一种水流式马铃薯播种装置

1.本发明属于播种机械技术领域，具体涉及一种水流式马铃薯播种装置。


背景技术：

2.排种器是马铃薯播种机的核心部件。目前，按照马铃薯排种器工作原理的不同，将其主要分为气力式排种器和机械式排种器两类。气力式排种器按照其工作原理的不同可以分为气吸式、气吹式和气压式排种器，其通用性好，不伤种子，对种子的几何尺寸要求不高，提高了马铃薯播种的精度，但其结构复杂，制造成本高，所需的气力极大且价格昂贵。机械式排种器的结构简单，价格低廉，但由于机具振动等原因，重播和漏播现象明显，生产效率低，同时所需配套的动力也大，容易伤种，因此作业损耗大。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种水流式马铃薯播种装置，本装置通过对结构的合理优化，通过使用离心力排序，采用液流冲击进行输种，能够实现在播种过程中不伤种，可在播种过程中一次完成薯块的消毒，以及草木灰包覆工作。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水流式马铃薯播种装置，包括离心排序机构、水流输种机构和循环水流机构，所述离心排序机构用于将种薯排序后依次供应给水流输种机构，所述循环水流机构用于为水流输种机构供应带动种薯移动的液流；离心排序机构，包括壳体和离心盘，离心盘可转动式安装在壳体内，所述壳体内用于盛装浸泡液，所述壳体的侧壁上形成有一用于种薯排出的豁口，所述离心盘为锥体结构，当离心盘转动时，用于带动离心盘内的种薯沿离心盘内壁自下而上移动；水流输种机构，包括输种通道，所述输种通道的进口端与所述壳体的豁口对接，所述输种通道包括底板和位于底板两侧的挡板，所述挡板沿长度方向成对开设有若干组液流冲击口，用于排出液流以将输种通道内的种薯向后工序侧输送；所述输种通道的出口端设置有排液通道，排液通道用于回流输种通道排出的所述液流；循环水流机构，包括储液箱和循环泵，所述储液箱位于输种通道的下方，储液箱的进口与排液通道连通，循环泵设置在储液箱的出口处，循环泵用于将储液箱的储存液供应至液流冲击口处。
5.作为优选方案，所述离心排序机构中，壳体包括第一筒体和第二筒体，所述第一筒体为圆柱筒，所述第二筒体为锥形筒，所述锥形筒的第一端对接在所述圆柱筒上方，所述锥形筒的内壁与离心盘的内锥面配合衔接成一用于种薯上行的完整锥面。
6.作为优选方案，所述第二筒体的第二端设置有锥形挡板，锥形挡板的大径端位于下方，并与所述锥形筒端口对接，锥形挡板的小径端位于上方并作为补种口，所述锥形挡板与输种通道的衔接处通过豁口连通。
7.作为优选方案，所述循环泵出口连接有循环总管，所述循环总管的出口端分为若干循环支路，每组循环支路与对应的液流冲击口连接，循环泵用于为液流冲击口提供用于推动种薯移动的冲击液流。
8.作为优选方案，所述循环支路上设置有液流控制阀，用于调节液流冲击口的启闭和液流大小。
9.作为优选方案，所述循环总管出口还设置有补液管，补液管用于向所述离心排序机构的壳体内补充浸泡液。
10.作为优选方案，还包括取种机构，所述取种机构设置在所述输种通道的出口端，并位于所述输种通道的排液口上方位置，取种机构包括取种电机、勺架和漏勺，所述勺架为轴套结构并固定在取种电机的转轴上，漏勺均匀分布安装在勺架的周围，取种电机带动勺架和漏勺转动，漏勺由输种通道出口端取种并沥水，以将种薯依次送入导种管处。
11.作为优选方案，所述勺架的周向设置有安装卡口，所述漏勺包括安装柄和勺体，安装柄的一端与勺体固定连接，安装柄的另一端形成有与安装卡口配合的卡块，所述勺体上分布有沥水孔。
12.作为优选方案，还包括导种管，导种管位于取种机构下方，所述导种管与取种机构的衔接处设置有包覆机构，所述包覆机构用于将灰料包覆在种薯表面，包覆机构包括驱动电机、翻料框和灰斗，所述灰斗内用于盛放灰料，翻料框底部形成有用于种薯粘灰的缝隙，翻料框具有两个位置，在第一位置，翻料框呈水平状态置于在灰斗内，用于等待装载取种机构输送下来的种薯，种薯通过翻料框底部缝隙粘附灰料后，由驱动电机带动翻转框翻转至第二位置，将粘附灰料的种薯送入导种管内进行播种。
13.作为优选方案，还包括种箱，所述种箱位于所述离心式排序机构的补种口处，种箱内用于盛装种薯并向离心排序机构内供应种薯，种箱的底部形成有一定坡度的底部斜坡，在底部斜坡的最低处设置有下料口，下料口通过下料控制机构控制其开合，所述下料控制机构包括卸种板和卸种电机，卸种板铰接设置在下料口处，卸种电机通过带动卸种板转动从而控制下料口的启闭。
14.有益效果其一、本发明通过对结构改进，通过离心排种机构、水流输种机构和循环水流机构等各机构的配合实现播种，解决了马铃薯块在播种过程中的伤种及漏播问题，通过离心力可以对马铃薯块排序后进行精确排种，同时提高播种效率和播种合格率。具体分析如下：通过将无序的种薯块倒入离心排种机构中，电机带动离心盘产生的离心力将无序的种薯块有序的输送到水流输种装置，水流输种装置中的种薯块被推动到取种机构处，由取种机构取起后，落入导种管中，以实现无伤取种和精准排种，（现有技术中，种薯需要事先通过高锰酸钾溶液进行浸泡杀菌消毒，并需要在阴凉处晾干后进行播种，从而促进种薯生长，用于预防病虫害，同时相当于施用钾肥），本方案，直接将种薯在播种机构内部的播种过程中完成浸泡杀菌，将消毒工序在播种过程中实现，省去了晾干工序，大大简化了播种操作的流程，同时利用浸泡液为种薯播种提供推动力，有效降低了种薯的碰撞损伤率。
15.其二、本发明，考虑到为了便于种薯在内盘体中，在离心力的带动下，种薯块由下向上移动，将可转动的内盘体设置为锥形面结构，种薯在内盘体的转动带动下，由于浸泡液的浮力和离心力的共同作用，将由浸泡液内沿内盘体的锥形内壁向上移动，当移动至达到输种通道的衔接口进入输种通道内，在壳体的上段设置有与内盘体配合的锥形筒，锥形筒与内盘体共同组成锥形面，用于种薯的沿内壁上行顺利输送。
16.其三、本发明，在输种通道处设置有取种机构，取种机构通过驱动电机的带动转
动，均匀分布的取种勺能够在转动过程中依次取种，并将种薯逐个输送到取种通道处，通过控制驱动电机的转速，可以有效控制种薯的播种速度和密度。
17.其四、本发明，在导种管的管口处设置有包覆机构，取种机构的种薯进入灰斗内的翻斗框中，翻斗框中的种薯在包覆草木灰灰料后，通过翻斗框的翻转动作，将种薯导入导种管内，从而提高种薯发芽率，防止病虫害，因此有利于种薯生长。
附图说明
18.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明播种装置的主视图；图2为本发明播种装置的俯视图；图3为本发明中种箱的结构图；图4为本发明中离心排序机构的结构图；图5为本发明中循环水流机构的结构图；图6为本发明中导种管的结构图；图7为本发明中包覆机构的结构图；图8为本发明中取种机构的结构图；图中标记：1、种箱，11、卸种板，12、卸种电机，2、离心排序机构，21、壳体，211、第一筒体，212、第二筒体，213、锥形挡板，2131、豁口，22、离心盘，23、底座，24、离心电机，25、驱动轮，26、皮带，27、从动轮，3、水流输种机构，31、输种通道，311、液流冲击口，4、循环水流机构，41、储液箱，42、循环泵，43、循环总管，44、循环支路，45、循环总阀，46、液流控制阀，47、补液管，5、取种机构，51、取种电机，52、勺架，521、安装卡口，53、漏勺，531、安装柄，532、勺体，533、卡块，6、包覆机构，61、包覆电机，62、翻料框，63、灰斗，7、导种管，8、排液口。
具体实施方式
20.以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。
21.需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。
22.如图所示，本实施例提供一种水流式马铃薯播种装置，包括离心排序机构2、水流输种机构3和循环水流机构4，其中离心排序机构2设置在水流输种机构3的进料端，离心排序机构2内盛装有循环浸泡液，当离心排序机构2转动时，可产生一定的离心力，种薯在离心
力和浸泡液浮力的共同作用下，能够逐渐沿离心排序机构2的内锥面自下而上移动，同时在水流输种机构3的液流引导下，移动至离心排序机构2和水流输种机构3连通口处的种薯，由离心排序机构2处进入水流输种机构3内完成排序，循环水流机构4用于为水流输种机构3提供循环液流。
23.如图4所示，离心排序机构2包括底座23、壳体21和转动设置在壳体21内的离心盘22，离心盘22的底部与从动轮组件固定连接，壳体21固定在底座23上，离心电机24的基座固定在壳体21外侧壁，离心电机24的驱动轮25通过皮带26或链条与从动轮27连接，从动轮27与离心盘222通过连接轴固定连接，离心电机24驱动带动离心盘22进行转动，从而实现离心盘22相对壳体21进行移动。
24.本方案，壳体21自下而上依次包括第一筒体211、第二筒体212和锥形挡板213，第一筒体211为圆柱筒，第二筒体212为锥形筒，锥形筒的下端与第一筒体211的上端对接，锥形筒的上端口直径大于下端口直径，锥形筒的内壁与离心盘22的上沿配合衔接，从而形成完整的锥形面，该锥形面是用于种薯在离心力和液流浮力的双重作用下，能够自下而上沿锥形面的内壁爬升，设置锥形筒结构的目的，是在保证种薯上行的同时，有效地减缓种薯移动至此后的上行速度，种薯在离心盘22内上行过程逐渐加速，当进入第二筒体212内壁段时，种薯块会逐渐减速，种薯块遇到锥形挡板213后将被阻挡，此时其上行速度已经减弱至很小，不会与锥形挡板213发生冲击碰撞，能够有效防止种薯碰伤，在锥形筒的上端口设置锥形挡板213，锥形挡板213的上端口直径小于下端口直径，锥形挡板213与锥形筒形成倒扣的结构，如此设计，同时也是为了防止种薯和浸泡液在离心力的作用下沿内壁过度上行，当液流和种薯遇到锥形挡板213后将被阻挡，而不会由补种口溅出。在锥形挡板213与输种通道31的衔接处形成排出种薯的豁口2131，豁口2131用于实现离心排序机构2和水流输种机构3之间的连通，离心盘22的转速能够保证种薯块在离心力的作用下由豁口2131处排出，种薯的上行速度与离心盘22的转速相关，当在离心盘22的设定的较佳转速范围内，种薯经过锥形筒侧壁后，其上行速度刚好减弱至可以由有豁口2131处排出进入输种通道31内进行排序。
25.本方案中，壳体21内用于盛装浸泡液，离心盘22可转动式安装在壳体21内，所述离心盘22为锥体结构，当离心盘22转动时，用于带动离心盘22内的种薯沿离心盘22内部由下向上移动。由于离心力的作用，浸泡液会在离心盘22的转动过程中沿侧壁上行，最终由所述豁口2131处流出，由于壳体21内的浸泡液会损耗减少，因此在壳体21上还设置有补液管47，用于通过循环水流机构4向壳体21内补充浸泡液。本方案中的浸泡液可以采用水或溶有高锰酸钾的水溶液，采用约0.1-0.5%高锰酸钾的水溶液，其优势在于能够在播种过程中实现种薯的杀菌消毒，简化了播种操作流程，同时通过液流对种薯进行播种前的排序和推动，防止种薯的损伤。
26.在壳体21的上方一侧设有种箱1，种箱1内用于盛装种薯，并向离心排序机构2内供应种薯，种箱1底部为具有一定坡度的倾斜面，能够有效避免种箱1内部死角处的种薯积存，利于卸种，在靠近底板倾斜面的最低处一侧的侧壁上设置有卸种板11，卸种板11上沿设置有铰接轴，卸种板11通过铰接轴与种箱1侧壁转动式连接，铰接轴的一端与卸种电机12的驱动轴固定连接，通过卸种电机12的往复转动，从而带动卸种板11的开启和关闭，当卸种板11打开时，种薯自动下种进入离心排序机构2内，卸种板11根据种薯的播种速度控制卸种板11
的开合时间间隔，以在间隔固定时间段内向离心排序机构2内补充种薯，也可以通过手动控制卸种板11的启闭。在种箱1口固定设置有超声波传感器，用于测量种薯块在种箱1内的积存高度，从而及时对种箱1内进行薯块补充。
27.本方案，水流输种机构3包括输种通道31，输种通道31的进口端与所述壳体21的豁口2131对接，输种通道31包括底板和位于底板两侧平行设置的挡板，在所述挡板长度方向上成对开设有若干组液流冲击口311，用于排出水流以将输种通道31内的种薯向后工序侧进行输送；所述输种通道31的出口端底板上设置有排液口8，排液口8用于排出液流。
28.本实施例，输种通道31可以采用如下实施方式：第一种实施方式是：输种通道31的底板为水平设置，在输种通道31的侧板上设置有3组成对设置（共6个）的液流冲击口311，通过液流的冲击驱使种薯进行排序移动，第二种实施方式是：输种通道31的底板为倾斜设置，进口侧高于出口侧，且具有小于5
°
的倾斜角度，在输种通道31的侧板上设置有3组成对设置的液流冲击口311，通过水流的冲击驱使种薯进行排序移动，相对于第一种实施方式，该种实施方式由于底板存在一定坡度，更加利于种薯向输种通道31的出口侧移动。第三种实施方式是输种通道31包括倾斜段和水平段，倾斜段的进口至出口侧形成有0-5
°
的倾斜角度，进口侧高于出口侧，目的是使得种薯更易于由进口侧向出口侧滑动，同时，其中水平段位于倾斜段的出口一侧，水平段实质为取种平台，目的是对种薯形成一定的阻力，其中上述三种方式中的输种通道31内可以设置有弧形面的光滑材质的内衬，设置内衬的目的是增大输种通道底部的光滑度，从而进一步降低种薯与底板的摩擦力，优选地，在第三种实施方式的水平段的底板上设置有减速带，种薯移动至此后，等待取种机构5将其取走并进行播种，水平段的底板设置有排液口8和排液栅板，排液栅板安装在排液口8处，循环液流通过排液口8会进入循环水流机构4内。
29.本实施例，还包括循环水流机构4，循环水流机构4包括储液箱41、循环泵42、循环总管43和循环支路44，循环水流机构4由循环泵42驱动，储液箱41位于输种通道31下方，储液箱41的出口与循环泵42连接，循环泵42的出口连接循环总管43，循环总管43的出口分为多个成对设置的循环支路44，本方案中，循环总管43分流6个循环支路44和一个补液管47，每个循环支路44上均安装有液流控制阀46，储液箱41上安装有液位计，用于检测储液箱41内的液位，播种过程中，浸泡液会被种薯表皮带走产生损耗，因此储液箱41的液位也会一定程度下降，当储液箱41内的液位低于设定值时，需要向储液箱41内补充浸泡液；循环支路44的末端与液流冲击口311对应连接，从而通过储液箱41、循环泵42、循环总管43和循环支路44依次为输种通道31提供一定压力的冲击液流，用于为输种通道31内的种薯向前移动提供移动推动力。循环总管43上设置有控制循环总管43启闭的循环水总阀45，输种通道31内的冲击水流流动至末端排液口8后，经过排液通道回流至储液箱41内。
30.在一个较佳的实施例中，在循环支路44均设置有自动控制阀门，通过各循环支路44的液流控制阀46来改变各循环支路44的流量比例，从而控制每个循环支路44的出水流量，最终控制种薯块在水流输种装置3中的行进速度，循环水流机构4配合取种机构5使用，从而能够达到改变播种密度的目的。当需要播种装置的行进速度一定时，可以通入如下操作提高播种密度：将液流控制阀46的开度调大，以增大液流流量，同时配合提升取种电机51的转速，从而提升播种密度，将控制阀门46的开度调小，以降低液流流量，同时配合降低取种电机51的转速，从而降低播种密度。
31.本方案中，取种机构5的作用是：将输种通道31内的种薯通过取种机构5依次取走并排入导种管7内，取种机构5设置在输种通道31的出口端，输种通道31的出口端底部设置有排液口8，取种机构5包括取种电机51、转动设置在取种电机51输出轴上的勺架52和分布在勺架52周向的漏勺53，勺架52为中空轴套结构，勺架52的周向设置有漏勺53的安装卡口521，漏勺53包括安装柄531和勺体532，安装柄531的一端与勺体532固定连接，安装柄531的另一端形成有与安装卡口521配合的卡块533，勺体532上分布有沥水孔，从而滤去浸泡液。单个漏勺53的勺体容纳空间刚好能够容纳一个种薯块，取种电机51的带动勺架52转动，从而通过漏勺53依次将输种通道31内排列的种薯取走，保证单个漏勺53每一次刚好能够取到一块种薯，并送入导种管7内。
32.本方案，离心排种机构2的锥形结构离心盘22在转动过程中产生离心力，种薯的密度与浸泡液（高锰酸钾的水溶液）密度接近，种薯将沿离心盘22的锥形内盘面在离心力和浮力的共同作用下，沿锥面内壁由下至上逐渐爬升移动，当到达离心排种机构2与水流输种机构3的衔接口时，在水流输种机构3的液流引导下进入输送通道31内完成排序，通过液流冲击口311射出的液流，推动种薯向出口侧逐渐移动，种薯在输送通道31内受到液体的浮力，因此在较小的液流冲击力的作用下，即可向后工序移动，在输送通道31的出口端经过取种机构5依次取种，最终经过导种管7逐个排出播种，整个输送过程种薯块在浸泡液中进行杀菌消毒，并在液流中完成输送，由于存在液流的浮力，能够减小种薯与设备之间的碰撞力，防止种薯的损伤，循环水流机构4能够接收排液口8流下的液体，同时经过循环泵42将浸泡液输送至液流冲击口311，从而为种薯在输种通道31内的移动提供推动力。
33.本方案，取种机构5和导种管7衔接处还设置有包覆机构6，包覆机构6的作用是：将待播种的种薯下种前，裹上一层灰料，灰料的主要成分为草木灰，将草木灰过筛后得到灰料，裹灰后的种薯块会有利于种薯播种后的生长，而且可以减少病虫害，提高发芽率，并且具有一定的增产效果，本方案将浸泡、裹灰和播种三个过程的有机衔接起来，可以一次性完成种薯块的消毒、包覆灰料和播种工序，并省去的晾干工序，简化了播种流程，包覆机构6可以采用如下实施方式：包覆机构6包括用于盛装草木灰的灰斗63、设置在灰斗63内的翻料框62和用于驱动翻料框62翻转的包覆电机61，包覆电机61安装在灰斗63的一侧侧壁上，翻料框62与包覆电机61的输出转轴固定连接，取种机构5的漏勺53在转动过程中，依次将种薯块排出，并落入翻料框62中，当种薯下落至翻料框62内后，通过翻料框62底部的缝隙粘附上灰料，包覆电机61转动带动翻料框62翻转，从而将种薯块送入导种管7内，需要指出的是翻料框62的底部为柔性材料编织的网状结构，柔性材料的网状结构具体可采用如下结构：多根皮带条并行排列，皮带条的两端与翻料框62的侧面框架固定连接，相邻皮带条之间具有缝隙，缝隙宽度以种薯块不漏出为宜，或将皮带条编织为具有网孔的网格状结构，一是要保证种薯可以通过翻料框62底部的缝隙粘附并接触灰斗63内的灰料，由于本方案中的种薯是在液流中推动移动，种薯外表面带有浸泡液，因此灰料比较易于粘附在种薯块表面，而且不易脱落。沾满草木灰粉末的薯块在包覆电机61的驱动下，将薯块倒入导种管7，完成播种过程。另一方面是利用翻料框62的底部柔性材质皮带条，对种薯的跌落形成一定的缓冲，翻料框62底部柔性材料受到种薯下落冲击易于发生形变，种薯和灰斗61内灰料直接进行粘附接触。在一个未附图的实施例中，考虑到当翻料框62翻转后，种薯在整个过程中仅其下表面与灰斗61内的灰料接触，从而会造成种薯仅单面包覆灰料，而种薯的上表面则无法包覆灰料，
为了避免此情况发生，可以设置如下结构：在灰斗61上方的侧壁上设置有若干排灰孔，该排灰孔的高度要高于灰斗61的上沿，在排灰孔的与灰斗61相对的外侧壁上设置有灰粉定量室，灰粉定量室内与排灰孔相对应的另一侧壁设置有气孔，灰粉定量室顶部与外部灰料斗的下料口连接，该下料口与灰粉定量室之间设置有挡板，正常情况下，种薯落入翻料框62内，气阀通过气孔吹气，灰料经由排灰孔吹入包覆机构6内部，灰料下落过程中会覆盖在种薯上表面，多余灰料落入灰斗63内进行灰料补充，吹气完毕后，外部灰料斗的底部挡板自动打开，向灰粉定量室内放入一定量的灰料后，底部挡板关闭，以备下次排灰作业使用。
34.为了使得该装置具有更好的效果，在灰斗底部靠近中间位置设置有控制包覆电机启动的点动开关，用于触发包覆电机的启动，能够自动适应调节裹灰作业速度，包覆机构可以设置如下结构：包括罩体和点动开关，罩体位于灰斗内的底部中心，罩体包括侧面封闭且顶部开口的侧面围挡，侧面围挡固定在灰斗底部且形成有用于安装点动开关的空腔，点动开关与控制器信号连接，以控制包覆电机和灰粉定量室的气阀接通电源，在翻转框皮带下端面对应设置有顶块，顶块位于皮带中心位置并与罩体相对应，顶块周围形成限位台阶，因此顶块的顶头端进入罩体内的下限位置能够被限定，从而对点动开关形成保护，翻转框在第一位置情况下，顶头端对应进入罩体内，种薯下落后，由于种薯的自身重量，翻料框的中间皮带会受压，顶块将受压触碰点动开关，侧面围挡内部靠近开口处还设置有橡胶隔膜，橡胶隔膜位于点动开关的上方，橡胶隔膜采用橡胶等柔性材质，不会对顶块造成阻挡，同时也可防止灰料进入侧面围挡空腔，当种薯跌落后，气阀和包覆电机接通电源，气阀吹气，灰粉将覆盖种薯上表面，此时包覆电机快速转动带动翻料框将种薯倾倒至导种管内，橡胶隔膜随后在自身弹性作用下，将其上端面落入的灰料抖落或弹出，不会造成灰料在隔膜上端面大量积存，在取种机构与包覆机构之间的侧壁上，还可以设置用于检测播种数量的光电传感器，当在设定时间内，点动开关故障或未正常触碰时，通过光电传感器检测信号，控制包覆电机和气阀动作，能够提升装置的可靠性。
35.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。