CN117044464B - 扰齿斗孔组合轮式集排器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械技术领域，具体公开了一种扰齿斗孔组合轮式集排器，包括上下依次设置的种箱、供料装置和卸种装置，供料装置由排种腔体和供料机构组成，供料机构包括设置在排种腔体内部护种区域中的传动轴，传动轴上设置有一排型孔轮，传动轴上设置有将型孔轮两端面密封的隔板，型孔轮的圆周面上均匀设置有型孔，型孔的纵截面形状为由斗钵和斗柄组成的烟斗状，任意相邻两个型孔之间形成了扰种齿；本发明公开的扰齿斗孔组合轮式集排器能够对小粒径种群进行充分扰动，在扰种后能够利用斗状型孔进行稳定充种，有效解决了现有集排器无法对非球形小粒径进行稳定充种的不足，实现对非球粒状的小颗粒种子的精准定量集排，保证播种效果。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，具体公开了一种扰齿斗孔组合轮式集排器。
背景技术
目前用于像油菜籽、芝麻籽等小颗粒种子的集排器主要分为气力式和机械式两大类，其中机械式集排器相比较气力式集排器，整体结构简单，而且可直接进行充种、携种、投种的过程。然而现有的集排器在对小粒径种子进行排种过程中，存在充种不稳定的情况，无法满足像油菜、芝麻等农作物的精量播种要求，这种情况在芝麻籽等非球粒状的种子中尤为突出，这是由于种子自身非球形结构的特性作用，导致种群流动性差，填充不稳定。
申请号为2022101716352的发明专利公开了一种自扰动小粒径兼用机械气力组合式集排器，其包括种箱、储种室、卸种集中槽、型孔轮及风机落种口；型孔轮包括排种轴及沿排种轴轴向安装在排种轴上的N个型孔轮单体；型孔轮单体沿周向均布有一圈沉槽，每个沉槽的中间部位开有型孔，每相邻两个沉槽之间形成凸台。该专利公开的集排器通过对型孔轮的结构进行设计，虽然能够通过相邻两个型孔之间形成的凸台扰种结构对种群起到一定的扰动，但是其对种群的扰动效果不佳，尤其是在对非球形的小颗粒种子进行扰动时，其型孔轮上的凸台结构对种群的扰种效果较差。另外，该型孔轮上倾斜抛物线状的型孔不易限定种子进来的数量，难以实现种子的稳定填充，满足不了小粒径种子定量集排的要求。因此，针对现有气力式集排器和现有专利技术中所公开技术的不足，本申请提出了一种全新设计的扰齿斗孔组合轮式集排器，以实现对非球粒状的小颗粒种子的精准定量集排，保证播种效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种扰齿斗孔组合轮式集排器，以实现对小颗粒种子的精准定量集排，提高播种效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种扰齿斗孔组合轮式集排器，包括上下依次设置的种箱、供料装置和卸种装置，所述供料装置由排种腔体和供料机构组成，所述供料机构包括设置在排种腔体内部护种区域中的传动轴，所述传动轴上设置有一排型孔轮，所述传动轴上设置有将型孔轮两端面密封的隔板，所述型孔轮的圆周面上均匀设置有型孔，所述型孔的纵截面形状为由斗钵和斗柄组成的烟斗状，且任意相邻两个型孔之间形成了扰种齿。
作为上述方案的进一步设置，所述扰种齿为非对称的凸字形齿，其由相邻两型孔的斗钵左侧部与斗柄右侧部组成，其截面曲线方程为：
；
其中x、y是以型孔轮纵截面竖直中心线与型孔截面所在曲线交点为圆心建立平面直角坐标系，单位为mm。
作为上述方案的进一步设置，所述型孔中斗钵部分的纵截面曲线方程为：
；
其中x、y是以型孔轮纵截面竖直中心线与型孔截面所在曲线交点为圆心建立平面直角坐标系，单位为mm。
作为上述方案的进一步设置，所述排种腔体由多个腔室并排组合而成，且腔室与供料机构中的型孔轮一一对应，所述腔室内有三个贯通的通道，上部通道对应进种口，侧边通道对应卸种口，下部通道对应排种口，所述腔室的内部充种室与排种口之间设置有护种区，所述护种区中设置有与供料机构相匹配的刮种板和护种板。
作为上述方案的进一步设置，还包括左右侧板，所述种箱、供料装置和卸种装置自上而下依次固定在左右侧板上，所述侧板上设置有与传动轴一端部相连接的电机。
作为上述方案的进一步设置，所述卸种装置包括连接在排种腔体卸种口下端的卸种板，所述卸种板倾斜向下设置且端部连接有卸种槽。
本发明公开的扰齿斗孔组合轮式集排器是一种对型孔轮上型孔进行特殊设计的机械式集排器，其在运行过程由电机驱动使得供料机构在排种腔体中按设定转速运行。在型孔轮转动过程，通过相邻两型孔的斗钵左侧部与斗柄右侧部之间构成的扰种齿，该扰种齿内凹的尖锐端会对充种室中的小粒径种群进行充分扰动，扰动后的种子在型孔轮转动的过程会先进入到型孔的斗柄中达到匀种效果，然后在型孔轮继续转动时小颗粒种子会沿着斗柄滚入到斗钵。同时又由于型孔中斗钵部分的结构设计，会对填充进入斗钵内部的种子起到限制约束作用，每次只能填充设定数量的小粒径种子。随后，在小粒径种子填充完成后，在刮种板的作用下将斗柄中多余的种子刮落，而斗钵中的种子则会在护种板的作用下进入到下部通道落下并进行投种动作，进而实现了球形或非球形小颗粒种子的精准定量集排。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
本发明公开的扰齿斗孔组合轮式集排器通过型孔轮型孔结构的特殊设计，使得相邻两个烟斗状型孔之间形成了非对称的凸字形齿，该扰种齿能够在转动过程中对小粒径种群进行充分扰动，并在扰种后能够利用烟斗状型孔进行稳定充种，有效解决了现有机械式集排器无法对非球形小粒径进行稳定充种的不足，实现对非球粒状的小颗粒种子的精准定量集排，保证播种效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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本发明的一些实施例，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。
图1为本发明中扰齿斗孔组合轮式集排器的主视平面结构示意图；
图2为本发明中供料装置的立体结构示意图；
图3为本发明中排种腔体内部的平面结构示意图；
图4为本发明中供料机构的立体结构示意图；
图5为本发明中型孔轮的立体结构示意图；
图6为本发明中型孔轮的剖面结构示意图；
图7为本发明型孔轮上的斗柄、斗钵、扰种齿的坐标示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~7，并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
实施例1公开了一种扰齿斗孔组合轮式集排器，参考附图1，该集排器的主体包括集排器安装架72、种箱71、供料装置、卸种装置和电机75，集排器安装架72包括左右侧板，并将种箱71、供料装置、卸种装置均由上往下依次固定在左右侧板之间。具体的卸种装置由卸种板78和卸种槽74组成，卸种板78倾斜向下安装在供料装置下方，卸种板78与卸种口配合并为可抽插式的连接方式，然后并将卸种槽74固定于卸种板78的下端。
参考附图2和附图3，供料装置由排种腔体76和供料机构77组成，排种腔体76由多个腔室761并排组合而成，具体腔体761的数量根据实际情况可设置在6~12个之间。在腔室761的内部设置有三个贯通通道，上部通道为进种口7611，用于连接种箱71和充种室，并在进种口7611上插设有堵种板73，通过堵种板来控制播种行数。侧边通道为卸种口7613；下部通道为排种口7614，用于连接落种管79。在充种室与排种口之间设置有护种区，并且护种区内有刮种板7612和护种板7615。该护种板7615呈圆弧形设置，从而在护种板7615的内部形成了用于装入供料机构77的圆形通道。
参考附图4和附图5，供料机构77由型孔轮772、隔板771和传动轴773组成，在传动轴773的一端连接有链轮，另一端连接在侧板上，然后通过链轮上的链条与电机75的电机轴相连接，进而通过电机75来实现传动轴773的转动。多个型孔轮772沿传动轴773的轴线方向间隔安装在传动轴773上，并将隔板771安装在相邻两个型孔轮772之间的传动轴773上，进而实现对型孔轮772两端面的密封。具体型孔轮772的数量可设置在6-12个之间，并与排种腔体76中的腔室761逐一对应，同时型孔轮772、隔板771为可拆卸式设计，从而方便对其进行更换。
参考附图6，在型孔轮772的圆周面上均匀开设有多个型孔，具体型孔的数量可根据实际需求设置在8~20个之间。该型孔的纵截面形状为烟斗状，由斗钵7721和斗柄7722组成，同时相邻两个型孔之间形成了非对称“凸字形”的扰种齿（即相邻两型孔的斗钵左侧部与斗柄右侧部之间的轮廓线组成）。
参考附图7，该型孔轮772上形成的扰种齿的纵截面棱线曲线方程如下，其中x、y是以型孔轮纵截面竖直中心线与型孔截面所在曲线交点为圆心建立平面直角坐标系，单位为mm：
。
同理，该型孔轮772上斗钵部分的纵截面棱线曲线方程如下，其中x、y是以型孔轮纵截面竖直中心线与型孔截面所在曲线交点为圆心建立平面直角坐标系，单位为mm：
。
本实施例1公开的扰齿斗孔组合轮式集排器通过对型孔轮772上的烟斗状型孔进行特殊设计，从而形成了特殊结构的扰种齿，该扰种齿能够在型孔轮772转动的过程中，通过其内凹的尖锐端对充种室中的小粒径种群进行充分扰动，扰动后的种子在型孔轮772转动的过程会进入到型孔的斗柄7722中，随后在继续旋转过程中会沿着斗柄7722滚入到斗钵7721中，由于斗钵7721部分的限制约束作用能够实现种子的定量稳定填充，填充后在刮种板7612的作用下将斗柄7722中多余的种子刮落，而斗钵7721中的种子会在护种板7615的作用下进入到下部通道落下并进行投种动作。
为检验本扰齿斗孔组合轮式集排器的效果，进行了如下仿真实验。
1.以油菜种子为例：
在工作转速为20、30、40r/min的条件下，型孔轮选取扰齿斗孔组合型、倾斜抛物线型（即申请号为2022101716352中的型孔轮）、碗状和棱柱状（见申请号为2021114169335中的专利内容），开展全因子实验，每次统计60个型孔的充种粒数，(3±1)粒/穴为合格，0粒/穴为漏充，计算充种合格率、漏充率。
以芝麻种子为例：
在工作转速为20、30、40r/min的条件下，型孔轮选取扰齿斗孔组合型、倾斜抛物线型、碗状、棱柱状，开展全因子实验，每次统计60个型孔的充种粒数，(6±1)粒/穴为合格，0粒/穴为漏充，计算充种合格率、漏充率。
通过上述仿真实验的数据结果可知，本实施例1所公开的扰齿斗孔组合轮式集排器相比较于现有的倾斜抛物线型、碗状以及棱柱状的集排器，其无论是对球形小粒径种子还是非球形小粒径种子，均具有更加稳定的充种效果。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种扰齿斗孔组合轮式集排器，包括上下依次设置的种箱、供料装置和卸种装置，其特征在于，所述供料装置由排种腔体和供料机构组成，所述供料机构包括设置在排种腔体内部护种区域中的传动轴，所述传动轴上设置有一排型孔轮，所述传动轴上设置有将型孔轮两端面密封的隔板，所述型孔轮的圆周面上均匀设置有型孔，所述型孔的纵截面形状为由斗钵和斗柄组成的烟斗状，且任意相邻两个型孔之间形成了扰种齿；
其中，所述扰种齿为非对称的凸字形齿，其由相邻两型孔的斗钵左侧部与斗柄右侧部组成，其截面曲线方程为：
；
其中x、y是以型孔轮纵截面竖直中心线与型孔截面所在曲线交点为圆心建立平面直角坐标系，单位为mm；
其中，所述型孔中斗钵部分的纵截面曲线方程为：
；
其中x、y是以型孔轮纵截面竖直中心线与型孔截面所在曲线交点为圆心建立平面直角坐标系，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的扰齿斗孔组合轮式集排器，其特征在于，所述排种腔体由多个腔室并排组合而成，且腔室与供料机构中的型孔轮一一对应，所述腔室内设置有三个贯通的通道，上部通道对应进种口，侧边通道对应卸种口，下部通道对应排种口，所述腔室的内部充种室与排种口之间设置有护种区，所述护种区中设置有与供料机构相匹配的刮种板和护种板。
3.根据权利要求1所述的扰齿斗孔组合轮式集排器，其特征在于，还包括左右侧板，所述种箱、供料装置和卸种装置自上而下依次固定在左右侧板上，所述侧板上设置有与传动轴一端部相连接的电机。
4.根据权利要求3所述的扰齿斗孔组合轮式集排器，其特征在于，所述卸种装置包括连接在排种腔体卸种口下端的卸种板，所述卸种板倾斜向下设置且端部连接有卸种槽。
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