膜组为一压膜辊，位于上膜组的前面，压膜辊与下膜辊等高；成品种卷组为一成品种卷辊，位于压膜组的前面，所述下膜、上膜的起始端均卷在成品种卷辊上；所述各辊均由各自的电机驱动。

所述推送齿轮齿条组合、推槽齿轮齿条组合、推针齿轮齿条组合、滑槽齿轮齿条组合一样，均包括一齿轮齿条固定板，固定板上固定有齿条导向板，齿条导向板的内侧具有导向槽，齿条边缘压设在导向槽中，齿轮与齿条啮合在一起，齿轮由齿轮电机驱动。

所述滑槽齿轮齿条组合固定在所述滑槽的右端，所述压缩弹簧夹设在一竖直夹板和推针齿轮齿条组合的固定板之间。

所述籽粒推针和压种针的下端都有倾斜的斜面。

所述玉米芯定针为四个。

所述推送齿轮齿条组合的固定板一端带有转轴，与旋转电机的输出端通过联轴器连接。

所述压种针与种子承载槽内的长方形口中心垂直对齐。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明构思巧妙，将机构分为六大部分。夹持部分采用丝杠电机通过驱动丝杠滑块的上下移动，带动两个弧形玉米棒固定夹相向运动将玉米棒固定住；丝杠电机反转，松开玉米棒。

2、定芯部分采用推送齿轮齿条组合和针形玉米芯定针，将玉米芯固定；同时在旋转电机的作用下，可以将玉米籽粒按照一定的角度旋转，从而使待处理的玉米行转到固定的位置。

3、单行种子推送部分采用推槽齿轮齿条组合和“u”型种子单行推槽，将一行玉米切除到种子单行推槽内，并将种子单行推槽连同玉米种子一同推送到“u”型种子承载槽内。

4、单粒取出部分采用推针齿轮齿条组合和籽粒推针完成一行玉米种子从单行种子推槽中的撤出。采用压种电机、压种转盘、定销和压种针，通过电机的转动，带动压种针上下运动，将种子承载槽内长方形口中的种子压入到下膜的种子膜上，压种针的倾斜端面可以使玉米种子从直立状态变成水平状态，保证种子的胚芽朝向一个方向。采用滑槽齿轮齿条组合可以将推针齿轮齿条组合沿滑槽滑动。在滑槽齿轮齿条组合和推针齿轮齿条组合之间采用压缩弹簧，使籽粒推针始终将玉米种子压向种子承载槽长形口的位置，保证压种针的下方不间断地有种子。

5、将下膜事先根据种子的大小，压制成种子的形状，保证种子的胚能够按照一定方向排列。6、采用压膜辊，将下膜和上膜压制在一起。7、采用成品种卷辊将压制好的种子成品种膜卷起，便于后续的播种作业。8、整个装置采用电机驱动，结构简单，易于控制，不污染环境。

附图说明

图1a是整体机构的主视图；

图1b是整体机构的俯视图；

图2是玉米棒夹侧视图；

图3是推送齿轮齿条组合示意图；

图4a～c是单行种子推槽主视图、俯视图、侧视图；

图5a～c是种子承载槽主视图、俯视图、侧视图；

图6a～b是压种转盘、压种针和销的主视图、侧视图；

图7是下膜组、上膜组、压膜和成品种卷组的结构侧视图；

图8a～b是下膜的主视图、侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明基于如下一种构思：

1、采用两个弧形玉米棒夹，相向运动可将玉米棒护住，相背运动可将玉米棒松开；

2、采用旋转定心机构，插入到玉米芯固定，同时将玉米棒转动；

3、采用单行种子推送机构，将一行玉米切除到“u”型种子单行推槽内；

4、采用单粒种子推送机构，完成玉米种子从单行种子推槽中撤出，到承载槽单粒口洞中；

5、采用压种机构，将单粒口洞中的种子压出；

6、采用上膜、下膜、压膜和成品卷种机构，将压出的种子按规律包装，保证种子的胚能够按照一定方向排列。

如图1a、图1b所示，在一实施例中，可将本发明机构分为六个部分：工作台架部分、玉米棒夹持部分、玉米棒定芯部分、单行玉米推送部分、玉米单粒取出部分和种子包装部分。

(1)工作台架部分：采用不锈钢材质制作的工作台架部分，作为工作平台，承载着玉米棒夹持部分、玉米棒定芯部分、单行玉米推送部分、单粒玉米取出部分和种子包装部分。工作台架部分包括一底部的工作台10；在工作台10上固定(焊接或螺栓连接)一个大的“几”型固定支架11以及多种横、竖布置的小支架，用于固定玉米棒夹持部分、玉米棒定芯部分、单行玉米推送部分、玉米单粒取出部分和种子包装部分。在介绍本实施例时，将各种小支架归属于各部分中详细说明。

(2)玉米棒夹持部分：在工作台10和固定支架11之间位于中间位置设置两个支架板20，支架板20通过螺栓固定在工作台10和固定支架11上。两个支架板20的上、下分别设置一组玉米棒夹持组，可以相向运动将玉米棒夹住或相背运动将玉米棒松开。玉米棒夹持组包括一丝杠电机21，通过丝杠电机固定板22固定在两个支架板20上，丝杠电机21的输出端通过联轴器与丝杠23连接在一起，丝杠23的两端分别通过一个丝杠固定板24支撑。一丝杠滑块25通过螺纹穿在丝杠23上，丝杠滑块25上连接两个相同的玉米棒夹推板26，两玉米棒夹推板26穿过下端的丝杠固定板24与玉米棒夹27连接在一起。如图2所示，玉米棒夹27呈圆弧形，两组玉米棒夹结合在一起夹持玉米棒。丝杠滑块25可以随丝杠23的旋转上、下运动，因而可以带动玉米棒夹27上、下运动。两组玉米棒夹持组分别在电机的作用下，同时相对或相反运动，完成夹持或松开玉米棒的作用。

(3)玉米棒定芯部分：玉米棒定芯部分设置在玉米棒夹持部分的一侧，包括固定在工作台10和固定支架11之间的旋转电机固定板30，旋转电机31固定在此固定板上。旋转电机31的输出端通过联轴器与推送齿轮齿条组合连接在一起。如图3所示，推送齿轮齿条组合32包括一齿轮齿条固定板33，固定板的一端带有转轴，与旋转电机31的输出端通过联轴器连接。齿轮齿条固定板33上固定有两块齿条导向板34，两块齿条导向板34的内侧面具有导向槽，齿条35设在两个导向板的中间，边缘压设在导向槽中。推送齿轮36与齿条35啮合在一起，推送齿轮36的轴部通过支撑板支撑在齿条导向板34上，其中一端的输出轴通过轴器与齿轮电机37连接在一起。

齿条35的前端连接玉米芯定针38，玉米芯定针38的前端是尖型的，可以插入到玉米芯中，将玉米棒固定。推送齿轮齿条组合在旋转电机的作用下，带动玉米芯定针旋转，进而可以使玉米棒旋转。玉米芯定针38最佳为四个。

下文中提到的推槽齿轮齿条组合、推针齿轮齿条组合、滑槽齿轮齿条组合的结构与推送齿轮齿条组合的结构一样，就不再重复介绍。

(4)单行玉米推送部分：单行玉米推送部分位于玉米棒定芯部分的上方。“乙”型固定板40悬吊固定在固定支架11上，固定板的末端固定推槽齿轮齿条组合41，推槽齿轮齿条组合41的齿条前端连接“u”型单行种子推槽42。为了保持推槽齿轮齿条组合41的稳定性，将推槽齿轮齿条组合41的前端通过固定板43悬挂在固定支架11上。单行种子推槽42的“u”型槽，如图4a～c所示，其宽度和高度与一行玉米籽粒的外形相同，其底部的前端有刃口，可以从玉米籽粒的根部整行的将籽粒切入到槽内。

(5)单粒玉米取出部分：单行种子推槽42在推槽齿轮齿条组合41的作用下，切下来一行籽粒后继续前行，穿过玉米棒夹持部分，与单粒玉米取出部分衔接。单粒玉米取出部分包括种子承载槽50，通过固定在工作台10上的两个种子承载槽固定架51支撑。种子承载槽50也是“u”型槽，如图5a～c所示，其底部低于单行种子推槽42的底部，并且比单行种子推槽42略宽，使单行种子推槽42推送过来的种子能够落到种子承载槽50中。种子承载槽50的底部前端开设一个长方形口52，长方形口52的长度和宽度可以保证一粒玉米种子漏出。

在种子承载槽50的上方的固定支架11上，固定一滑槽53，滑槽53中滑设一推针齿轮齿条组合54，籽粒推针58朝下。推针齿轮齿条组合54的滑动由滑槽齿轮齿条组合55和压缩弹簧56完成。滑槽齿轮齿条组合55的固定板固定在滑槽53的右端(从图示上看)，齿条端伸出时能够接触到推针齿轮齿条组合54的固定板，将推针齿轮齿条组合54推向左端。压缩弹簧56夹设在一竖直夹板57和推针齿轮齿条组合54的固定板之间(竖直夹板57固定在固定支架11上)。滑槽齿轮齿条组合55将推针齿轮齿条组合54推向一端后，就退回，推针齿轮齿条组合54在压缩弹簧56的作用下向右滑动。籽粒推针58固定在推针齿轮齿条组合54的齿条前端，籽粒推针58的下端有倾斜的斜面，方便拨动籽粒。籽粒推针58在推针齿轮齿条组合54的作用下，可以向下运动，插入到单行种子推槽42内，当单行种子推槽42在齿条的作用下后退时，籽粒推针58挡住玉米种子不跟随移动使其落到种子承载槽50中。籽粒推针58在弹簧56的作用下，慢慢回退，将种子承载槽内的玉米籽粒始终压向种子承载槽50的前端，保证其上的长方形口52上方始终有1粒种子。

在种子承载槽50的前端长方形口52的正上方，设置一压种机构，压种机构包括压种电机固定架59，其上固定压种电机60。电机的输出端通过键固定一压种转盘61，如图6a、图6b所示，压种转盘61上偏心安装一个定销62，压种针63上开设一个压种针滑槽64，定销62穿在压种针滑槽64内，滑槽64为长形槽。压种转盘61转动，带动定销62转动，定销62在压种针滑槽64内滑动，从而带动压种针63上、下运动。压种针63与种子承载槽50内的长方形口52中心垂直对齐，可将位于长方形口52上的种子向下压出到下膜72的种子膜73内。压种针63下端的倾斜端面，可以使玉米种子从直立状态变成水平状态，保证种子的胚芽朝向一个方向。

(6)种子包装部分：种子包装部分包括包种平台、下膜组、上膜组、压膜组和成品种卷组。如图1、图7所示，包种平台70固定在工作台10上，下膜组、上膜组、压膜组和成品种卷组分别通过一组膜辊固定在包种平台70上。

下膜组：位于包种平台70的后侧，种子承载槽50的后面，下膜辊71上装有下膜72，下膜72上根据种子的形状和株距提前压制好了种子膜73，如图8a、8b所示，其外形和厚度与玉米种子类似，并且种胚方向朝向一致。下膜辊71通过下膜辊电机79驱动，下膜辊电机79固定在包种平台70上。

上膜组：位于种子承载槽50的前面，上膜辊74上装有上膜75。上膜采用与下膜同样的材料和宽度。上膜辊74的中心线略高于下膜辊71。上膜辊74由上膜辊电机80驱动，上膜辊电机80固定在包种平台70上。

压膜组：压膜组为一压膜辊76，位于上膜组的前面，压膜辊76与下膜辊等高，压膜辊76作用是将上膜和下膜压制在一起。压膜辊76由压膜辊电机81驱动，压膜辊电机81固定在包种平台70上。

成品种卷组：成品种卷组为一成品种卷辊77，位于压膜组的前面，成品种卷辊77作用是将压制好的玉米种膜78卷在一起(米种膜78是上膜75和下膜72的压制成型品)。成品种卷辊77由成品种卷辊电机82驱动，成品种卷辊电机82固定在包种平台70上。

下膜72、上膜75的起始端均拉紧卷在成品种卷辊77上，待压膜辊76和成品种卷辊77转动时将两膜压紧并卷起。

本发明整体的工作过程是：

将已经去掉两头的玉米棒放置在两个玉米棒夹的内部，两个丝杠电机同时转动，带动两个丝杠滑块、两个玉米棒夹推板和两个玉米棒夹相对运动，直至夹住玉米棒。

推送齿轮电机转动，带动推送齿轮齿条组合和玉米芯定针向前运动，玉米芯定针固定住玉米芯。

推槽齿轮齿条组合推动单行种子推槽向前运动，切下一行玉米种子。

推槽齿轮齿条组合中的齿条继续向前运动，将单行种子推槽连同玉米种子推入种子承载槽内。此时，滑槽齿轮齿条组合将推针齿轮齿条组合沿滑槽推到左侧；推针齿轮齿条组合的齿条推动籽粒推针向下运动，使籽粒推针插入到单行种子推槽内的种子后面；推槽齿轮齿条组合的电机反转，带动单行种子推槽退回，此时，籽粒推针挡住玉米种子，避免其跟随种子单行推槽退回，并使种子落入到种子承载槽内。滑槽齿轮齿条组合的电机反转，将齿条退回。推针齿轮齿条组合在压缩弹簧的作用下向右侧滑动。

压种机构将玉米种子从承载槽中压出，压入到下膜的种子膜内。事先将下膜和上膜的无种子的部分，卷到成品种卷辊上，当下膜上的种子膜正对在种子承载槽的长方形口中心的正下方时，下膜辊电机、上膜辊电机、压膜辊电机和成品种卷辊电机停止运转。压种电机启动，带动压种转盘转动，其上的定销在压种针滑槽内滑动，带动压种针向下运动，将种子从长方形口内压出到种子膜内，压种针的倾斜端面可以使玉米种子从直立状态变成水平状态。此时，压种针退回，种子承载槽内的种子在籽粒推针和压缩弹簧的作用下，向前移动一定的位置，始终将玉米种子压向右侧。压入种子的下膜向前运动，上膜辊电机转动，将上膜覆盖在下膜上，压膜辊电机转动，带动压膜辊将两个膜压紧在一起，随后，成品种卷辊电机带动成品种卷辊将成品种膜卷起。下膜辊电机、上膜辊电机、压膜辊电机和成品种卷辊电机转动一定的距离，下一个种子膜对准长方形口，再进行压入。

当一行的玉米种子完全压入后，旋转电机转动一定的角度，带动推送齿轮齿条组合、玉米芯定针以及固定好的玉米棒转动相应的角度，使下一行玉米籽粒正对着单行种子推槽的中心，进行下一行的种子的推入、压种、包装等工作。

当整个玉米棒完成作业后，丝杠电机反转，带动丝杠、丝杠滑块、玉米棒夹推板、玉米棒夹相背运动，松掉玉米棒；然后再进行下一个玉米棒的取种作业。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中具体部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。