简易精确控制立体自动播种机的制作方法

简易精确控制立体自动播种机
【技术领域】
1.本发明涉及农业播种设备的设计及应用技术领域，具体地说，是一种简易精确控制立体自动播种机。


背景技术：

2.立体化种植在规模化种植领域对于空间利用率提升具有重要作用，立体化种植的主要工具为立体种植桶，如附图12所示，该立体种植桶5设置为立体型桶体，桶壁上根据农作物苗株的生长需求分布有种植孔51，通过在桶内盛放营养土，将植株种植在桶壁上的种植孔51内，或者将种子播种到种植孔51内，可以实现立体式农作物种植，甚至可以采用多桶堆叠种植，大规模适用，这种种植模式大大提升了种植空间的利用率，尤其适合种养融合模式，可有效缓解规模养殖对环境的影响。
3.传统的田间平面种植，为了提高工作效率，减轻人力负担，设计了各种机械化种植设备，例如行走式自动播种机、滚筒式播种机等，即使是在大棚种植模式下，机械式播种设备也均设计为能够满足自动化平面播种的需求，这些设备无法直接用于立体式种植。
4.现有的立体式种植设备，采用多个种植层构建的系统来实现合理规划种植区域节省空间的效果，例如中国专利：立体种植装置，公开号为：cn113575197a，其立体种植模式为在种植塔上沿高度方向间隔设置有多排种植槽，利用旋转电极和旋转轴控制种植塔旋转，其目的是为了节约人力成本，但并没有公开如何实现精确播种。在另外一件公开号为cn205756174u，中国专利：一种立体无土栽培智能机器人，通过智能控制机器人的机械手，以实现对立体多层物体种植，但是智能机器人设备制造成本高，且设备的维护和使用专业性要求更高，不利于推广。
5.综上所述，目前本领域还没有一款能够专门应用于立体式种植桶的自动化播种机。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种简易精确控制立体自动播种机，通过导种箱和拨盘组件结构的配合，使得播种机同时具备播种位和输送位，既能够实现自动化播种，又能保证播种机与种植桶之间的精确配合，提高播种质量和播种效率。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种简易精确控制立体自动播种机，包括：
8.导种箱，所述导种箱包括第一分种孔和至少两个导种门，若干个所述导种门之间构成容置腔，用于盛放立体种植桶；
9.拨盘组件，所述拨盘组件固定于所述导种箱上，所述拨盘组件包括储种箱和第一驱动组件，所述储种箱底部布置第二分种孔，该第二分种孔与所述第一分种孔连通后构成导种通道，所述第一驱动组件推动所述储种箱内的种子通过所述导种通道进入所述导种箱；
10.若干个所述导种门同步运动构成打开状态与合并状态，当若干个所述导种门完全合并时，所述第二分种孔与所述第一分种孔连通构成播种机的播种位，当若干个所述导种门完全打开时构成播种机的输送位。
11.所述播种机，还包括支架，所述支架一端用于支撑固定，另一端设置支撑板，所述支撑板固定于所述导种箱与所述拨盘组件之间，将所述导种箱与所述拨盘组件支撑于所述支架顶端。
12.若干个所述导种门设置为结构完全相同的内部为空腔的立体结构，所述导种门靠近所述拨盘组件的一端设置为分布有所述第一分种孔的上盖板，所述导种门远离所述拨盘组件的一端设置为密封下盖板。
13.所述导种门内分布导种管，所述导种管连接于所述第一分种孔和立体种植桶上的种植孔之间，用于将种子从所述导种箱内导向立体种植桶对应的种植孔内。
14.所述播种机，还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件固定连接于所述下盖板上，用于控制若干个所述导种门的同步运动。
15.所述支撑板上分布有与所述第二分种孔连通且相适配的第三分种孔，当所述播种机构成所述播种位时，所述第一分种孔、所述第二分种孔和所述第三分种孔三者贯通构成所述导种通道。
16.所述储种箱一端设为开口，用于倒入种子，另一端设置为分拨盘，所述分拨盘上布置所述第二分种孔，所述第一驱动组件固定于所述分拨盘中心，并绕中心轴在所述分拨盘表面旋转推动种子。
17.所述分拨盘底面向所述开口方向凸起设置有若干环绕所述旋转轴且半径逐层增大的若干层环形分种板，所述第一驱动组件包括垂直固定于所述分拨盘中心的旋转轴和围绕所述旋转轴径向排列的分拨杆，所述分拨杆同时跨接若干层所述分种板，并以所述分种板为滑道绕所述旋转轴滑动旋转。
18.所述拨盘组件与所述导种箱之间还包括一分隔板，该分隔板上布置有第四分种孔，所述分隔板与所述第一驱动组件固定连接，并与所述第一驱动组件同步运动。
19.所述第一驱动组件还包括电机和用于固定该电机的安装架，所述安装架跨设于所述所述储种箱的开口端，通过所述安装架将所述电机固定于所述储种箱开口端处远离所述分拨盘的方向。
20.本发明优点在于：
21.本发明设计了一种专门应用于立体式种植桶的可实现自动化操作的播种机，通过导种箱的开合导种门和拨盘组件，使得播种机具有播种位和运输为两种状态，能够适用多个种植桶连续播种的规模种植场景，并且通过导种箱的上与拨盘组件内的分种孔配合，能够实现精准播种，减少漏播率，提供播种质量和工作效率。另一方面，本发明的播种机结构简单，制造成本低，操作便捷，有利于规模化推广和应用。
【附图说明】
22.附图1是本发明简易精确控制立体自动播种机在第一实施例中的输送位状态图；
23.附图2是本发明简易精确控制立体自动播种机在第一实施例中的播种位状态图；
24.附图3是本发明简易精确控制立体自动播种机的导种门结构示意图；
25.附图4是本发明简易精确控制立体自动播种机的拨盘组件结构示意图；
26.附图5是本发明简易精确控制立体自动播种机在第二实施例中的结构示意图；
27.附图6是本发明简易精确控制立体自动播种机在第三实施例中的爆炸图；
28.附图7是附图5结构的纵向剖面结构示意图；
29.附图8是本发明简易精确控制立体自动播种机的拨盘组件爆炸图；
30.附图9是本发明简易精确控制立体自动播种机的分拨盘结构示意图；
31.附图10是本发明简易精确控制立体自动播种机的储种箱内部驱动结构示意图；
32.附图11是本发明简易精确控制立体自动播种机在第四实施例中的结构示意图；
33.附图12是立体种植桶结构示意图。
34.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
35.1.导种箱，11.第一分种孔，12.导种门，121.上盖板，122.下盖板，123.侧壁，124.导种管，13.容置腔，2.拨盘组件，21.第二分种孔，22.储种箱，23.第一驱动组件，231.旋转轴，232.分拨杆，24.分拨盘，241.分种板，25.电机，26.安装架，3.支架，31.支撑板，32.第三分种孔，4.第二驱动组件，41.固定孔，42.驱动电机，43.滑动组件，5.立体种植桶，51.种植孔，6分隔板，61.第四分种孔。
【具体实施方式】
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，本发明实施例中所使用的“第一”“第二”等描述仅仅用于描述目的，不应当理解为其指示或隐含指示所限定的技术特征的数量，由此，本说明书各实施例中限定有“第一”“第二”的特征可以表明包括至少一个该被限定的技术特征。
38.本说明书中所记载的各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为该技术方案的结合不存在。
39.本发明简易精确控制立体自动播种机是应用于立体式种植方式中的可以替代人工播种的机器，具体通过将种植桶输送至播种机中的指定位置处，通过自动化控制将种子精确播种到种植桶上的种植孔内。需要说明书的是，本说明书实施例及附图所示出的实施例中以圆柱体型立体种植桶为例对播种机进行描述，相应的，播种机的导种箱也设计为与立体种植桶相适配的圆柱体筒型。实际中，种植桶的结构和形状可以根据种植场景的需要设计为其他形状的立体结构，包括但不限于：椭圆柱体筒型、长方体筒型、多棱柱体筒型或者其他不规则柱体筒型，此时，本发明的播种机导种箱也适应性地设计为对应结构或形状，但仍然应当将这些通过本发明技术方案扩展的仅仅外观形状的改变设计视为本发明的保护范围。
40.实施例一
41.参照附图1-4所示，本发明简易精确控制立体自动播种机包括导种箱1和拨盘组件2，其中所述导种箱1包括第一分种孔11和至少两个导种门12，若干个所述导种门12之间构
成容置腔13，用于盛放立体种植桶；所述拨盘组件2固定于所述导种箱1上，所述拨盘组件2包括储种箱22和第一驱动组件23，所述储种箱22底部布置第二分种孔21，该第二分种孔21与所述第一分种孔11连通后构成导种通道，所述第一驱动组件23推动所述储种箱22内的种子通过所述导种通道进入所述导种箱1。若干个所述导种门12同步运动构成打开状态与合并状态，如附图2所示出的是当两个所述导种门12完全合并时的状态，此时，导种门12合并可以将立体桶加紧固定在导种箱1内的容置腔13中，同时，拨盘组件2的所述第二分种孔21与导种箱1的所述第一分种孔11两两连通构成播种机的播种位，此时，通过启动所述第一驱动组件23拨动所述储种箱22内的种子，使得种子沿着分种孔在重力作用下掉落至导种箱1内，播种完成之后，如附图1所示，当若干个所述导种门12完全打开时构成播种机的输送位，将完成播种的立体种植桶输移动离开，同时放入下一个待播种的立体种植桶。具体的，参照附图所示，所述导种箱1在实际使用中竖直放置，拨盘组件2固定在导种箱1顶部，使得种子可以在重力作用下掉落至导种箱1内，导种箱1底部可以通过人工或者机械控制的方式控制若干个导种门12进行开合运动。
42.需要说明的是，立体种植桶盛放至容置腔13内时，两者侧壁应当紧密接触，以防止种子掉落出导种箱1外部。另外，为便于描述，本说明书以附图12所示的圆柱体筒状立体种植桶5为例描述播种机的结构，在一个优选的实施例中，本发明的导种箱1由两个相对开合的导种门12构成，中间构成与立体种植桶5形状相同的圆柱体容置腔13，两个导种门为完全相同的且内部空心的半圆柱体结构。
43.在一个优选的实施例中，参照附图3所示，若干个所述导种门12设置为结构完全相同的内部为空腔的立体结构，所述导种门12靠近所述拨盘组件2的一端设置为分布有所述第一分种孔11的上盖板121，所述导种门12远离所述拨盘组件12的一端设置为密封下盖板122，构成所述导种门12空腔的侧壁123可以是一体成型的半圆柱体结构，也可以是由两个半径不同的同轴半圆柱体可拆卸装配而成，参照附图3所示出的的是可拆卸式的侧壁123。
44.为了进一步保证种子能够精准播种至立体种植桶上的种植孔内，参照附图7所示的剖视图，所述导种门12内分布导种管124，所述导种管124连接于所述第一分种孔11和立体种植桶上的种植孔51之间，用于将种子从所述导种箱1内引导输送向立体种植桶对应的种植孔51内。播种过程中，当播种机构成播种位时，所示第一分种孔11、第二分种孔21和导种管124完全连通，构成一个密封的种子引导通道，能够将种子精准导入的对应的种植孔内。实际应用中，所述第一分种孔11和第二分种孔21孔数等于或者大于所述导种管124的数量，并且所述第一分种孔11和第二分种孔21的数量及其形状和导种管124的数量及其形状需要与种植桶上种植孔的数量及形状进行匹配，从而保证种植桶上每一个种植孔都能够对应到一个导种管及分种孔，使得种子顺利落下。
45.需要特别说明的是，结合附图1和附图4，拨盘组件2上的第二分种孔21的孔径大小应当与所播种的种子大小相适应，从而保证拨盘组件2上储种箱22底部的第二分种孔21同一时刻一次性仅能通过一颗种子，通过这种设计能够保证一次播种位每一个分种孔和导种管内仅有一颗种子落下，有效防止种子成堆落下造成种子浪费，也能够有效控制每一个种植孔中落入种子的数量，减少后期间苗工序劳力成本，保证植株之间的间隔有利于通风和植株的生长，提高植株生长过程中营养成分的有效吸收，达到缩短植物生长周期的目的。
46.本发明简易精确控制立体自动播种机的拨盘组件2，用于存放种子的同时，分拨种
子，使得种子能够被分拨均匀地通过分种孔进入所述导种箱1内。具体参照附图4-10，拨盘组件2的整体外观构成立体盘状结构，主要由储种箱22和用于提供分拨种子动力的第一驱动组件23构成，其中，所述储种箱22的一端设为开口，该开口方向朝着整个播种机竖直方向的最顶端，用于倒入种子，另一端设置为分拨盘24，具体如附图9所示，所述分拨盘24边缘延伸出储种箱24外部，且延伸部位开设有固定孔，用来实现拨盘组件2与所述导种箱1之间的固定装配。所述分拨盘24上布置所述第二分种孔21，所述第一驱动组件23固定于所述分拨盘24中心，并绕中心轴在所述分拨盘24表面旋转推动种子。优选的，所述第一分种孔11和第二分种孔21以分拨盘中心向四周径向辐射，均匀分布，通过均匀分布可以保证种子均匀落下从而提高播种质量，防止种子堆积。
47.具体参照附图8和附图9，本发明简易精确控制立体自动播种机的所述第一驱动组件23包括垂直固定于所述分拨盘24中心的旋转轴231和围绕所述旋转轴231径向排列的分拨杆232，所述分拨杆232接触所述分拨盘24的底面，并在所述分拨盘24的底面上旋转滑动。实际使用中，通过驱动所述分拨杆232均匀转动，可以将储种箱22内部的种子分拨均匀，从而使得播种机构成播种位时，种子均匀地分别从不同的导种管124中导向指定的种植孔内。
48.进一步的，为了使得种子倒入储种箱22时能够首先进行第一次分拨，所述分拨盘24底面向所述开口方向凸起设置有若干环绕所述旋转轴231且半径逐层增大的若干层环形分种板241，所述分拨杆232同时跨接若干层所述分种板241，并以所述分种板241为滑道绕所述旋转轴231滑动旋转。需要说明的是，本发明的分种板241的主要作用是在分拨盘24表面形成水平方向上的分拨种子的作用，使得分拨盘24表面形成若各环形沟槽，在分拨杆232的推动作用下，种子在规律分布的环形沟槽内均匀分布。通过这种结构的设计，可以在播种前将种子分拨均匀，当播种机构成播种位时，可以控制种子导入的数量，并将种子精准落入相应的导种管124内，避免出现种子成堆导入造成播种不均匀的情形，进而可以防止种子的浪费。
49.所述第一驱动组件23的分拨杆232的转动实际使用中既可以通过人工操作，也可以通过机械控制，机械控制方式包括但不限于联轴器控制、齿轮系统控制、电动控制等等。如附图10所示，本发明的所述第一驱动组件23还包括电机25和用于固定该电机25的安装架26，所述安装架26跨设于所述所述储种箱22的开口端，通过所述安装架26将所述电机固定于所述储种箱22开口端处远离所述分拨盘24的方向。具体的，所述安装架26固定在分拨盘24延伸出所述储种箱22的边缘部位，其上固定安装的电机25给储种箱22内的旋转轴231和分拨杆232提供动力，使得两者能够在储种箱22内按照设定的速度旋转分拨种子。
50.实施例二
51.在一个优选的实施例中，本发明简易精确控制立体自动播种机还包括支架3，通过该支架3可以将导种箱1和拨盘组件2架设至一定的高度，方便操作，同时，通过支架也便于对整个设备进行稳定放置或移动。如附图5-7所示，所述支架3的一端用于支撑固定，具体根据使用场景固定在大棚地面上或者操作台上等，优选的，为了方便移动，在另外一个优选实施例中，所示支架3的用于固定的底部设置滚轮或者其他移动设备。所述支架3的另一端设置支撑板31，所述支撑板31固定于所述导种箱1与所述拨盘组件2之间，将所述导种箱1与所述拨盘组件2支撑于所述支架3顶端，使得设备整体距离地面一定的高度。具体的，所述支撑板31上分布有与所述第二分种孔21连通且相适配的第三分种孔32，当所述播种机的导种箱
1构成所述播种位时，所述第一分种孔11、所述第二分种孔21和所述第三分种孔32三者贯通构成所述导种通道通向导种箱1内的导种管124。
52.需要说明的是，本实施例二与上述实施例一的区别仅仅在于多设置了支架3这一结构，其他技术特征及其具体实施方式与实施例一相同，故此处不再赘述。
53.实施例三
54.参照附图6所示，在另外一个优选的实施例中，为了实现精准控制立体种植桶上每一次播种仅仅在一个种植孔内种入一粒种子，在所述拨盘组件2与所述导种箱1之间设置一个分隔板6，该分隔板6上布置有第四分种孔61，所述分隔板6与所述拨盘组件2内部的所述第一驱动组件23固定连接，并与所述第一驱动组件23同步运动。储种箱22底部的分拨盘24上设置的第二分种孔21孔径与种子大小相适配，其他分种孔如导种门12的上盖板121上设置的第一分种孔11、支撑板31上的第三分种孔32和分隔板6上的第四分种孔61，其孔径大小可以彼此相同也可以不同，只需要保证播种时，能够为种子落下提供连通的通道即可。实际使用过程中，第一驱动组件23连续运行过程中，分隔板6随着第一驱动组件23一起运动，当分隔板6上的第四分种孔61和储种箱22底部布置的第二分种孔21连通时，如果第二分种孔21的孔径设置为正好容许落下一粒种子，则，此时分隔板6上每一个第四分种孔61会有一颗种子等待播种，第一驱动组件23继续运行，带动分隔板6运动，运动过程中，当分隔板6上的第四分种孔61与导种门12顶部的第一分种孔11连通时，该粒种子进入导种管124内。
55.本实施例中，通过在所述拨盘组件2与所述导种箱1之间设置分隔板6，可以阻断第一分种孔11和第二分种孔21连通的情形，从而在每个孔每一时刻点落入固定数量种子的基础上，控制连续时间先后落下种子的数量。例如：在一个使用场景中向如附图12所示的立体种植桶5中播种，并且要求立体种植桶5上每一个种植孔51内播种一粒种子，此时根据两个相邻立体种植桶5在导种箱1内的运输更换时间调整第一驱动组件23的旋转速度，从而保证分隔板6随着第一驱动组件23在两个相邻的第二分种孔21之间转换的时间等于相邻两个立体种植桶5更换的时间，这样可以保证从分隔板6上的第四分种孔61与第一分种孔11连通一次落下一粒种子通过导种管124进入种植孔51内。
56.需要说明的是，本实施例三是在上述实施例一和实施例二的基础上提高播种种子数量的精确控制程度，与上述实施例一和实施例二的区别在于增设了分隔板6，改变了不同分种孔之间连通的时间和方式，实现了不仅能够在同一个时间点控制种子落下的数量，还能够在连续的时间先后过程中控制种子落下的数量，本实施例的其他技术特征及其具体实施方式与实施例一和实施例二中相同，故此处不再赘述。
57.实施例四
58.参照附图11所示，在另外一个优选的实施例中，为了提高本发明简易精确控制立体自动播种机的自动化和机械化水平，本实施例中的播种机还包括第二驱动组件4，所述第二驱动组件5固定连接于所述导种门12的下盖板122上，结合附图3，所述下盖板122上开设有与所述第二驱动组件5对应的固定孔，实际中可以通过例如螺栓等固定结构将两者装配固定，通过该第二驱动组件可以控制若干个所述导种门12的同步运动。时间应用中，可以采用链系统、联轴器系统、滑轮系统等实现对若干个导种门12开合运动的控制。本实施例及附图仅展示了其中一种实现方式，即通过驱动电机42控制滑动组件43按照设定的运动轨迹驱动所述导种门12运动。具体的，如附图11所示，联轴器采用齿轮系统带动齿条的滚轮在指定
轨道上来回移动，通过将不同齿条利用支架板分别固定连接到对应的导种门12底部的下盖板122上，驱动单机42启动后，通过控制齿条的运动轨迹可以实现自动化控制导种门12的打开与闭合。
59.需要说明的是，本实施例四与上述实施例一至三的区别仅仅在于支架3底部设置了第二驱动组件，其他技术特征及其具体实施方式与实施例一至三中相同，故此处不再赘述。
60.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。