CN113243169A - 具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机及方法 - Google Patents

具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，包括：机架；播种箱，其支撑在所述机架上，且具有播种机构；覆土整压辊，其可旋转支撑在所述机架一端；传动装置，其设置在所述播种箱和所述覆土整压辊之间，所述覆土整压辊旋转，能够带动所述播种机构，实现播种，本发明还提供了具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法。

Description

具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机及方法
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机及方法。
背景技术
棉花是具有高经济价值的作物，被广泛应用于各类衣服、家具用布和工业用的作物。棉花曾是我国重要的战略物资，在农业经济格局中举足轻重。我国棉花生产居世界前列，是纺织大国和最大的棉花消费国，棉花产业在国民经济中占有重要地位。棉花播种机，是将棉花播种到土壤里的设备，目前现有的棉花播种机功能较为单一，播种不连续，整体的工作效率较低，总体耕播效果不佳。
发明内容
本发明提供了一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，提供播种机整压辊驱动种肥箱齿轮传动装置，整压辊通过齿轮、链条传动排种肥器，达到连续播种功能，提高了耕种的效率。
本发明提供的技术方案为：
一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，包括：
机架；
播种箱，其支撑在所述机架上，且具有播种机构；
覆土整压辊，其可旋转支撑在所述机架一端；
传动装置，其设置在所述播种箱和所述覆土整压辊之间，所述覆土整压辊旋转，能够带动所述播种机构，实现播种。
优选的是，所述播种箱包括：
箱体，其底部具有多个开口；
多个滚筒式播种机构，其可旋转支撑在所述箱体底部，位于所述箱体开口位置；
其中，所述滚筒式播种机构旋转能够将棉花种子传送到所述箱体开口，并从所述开口流出。
优选的是，所述覆土整压辊包括：
辊架，其设置在所述机架一侧；
支撑轴，其支撑在所述辊架上；
辊体，其可旋转套设在所述支撑轴上；
多个凸齿，其阵列分布在所述辊体上。
优选的是，所述传动装置包括：
转动轴，其可旋转支撑在所述机架上；
第一传动齿轮，其套设在所述转动轴上；
第二传动齿轮，其空套在所述支撑轴上，并设置在所述辊体一端，能够随所述辊体旋转；
第三传动齿轮，其设置在所述滚筒式播种机构一端；
第一传动链条，其与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，能够实现所述转动轴和所述辊体同步旋转；
第二传动链条，其与所述第一传动齿轮和所述第三传动齿轮啮合，能够实现所述转动轴和所述滚筒式播种机构同步旋转。
优选的是，所述滚筒式播种机构包括：
外滚筒，其表面具有多个圆孔，且外缘具有多个阵列分布的贯通孔；
播种齿轮，其可旋转设置在所述外滚筒内，并具有外齿。
优选的是，所述辊架包括：
调节架，其具有多个固定孔；
连接架，其为“L”型支架，且一端具有与所述固定孔配合的固定螺栓；
支撑架，其连接所述调节架。
一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法，使用具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，包括：
根据外滚筒的直径和种植间隔，设定所述外滚筒的的贯通孔个数；
所述外滚筒的贯通孔个数设定公式为：
Figure BDA0003116149920000031
其中，ni为贯通孔个数，ri为外滚筒的直径，Di为种植间隔；
根据所述贯通孔个数设定所述播种齿轮的驱动角度；
所述驱动角度设定公式为：
Figure BDA0003116149920000032
其中，σ为驱动角度，α为助力角；H为外齿高度。
优选的是，还包括：
计算滚筒式播种机构的输送系数，将所述驱动机构转速和所述滚筒式播种机构作为输入参数输入模糊控制器，经过计算得到覆土整压辊的转速；
根据覆土整压辊的转速设定棉花播种机的行进速度。
优选的是，所述滚筒式播种机构的输送系数为：
Figure BDA0003116149920000033
其中，ωi为滚筒式播种机构的输送系数，Ls为播种机构长度，ns为播种齿轮齿数；ρ为间隔系数，xmax为播种箱最大宽度，ymax为播种箱最大长度，xe播种箱开口宽度，ye为播种箱开口长度。
优选的是，将所述驱动机构转速和所述滚筒式播种机构的输送系数的模糊集均为：{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。
有益效果
本发明提供了具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机提供了播种机整压辊驱动种肥箱齿轮传动装置，整压辊通过齿轮、链条传动排种肥器，达到连续播种功能，种子和肥料同时播种，提高了肥料利用率，提高了耕种的效率，降低人工成本，提高棉花种植的经济效益。
附图说明
图1为本发明所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机的结构示意图。
图2为本发明所述的机架的结构示意图。
图3为本发明所述的覆土架的结构示意图。
图4为本发明所述的播种箱的结构示意图。
图5为本发明所述的覆土整压辊的结构示意图。
图6为本发明所述的传动装置的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，基于背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，包括：机架110、播种箱120、覆土整压辊130、传动装置140和驱动装置150。
其中，播种箱120支撑在机架110上，且具有播种机构；覆土整压辊130可旋转支撑在机架110一端；传动装置140设置在播种箱120和覆土整压辊130之间，覆土整压辊130旋转，能够带动播种机构，实现播种。
具体的说，播种机整压辊驱动种肥箱齿轮传动装置，整压辊通过齿轮、链条传动排种肥器，达到连续播种功能，种子和肥料同时播种，实现提高肥料利用率的有益效果。
如图2所示，机架110包括：主机架111、第一桁架112、第二桁架113、第三桁架114、电池安装架115、保护架116、前轮轴固定架117和后轮轴固定架118。
其中，主机架111为方形框架结构，用于固定播种箱，主机架111上具有由第一桁架112与主机架111形成的容纳空间，用于容纳前轮轴固定架117、第二桁架113和第三桁架114形成容纳空间，用于容纳后轮轴固定架118，保护架116设置在第一桁架112和第二桁架113之间，起到支撑固定作用，电池安装架115对称分布在保护架116两侧，用于驱动轮轴旋转。作为一种优选，前轮轴可旋转支撑在前轮轴固定架117上，后轮轴可旋转支撑在后轮轴固定架118上，驱动装置150安装在电池安装架115上，且驱动装置150可选择性连接前轮轴和/或后轮轴，可以根据实际播种情况，选择驱动方式。其中前轮轴和后轮轴分别对应安装在前轮轴固定架117和后轮轴固定架118上。
如图1和3所示，覆土架200用于安装覆土整压辊130，覆土架200与主机架111一体连接，位于主机架111一端，覆土架200包括覆土架本体213a、覆土架转轴213b、覆土轮安装架213c和可调架213d。其中，覆土轮安装架213c通过覆土架转轴213b可旋转支撑在覆土架本体213a上，可调架213d具有多个阵列的安装孔，一端连接覆土轮安装架213c，另一端连接覆土架本体213a，通过调整安装孔与覆土架本体213a的安装位置，实现覆土轮安装架213c的转动角度，以实现覆土整压辊130的高低调节。
如图4所示，播种箱120包括：箱体121和滚筒式播种机构122，箱体121底部具有开口123，滚筒旋输送机构122可旋转支撑在箱体121底部；其中，滚筒式播种机构122旋转能够将棉花种子传送到箱体开口123，并从开口123流出。其中，滚筒式播种机构122包括多个外滚筒124，其表面具有多个圆孔，且外缘具有多个阵列分布的贯通孔；播种齿轮，其可旋转设置在外滚筒内，并具有外齿。
如图5所示，覆土整压辊130包括：辊体141、多个凸齿142和支撑轴143，其中，辊体141其可旋转套设在覆土架转轴213b上；多个凸齿142阵列分布在辊体141上。支撑轴143支撑在覆土轮安装架213c上，辊体141能够绕支撑轴143旋转。
如图6所示，传动装置150包括：转动轴151、第一传动齿轮152、第二传动齿轮153、第三传动齿轮154、第一传动链条155和第二传动链条156，转动轴151，其可旋转支撑在主机架111上；第一传动齿轮152套设在转动轴151上；第二传动齿轮153空套在支撑轴143上，并设置在辊体141一端，能够随辊体141旋转；第三传动齿轮154设置在滚筒式播种机构122一端；第一传动链条155与第一传动齿轮152和第二传动齿轮153啮合，能够实现转动轴151和辊体141同步旋转；第二传动链条156与第一传动齿轮152和第三传动齿轮154啮合，能够实现转动轴151和滚筒式播种机构122的同步旋转。
本发明还提供了一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法，使用具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，包括：
根据外滚筒的直径和种植间隔，设定所述外滚筒的的贯通孔个数；
所述外滚筒的贯通孔个数设定公式为：
Figure BDA0003116149920000061
其中，ni为贯通孔个数，ri为外滚筒的直径，Di为种植间隔；
根据所述贯通孔个数设定所述播种齿轮的驱动角度；
所述驱动角度设定公式为：
Figure BDA0003116149920000062
其中，σ为驱动角度，α为助力角；H为外齿高度；
计算滚筒式播种机构的输送系数，
所述滚筒式播种机构的输送系数为：
Figure BDA0003116149920000063
其中，ωi为滚筒式播种机构的输送系数，Ls为播种机构长度，ns为播种齿轮齿数；ρ为间隔系数，xmax为播种箱最大宽度，ymax为播种箱最大长度，xe播种箱开口宽度，ye为播种箱开口长度。
将驱动机构转速和所述滚筒式播种机构作为输入参数输入模糊控制器，经过计算得到覆土整压辊的转速；
根据覆土整压辊的转速设定棉花播种机的行进速度。
其中，驱动机构转速vi和滚筒播种机构的输送系数ωi的实际变化范围分别为[-30,30]，[-0.5,0.5]，它们的离散论域均为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。
则比例因子，k1＝6/30，k2＝6/0.5；
定义模糊子集及隶属函数：
驱动机构转速vi分为七个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出隶属度函数表，如表1所示。
表1驱动机构转速vi的隶属度函数表
v<sub>i</sub> -6 -5 -4 -3 -2 -1 -0 +1 +2 +3 +4 +5 +6
PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.7 1.0
PM 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.8 1.0 0.8 0.2
PS 0 0 0 0 0 0 0 0.8 1.0 0.8 0.2 0 0
0 0 0 0 0 0 0.5 1.0 0.5 0 0 0 0 0
NB 0 0 0.2 0.8 1.0 0.8 0 0 0 0 0 0 0
NM 0.2 0.8 1.0 0.8 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0
NS 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
滚筒播种机构的输送系数ωi分为七个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出隶属度函数表，如表2所示。
表2滚筒播种机构的输送系数ωi的隶属度函数表
ω<sub>i</sub> -6 -5 -4 -3 -2 -1 -0 +1 +2 +3 +4 +5 +6
PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.9 1.0
PM 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.8 1.0 0.8 0.2
PS 0 0 0 0 0 0 0 0.8 0.6 0.8 0.2 0 0
ZR 0 0 0 0 0 0.5 1.0 0.5 0 0 0 0 0
NB 0 0 0.2 1.0 1.0 0.8 0 0 0 0 0 0 0
NM 0.2 0.8 1.0 0.8 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0
NS 1.0 0.7 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
模糊推理过程必须执行复杂的矩阵运算，计算量非常大，在线实施推理很难满足控制***实时性的要求，本发明采用查表法进行模糊推理运算，模糊推理决策采用三输入单输出的方式。
通过经验可以总结出模糊控制器的初步控制规则，控制规则见表3。
表3为模糊控制规则表
Figure BDA0003116149920000081
Figure BDA0003116149920000091
模糊控制器根据得出的模糊值对输出信号进行解模糊化，得到求模糊控制查询表，由于论域是离散的，模糊控制规则及可以表示为一个模糊矩阵，采用单点模糊化，求出模糊控制查询表。
如表4所示，实验按照棉花播种还田量100％、75％和50％，株距20cm播种深度2.5cm、行距76cm的播种需求，参照***所得结构参数加工滚筒式免耕播种机构试验样机并进行样机功能试验。穴深和穴距均达到播种要求，且成穴效果良好，证明了具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机的可行性和有效性。
表4棉花播种验证实验结果表
Figure BDA0003116149920000092
本发明提供了具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机提供了播种机整压辊驱动种肥箱齿轮传动装置，整压辊通过齿轮、链条传动排种肥器，达到连续播种功能，种子和肥料同时播种，提高了肥料利用率，提高了耕种的效率，降低人工成本，提高棉花种植的经济效益。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，包括：
机架；
播种箱，其支撑在所述机架上，且具有播种机构；
覆土整压辊，其可旋转支撑在所述机架一端；
传动装置，其设置在所述播种箱和所述覆土整压辊之间，所述覆土整压辊旋转，能够带动所述播种机构，实现播种。
2.根据权利要求1所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，所述播种箱包括：
箱体，其底部具有多个开口；
多个滚筒式播种机构，其可旋转支撑在所述箱体底部，位于所述箱体开口位置；
其中，所述滚筒式播种机构旋转能够将棉花种子传送到所述箱体开口，并从所述开口流出。
3.根据权利要求2所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，所述覆土整压辊包括：
辊架，其设置在所述机架一侧；
支撑轴，其支撑在所述辊架上；
辊体，其可旋转套设在所述支撑轴上；
多个凸齿，其阵列分布在所述辊体上。
4.根据权利要求3所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，所述传动装置包括：
转动轴，其可旋转支撑在所述机架上；
第一传动齿轮，其套设在所述转动轴上；
第二传动齿轮，其空套在所述支撑轴上，并设置在所述辊体一端，能够随所述辊体旋转；
第三传动齿轮，其设置在所述滚筒式播种机构一端；
第一传动链条，其与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，能够实现所述转动轴和所述辊体同步旋转；
第二传动链条，其与所述第一传动齿轮和所述第三传动齿轮啮合，能够实现所述转动轴和所述滚筒式播种机构同步旋转。
5.根据权利要求4所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，所述滚筒式播种机构包括：
外滚筒，其表面具有多个圆孔，且外缘具有多个阵列分布的贯通孔；
播种齿轮，其可旋转设置在所述外滚筒内，并具有外齿。
6.根据权利要求5所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，所述辊架包括：
调节架，其具有多个固定孔；
连接架，其为“L”型支架，且一端具有与所述固定孔配合的固定螺栓；
支撑架，其连接所述调节架。
7.一种具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法，使用如权利要求1-6中任一项所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种机，其特征在于，包括：
根据外滚筒的直径和种植间隔，设定所述外滚筒的的贯通孔个数；
所述外滚筒的贯通孔个数设定公式为：
Figure FDA0003116149910000021
其中，ni为贯通孔个数，ri为外滚筒的直径，Di为种植间隔；
根据所述贯通孔个数设定所述播种齿轮的驱动角度；
所述驱动角度设定公式为：
Figure FDA0003116149910000022
其中，σ为驱动角度，α为助力角；H为外齿高度。
8.根据权利要求7所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法，其特征在于，还包括：
计算滚筒式播种机构的输送系数，将所述驱动机构转速和所述滚筒式播种机构作为输入参数输入模糊控制器，经过计算得到覆土整压辊的转速；
根据覆土整压辊的转速设定棉花播种机的行进速度。
9.根据权利要求8所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法，其特征在于，所述滚筒式播种机构的输送系数为：
Figure FDA0003116149910000031
其中，ωi为滚筒式播种机构的输送系数，Ls为播种机构长度，ns为播种齿轮齿数；ρ为间隔系数，xmax为播种箱最大宽度，ymax为播种箱最大长度，xe播种箱开口宽度，ye为播种箱开口长度。
10.根据权利要求9所述的具有整压辊驱动种肥箱传动装置的棉花播种方法，其特征在于，将所述驱动机构转速和所述滚筒式播种机构的输送系数的模糊集均为：{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。
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