一种三叶式清换排种方法的小区育种精量排种装置与流程

本发明属于农业机械自动化领域，具体涉及一种适用于大豆、玉米、花生田间育种试验的气吸式精量排种装置，可在每个播种小区之间不停机自动换种、清种与排种并调节株距。

背景技术：

我国是农业大国，粮食安全是国家稳定发展的重要基础。农以种为先，培育高产品种是提高农作物产量的重要因素，注重农作物优良品种选育，对实现稳产、高产具有现重要意义。实验培育研发出稳产、高产的农作物品种是稳定提高绝对产量、增加经济性的最有效的解决办法，这使得大豆小区育种试验的工作越来越重要。目前我国在进行育种试验的过程中还仍然采用传统的人力手工播种，这种方式不仅效率低而且播种质量不均衡。虽然国内有些科研机构针对该问题进行过相应的研究，但是由于没有对于小区育种试验这一重要课题背景做出相对应的创新，只是用于大田播种的排种器进行简单的延用，减少了部分人工劳动力，无法在每个小区之间自动清种与换种，并没有从根本上解决小区播种工序繁琐，播种质量不均衡等问题，无法保证育种试验的准确性与科学性。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种田间育种试验时可在不停止机器的情况下实现自动清种、换种与排种的精量气吸排种装置。与传统排种器相比，本发明采用“triz”理论的空间分离原理，将排种器前壳体分离成清换种和送种两个种室，同时配合三叶片换种机构，完成“清种-换种-排种”无限循环模式，形成一种三叶式清换排种方法。清换种种室以直流电机为动力源，控制种室总成在不同小区试验播种时的旋转运动，使不同种室与排种盘接触，以达到自动清换种的目的；同时步进电机为齿轮排种盘的旋转运动提供动力，在不同小区内，依据相应播种株距自动调节电机转速，完成每个小区之间自适应播种。多自由度组合式刮种器与齿轮排种盘相配合，及时清理齿轮排种盘形孔处吸附的多余种子，降低重播指数，保证排种器的精准播种质量。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于三叶式换种机构的自动循环清换排种小区精量排种装置由排种器后壳体总成、齿轮式排种盘、排种器前壳体总成、步进电机、驱动齿轮和减速传动总成构成构成。排种器后壳体总成由气室壳体、气流导管、气室密封环、齿轮式排种盘安装架和减速总成安装架构成；排种器前壳体总成由种室壳体、种子喂入器、多自由度组合式刮种总成、三叶式换种机构、三叶式换种机构驱动电机、三叶式换种机构限位端盖和毛刷挡板构成；多自由度组合式刮种总成由行程刻度盘、行程刻度盘旋转轴、清种刀、位调节滑块和驱动连杆构成。

基于三叶式换种机构的自动循环清换排种小区精量排种装置的气室壳体紧固于小区播种机播种单体上，气流导管、气室密封环安装于气室壳体上；减速总成安装架通过螺栓紧固于气室壳体，减速传动总成安装在减速传动总成安装架上，驱动齿轮与步进电机分别装配在减速传动总成输出轴端与输入轴端；齿轮式排种盘安装架通过轴承与卡簧安装在气室壳体上，齿轮式排种盘固定于齿轮式排种盘安装架上，在驱动齿轮的带动下，齿轮式排种盘与齿轮式排种盘安装架绕自身旋转。种室壳体通过卡口与气室壳体装配，三叶式换种机构、种子喂入器和多自由度组合式刮种总成安装在种室壳上相应位置。

附图说明：

图1为本发明专利整体示意图

图2为排种器后壳体总成示意图

图3为排种器前壳体总成正视示意图

图4为排种器前壳体总成后视示意图

图5多自由度组合式刮种总成示意图

图6三扇叶式换种机构示意图

图7三扇叶式换种机构正视示意图

图8三扇叶式换种机构剖视示意图

图中件号说明：

图1中，1、排种器前壳体总成；2、驱动齿轮；3、步进电机；4、减速传动总成；5、齿轮式排种盘；6、排种器后壳体总成；

图2中，7、减速传动总成安装架；8、气流导管；9、气室壳体；10、齿轮式排种盘安装架；11、气室密封环；

图3中，12、种室壳体；13、三叶式换种机构限位端盖；14、三叶式换种机构驱动电机；15、种子喂入器；16、多自由度组合式刮种总成；

图4中，17、三叶式换种机构；18、毛刷挡板；

图5中，19、驱动连杆；20、行程刻度盘；21、位调节滑块；22、行程刻度盘旋转轴；23、清种刀；

具体实施方式：

下面对本发明的最佳方案进一步阐述。

如图所示，基于三叶式换种机构的自动循环清换排种小区精量排种装置的气室壳体(9)体紧固于小区播种机播种单体上，气流导管(8)通过螺栓安装于气室壳体(9)上，气室密封环(11)镶嵌在气室壳体(9)内侧，减速总成安装架(7)通过螺栓紧固于气室壳体(9)，减速传动总成(4)安装在减速传动总成安装架(7)上，驱动齿轮(2)与步进电机(3)分别装配在减速传动总成(4)输出轴端与输入轴端，齿轮式排种盘安装架(10)通过轴承与卡簧安装在气室壳体(9)上，齿轮式排种盘(5)固定于齿轮式排种盘安装架(10)上，在驱动齿轮(2)的带动下，齿轮式排种盘(5)与齿轮式排种盘安装架(10)绕自身旋转，种室壳体(12)通过螺栓与气室壳体装配，三扇叶式换种机构(17)、种子喂入器(15)、三叶式换种机构限位端盖(13)、多自由度组合式刮种总成(16)安装在种室壳(12)上相应位置，三叶式换种机构驱动电机(14)安装在三叶式换种机构限位端盖(13)上。

育种时，首先依据播种品种安装好相应排种盘，调节多自由度组合式刮种总成(16)的工作位置，将第一类品种的种子通过种子喂入器(15)导入三叶式换种机构(17)中，驱动三叶式换种机构驱动电机(14)，将三叶式换种机构(17)带动种子旋转120°，使种子进入种室与齿轮式排种盘(5)接触，然后，在气室壳体(9)与气室密封环(11)的作用下，使种子吸附在齿轮式排种盘(5)上，驱动步进电机(3)带动齿轮式排种盘(5)旋转，在多自由度组合式刮种总成(16)的作用下完成精准投种工作。播种第一类种子时，将第二类种子通过种子喂入器(15)导入三叶式换种机构(17)中进行储备，当第一种品种播种完毕，三叶式换种机构(17)继续旋转120°，将第二类种子迅速送入种室，与齿轮式排种盘(5)接触，并且将剩余的第一类种子清除，在播种机不停止机器的情况下，实现快速的清种、换种与排种工作，有效的节约人力、物力与财力，满足育种工作的准确性、科学性与稳定性的要求。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种三叶式清换排种方法的小区育种精量排种装置，适用于大豆、玉米、花生田间育种试验，其包括排种器后壳体总成、齿轮式排种盘、排种器前壳体总成和驱动总成；本发明采用气吸式排种技术，使用电机作为动力源。播种前，将用户所需播种株距输入系统，控制系统控制排种电机驱动排种盘匀速转动，并通过清种机构保证单粒吸种，实现单粒种子精确播种；在清换种子时，种室电机驱动换种机构旋转，达到不同播种小区内接触不同种室，以实现自动循环清理残余种子和充装新品种，同时控制排种电机转速以适应不同种子的不同播种株距；该排种器有效解决了育种实验过程中需要人工清种、换种增加多余劳动力的问题，保证了科研育种试验的准确性、科学性。

技术研发人员：陈海涛;王洪飞;鞠殿明;王业成;韩瑞;王星;窦玉宽
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：2019.03.26
技术公布日：2019.05.17