一种内置风机集成气力式排种单体

1.本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种内置风机集成气力式排种单体。


背景技术：

2.精密播种技术是提高粮食单产、充分利用土地资源、减少种子浪费的重要手段之一，精密排种单体作为核心部件，对精密播种技术发展具有重要作用，但目前国内研究重点多集中在精密排种器的排种性能提升上，智能化程度有待提高，传统排种单体依靠播种机地轮和链轮驱动，高速作业时滑移率升高，排种性能大幅下降，且多行播种时内外行速度不一致，播种均匀性差；现有气力式排种单体的风机为单体外置，风机体积大、空间利用率低、机型不美观，同时田间作业时风量无法控制导致气压不稳，严重影响排种单行均匀性和行间一致性。
3.在精准农业背景下，未来我国的精密排种技术研究趋向于高速、高精度、变量排种，采用电驱动排种系统不仅可以提高排种精度，适用高速播种作业，且能实现播种单元的单独启停，对内外行单独控制，同时风机内置单体供压可增强气压稳定性，提高播种单行均匀性及行间一致性，便于根据田间播种实况进行单行管理，为后续变量排种研究提供技术条件。


技术实现要素：

4.本发明针对现有排种器因工作阻力大、外置风机体积笨重、地轮链轮驱动滑移率高等造成的作业速度低、播种均匀性及一致性差、气压不稳、不美观等技术不足，提供了一种能高速、高精度排种的内置风机集成气力式排种单体。
5.为实现上述目的，本发明所述的内置风机集成气力式排种单体，包括气室、安装在气室圆周面上的卸压板、安装在气室空腔中的风机、与气室对合固定安装的储种仓、安装在储种仓上的步进电机及与步进电机输出轴相连且位于储种仓与气室之间的排种盘，以及安装在储种仓一侧的落种管和安装在储种仓另一侧的种箱。
6.进一步地，所述气室包括气室本体和密封罩；气室本体包括气室底座、安装在气室底座上的气室外筒及内置在气室外筒中空腔内的气室内筒；气室内筒与气室外筒之间通过两块气室隔板将中空腔分隔成正压区和负压区；位于上方的气室隔板与气室底座的底平面呈平行布置，且上方的气室隔板与下方的气室隔板呈顺时针45
°
夹角，并以上方的气室隔板与气室外筒的内壁交界处为起点顺时针旋转开有正压泄压口。
7.进一步地，所述密封罩的侧板上布置有隔气板，隔气板上分布有定位插条，定位插条与两个气室隔板内边沿的气室隔板插槽配合，将正负压区隔离开并形成容纳风机的对合空腔，风机内置对合空腔中，风机的线束2-3穿过气室中心通孔延伸至外部。
8.进一步地，所述隔气板上开有与气室内筒弧形缺口相配合的风机出口弧形缺口，气室内筒弧形缺口与风机出口弧形缺口对合形成供风机出气口穿过的环形通孔；风机的出气口穿过环形通孔伸入到正压区区域内，将出气口封闭在正压区区域内，对应地，风机的进
气口嵌入密封罩的中间通孔内；且位于正压区区域和位于负压区区域均分布有密封罩锁紧卡扣。
9.进一步地，所述卸压板包括泄压板本体、位于泄压板本体外端面的外壁密封板及位于泄压板本体内端面的插扣，泄压板本体的上下两侧面延伸有插入泄压板插槽内的凸台，凸台插入气室正压泄压口上下边沿的泄压板插槽内，将卸压板插入正压泄压口内，外壁密封板内表面与气室外筒的外表面贴合，凸台与泄压板插槽配合可进行来回滑动，改变正压泄气口的面积从而实现正压值的调节。
10.进一步地，所述排种盘包括排种盘本体及一圈沿圆周方向均匀开设在排种盘本体上的型孔，排种盘本体的圆周面上有一圈密封阶梯，对应地，气室外筒的圆周边沿有一圈气室阶梯，密封阶梯与气室阶梯配合；所述型孔由圆柱形孔和锥孔组成，且锥孔的锥角为90
°
。
11.进一步地，所述储种仓包括储种仓本体，储种仓本体上开设有储种仓进种口和储种仓清种口，储种仓进种口和储种仓清种口均位于负压区内，落种管固定安装在储种仓本体处于正压区侧的下方；储种仓本体的中间部位向内延伸有供步进电机安装的支撑沉台，储种仓本体上的正压区隔板与排种盘5配合，用于隔绝正负压气流，将排种盘上的型孔分隔在不同气压区；且卸压板的插扣插入与储种仓本体的插槽内。
12.进一步地，所述种箱包括种箱本体，及开设在种箱本体上的种箱进种口和种箱卸种口，种箱进种口与储种仓的储种仓进种口相对应布置；种箱本体内侧下方开储种仓嵌入且固定的种箱固定腔，种箱固定腔的开口边沿有固定在气室外筒上的定位条，定位条插接在气室外筒的种箱插槽孔中。
13.进一步地，所述风机的进气口与排种盘的垂直距离≥3mm。
14.进一步地，在所述负压区区域内气室内筒的外壁与气室外筒的内壁之间衬有支撑筋条。
15.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
16.1.本发明将步进电机、风机集成在排种装置内部，各自配套使用驱动器，可实现播种单体单行控制，各行工作状态互不干扰，可实现变量播种；
17.2.本发明相对现有装置缩小了风机体积，采取内置风机方式，避免复杂风管排布，外形美观，有效提高空间利用率；
18.3.本发明使用步进电机驱动排种盘转动，避免了高速作业时传统排种器地轮链轮组合驱动因滑移率升高导致的排种性能下降问题，同时可有效提高种子田间分布均匀性和一致性；
19.4.本发明使用同一内置风机提供正负气压，风机通过接插件与控制器连接，根据作业过程中的排种漏播、重播情况，调节风机的正负气压值；同时正压气室腔壁上设计有滑槽，用于可拆卸卸压板安装，实现正压按需调节功能；
20.5.本发明一定范围内适用不同粒径种子播种，可通过更换排种盘实现一器多用，为后期兼用高速排种研究提供基础。
附图说明
21.图1为本发明内置风机集成气力式排种单体结构示意图；
22.图2为图1的另一方向结构示意图；
3，定位插条3-3与两个气室隔板1-4内边沿的气室隔板插槽1-9配合，将正负压区隔离开并形成容纳风机2的对合空腔，风机2内置对合空腔中，风机2的线束2-3穿过气室中心通孔延伸至外部。隔气板3-4上开有与气室内筒1-2弧形缺口相配合的风机出口弧形缺口3-2，气室内筒1-2弧形缺口与风机出口弧形缺口3-2对合形成供风机2出气口2-2穿过的环形通孔。风机2的出气口2-2穿过环形通孔伸入到正压区1-6区域内，将出气口2-2封闭在正压区1-6区域内，对应地，风机2的进气口2-1嵌入密封罩3的中间通孔内。位于正压区1-6区域和位于负压区1-7区域均分布有密封罩锁紧卡扣1-8，防止密封罩3与气室内筒1-2振动脱落，进一步保证正压区1-6区域的密封性。
45.如图6所示，卸压板4包括泄压板本体4-4、位于泄压板本体4-4外端面的外壁密封板4-1及位于泄压板本体4-4内端面的插扣4-3，泄压板本体4-4的上下两侧面延伸有插入泄压板插槽1-12内的凸台4-2，凸台4-2插入气室1的泄压板插槽1-12内，将卸压板4插入正压泄压口1-5内，外壁密封板4-1内表面与气室外筒1-1的外表面贴合，凸台4-2与泄压板插槽1-12配合可进行来回滑动，改变正压泄气口1-5的面积从而实现正压值的调节。
46.如图8、9所示，排种盘5包括排种盘本体5-3及一圈沿圆周方向均匀开设在排种盘本体5-3上的型孔5-2，排种盘本体5-3的圆周面上有一圈密封阶梯5-1，对应地，气室外筒的圆周边沿有一圈气室阶梯1-13，密封阶梯5-1与气室阶梯1-13配合进一步保证密封效果。排种盘本体5-3的中间轴套与步进电机7的输出轴配合，排种单体工作时步进电机7转动，带动排种盘转动完成充种、携种和卸种过程，实现动力传递。本实施例中，型孔5-2由圆柱形孔和锥孔组成，且锥孔的锥角为90
°
(见图10)，排种作业时种子在负压作用下被吸进型孔锥状端，较直孔的充种效果更好。
47.如图11所示，储种仓8包括储种仓本体8-1，储种仓本体8-1上开设有储种仓进种口8-4和储种仓清种口8-4，储种仓进种口8-4和储种仓清种口8-4均位于负压区内，落种管10固定安装在储种仓本体8-1处于正压区侧的下方。储种仓本体8-1与气室外筒对合并固定连接在一起将排种盘5夹在储种仓8和气室外筒之间。储种仓本体8-1的中间部位向内延伸有供步进电机安装的支撑沉台8-3，支撑台8-3上开有四个沉孔，用于步进电机7的紧固，周围设有支撑筋，增加结构强度。卸压板4的插扣4-3插入与储种仓本体8-1的插槽内，达到闭合气室外筒1-1的效果。
48.储种仓本体8-1上正压区隔板8-5与排种盘5配合，用于隔绝正负压气流将排种盘5上的型孔5-2分隔在不同气压区，风机2工作时，排种盘5上处于负压区域的型孔吸附种子，随排种盘5转动至正压区域卸种。
49.如图12所示，种箱9包括种箱本体9-4，及开设在种箱本体9-4上的种箱进种口9-2和种箱卸种口9-3，种箱进种口9-2与储种仓8的储种仓进种口8-4相对应布置。种箱本体9-4内侧下方开储种仓嵌入且固定的种箱固定腔9-5，种箱固定腔9-5的开口边沿有固定在气室外筒上的定位条9-1，定位条9-1插接在气室外筒的种箱插槽孔1-11中。
50.本实施例中风机2的进气口2-1与排种盘5的垂直距离≥3mm，避免距离过近使风机的进气口阻力增加引起气流不畅或噪音较大。
51.下面结合具体实施例进一步说明该发明装置工作过程。
52.内置风机集成气力式排种单体工作时，风机2通过线束2-3与控制器相连，实现风机风量控制，启动后其叶轮转动将进气口2-1处空气甩出，新空气从型孔处源源不断补充进
来，从而使进气口2-1所置负压区1-7内充满负压，而被甩出的气体从风机的出气口2-2排出至正压区1-6中；种子在重力作用下通过种箱进种口9-2、储种仓进种口8-4从种箱9流至储种仓8中，堆积在储种仓8的底部和靠近种箱侧，种层高度高于排种盘5上均布的型孔位置底端；步进电机7工作时带动与之连接的排种盘5转动，排种盘5底端置于负压区1-7的型孔5-2在吸力作用下从种层中吸附单粒种子，完成充种过程，随着排种盘5的转动，型孔5-2携带已吸附种子脱离种层，将无序堆积的种子群变为单粒有序种子流，进入到携种阶段，当型孔5-2转至上方的气室隔板1-4位置时，种子受正压的吹力作用掉落，落入落种管10内，进一步被排至田里。
53.通过调节可拆卸的泄压板4可达到调节正压风量目的，一定程度上可提高种子在田间的分布均匀性。作业完成后，储种仓8内的残留种子可通过储种仓清种口8-4清理，种箱中的残留种子可通过种箱卸种口9-3排出。
54.本发明采用模块化设计思想，将风机、电机内置集成在气力式排种装置中，体积小巧，外形美观，采用电驱动排种可有效避免现有排种器地轮加链轮驱动滑移率大、故障率高造成的种子田间分布不均现象，内置风机降低了现有气力式排种器外置大风机集中供气时造成的气压不稳现象。根据土壤区域差异调节种子投入量，保证植株密度最宜，充分利用土壤中的水分养分，发挥特定区域的最大生产潜力，提高产量。
55.上述具体实施方式仅是对本发明的基本原理和主要特征进行描述，并非对本发明的范围进行限定，凡是在未脱离本发明技术精神的前提下，本领域普通技术人员对发明的技术方案作出的同等变化或改型，皆应视为本发明的保护范围。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。