大蒜单粒取种方法及单粒取种装置

摘要

本发明提供一种大蒜单粒取种方法及单粒取种装置，属于大蒜取种应用领域，利用一个用于产生高压气体的气泵，一个用于改变气体方向的气体换向装置，一根在动力装置驱动下旋转的中空转轴，该中空转轴上轴向等距设置有数个与中空转轴的内腔相连通的喷吸嘴，且喷吸嘴远离中空转轴的端面形状与蒜瓣的形状相配合，将上述气体换向装置分别通过输气管与气泵的排气管和进气管、中空转轴的内腔相连通；上述中空转轴每旋转一周，气泵通过气体换向装置依次完成从中空转轴的内腔抽气和向中空转轴的内腔吹气的动作。本发明利用喷吸嘴吸气完成单粒取种，并通过喷吸嘴喷气将取得蒜瓣抛出，操作简单，准确率高达98%；同时还能在喷出吸入的蒜皮，避免喷吸嘴堵塞。

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒜瓣的单粒取种，具体地说是一种大蒜单粒取种方法及单粒取种装置。

背景技术

大蒜机械化种植长期以来是我国大蒜生产过程中的一个难题，我国大蒜种植面积、产量和出口量均居于世界前列，而我国目前大蒜种植的现状主要靠手工种植，劳动强度较大，种植质量差，急需用大蒜种植机械来代替人工种植。

目前，基于大蒜蒜瓣本身具有不规则的形状，并且国内农艺要求单粒、等距、精确播种，使大蒜蒜瓣的全自动机械化种植一直难以实现，主要采用人工手动点播的方式进行栽种，但是，人工栽种易致使种植模式多样，不利于实施机械收获。现在，制约大蒜机械化播种的关键技术问题主要体现在以下三个方面：1）大蒜蒜瓣的精确单粒取种技术；2）大蒜蒜瓣种植送种过程中蒜瓣尖部的朝向控制技术；3）大蒜蒜瓣种植过程中不能同时实现直立落种和连续点播的问题。

现在，针对大蒜蒜瓣的精确单粒取种技术，为了更好的解决大蒜蒜瓣种植过程中的单粒取种问题，提供一种操作简单、高效精确的大蒜单粒取种方法及其装置。

发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种操作简单、高效精确的大蒜单粒取种方法及单粒取种装置。

为解决大蒜种植过程中难以单粒取种的问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大蒜单粒取种方法，该方法基于

一个用于产生高压气体的气泵；

一个用于改变气体方向的气体换向装置；

一根在动力装置驱动下旋转的中空转轴，该中空转轴上轴向等距设置有数个与中空转轴的内腔相连通的喷吸嘴，且喷吸嘴远离中空转轴的端面形状与蒜瓣的形状相配合；

所述气体换向装置分别通过输气管与气泵的排气管和进气管、中空转轴的内腔相连通；

1）启动气泵和动力装置，气泵通过气体换向装置从中空转轴内腔抽气或者向中空转轴内腔送气；

2）动力装置驱动中空转轴旋转，当中空转轴上的喷吸嘴旋转至中空转轴底部时，气泵通过气体换向装置开始从中空转轴内腔抽气，喷吸嘴吸取单粒蒜瓣；

3）动力装置继续驱动中空转轴旋转，喷吸嘴随同中空转轴旋转，当喷吸嘴转过中空转轴顶部时，气泵通过气体换向装置开始向中空转轴内腔吹气，喷吸嘴喷气，并向下抛出吸住的单粒蒜瓣，使其落入下一步的输送管中；

4) 动力装置继续驱动中空转轴旋转，喷吸嘴随同中空转轴旋转，并依次循环步骤2）和3）。

为更好的实施上述方法，本发明采用以下技术方案:

一种大蒜单粒取种装置，该装置包括

一个用于产生高压气体的气泵；

一个用于改变气体方向的气体换向装置；

一根在动力装置驱动下旋转的中空转轴，该中空转轴上轴向等距设置有数个与中空转轴的内腔相连通的喷吸嘴，且喷吸嘴远离中空转轴的端面形状与蒜瓣的形状相配合；

所述气体换向装置分别通过输气管与气泵的排气管和进气管、中空转轴的内腔相连通；

上述中空转轴每旋转一周，气泵通过气体换向装置依次完成从中空转轴的内腔抽气和向中空转轴的内腔吹气的动作。

具体的，所述气体换向装置包括一个内部中空的密封壳体、固定于密封壳体外侧的电磁阀以及对称设置在电磁阀两侧并在电磁阀的控制下同步反向运行的第一气缸和第二气缸；

所述密封壳体的内腔通过两块平行设置的隔板依次分割成独立的进气容腔、气体换向容腔、排气容腔，所述进气容腔、气体换向容腔、排气容腔分别通过输气管与气泵的排气管、中空转轴的内腔、气泵的进气管对应连通；

上述两块平行设置的隔板上分别开设有连通相邻容腔的孔；

第一气缸的推拉杆顶端通过摇杆组件铰接连接有第一传动轴，第一传动轴间隙穿过密封壳体的侧壁伸入进气容腔，第一传动轴位于进气容腔的端部设置有第一橡胶塞；

第二气缸的推拉杆顶端通过摇杆组件铰接连接有第二传动轴，第二传动轴间隙穿过密封壳体的侧壁依次伸入排气容腔、气体换向容腔，第二传动轴上设置有第二橡胶塞和第三橡胶塞，且第二橡胶塞位于气体换向容腔内，第三橡胶塞位于密封壳体外侧；

当第一气缸的推拉杆通过摇杆组件推动第一传动轴，使第一橡胶塞密封进气容腔和气体换向容腔之间隔板上的孔时，第二气缸的推拉杆同时通过摇杆组件推动第二传动轴，使第三橡胶塞密封第二传动轴与密封壳体之间的间隙，且第二橡胶塞不密封气体换向容腔和排气容腔之间隔板上的孔；

当第二气缸的推拉杆通过摇杆组件带动第二传动轴，使第二橡胶塞密封气体换向容腔和排气容腔之间隔板上的孔、而第三橡胶塞不密封第二传动轴与密封壳体之间的间隙时，第一气缸的推拉杆同时通过摇杆组件带动第一传动轴，使第一橡胶塞密封第一传动轴与密封壳体之间的间隙。

更具体的，所述摇杆组件包括第一摇杆和第二摇杆，第一摇杆的两端分别与第一气缸或第二气缸、第二摇杆铰接连接，第二摇杆远离第一摇杆的一端与第一传动轴或第二传动轴铰接连接；第一摇杆上还铰接有固定杆，固定杆远离第一摇杆的一端固定设置在密封壳体上。

更具体的，所述排气容腔远离气体换向容腔的外侧设置有支撑架，所述支撑架与密封壳体固定连接，第二传动轴穿过支撑架后再间隙穿过密封壳体的侧壁依次伸入排气容腔、气体换向容腔。

具体的，所述中空转轴上密封设置有接头，所述接头连通中空转轴的内腔和气体换向装置的气体换向容腔，且接头不随中空转轴旋转；接头与气体换向容腔之间连接有输气管。

具体的，所述喷吸嘴为截面为圆弧形状、内部中空的管道，喷吸嘴的底部固定于中空转轴上并与中空转轴的内腔相连通，喷吸嘴顶部的端面形状与蒜瓣的形状相配合。

本发明的大蒜单粒取种方法及单粒取种装置与现有技术相比，所产生的有益效果是：

1）本发明的大蒜单粒取种方法操作简单，使用方便，利用气泵、气体换向装置、中空转轴以及等距设置在中空转轴上的喷吸嘴完成了单粒取种过程，使单粒取种的准确率到达98%；

2）在使用本发明的大蒜单粒取种装置过程中，通过气体换向装置依次从中空转轴的内腔抽气和向中空转轴的内腔排气，使喷吸嘴依次完成从盛蒜槽内单粒吸取大蒜和将吸取的蒜瓣抛入输送管的动作，采用喷吸嘴不但能够单粒吸抛蒜瓣，还能在抛出蒜瓣时将吸入的蒜皮吹出，避免了喷吸嘴被堵塞，从而影响单粒取种的准确率。

附图说明

附图1为本发明的大蒜单粒取种装置的结构立体图（图中未标示动力装置）；

附图2为气体换向装置从中空转轴内腔抽气时的主视截面图；

附图3为图2中的A-A向剖面图；

附图4为气体换向装置向中空转轴内腔吹气时的主视截面图；

附图5为图2中的B-B向剖面图；

附图6为本发明的大蒜单粒取种装置吸抛蒜瓣时的流程图。

图中，1、中空转轴，2、喷吸嘴，3、气体换向装置，4、密封壳体，5、电磁阀，6、第一气缸，7、第二气缸，8、进气容腔，9、气体换向容腔，10、排气容腔，11、隔板，12、第一摇杆，13、第一传动轴，14、第二传动轴，15、第一橡胶塞，16、第二橡胶塞，17、第三橡胶塞，18、固定杆，19、接头，20、盛蒜槽，21、输气管，22、气泵，23、输送管，24、第二摇杆，25、支撑架；

图中箭头方向为气体流向，叉心圆为气体流入方向，双空心圆为气体流出方向。

具体实施方式

下面对本发明的大蒜单粒取种方法作以下详细地说明。

一种大蒜单粒取种方法，该方法基于

一个用于产生高压气体的气泵22；

一个用于改变气体方向的气体换向装置3；

一根在动力装置驱动下旋转的中空转轴1，该中空转轴1上轴向等距设置有数个与中空转轴1的内腔相连通的喷吸嘴2，且喷吸嘴2远离中空转轴1的端面形状与蒜瓣的形状相配合；

所述气体换向装置3分别通过输气管21与气泵22的排气管和进气管、中空转轴1的内腔相连通；

1）启动气泵22和动力装置，气泵22通过气体换向装置3从中空转轴1内腔抽气或者向中空转轴1内腔送气；

2）动力装置驱动中空转轴1旋转，当中空转轴1上的喷吸嘴2旋转至中空转轴1底部时，气泵22通过气体换向装置3开始从中空转轴1内腔抽气，喷吸嘴2吸取单粒蒜瓣；

3）动力装置继续驱动中空转轴1旋转，喷吸嘴2随同中空转轴1旋转，当喷吸嘴2转过中空转轴1顶部时，气泵22通过气体换向装置3开始向中空转轴1内腔吹气，喷吸嘴2喷气，并向下抛出吸住的单粒蒜瓣，使其落入下一步的输送管23中；

4) 动力装置继续驱动中空转轴1旋转，喷吸嘴2随同中空转轴1旋转，并依次循环步骤2）和3）。

下面结合附图1-6，对本发明的大蒜单粒取种装置作以下详细地说明。

如附图1-5所示，本发明的大蒜单粒取种装置，其结构包括

一个用于产生高压气体的气泵22；

一个用于改变气体方向的气体换向装置3；

一根与电机的轴端通过联轴器相连的中空转轴1，该中空转轴1上轴向等距设置有九个与中空转轴1的内腔相连通的喷吸嘴2，所述喷吸嘴2为截面为圆弧形状、内部中空的管道，喷吸嘴2的底部固定于中空转轴1上并与中空转轴1的内腔相连通，喷吸嘴2的顶端开口形状与蒜瓣的形状相配合；

所述气体换向装置3包括一个内部中空的密封壳体4、固定于密封壳体4外侧的电磁阀5以及对称设置在电磁阀5两侧并在电磁阀5的控制下同步反向运行的第一气缸6和第二气缸7；

所述密封壳体4的内腔通过两块平行设置的隔板11依次分割成独立的进气容腔8、气体换向容腔9、排气容腔10，所述进气容腔8、气体换向容腔9、排气容腔10分别通过输气管21与气泵22的排气管、中空转轴1的内腔、气泵22的进气管对应连通；

上述两块平行设置的隔板11上分别开设有连通相邻容腔的孔；

第一气缸6的推拉杆顶端通过摇杆组件铰接连接有第一传动轴13，第一传动轴13间隙穿过密封壳体4的侧壁伸入进气容腔8，第一传动轴13位于进气容腔8的端部设置有第一橡胶塞15；

第二气缸7的推拉杆顶端通过摇杆组件铰接连接有第二传动轴14，第二传动轴14间隙穿过密封壳体4的侧壁依次伸入排气容腔10、气体换向容腔9，第二传动轴14上设置有第二橡胶塞16和第三橡胶塞17，且第二橡胶塞16位于气体换向容腔9内，第三橡胶塞17位于密封壳体4外侧；

当第一气缸6的推拉杆通过摇杆组件推动第一传动轴13，使第一橡胶塞15密封进气容腔8和气体换向容腔9之间隔板11上的孔时，第二气缸7的推拉杆同时通过摇杆组件推动第二传动轴14，使第三橡胶塞17密封第二传动轴14与密封壳体之间的间隙，且第二橡胶塞16不密封气体换向容腔9和排气容腔10之间隔板11上的孔；

当第二气缸7的推拉杆通过摇杆组件带动第二传动轴14，使第二橡胶塞16密封气体换向容腔9和排气容腔10之间隔板11上的孔、而第三橡胶塞17不密封第二传动轴14与密封壳体4之间的间隙时，第一气缸6的推拉杆同时通过摇杆组件带动第一传动轴13，使第一橡胶塞15密封第一传动轴13与密封壳体4之间的间隙；

作为优选，所述摇杆组件包括第一摇杆12和第二摇杆24，第一摇杆12的两端分别与第一气缸6或第二气缸7、第二摇杆24铰接连接，第二摇杆24远离第一摇杆12的一端与第一传动轴13或第二传动轴14铰接连接；第一摇杆12上还铰接有固定杆18，固定杆18远离第一摇杆12的一端固定设置在密封壳体4上；

所述排气容腔10远离气体换向容腔9的外侧设置有支撑架25，所述支撑架25与密封壳体4固定连接，第二传动轴14穿过支撑架25后再间隙穿过密封壳体4的侧壁依次伸入排气容腔10、气体换向容腔9；

所述中空转轴1上密封设置有接头19，所述接头19连通中空转轴1的内腔和气体换向装置3的气体换向容腔9，且接头19不随中空转轴1旋转；接头19与气体换向容腔9之间连接有输气管21；

上述中空转轴1每旋转一周，气泵22通过气体换向装置3依次完成从中空转轴1的内腔抽气和向中空转轴1的内腔吹气的动作。

结合附图6，以及大蒜单粒取种方法，具体叙述使用本发明的大蒜单粒取种装置时的工作过程：

1）首先，启动电机和气泵22，电机的轴端通过联轴器带动中空转轴1旋转；

2）当中空转轴1上的喷吸嘴2随中空转轴1旋转逐渐靠近盛蒜槽20底部时，气体换向装置3的气体换向容腔9通过输气管21从中空转轴1的内腔抽气，喷吸嘴2吸住单粒蒜瓣，并随着中空转轴1继续旋转逐渐远离盛蒜槽20底部；

3）当喷吸嘴2转过中空转轴1的顶部时，气体换向装置3的气体换向容腔9通过输气管21向中空转轴1的内腔喷气，喷吸嘴2将吸住的蒜瓣向下抛出落入下一步的输送管23中；

4）喷吸嘴2随着中空转轴1继续旋转，并依次循环步骤2）、3）。

结合附图2、3，上述步骤2）中，详细叙述气体换向装置3的气体换向容腔9通过输气管21从中空转轴1的内腔抽气的过程：气泵22通过排气管向气体换向装置3的进气容腔8内送气，气泵22通过进气管从气体换向装置3的排气容腔10内抽气。启动电磁阀5，电磁阀5动作并通过导线同时向第一气缸6的控制线路和第二气缸7的控制线路发送指令，驱动第一气缸6的推拉杆和第二气缸7的推拉杆反向伸出，其中：第一气缸6的推拉杆通过摇杆组件推动第一传动轴13，使第一橡胶塞15密封进气容腔8和气体换向容腔9之间隔板11上的孔，同时，第二气缸7的推拉杆通过摇杆组件推动第二传动轴14，使第三橡胶塞17密封第二传动轴14与密封壳体4之间的间隙，且第二橡胶塞16不密封气体换向容腔9和排气容腔10之间隔板11上的孔；此时，喷吸嘴2随中空转轴1旋转逐渐靠近盛蒜槽20底部，进气容腔8通过第一传动轴13与密封壳体4之间的间隙与外界大气连通，气体换向容腔9和排气容腔10相互连通，则气泵22的排气管排出的气体进入进气容腔8，并通过第一传动轴13与密封壳体4之间的间隙排出，气泵22的进气管从排气容腔10内抽气，排气容腔10的气压降低，便开始从气体换向容腔9内抽气，气体换向容腔9通过输气管21从中空转轴1的内腔抽气，与中空转轴1内腔连通的喷吸嘴2从盛蒜槽20内部吸住单粒蒜瓣。

结合附图4、5，上述步骤3）中，详细叙述气体换向装置3的气体换向容腔9通过输气管21向中空转轴1的内腔喷气的过程：气泵22通过排气管向气体换向装置3的进气容腔8内送气，气泵22通过进气管从气体换向装置3的排气容腔10内抽气。启动电磁阀5，电磁阀5动作并通过导线同时向第一气缸6的控制线路和第二气缸7的控制线路发送指令，驱动第一气缸6的推拉杆和第二气缸7的推拉杆反向缩回，其中：第二气缸7的推拉杆通过摇杆组件带动第二传动轴14，使第二橡胶塞16密封气体换向容腔9和排气容腔10之间隔板11上的孔、而第三橡胶塞17不密封第二传动轴14与密封壳体4之间的间隙，同时，第一气缸6的推拉杆通过摇杆组件带动第一传动轴13，使第一橡胶塞15密封第一传动轴13与密封壳体4之间的间隙；此时，喷吸嘴2刚刚转过中空转轴1的顶部，进气容腔8和气体换向容腔9相互连通，排气容腔10通过第二传动轴14与密封壳体4之间的间隙与外界大气连通，则气泵22的排气管排出的气体进入进气容腔8，进气容腔8内部的气压增大，便开始向气体换向容腔9送气，气体换向容腔9通过输气管21向中空转轴1的内腔送气，与中空转轴1内腔连通的喷吸嘴2开始喷气，并将吸住的蒜瓣向下抛出，使其落入下一步的输送管23中；在气泵22的排气管向进气容腔8排出气体的同时，气泵22的进气管从排气容腔10内抽气，排气容腔10内部气压降低，从而通过第二传动轴14与密封壳体4之间的间隙从外界抽气。