專利名稱：環(huán)槽式高頻振動排種器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，具體為一種適合于草籽、谷子、高粱、小麥、豆類、玉米等作物精少量播種作業(yè)的環(huán)槽式高頻振動排種器。
背景技術(shù)：
目前，公知的作物種子排種器包括撒播排種器、條播排種器和點(穴)播排種器三大類，條播排種器包括外槽輪式、內(nèi)槽輪式、紋盤式、錐面型孔盤式、
離心式、擺桿式、匙式、刷式等型式，此類排種器一般適用于粒徑大于3.5mm的種子排種，難以滿足草籽、谷子、黍子等小籽粒作物的排種要求，主要表現(xiàn)為①上述排種器零件之間的配合間隙較大，小籽粒種子容易進(jìn)入運動間隙中，造成種子的破碎，甚至影響排種裝置的正常工作；②播小籽粒種子時，播量較大， 一方面造成種子的浪費，另一方面致使后續(xù)的間苗工作量大，往往因為不能及時間苗，導(dǎo)致苗荒苗弱，影響作物產(chǎn)量，制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；③排種器的適應(yīng)性差，如條播式排種器不適合中耕作物精量點播或穴播要求，精量點播和穴播機不適合草籽、小麥等作物條播要求等，造成使用者設(shè)備投資大，利用率低；④氣吸式、氣吹式、氣送式等氣力式精量排種裝置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配套動力大，不適合與小型動力機械配套使用。
早前，國內(nèi)外學(xué)者針對小籽粒作物播種的技術(shù)難題，曾做了許多有益的嘗試，如根據(jù)一般條播排種器排量較大的特點，采取"摻砂子"或"摻廢種子"，進(jìn)行混合播種的辦法，以相對降低有效種子的播量，或者對種子進(jìn)行"丸?；?處理，加大其外形尺寸后再實施播種等，這些技術(shù)在實際生產(chǎn)中都有不同程度的 應(yīng)用，但沒有從根本上解決小籽粒種子排種難的問題。因此，進(jìn)行小籽粒作物 排種裝置的創(chuàng)新與設(shè)計，對滿足生產(chǎn)所需和提高機械化技術(shù)水平具有重要的意 義。
隨著本領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對小籽粒排種器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了許多改進(jìn)，
例如該申請人在專利申請?zhí)枮?00610102322.2，發(fā)明名稱為"多頭異型螺旋槽小 籽粒精少量排種裝置"的專利申請中所公開的改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式，雖然與原有技術(shù)相 比，解決了種子破損率高、無法實現(xiàn)精少量播種、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，取得了很 大的進(jìn)步，但經(jīng)過實踐證明，在實際使用過程中仍然存在一些問題，比如在種 子由充種區(qū)進(jìn)入護種區(qū)的入口處，槽內(nèi)多余的種子沒有被強制約束，清種容易 而不傷種，但是由于種子間的相互作用，也可能將槽內(nèi)種子帶走，造成漏種現(xiàn) 象，最終導(dǎo)致充種、排種不均勻；另外螺旋槽排種軸與套筒的配合，由于結(jié)構(gòu) 體積所限，只能實現(xiàn)單行播種，同時通用性較差，通過更換螺旋槽排種軸僅能 用于小籽粒播種，無法滿足大籽粒物料的要求。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了解決現(xiàn)有各種型式的小籽粒排種器由于結(jié)構(gòu)上的缺陷而存 在各自不同缺點的問題，提供一種環(huán)槽式高頻振動排種器。
本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的環(huán)槽式高頻振動排種器，包括機 架，固定于機架上方的種箱，機架下方設(shè)有排種器殼體，排種器殼體頂部開有 與種箱落料口位置相對應(yīng)的進(jìn)種口，底部開有排種口，排種器殼體中部貫穿設(shè) 置通過滾動軸承支承在殼體上的排種軸；排種器殼體內(nèi)還設(shè)置與其精密配合并 與排種軸裝配的排種輪，排種器殼體與排種輪的配合間隙為0.10mm;排種輪外表面間隔均布有環(huán)槽。本實用新型所述環(huán)槽的數(shù)量及分布可根據(jù)排種器體積大 小確定，環(huán)槽斷面尺寸可根據(jù)粒徑大小不同的種子來確定，從而可通過更換排 種輪達(dá)到滿足不同種子的排種需要。
排種主要分為四個過程1、種子從種箱落入排種器殼體的進(jìn)種口，隨著排 種軸的旋轉(zhuǎn)，種子在重力及種子間的推力作用下，充入到排種輪外周圈的各條 環(huán)槽內(nèi)，此過程為充種過程；2、環(huán)槽內(nèi)的種子隨著排種軸旋轉(zhuǎn)，至進(jìn)種口一側(cè) 時，依靠排種器殼體內(nèi)壁將超出環(huán)槽表層的種子刮除，只留存環(huán)槽內(nèi)的定量種 子，此過程為清種過程，清種是保證排種器工作性能的重要因素，其中排種均 勻性、種子用量、種子破碎率等均由這一階段來決定；3、環(huán)槽中的種子經(jīng)清種 定量后，進(jìn)入由排種輪和排種器殼體形成的封閉空間內(nèi)，在排種器殼體內(nèi)壁的 保護下，環(huán)槽中的種子被推送而到達(dá)排種口，此過程為護種過程；4、在排種口 處，位于不同環(huán)槽內(nèi)的種子在重力、離心力和種子間作用力的作用下分別落入 排種管，此過程為投種過程。在護種過程中，種子受自身重力、法向反力、離 心力、摩擦力等力的作用而處于動態(tài)平衡狀態(tài)，環(huán)槽中的種子隨排種軸的轉(zhuǎn)動 向排種口移動，在這一階段如果種子中摻和有谷糠、小石子等雜質(zhì)而可能造成 排種器堵塞，因此，除了播種時應(yīng)注意種子的精選，排種輪與排種器殼體之間 合適的間隙也是非常重要的因素，本實用新型經(jīng)過多次試驗，根據(jù)不同種類的 小籽粒得出兩者之間的配合間隙為0.10mm，以避免小籽粒種子進(jìn)入工作間隙而 堵塞排種器，同時也可避免造成傷種。
當(dāng)種子由充種區(qū)進(jìn)入護種區(qū)的入口處，環(huán)槽內(nèi)多余的種子沒有被強制約束， 清種容易而不傷種，但是由于種子間的相互作用，也可能將環(huán)槽槽內(nèi)已經(jīng)填充 好的種子帶走，造成漏種現(xiàn)象，為此本實用新型所述排種輪上一側(cè)固定有連接架，連接架上安裝偏心式高頻振動器，另一側(cè)固定有導(dǎo)電板和絕緣板，排種器 殼體上固定有與導(dǎo)電板接觸的滑動碳刷，可用于接入電源，高頻振動器采用微 型直流電機驅(qū)動。采用該結(jié)構(gòu)，在排種過程中，可對種子產(chǎn)生擾動，提高充種 和清種效果，并在護種區(qū)形成順序排列的連續(xù)種子流。
為了進(jìn)一步保證振動對環(huán)槽內(nèi)種子的擾動作用，提高充種和清種效果，所 述排種器殼體與機架之間通過可調(diào)螺栓、彈簧連接，種箱與進(jìn)種口之間通過軟 連接密封套連接。
排種器殼體頂部與進(jìn)種口下方的排種輪之間所形成的充種區(qū)是以排種輪為
圓心、圓心角(x為40。 45。以內(nèi)的范圍，充種區(qū)內(nèi)沿排種輪轉(zhuǎn)動方向一側(cè)的排 種器殼體側(cè)立面為刮種面，刮種面與排種器殼體圓周內(nèi)壁切線方向的夾角Y為 90° 100°，可避免清種時由于銳角作用造成的傷種現(xiàn)象；排種口位于排種器殼 體底部最低點沿轉(zhuǎn)動方向滯后20。的位置，便于通過排種輪轉(zhuǎn)速對種子流進(jìn)行控 制，排種區(qū)是以排種輪為圓心、圓心角|3為30。 35。以內(nèi)的范圍。這種結(jié)構(gòu)形 式，有利于種子流在護種區(qū)內(nèi)順序排列而不產(chǎn)生間斷和自流，實現(xiàn)對排種過程 的有效控制。
為了保證種子在護種過程中不會在環(huán)槽中發(fā)生卡滯現(xiàn)象而影響排種性能， 排種輪上環(huán)槽的寬度和深度尺寸為種子最大尺寸的1.2-1.4倍，環(huán)槽兩側(cè)面之間 的夾角S為20。，環(huán)槽斷面形狀及尺寸可根據(jù)不同種子的排種要求確定。
所述排種口下方設(shè)有與排種輪上環(huán)槽位置一一對應(yīng)的排種管，排種管可對 不同環(huán)槽內(nèi)的種子在排出時起到引流作用，保證播種均勻。
為了進(jìn)一步證明本實用新型所述的排種器研制成功后在實際應(yīng)用中的效 果，經(jīng)國家場上作業(yè)機械及機制小農(nóng)具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，具體結(jié)果如下序號檢驗項目標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定檢驗結(jié)果單項判定
1各行排量一致性變異系數(shù)％《5.20.7+
2總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)％《2.61.2+
播種深度合格率》7588+
4種子破碎率/0.1/
5播種均勻性變異系數(shù)％/22/
備注單項判定欄中"+"表示單項檢驗結(jié)果合格；JB/T6274.1-2001《谷物播種機技 術(shù)條件》對谷子的種子破碎率、播種均勻性變異系數(shù)指標(biāo)沒有要求。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采取集中排種的方式，可實現(xiàn)"一器多行"， 一個排種器可同時完成多行播種作業(yè)，通過排種輪及環(huán)槽與排種器殼體的精密 配合，形成充種區(qū)、護種區(qū)和排種區(qū)；高頻振動器安裝在排種輪上，對種子產(chǎn) 生擾動，大大提高了充種和清種效果，并在護種區(qū)內(nèi)形成順序排列的連續(xù)種子 流；排種輪轉(zhuǎn)速可有效地控制排種過程，達(dá)到條播和半精播的效果；通過更換 環(huán)槽斷面形狀不同的排種輪，不僅可適應(yīng)草籽、谷子、苜蓿、糜子、菜籽等小 籽粒作物的精少量排種，也可適用于小麥、豆類、高粱、玉米等稍大籽粒作物 種子的排種要求，有利于降低設(shè)備成本和提高利用率，而且結(jié)構(gòu)精巧、簡單， 能夠減輕整個播種機的重量，排種均勻，播量穩(wěn)定，通用性好，具有良好的推 廣應(yīng)用前景。

圖l為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為圖1中排種器殼體的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為圖2的左視圖
圖4為圖1中排種輪的結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為本實用新型排種器的工作原理圖圖中l(wèi)-機架，2-種箱，3-排種器殼體，4-進(jìn)種口， 5-排種口， 6-滾動軸承， 7-排種軸，8-排種輪，9-環(huán)槽，10-排種管，11-連接架，12-偏心式高頻振動器， 13-導(dǎo)電板，14-絕緣板，15-碳刷，16-可調(diào)螺栓，17-彈簧，18-軟連接密封套， 19-刮種面，20-流量調(diào)節(jié)板，21-微型直流電機。
具體實施方式
環(huán)槽式高頻振動排種器，如圖1所示，包括機架1，固定于機架上方的種 箱2，種箱2底部設(shè)置流量調(diào)節(jié)板20，機架1下方設(shè)有排種器殼體3，排種器 殼體3與機架1之間通過可調(diào)螺栓16、彈簧17連接，種箱2與進(jìn)種口 4之間 通過軟連接密封套18連接，排種器殼體3頂部開有與種箱2落料口位置相對應(yīng) 的進(jìn)種口 4，底部開有排種口 5，排種器殼體3中部貫穿設(shè)置通過滾動軸承6支 承在殼體上的排種軸7;排種器殼體3內(nèi)還設(shè)置與其精密配合并與排種軸7裝 配的排種輪8，排種器殼體3與排種輪8的配合間隙為0.10mm;排種輪8外表 面間隔均布有環(huán)槽9，排種口 5下方設(shè)有與排種輪8上環(huán)槽位置一一對應(yīng)的排 種管10;排種輪8 —側(cè)固定有連接架11，連接架上安裝有偏心式高頻振動器 12，工作頻率為2400 3000Hz，采用微型直流電機21驅(qū)動；排種輪8另一側(cè) 固定有導(dǎo)電板13和絕緣板14，排種器殼體3上固定有與導(dǎo)電板13接觸的滑動 碳刷15。
本實用新型在具體實施時，如圖2、 3所示，排種器殼體內(nèi)徑為140mm，排 種器殼體3頂部與進(jìn)種口4下方的排種輪8之間所形成的充種區(qū)是以排種輪為圓 心、圓心角a最佳為42。以內(nèi)的范圍，進(jìn)種口為矩形斷面，充種區(qū)內(nèi)沿排種輪8轉(zhuǎn) 動方向一側(cè)的排種器殼體側(cè)立面為刮種面21,刮種面21與排種器殼體3圓周內(nèi)壁 切線方向的夾角Y最佳為95。；排種口5位于排種器殼體底部最低點沿轉(zhuǎn)動方向滯后20。的位置，斷面呈矩形，排種區(qū)是以排種輪8為圓心、圓心角(3最佳為32。以 內(nèi)的范圍。此外，為了進(jìn)一步優(yōu)化排種器結(jié)構(gòu)，便于拆卸和安裝，所述排種器 一側(cè)壁為活動密封蓋板。
如圖4所示，排種輪外徑為140mm，考慮更換以及與排種器殼體的配合要 求，采用模塊化設(shè)計原理，所有安裝尺寸、配合尺寸和環(huán)槽的位置尺寸均一致， 不同排種輪環(huán)槽斷面尺寸也不同，根據(jù)排種要求，環(huán)槽間距均設(shè)為16mm，第 一環(huán)槽距左端面的距離20mm，保證各環(huán)槽振動參數(shù)的一致性，滿足各行排量 一致性的要求。排種輪8上環(huán)槽9的寬度和深度尺寸為種子最大尺寸的1.2-1.4 倍，環(huán)槽9兩側(cè)面之間的夾角5為20°，比如所播種子為谷子時，環(huán)槽的寬度為 3.5mm，深度為3.5mm;播玉米時，環(huán)槽的寬度為15mm，深度為15mm;播小 麥時，環(huán)槽的寬度8mm，深度為8mm。
如圖5所示，反映了環(huán)槽式高頻振動排種器的工作原理及過程，儲存在種 箱中的種子，通過柔性連接密封套，由流量調(diào)節(jié)板控制進(jìn)入排種器充種區(qū)的種 子量，在重力和振動力作用下，填充到排種輪的環(huán)槽內(nèi)。當(dāng)排種輪轉(zhuǎn)動時，種 子被帶入清種口，通過刮種面與排種輪的相對運動，刮掉環(huán)槽中多余的種子， 留在槽內(nèi)的種子則進(jìn)入護種區(qū)，隨著排種輪的轉(zhuǎn)動順序排列，逐步到達(dá)排種口， 并順次分別進(jìn)入排種管，完成排種過程。 '
排種輪通過行走地輪由鏈傳動驅(qū)動，逆時針方向轉(zhuǎn)動，以控制排種量及排 種過程。同時，固定在排種輪上的偏心式高頻振動器，由拖拉機發(fā)電機及電瓶 通過導(dǎo)電板、碳刷提供電源，產(chǎn)生高頻振動，輔助完成充種及清種過程。
權(quán)利要求1、一種環(huán)槽式高頻振動排種器，包括機架(1)，固定于機架上方的種箱(2)，其特征是機架(1)下方設(shè)有排種器殼體(3)，排種器殼體(3)頂部開有與種箱(2)落料口位置相對應(yīng)的進(jìn)種口(4)，底部開有排種口(5)，排種器殼體(3)中部貫穿設(shè)置通過滾動軸承(6)支承在殼體上的排種軸(7)；排種器殼體(3)內(nèi)還設(shè)置與其精密配合并與排種軸(7)裝配的排種輪(8)，排種器殼體(3)與排種輪(8)的配合間隙為0.10mm；排種輪(8)外表面間隔均布有環(huán)槽(9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)槽式高頻振動排種器，其特征是排種輪(8) — 側(cè)固定有連接架(11)，連接架上安裝有偏心式高頻振動器(12)，排種輪(8) 另一側(cè)固定有導(dǎo)電板(13)和絕緣板(14)，排種器殼體(3)上固定有與導(dǎo)電 板(13)接觸的滑動碳刷(15)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)槽式高頻振動排種器，其特征是排種器殼體G) 與機架(1)之間通過可調(diào)螺栓(16)、彈簧(17)連接，種箱(2)與進(jìn)種口 (4) 之間通過軟連接密封套(18)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)槽式高頻振動排種器，其特征是排種器殼體 (3)頂部與進(jìn)種口 (4)下方的排種輪(8)之間所形成的充種區(qū)是以排種輪為圓心、圓心角a為40。 45。以內(nèi)的范圍，充種區(qū)內(nèi)沿排種輪(8)轉(zhuǎn)動方向一側(cè) 的排種器殼體側(cè)立面為刮種面(19)，刮種面(19)與排種器殼體(3)圓周內(nèi) 壁切線方向的夾角Y為90。 100。；排種口 (5)位于排種器殼體底部最低點沿轉(zhuǎn) 動方向滯后20。的位置，排種區(qū)是以排種輪(8)為圓心、圓心角P為30。 35。以 內(nèi)的范圍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)槽式高頻振動排種器，其特征是排種輪(8)上環(huán)槽(9)的寬度和深度尺寸為種子最大尺寸的1.2-1.4倍，環(huán)槽(9)兩側(cè)面 之間的夾角S為20。。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)槽式高頻振動排種器，其特征是種箱(2) 底部設(shè)置流量調(diào)節(jié)板(20)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)槽式高頻振動排種器，其特征是排種口 (5) 下方設(shè)有與排種輪(8)上環(huán)槽位置一一對應(yīng)的排種管(10)。
專利摘要本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，具體為一種環(huán)槽式高頻振動排種器，解決現(xiàn)有各種型式的小籽粒排種器由于結(jié)構(gòu)上的缺陷而存在各自不同缺點的問題，包括機架，種箱，機架下方設(shè)有排種器殼體，排種器殼體頂部開有進(jìn)種口，底部開有排種口，排種器殼體中部設(shè)置排種軸；排種器殼體內(nèi)設(shè)置排種輪，排種器殼體與排種輪的配合間隙為0.10mm；排種輪外表面均布有環(huán)槽，排種口下方設(shè)有與排種輪上環(huán)槽位置一一對應(yīng)的排種管。采取集中排種的方式，可實現(xiàn)“一器多行”，可適應(yīng)不同粒徑大小作物的條播和精少量排種要求，高頻振動器的安裝大大提高了充種和清種效果，結(jié)構(gòu)精巧、簡單，能夠減輕整個播種機的重量，排種均勻，播量穩(wěn)定，通用性好，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號A01C7/16GK201298995SQ20082010639
公開日2009年9月2日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者崔清亮, 張東光, 鄭德聰, 郭玉明, 陸玉明 申請人:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)