一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构及其施肥方法与流程

1.本发明涉及农业设备相关领域，具体是涉及一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构及其施肥方法。


背景技术：

2.插秧指将秧苗栽插于水田中，或指把水稻秧苗从秧田移植到稻田里。育种的时候水稻比较密集，不利于生长，经过人工移植或机器移植，让水稻有更大的生长空间。由于人力栽秧的效率较低，随着科技水平的进步和物质生活的提高，现代化农业种植中大多采用栽秧机进行高效的大规模种植。
3.我国公开号为cn114568095a的专利，其公开了一种水稻机插秧侧深施肥同步施肥装置，包括安装座和安装在所述安装座上的旋转驱动件以及施肥管，所述施肥管包括排肥管和进肥管，所述排肥管内设置有排肥螺旋输送轴，所述进肥管的输出端连通至所述排肥管的输出端，所述进肥管内设置有进肥螺旋输送轴，所述进肥螺旋输送轴与所述旋转驱动件传动连接。
4.该水稻机插秧侧深施肥同步施肥装置具有以下不足：首先，现代化栽秧机的栽种速度都极快，而该装置通过电机带动排肥螺旋输送轴旋转的方式运输肥料，其供料速度较慢，难以跟上栽秧机的栽种速度，其次，由于栽秧机大多在稻田作业，通过电机驱动的情况下，在保证电机正常散热的情况下又对其防水性能要求较高，维修更换成本也高，还需要额外的电力驱动，无形中增加了装置的制作成本，并不适用于大规模的农业设备生产。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构及其施肥方法。
6.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构，包括插秧机本体和设置于插秧机本体上且用于竖直升降栽种秧苗的插秧臂，所述插秧臂下端还设置有施肥组件，所述施肥组件包括：注料管，固定设置于插秧臂的下端，所述注料管包括斜向下正对插秧臂正下方的主管和成型于主管上且用于向主管内注入肥料的支管；活塞，滑动设置于主管内且活塞上端与主管上端内侧弹性连，活塞上端与插秧机本体之间连接有粗绳且活塞下滑后能够封堵住主管和支管的连接处；设置于插秧臂靠近插秧机本体一侧的收放组件，包括轴接设置于插秧机本体上且位于主管上方的齿轮、水平滑动设置于插秧机本体上且啮合齿轮的齿条、两端分别铰接齿条和插秧臂的连杆、同轴固连于齿轮上的绕线盘、固连于粗绳下端的第一钢珠、两个设置于主管上端且沿径向相向弹性夹紧的第二钢珠以及上端盘绕于绕线盘上而下端连接两个第二钢珠的细绳，插秧臂下降时细绳逐渐松开两个第二钢珠直至松弛，且第一钢珠由两个第
二钢珠下方运动至两个第二钢珠上方并卡住，插秧臂上升时细绳逐渐紧绷并拉动两个第二钢珠使活塞快速弹性下滑。
7.优选的，所述收放组件还包括：滑轨，水平固连于插秧机本体上，所述齿条滑动设置于滑轨上；吊装架，固定设置于插秧机本体上，吊装架上固连有位于齿条下方且呈水平状态的固定轴，所述齿轮轴接设置于固定轴上且粗绳上端与固定轴固连。
8.优选的，所述插秧臂的下端固连有呈水平状态的安装架，所述注料管固定设置于安装架上，主管下端内侧还成型有用于防止活塞过度下降而脱出主管的限位内环，主管上端呈开口状态且开设有圆形通孔，圆形通孔内同轴固连有顶盖，主管内设置有两端分别抵触顶盖和活塞的第一弹簧，粗绳下端穿过顶盖后与活塞固连。
9.优选的，顶盖上同轴固连有第一衬套，所述粗绳穿过第一衬套后与活塞上端固连。
10.优选的，所述第一钢珠上成型有适应粗绳结构的圆柱通孔，粗绳下端先后穿过第一钢珠和第一衬套后与活塞相连，第一钢珠上还开设有用于与粗绳固连的螺孔，螺孔内螺纹连接有抵紧粗绳的螺丝。
11.优选的，所述主管的上端还同轴固连有延长筒，延长筒上开设有用于避让粗绳和第一钢珠的轴向通孔，延长筒上端还开设有用于设置两个第二钢珠的径向通孔且径向通孔与轴向通孔相连通，径向通孔的两端均螺纹连接有旋盖，径向通孔内设置有两个一一对应于两个第二钢珠的第二弹簧，每侧第二弹簧的两端分别抵触对应侧第二钢珠和旋盖，细绳的下端成型有两个分叉状的支绳，两个支绳穿过两个旋盖后与两个第二钢珠相连。
12.优选的，所述径向通孔与轴向通孔连通处成型有两个呈对称状态且用于对第二钢珠限位的收口部。
13.优选的，每个所述旋盖内均开设有轴向通槽且轴向通槽内同轴固连有第二衬套，两个所述支绳穿过两个第二衬套后与两个第二钢珠相连。
14.优选的，齿条上成型有用于与连杆对应端铰接的第一铰接耳，插秧臂上等高度处成型有用于与连杆另一端铰接的第二铰接耳。
15.一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构的施肥方法，该施肥方法包括以下步骤：s1，在插秧前首先在储料箱内注入足够的肥料，随后人工控制插秧机本体开始插秧，使得插秧臂下降将秧苗插入土壤中，插秧臂、连杆、齿条和齿轮相互作用，带动齿轮上的绕线盘旋转并松动细绳，使得两个第二钢珠相互靠近，同时注料管下降过程中，活塞相对注料管上移，并逐渐使得主管与支管相连通，支管内肥料进入主管内；s2，插秧臂下降至将秧苗插入土壤内，细绳完全松弛，活塞相对主管运动至最高点且第一钢珠恰能运动至两个第二钢珠上方，随后插秧臂松开秧苗回升，初始回升时细绳逐渐运动至紧绷状态，第一钢珠仍被两个第二钢珠卡住而粗绳快速松弛；s3，插秧臂继续上，两个第二钢珠相互远离且不再对第一钢珠限位，由于粗绳已松弛足够距离，活塞受第一弹簧作用快速下滑并抵触限位内环，从而将主管内肥料快速推向秧苗插入位置，完成施肥，随后插秧臂继续回升直至进行下一次插秧作业。
16.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明中通过两个第二钢珠弹性卡住第一钢珠，且随着插秧臂的升降而松开两个第二钢珠，配合第一钢珠、第一弹簧和粗绳，实
现活塞的快速下滑而推出肥料，其反应速度快；且发明中装置无需电力驱动，成本更低。
附图说明
17.图1是实施例的插秧臂和施肥组件的立体结构示意图一。
18.图2是图1中a处的立体结构示意图。
19.图3是实施例的插秧臂和施肥组件的立体结构示意图二。
20.图4是图2中b处的局部结构放大图。
21.图5是图2中c处的局部结构放大图。
22.图6是实施例的俯视图。
23.图7是图6沿d-d线的剖视图。
24.图8是实施例的注料管、活塞和延长筒的剖视图。
25.图9是图8中e处的局部结构放大图。
26.图10是图8中f处的局部结构放大图。
27.图11是图8中g处的局部结构放大图。
28.图中标号为：1、插秧机本体；2、插秧臂；3、主管；4、支管；5、活塞；6、粗绳；7、齿轮；8、齿条；9、连杆；10、绕线盘；11、第一钢珠；12、第二钢珠；13、细绳；14、滑轨；15、吊装架；16、固定轴；17、安装架；18、限位内环；19、顶盖；20、第一弹簧；21、第一衬套；22、螺丝；23、延长筒；24、旋盖；25、第二弹簧；26、支绳；27、收口部；28、第一铰接耳；29、第二铰接耳。
具体实施方式
29.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
30.参考图1至图11所示的一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构，包括插秧机本体1和设置于插秧机本体1上且用于竖直升降栽种秧苗的插秧臂2，所述插秧臂2下端还设置有施肥组件，所述施肥组件包括：注料管，固定设置于插秧臂2的下端，所述注料管包括斜向下正对插秧臂2正下方的主管3和成型于主管3上且用于向主管3内注入肥料的支管4；活塞5，滑动设置于主管3内且活塞5上端与主管3上端内侧弹性连，活塞5上端与插秧机本体1之间连接有粗绳6且活塞5下滑后能够封堵住主管3和支管4的连接处；设置于插秧臂2靠近插秧机本体1一侧的收放组件，包括轴接设置于插秧机本体1上且位于主管3上方的齿轮7、水平滑动设置于插秧机本体1上且啮合齿轮7的齿条8、两端分别铰接齿条8和插秧臂2的连杆9、同轴固连于齿轮7上的绕线盘10、固连于粗绳6下端的第一钢珠11、两个设置于主管3上端且沿径向相向弹性夹紧的第二钢珠12以及上端盘绕于绕线盘10上而下端连接两个第二钢珠12的细绳13，插秧臂2下降时细绳13逐渐松开两个第二钢珠12直至松弛，且第一钢珠11由两个第二钢珠12下方运动至两个第二钢珠12上方并卡住，插秧臂2上升时细绳13逐渐紧绷并拉动两个第二钢珠12使活塞5快速弹性下滑。
31.插秧机本体1上设有用于储存肥料并向支管4内注入肥料的储料箱（图中未示出），储料箱内的肥料不断流入支管4内，当活塞5上升适当距离后，肥料便能够通过支管4流入主
管3下端，粗绳6和细绳13均为耐磨的钢绳，第一钢珠11和第二钢珠12的端部均固连有吊环（图中未示出），粗绳6和细绳13的下端分别与对应吊环固连。
32.所述收放组件还包括：滑轨14，水平固连于插秧机本体1上，所述齿条8滑动设置于滑轨14上；吊装架15，固定设置于插秧机本体1上，吊装架15上固连有位于齿条8下方且呈水平状态的固定轴16，所述齿轮7轴接设置于固定轴16上且粗绳6上端与固定轴16固连。
33.插秧臂2未下降而处于最高处时，位于注料管内的两个第二钢珠12被细绳13拉开至相互远离的状态，齿条8能够在滑轨14下端滑动，当插秧臂2下降后，插秧臂2带动连杆9对应端下降，连杆9另一端铰接设置于齿条8上仅能水平移动，故连杆9旋转后带动齿条8靠近插秧臂2，从而带动齿轮7旋转，绕线盘10跟随旋转并松弛盘绕其上的细绳13，同时插秧臂2下端的注料管跟随插秧臂2下降，注料管下降本会带动细绳13紧绷，但是齿轮7旋转后松弛细绳13的速度更快，故插秧臂2下降过程中细绳13整体仍处于不断松弛状态，即随着插秧臂2的下降，细绳13下端不断松开两个第二钢珠12，使得两个第二钢珠12不断靠近；绕线盘10呈图3所示状态，绕线盘10同轴固连于齿轮7上且绕线盘10的直径足够大，由于注料管下降过程中带着两个第二钢珠12整体下移，而细绳13的上端盘绕在绕线盘10上，注料管下降过程中绕线盘10旋转用于松弛细绳13，但注料管带动两个第二钢珠12下降过程本身会对细绳13起到拉紧的作用，故需要绕线盘10的直径足够大，以保证细绳13松弛速度足够快，才能够使得注料管下降过程中细绳13保持一定的速度松弛。
34.所述插秧臂2的下端固连有呈水平状态的安装架17，所述注料管固定设置于安装架17上，主管3下端内侧还成型有用于防止活塞5过度下降而脱出主管3的限位内环18，主管3上端呈开口状态且开设有圆形通孔，圆形通孔内同轴固连有顶盖19，主管3内设置有两端分别抵触顶盖19和活塞5的第一弹簧20，粗绳6下端穿过顶盖19后与活塞5固连。
35.安装架17固定设置于插秧臂2下端且可适当升降调节，安装时需适当调节安装架17的位置，确保当插秧臂2提起后主管3下端正对于秧苗插入位置，并合理设置主管3的倾斜角度、粗绳6的长度、细绳13上端在绕线盘10上缠绕的圈数、连杆9长度以及齿轮7和齿条8的传动比，保证插秧臂2即将将秧苗插入土壤内时，细绳13足够松弛使得两个第二钢珠12运动至最靠近位置，通过倾斜主管3，保证后续上升时适量肥料能够从支管4内进入主管3，且粗绳6能够快速松弛，并使得两个第二钢珠12相互远离解除对第一钢珠11限位后，活塞5能够快速回弹至抵触限位内环18的状态，当插秧臂2处于最高处未下降时，活塞5受第一弹簧20作用，下端抵触限位内环18并封堵住主管3和支管4的连接处，且粗绳6处于松弛状态，使得支管4内的肥料无法进入主管3内，限位内环18上侧同轴固连有用于保护活塞5的弹性挡圈（图中未示出），活塞5与主管3之间动密封连接，防止肥料穿过主管3与活塞5之间的缝隙处漏出。
36.顶盖19上同轴固连有第一衬套21，所述粗绳6穿过第一衬套21后与活塞5上端固连。
37.第一衬套21由耐磨材质制成且用于减少粗绳6滑动时的磨损，延长粗绳6的使用寿命。
38.所述第一钢珠11上成型有适应粗绳6结构的圆柱通孔，粗绳6下端先后穿过第一钢珠11和第一衬套21后与活塞5相连，第一钢珠11上还开设有用于与粗绳6固连的螺孔，螺孔
内螺纹连接有抵紧粗绳6的螺丝22。
39.活塞5运动至最下方抵触限位内环18时，第一钢珠11仍处于第一衬套21的上方，通过螺丝22可将第一钢珠11锁紧在粗绳6上并跟随粗绳6移动。
40.所述主管3的上端还同轴固连有延长筒23，延长筒23上开设有用于避让粗绳6和第一钢珠11的轴向通孔，延长筒23上端还开设有用于设置两个第二钢珠12的径向通孔且径向通孔与轴向通孔相连通，径向通孔的两端均螺纹连接有旋盖24，径向通孔内设置有两个一一对应于两个第二钢珠12的第二弹簧25，每侧第二弹簧25的两端分别抵触对应侧第二钢珠12和旋盖24，细绳13的下端成型有两个分叉状的支绳26，两个支绳26穿过两个旋盖24后与两个第二钢珠12相连。
41.两个第二钢珠12在两个第二弹簧25的弹力作用下相向运动，两个支绳26的下端能够拉紧两个第二钢珠12并使二者相互远离，且两个第二钢珠12在两个第二弹簧25作用下处于最靠近状态，而第一钢珠11位于两个第二钢珠12上端时，依靠第一弹簧20的弹力和活塞5自重等作用力，第一钢珠11无法抵开连个第二钢珠12并下移，仅当后续注料管回升，两个第二钢珠12在细绳13作用下相互远离并接触对第一钢珠11的限位后，活塞5才能在第一弹簧20弹力和自重等作用力下，快速下移并抵触限位内环18，从而将主管3内肥料快速推向秧苗插入位置。
42.所述径向通孔与轴向通孔连通处成型有两个呈对称状态且用于对第二钢珠12限位的收口部27。
43.两个收口部27用于防止两个第二钢珠12过度相向运动后进入轴向通孔内，进而抵触粗绳6，影响到粗绳6的正常运动。
44.每个所述旋盖24内均开设有轴向通槽且轴向通槽内同轴固连有第二衬套，两个所述支绳26穿过两个第二衬套后与两个第二钢珠12相连。
45.图中未示出第二衬套，第二衬套由耐磨材质制成且用于减少细绳13滑动时的磨损，同时也用于使得细绳13更加顺畅的滑动。
46.齿条8上成型有用于与连杆9对应端铰接的第一铰接耳28，插秧臂2上等高度处成型有用于与连杆9另一端铰接的第二铰接耳29。
47.由于齿条8受滑轨14限位仅能横移，而滑轨14的两端分别与第一铰接耳28和第二铰接耳29铰接，故插秧臂2升降后便能带动齿条8来回横移，进而带动齿轮7旋转，插秧臂2处于最高点时连杆9水平，细绳13上端盘绕在绕线盘10上且紧绷，两个第二钢珠12在两个支绳26作用下相互远离，活塞5下端抵触限位内环18而粗绳6松弛。
48.一种水稻机插秧配合用的同步侧深施肥机构的施肥方法，该施肥方法包括以下步骤：s1，在插秧前首先在储料箱内注入足够的肥料，随后人工控制插秧机本体1开始插秧，使得插秧臂2下降将秧苗插入土壤中，插秧臂2、连杆9、齿条8和齿轮7相互作用，带动齿轮7上的绕线盘10旋转并松动细绳13，使得两个第二钢珠12相互靠近，同时注料管下降过程中，活塞5相对注料管上移，并逐渐使得主管3与支管4相连通，支管4内肥料进入主管3内；s2，插秧臂2下降至将秧苗插入土壤内，细绳13完全松弛，活塞5相对主管3运动至最高点且第一钢珠11恰能运动至两个第二钢珠12上方，随后插秧臂2松开秧苗回升，初始回升时细绳13逐渐运动至紧绷状态，第一钢珠11仍被两个第二钢珠12卡住而粗绳6快速松弛；
s3，插秧臂2继续上，两个第二钢珠12相互远离且不再对第一钢珠11限位，由于粗绳6已松弛足够距离，活塞5受第一弹簧20作用快速下滑并抵触限位内环18，从而将主管3内肥料快速推向秧苗插入位置，完成施肥，随后插秧臂2继续回升直至进行下一次插秧作业。
49.工作原理：工作原理：初始状态时，细绳13处于绷直状态，此时两个第一钢珠11被细绳13拉着处于相互远离的状态，初始状态粗绳6处于松弛状态；在插秧臂2下行的过程中，活塞5随着插秧臂2下行一段距离后，粗绳6由松弛状态变为紧绷状态，此时活塞5无法下行，那么随着插秧臂2的继续下行，主管3和支管4的连接处便会打开，使得肥料进入主管3内，整个过程中细绳13随着绕线盘10的旋转，会逐渐放卷细绳13，从而使两个第二钢珠12之间的距离逐渐减小，直至两个第二钢珠12靠近至极限状态形成“关门”效果，而在关门之后，第一钢珠11受粗绳6拉力作用强行上行通过两个第二钢珠12之间，且关门之后插秧臂2继续下移一段距离，使得细绳13转入松弛状态；接着在插秧臂2上行的过程中，齿轮7会随着齿条8的反向平移而进行反向旋转，从而使得绕线盘10收卷细绳13，使细绳13由松弛再次逐渐转为紧绷（重新拉开两个第二钢珠12形成“开门”效果），同时粗绳6也会由绷紧状态转变为松弛状态，但此时两个第二钢珠12还未开门（细绳13由松弛状态到紧绷状态需要一定时间），且在第一弹簧20弹力作用下第一钢珠11无法抵开两个第二钢珠12，所以第一钢珠11不会直接向下弹出，当插秧臂2继续上行时，此时粗绳6已经完全松弛（为活塞5预留下冲行程），而后细绳13紧绷拉动两个第二钢珠12，两个第二钢珠12完全开门可供第一钢珠11通过，此时在第一弹簧20的弹力作用下，活塞5会牵动松弛的粗绳6向下冲击，从而将肥料冲出；在插秧臂2下行的过程中，粗绳6会经历两个过程，第一个过程是由松弛到刚刚绷紧，此过程中两个第二钢珠12还没有开始进入关门状态，而活塞5也随着插秧臂2一同下行；第二个过程是由刚刚绷紧到拉的更紧（即第一弹簧20的压缩量更大），此过程中活塞5已无法继续下行，从而两个第二钢珠12会随着插秧臂2继续下行直至完成关门过程，当插秧臂2下到最低点时，此时第一钢珠11刚好位于两个第二钢珠12的上方被拦截；在插秧臂2上行的过程中，粗绳6由拉紧变为松弛，随着插秧臂2继续上行一段距离，粗绳6的松弛量已经能够满足活塞5的冲程需求，而后当细绳13牵拉两个第二钢珠12完全开门的一瞬间，在第一弹簧20的作用下，活塞5会带着松弛的粗绳6和第一钢珠11一同向下冲刺；插秧臂2反复插秧过程中，活塞5也反复进行上述过程，从而为每次插入的秧苗进行施肥操作。
50.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。