CN110786108A - 一种水稻同步插秧直播育种机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水稻同步插秧直播育种机械，包括排种器、排种分配装置、排种器支架、导种管、投种管、开沟装置、T形支架、插秧箱、秧爪和动力装置；所述排种器支架上安装有排种器，其底部与所述插秧箱端部安装在一起。所述排种器底部安装有排种分配装置。该配套插秧同步直播育种机采用集中排种技术,一个排种器能高效的完成6行排种作业，轻简化了机具结构，降低了对动力的要求；排种轮型孔腔体依据水稻种子三轴尺寸和渐开线原理设计，实现水稻精量排种，极大地提高了排种精度和工作效率，节约种子，提升水稻的种植效益。本机均采用模块化设计，整体结构紧凑且简单，外形小巧，方便安装和易拆卸，工作稳定可靠。

Description

一种水稻同步插秧直播育种机械

技术领域

本发明涉及农作物育种设备技术领域，具体为一种适用于水稻插秧同步直播育种所使用的水稻同步插秧直播育种机械。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物之一，全国水稻种植面积3200多万hm²，约占全国总耕地面积的14%，占世界水稻种植面积的20%。总产量为世界的34%，居世界第一。此外，中国的水稻亩产量同样居世界第一。能取得这样的成绩，除了严谨的水肥供应以及科学种植管理经验之外，水稻种子本身的质量起着决定性的作用。

中国的杂交水稻育种技术一直处于领先地位，所以，在继续推动世界杂交水稻育种技术进步方面，中国有着义不容辞的责任。在杂交水稻育种过程中，育种速度决定了育种效率。在杂交水稻育种过程中，将母本稻种直播在栽插的父本秧苗附进。目前我国农业正面临着从传统农业向现代农业转变的历史时期，水稻育种机械化是重要的组成部分。轻简化作业机械能高产、高效、低耗的完成水稻育种的农艺技术要求，是现代农业建设的迫切需求。目前国内外在水稻育种方面，通常先由人工育秧或者工厂化育秧将父本秧苗培育出来，再利用人工或插秧机将父本秧苗栽插在育种田里，完成父本的栽插后再将母本种子直播在父本秧苗的两侧。这样的育种模式存在前期准备工作复杂、步骤繁琐、人工成本高等问题。

发明内容

为了克服分离式育种工人劳动强度大、劳动成本高、作业环节繁琐、作业效率低等不足，本发明设计一种水稻同步插秧直播育种机械，可一次性完成父本秧苗的栽插以及母本稻种的直播等功能。

为了实现上述目的，本发明公开的一种水稻同步插秧直播育种机械，其特征包括排种器、排种分配装置、排种器支架、导种管、开沟装置、T形支架、插秧箱、秧爪和动力装置；所述排种器支架上安装有排种器，其底部与所述插秧箱底部安装在一起；所述排种器底部安装有排种分配装置；所述排种分配装置与开沟装置通过导种管对应连接；所述投种管每2根为一组安装在一个T形支架上，所述T形支架尾部安装在插秧箱末端；所述秧爪安装在插秧箱末端两侧对称驱动轴上，3套所述T形支架安装在插秧箱末端中部；所述插秧箱安装在所述动力装置上；所述排种器包括前侧板、种层高度调节板、充种室、卸种板、侧板、圆弧底板、投种口、排种组合轮、后侧护种板、排种器传动轴、排种器链轮和种箱；所述投种口下方安装所述的排种分配装置，所述侧板下方安装有卸种板；所述排种组合轮由6个排种轮组成，所述排种轮采用中心开正六方孔设计，所述后侧护种板圆弧面上涂有一层EVA材质的护种圆弧层；所述排种器传动轴为正六方轴，所述6个排种轮穿插在所述正六方传动轴上，所述排种轮和所述排种器传动轴一起随传动链轮转动。

所述动力装置包括多级动力链轮，所述传动链轮通过链条与所述多级动力链轮相连；所述秧爪在插秧的同时驱动排种装置同步作业，将6行水稻种子直播在右侧2行机插秧苗左侧，从而实现水稻插秧与直播的同步作业，通过改变动力链轮和传动链轮的传动比与秧爪的传动匹配。

进一步，所述排种轮直径为80mm，外圆面上间隔60°均匀分布有6个依据渐开线和抛物线设计的排种型孔，所述排种轮包括型孔主体和渐开线状型孔，渐开线状型孔包括型孔左壁面、型孔腔体、型孔右壁面，所述型孔腔体根据育种水稻种三轴尺寸设计，所述型孔左壁面和型孔右壁面依据渐开线原理生成，有助于水稻种子的充种、投种和实现精量排种。

进一步，所述开沟装置包括投种管、开沟器、闭体花篮螺杆和T形支架，所述投种管顶部与所述的导种管相连，所述投种管底部通过铰链与开沟器相连，所述开沟器采用犁形结构设计，所述开沟器与所述投种管之间通过闭体花篮螺杆调节开沟器前倾角度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械的稻种直播***与秧苗栽插***同步运行，简化了作业程序、缩短了工作时间、降低了育种成本、提高了育种效率。且较少的机械作业次数避免了农田结构被机械过多破坏。

2、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械分为排种器、排种器支架、动力装置等***，均采用模块化设计，整体结构紧凑且简单，外形小巧，方便安装和易拆卸，工作稳定可靠。

3、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械的排种器的动力来源于所述动力装置，无需外加动力***，精简了整体结构。使其在维修保养等方面更加简单。

4、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械的排种器通过一种配套支架多级链轮带动，可根据不同农艺需求调节排种速度，控制播种量及播种间距。

5、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械的排种轮采用模块化设计,可根据田间地块实际大小的需求，通过排种轮和空白轮配合使用，实现1至6行的播种。运用灵活，装卸方便、快捷，适应能力强。

6、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械的排种轮型孔采用两侧带有斜度的渐开线设计型孔，有利于充种和投种。排种轮外圆周面上等间隔分布6个型孔的方式设计，有利于实现水稻的精量穴播。排种轮型孔腔体根据水稻种子的三轴尺寸设计，实现水稻精量排种，且能够适应不同水稻种子的排种，极大地提高了排种精度和工作效率，节约种子，提升水稻的种植效益。

7、本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械采用集中排种技术,一个排种器高效的完成6行排种作业，轻简化了机具结构，降低了对动力的要求，适应所有动力机具的配套使用，能够适应西南等丘陵山区的狭小地块作业,其作业效率高,田间作业转移灵活，播种质量高。

附图说明

图1为本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械的整体结构示意图。

图2为本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械排种器的整体结构示意图。

图3为本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械排种器的内部剖视图。

图4为本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械排种组合轮结构示意图。

图5为本发明排种轮渐开线型孔剖视图。

图6为本发明的开沟器结构示意图。

图7本发明的动力装置结构示意图。

具体实施方式。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的的详细说明。

本发明的一种水稻同步插秧直播育种机械，其特征是包括排种器1、排种分配装置2、排种器支架3、导种管4、开沟装置5、T形支架6、插秧箱7、秧爪8和动力装置9；所述排种器支架3上安装有排种器1，所述排种器支架3底部与所述插秧箱7底部用螺栓连接，所述排种器1底部安装有排种分配装置2，所述排种分配装置2与投种管51通过导种管4对应连接，所述开沟装置5每2对为一组安装在T形支架6上，所述T形支架6尾部安装在插秧箱7末端，1对所述秧爪8安装在中间插秧箱7末端两侧对称驱动轴上，3套所述T形支架6安装在其余插秧箱7末端中部，所述插秧箱7安装在所述动力装置9上。

所述排种器1包括前侧板11、种层高度调节板12、充种室13、卸种板14、侧板15、圆弧底板16、投种口17、排种组合轮18、后侧护种板19、排种传动轴110、传动链轮111和种箱112；所述投种口17下方安装所述排种分配装置2，所述侧板15下方安装有卸种板14；所述排种组合轮18由6个排种轮18a组成，所述排种轮18a采用中心开正六方孔设计，所述后侧护种板19圆弧面上涂有一层EVA材质的护种圆弧层，该圆弧层除起有效的护种作用外，还可有效的防止水稻种子在护种的过程中被压坏；所述排种传动轴110为正六方轴，所述6个排种轮18a穿插在所述正六方传动轴110上，所述排种轮18a和所述排种传动轴110一起随传动链轮111转动，所述传动链轮111安装在所述排种传动轴110末端。

所述排种轮18a外圆面上间隔60°均匀分布有6个依据渐开线和抛物线设计的排种型孔18b，所述排种轮18a包括型孔主体18c和渐开线状型孔18b，渐开线状型孔18b包括型孔左壁面18d、型孔腔体18e、型孔右壁面18f，所述型孔腔体18e根据育种水稻种三轴尺寸设计，所述型孔左壁面18d和型孔右壁面18f依据渐开线原理生成，有助于水稻种子的充种、投种和实现精量排种。

所述排种器支架3包括排种器固定平台31、两端支撑杆32、中间支撑杆33和稳定杆34；所述排种器固定平台31上预留4个螺丝孔通过螺栓将所述排种器1稳定地固定在所述排种器固定平台31上；所述排种器固定平台31通过2根所述两端支撑杆32和1根所述中间支撑杆33固定。

所述两端支撑杆32连接在所述排种器固定平台31后边沿两端311处，所述中间支撑杆33连接在所述排种器固定平台31前边沿中间312处，所述排种器固定平台31后边沿两端311与所述排种器固定平台31前边沿中间312三点形成一个等腰三角形，有利于所述排种器固定平台31的稳定固定；所述稳定杆34长20cm一端焊接在距离所述两端支撑杆32底部15cm处，另一端通过螺栓连接在插秧机插秧箱上，在所述两端支撑杆32底部形成一个三角形，有利于所述排种器固定平台31的稳定支撑。

所述开沟装置5包括投种管51、开沟器52、闭体花篮螺杆53和T形支架6，所述投种管51顶部与所述导种管4相连，所述投种管51底部通过铰链与开沟器52相连，所述开沟器52采用犁形结构设计，所述开沟器52与所述投种管51之间通过闭体花篮螺杆53调节开沟器前倾角度，适应含茬或含水率不同的田间作业，保证开沟质量效果和后期田间水分管理。

所述排种分配装置2的各分种口与所述导种管4和所述投种管51三者的内径都为16mm。

所述动力装置9包括驾驶***91、行走轮92、支撑底盘93、座椅94、后凸台95、连接架96和动力链轮97；所述驾驶***91控制水稻同步插秧直播育种机械的作业速度，所述行走轮92安装于支撑底盘93下方，所述座椅94和所述后凸台95安装于支撑底盘93上方，所述支撑底盘93后方通过所述连接架96与所述插秧箱7连接在一起。所述动力链轮97的动力来自动力装置本身，无需外加动力源，所述动力链轮97通过链条带动所述传动链轮111的转动，为排种器提供动力。

本发明工作原理如下：如图1所示，本发明主要由播种***、开沟***两部分组成，由插秧机作为动力，机具通过排种器支架3安装在插秧箱7的上方。播种***的核心部件为排种装置1，如图2、图3所示，作业前向种箱112中装入水稻种子，水稻种子进入排种装置1的充种室13内；当插秧机在田间工作时，由安装在插秧箱7上的动力链轮97跟随秧爪8同步转动，通过链条带动排种链轮111从而带动排种传动轴110跟随秧爪8同步运行，进而排种传动轴110带动排种组合轮18转动，同时排种传动轴上的搅种主动链轮111a通过链条传动带动搅种从动链轮114，从而带动搅种装置10转动；排种组合轮18上的各行排种型孔18b转动到充种室13时，双螺旋搅种装置10转动对充种室13内的种层进行扰动作用，在充种区内完成6个排种型孔18b的充种，随着排种组合轮18转动，水稻种经过携种区到达护种区19a；水稻种子在后侧护种板19的压护作用下，被压护在排种型孔18b上，到达投种口17时，在没有后护种板1510的压护作用，在重力和离心力的共同作用下从排种型孔18b中排出；排出的水稻种子进入排种分配装置2内，经过排种分配装置2的分配作用，各自掉进相对应的6根导种管4内，水稻种子经导种管4的引导作用进入开沟装置的投种管51处掉进开沟器52所开出的种沟内，从而完成水稻插秧和直播同步作业。由于排种型孔18b等间隔60°均匀成列分布在排种组合轮18上，在后侧护种板19的压护作用下，水稻种子随排种轮18转动间隔投种，且投种间隔时间一致，从而实现各行播种穴距的一致性；根据水稻播种的农艺技术要求，通过调节T形支架6的距离，可以调节水稻播种的行距，如图7所示，通过调节闭体花篮螺杆53的长度可以调节开沟器52前倾角度，适应含茬或含水率不同的田间作业，保证开沟质量效果和后期田间水分管理；所述动力装置9包括多级动力链轮97，所述传动链轮111通过链条与所述多级动力链轮97相连；所述秧爪8在插秧的同时驱动排种装置1同步作业，将6行水稻种子直播在右侧2行机插秧苗左侧，从而实现水稻插秧与直播的同步作业，通过改变动力链轮97和传动链轮111的传动比与秧爪8的传动匹配。

本发明具体实施效果：本发明克服了分离式育种工人劳动强度大、劳动成本高、作业环节繁琐、作业效率低等不足，通过应用适用于水稻直播的排种器以及适用于在水田环境中作业的基础动力装置，本发明可一次性完成父本秧苗的移载以及同步完成母本稻种的直播，秧苗与稻种的播种量和穴距以及播种速度均可调节，能够有效提高水稻育种的机械化水平，该水稻同步插秧直播育种机械的排种器结构及实施效果具有明显的创新性和显著的优点。

表1 水稻同步插秧直播育种机械的田间播种性能试验结果

由表1可知，单穴平均播种量为4.46粒/穴，单穴播种量在3~5粒的比例为70.83%，低于3粒/穴的比例为4.17%，高于5粒/穴的比例为25.00%；平均穴径为4.38cm/穴，穴径在3~5cm的比例为72.92%，低于3cm比例为8.33%，高于5cm的比例为18.75%；平均穴距为11.95cm/穴，穴径在11~13cm的比例为75.00%，低于11cm比例为14.58%，高于13cm的比例为10.42%，能够满足水稻直播播种要求。同时配套2行插秧，同步完成插秧直播的育秧作业。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，不脱离本发明技术方案的精神和范围而对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.本发明公开的一种水稻同步插秧直播水稻育种机械水稻同步插秧直播育种机械，其特征包括排种器(1)、排种分配装置(2)、排种器支架(3)、导种管(4)、开沟装置(5)、T形支架(6)、插秧箱(7)、秧爪(8)和动力装置(9)；所述排种器支架(3)上安装有排种器(1)，所述排种器支架(3)底部与所述插秧箱(7)底部安装在一起；所述排种器(1)底部安装有排种分配装置(2)；所述排种分配装置(2)与开沟装置(5)通过导种管(4)对应连接；所述开沟装置(5)投种管(51)每2根为一组安装在一个T形支架(6)上，3套所述T形支架(6)尾部分别安装有3副插秧箱(7)末端；1对所述秧爪(8)安装在插秧箱(7)末端两侧对称驱动轴上，所述插秧箱(7)安装在所述动力装置(9)上；

所述排种器(1)包括前侧板(11)、种层高度调节板(12)、充种室(13)、卸种板(14)、侧板(15)、圆弧底板(16)、投种口(17)、排种组合轮(18)、后侧护种板(19)、排种器传动轴(110)、排种器链轮(111)和种箱（112）；所述投种口(17)下方安装有所述排种分配装置(2)，所述侧板(15)下方安装有卸种板(14)；所述排种组合轮(18)由6个排种轮(18a)组成，所述排种轮(18a)采用中心开正六方孔设计，所述后侧护种板(19)圆弧面上涂有一层EVA材质的护种圆弧层；所述排种器传动轴(110)为正六方轴，所述6个排种轮(18a)穿插在所述正六方传动轴(110)上，所述排种轮(18a)和所述排种器传动轴(110)一起随传动链轮(111)转动；所述动力装置(9)包括多级动力链轮(97)，所述传动链轮(111)通过链条与所述多级动力链轮(97)相连；所述秧爪(8)在插秧的同时驱动排种装置(1)同步作业，将6行水稻种子直播在右侧2行机插秧苗左侧，从而实现水稻插秧与直播的同步作业，通过改变动力链轮(97)和传动链轮(111)的传动比与秧爪(8)的传动匹配。

2.根据权利要求1的一种水稻同步插秧直播育种机械，其特征在于所述排种轮(18a)上均匀分布6个依据渐开线和抛物线设计的排种型孔(18b)，所述排种轮(18a)包括型孔主体(18c)和渐开线状型孔(18b)，渐开线状型孔(18b)包括型孔左壁面(18d)、型孔腔体(18e)、型孔右壁面(18f)，所述型孔腔体(18e)根据育种水稻种三轴尺寸设计，所述型孔左壁面(18d)和型孔右壁面(18f)依据渐开线原理生成，有助于水稻种子的充种、投种和实现精量排种。

3.根据权利要求1的一种水稻同步插秧直播育种机械，其特征在于所述开沟装置(5)包括投种管(51)、开沟器(52)、闭体花篮螺杆（53），所述投种管(51)顶部与所述导种管(4)相连，所述投种管(51)底部铰链与开沟器(52)相连，所述开沟器(52)采用犁形结构设计，所述开沟器(52)与所述投种管(51)之间通过闭体花篮螺杆（53）调节开沟器前倾角度。

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