鳞茎类种球定向栽种器和具有该栽种器的栽植机

摘要

一种鳞茎类种球定向栽种器和具有该栽种器的栽植机，栽种器包括动力输入机构，间歇控制机构，取种器和顺序连接的种箱、接种盒、种球定向控制管、投种部件，还包括设置于投种部件前方的形穴部件，其中所述形穴部件具有与种球形状适配的形穴头部；所述间歇控制机构与所述形穴部件和所述投种部件连接，以控制所述形穴部件上、下运动在地面形成种穴，同时控制所述投种部件与所述形穴部件同速摆动以使投种部件将种球投种于形成的种穴内。本发明的栽种器和栽植机能保证在栽种过程中的种球单粒精准穴播。

说明书

技术领域

本发明涉及栽植机，具体地说，是涉及一种鳞茎类种球定向栽种器和具有该栽种器的栽植机。

背景技术

鳞茎类植物的栽种，与小麦、玉米等作物种植相比差异性较大，要求对种球方向控制，其技术难度高。目前国内一般采用人工识别控制栽插办法，机械栽植一般采用锄铲式开沟器配合落种管的技术，种球方向随机性大。专利号为“ZL00234649.4”、专利名称为“全自动大蒜栽植机”的中国发明专利，其公布的栽种装置虽然能较好的保证种球方向，但是由于其采用的是开沟器配合落种管的技术，不能保证投种的准确性和可靠性，也不能满足单粒栽种的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能单粒精准穴播的鳞茎类种球定向栽种器和具有该栽种器的栽植机。

为了实现上述目的，本发明的鳞茎类种球定向栽种器，包括动力输入机构，间歇控制机构，取种器和顺序连接的种箱、接种盒、种球定向控制管、投种部件，还包括设置于投种部件前方的形穴部件，其中

所述形穴部件具有与种球形状适配的形穴头部；

所述间歇控制机构与所述形穴部件和所述投种部件连接，用以控制所述形穴部件上、下运动在地面形成种穴，同时控制所述投种部件与所述形穴部件同速摆动以使投种部件将种球投种于形成的种穴内。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述间歇控制机构包括与所述动力输入机构连接的上下控制机构、摆动控制机构，以及协调机构，所述协调机构用于在所述上下控制机构控制形穴部件上、下运动在地面形成种穴时，协调摆动控制机构控制投种部件与形穴部件同速摆动以使投种部件将种球投种于形成的种穴内。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述上下控制机构包括扇形齿轮和齿条，所述齿条连接一起落架，所述起落架上连接一第一复位弹簧和所述形穴部件，以使所述扇形齿轮与齿条啮合时，所述形穴部件向下运动在地面形成种穴，所述扇形齿轮与齿条脱离啮合时，所述第一复位弹簧使所述形穴部件向上复位。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，在所述起落架上还设置一横向滑轨，所述形穴部件通过所述横向滑轨与所述起落架滑动连接。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述摆动控制机构包括平行四杆机构、凸轮和第二复位弹簧，所述平行四杆机构中的第一杆中部压在所述凸轮上，后部与所述形穴部件靠接，以控制所述形穴部件沿所述横向滑轨前、后滑动，所述平行四杆机构的与所述第一杆平行的第二杆与所述投种部件连接，以控制所述投种部件与所述形穴部件同速运动，所述第二复位弹簧一端设置在所述起落架上，另一端与所述形穴部件连接，以使所述投种部件与所述形穴部件复位。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述形穴部件上连接有设置于所述横向滑轨内的第一轴承，所述第一轴承与所述第二复位弹簧连接，以在所述第一杆和所述第二复位弹簧作用下，所述第二轴承带动所述形穴部件在所述横向滑轨内前、后滑动。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述投种部件包括投种主体、封门及启闭机构，所述封门设置于投种主体的内部，所述启闭机构与封门连接，所述形穴部件上固连有与启闭机构对应的封门控制开关，以控制封门的启闭。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述封门控制开关为一碰板。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述启闭机构包括轴承、连杆、固连板、转轴、第三复位弹簧和与封门连接的连接轴，所述轴承位于所述碰板的下方，所述连杆下部与所述轴承的内圈固连，中部通过固连板与投种部件连接，上部连接一摆杆，所述摆杆与所述连接轴连接，所述转轴一端与所述连接轴连接，另一端连接所述第三复位弹簧，第三复位弹簧另一端设置在所述投种部件上，在所述形穴部件向下运动时，所述碰板碰触所述轴承以开启所述封门。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述第二杆尾部通过一封门开启时间调整机构与所述投种部件连接，所述封门开启时间调整机构包括与所述第二杆固连的连接板和与所述连接板可调整连接的调整板，所述调整板通过一固连板与所述投种部件连接。

上述的鳞茎类种球定向栽种器，其中，所述投种部件上还连接一用于调整所述投种部件与形穴部件之间距离的间距调整板。

为了更好地实现上述目的，本发明提供的栽植机，用于鳞茎类种球栽种，包括机架，行走系统，以及安装在机架上的动力源、动力传输机构、栽种器，以及安装在机架后部的控制台，所述动力传输机构将动力源的动力传递给行走系统和栽种器；所述栽种器包括动力输入机构，间歇控制机构，取种器和顺序连接的种箱、接种盒、种球定向控制管、投种部件，还包括设置于投种部件前方的形穴部件，其中

所述形穴部件具有与种球形状适配的形穴头部；

所述间歇控制机构与所述形穴部件和所述投种部件连接，以控制所述形穴部件上、下运动在地面形成种穴，同时控制所述投种部件与所述形穴部件同速摆动以使投种部件将种球投种于形成的种穴内。

上述的栽植机，其中，所述动力传输机构包括离合器总成、变速箱、减速机、行走系统传动机构和栽种器传动机构，所述动力源的动力通过皮带传动经所述离合器总成进入所述变速箱，再通过链传动到所述减速机的输入轴，一部分动力通过所述减速机的输入轴，经由所述栽种器传动机构传递给所述动力输入机构，另一部分动力通过所述减速机的输出轴，经由所述行走系统传动机构传递到所述行走系统。

上述的栽植机，其中，所述行走系统传动机构包括有行走离合器，动力经由一链传动经所述行走离合器，再通过另一链传动进入所述行走系统。

上述的栽植机，其中，所述栽种器传动机构包括有栽种离合器，动力经由又一链传动经所述栽种离合器，再通过再一链传动进入所述栽种器。

上述的栽植机，其中，所述栽种器下方设置一高度调节机构，所述高度调节机构包括相互啮合的扇形齿轮和齿条，其中，所述扇形齿轮设置在所述机架上，所述齿条设置在所述栽种器上。

上述的栽植机，其中，所述行走系统包括设置在所述机架中下部的前轮系和设置在所述机架后端的后轮系，其中所述后轮系由一方向机进行导向控制。

本发明的有益功效在于：种球定向栽种器采用形穴部件配合种球定向控制管的技术，并且形穴部件和投种部件设置在平行四杆机构的两根相互平行的杆上，保证了在形穴和投种过程中形穴部件和投种部件之间保持相同的距离，有利于种球的单粒精准穴播。栽植机采用上述种球定向栽种器后，并通过动力传输机构保证投种部件与形穴部件向后运动的速度与整机前进速度相等，使投种部件与形穴部件相对播种地面“零速”形穴和投种，进一步保证了栽植机在栽种过程中的种球单粒精准穴播。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的栽植机结构图；

图2为本发明的栽植机前轮系区配置图；

图3为本发明的栽植机栽种器区配置图；

图4为本发明的栽植机后轮系区配置图；

图5为本发明的鳞茎类种球定向栽种器局部立体图；

图6a为本发明的鳞茎类种球定向栽种器的结构图；

图6b为图6a中的间歇控制机构的结构框图；

图7为图6a中的形穴部件和投种部件配置图；

图8为投种部件及其上的启闭机构立体图；

图9为图8的主视图；

图10为图8的右视图；

图11为种球定向控制管的结构示意图。

其中，附图标记

100 栽植机

101 机架

10  动力源

20  动力传输机构

210 离合器总成

220 变速箱

230 减速机

231 链轮

232 链轮

240 行走系统传动机构

241 链轮

242 链轮

243 离合器

244 链轮

250 栽种器传动机构

251 链轮

252 离合器

253 轴I

254 链轮

256 齿轮副

257 链轮

258 链轮

30  行走系统

310 前轮系

311 前轮

312 前轮轴

313 差速器

320 后轮系

321 后轮

322 后桥

323 四杆机构

324 方向机

40  控制台

50  高度调整机构

70  球定向栽种器

701 机架

71  种箱

72  链轮

73  取种器

74  接种盒

75  种球定向控制管

76  平行四杆机构

761 第一杆

762 第二杆

763 第三杆

764 第四杆

77  投种部件

771 投种主体

78  碰板

79  形穴部件

791 形穴头部

792 连接板

710 间歇控制机构

7110上下控制机构

7120摆动控制机构

711 凸轮

712 链轮

713 扇形齿轮

714 轴承

715 轴承

716 封门

717 转轴

718 挂耳

719 齿条

720 起落架

7201连接架

7202横向支架

721 链轮

722 链轮

723 滑轨

724 第二复位弹簧

725 第一复位弹簧

726 第三复位弹簧

731 连杆

732 固连板

733 连接轴

734 摆杆

735 摆架

740 封门开启时间调整机构

741 连接板

742 调整板

743 固连板

744 间距调整板

750 协调机构

751 调节环

具体实施方式

下面结合附图对本发明的栽植机及其鳞茎类种球定向栽种器结构作具体的描述：

参阅图1本发明的栽植机结构图，栽植机100包括机架101、动力源10、动力传输机构20、行走系统30、控制台40和栽种器70，动力源10，动力传输机构20和栽种器70安装在机架101上，控制台40安装在机架101后部，动力传输机构20将动力源10的动力传递给行走系统30和栽种器70。下面先对栽种器70做详细介绍：

参阅图5本发明的栽种器70的局部立体图，并结合参阅图6a、图6b及图7，栽种器70包括取种器73、形穴部件79、顺序连接的种箱71、接种盒74、种球定向控制管75、投种部件77以及控制形穴部件和投种部件运动的间歇控制机构710，形穴部件79具有与种球形状适配的形穴头部791，间歇控制机构710与形穴部件79和投种部件77连接，以控制形穴部件79上、下运动在地面形成种穴，同时控制投种部件77与形穴部件79同速摆动以使投种部件77将种球投种于形成的种穴内。

间歇控制机构710包括上下控制机构7110、摆动控制机构7120和协调机构750，协调机构750用于在上下控制机构7110控制形穴部件79上、下运动在地面形成种穴时，协调摆动控制机构7120控制投种部件77与形穴部件79同速摆动以使投种部件77将种球投种于形成的种穴内，协调机构750主要包括设置在凸轮711上的调节环751，通过调整调节环751以将凸轮711调节在合适的初始位置，再结合栽植机的动力传输机构(有关动力传输机构的具体结构将在后面进行介绍)，从而协调上下控制机构7110与摆动控制机构7120的动作。

上下控制机构7110包括扇形齿轮713、齿条719和起落架720，扇形齿轮713与栽植机的动力输入机构的链轮712、721同轴安装，扇形齿轮713与齿条719对应，齿条719连接起落架720，起落架720上连接第一复位弹簧725和形穴部件79，这样，在扇形齿轮713与齿条719啮合时，形穴部件79向下运动，形穴头部791在地面形成种穴，扇形齿轮713与齿条719脱离啮合时，第一复位弹簧725使形穴部件79向上复位。

起落架720包括有连接架7201和横向支架7202，横向支架7202上设置有横向滑轨723，参阅图5，当多组形穴头部791组合使用时，多组形穴部件按一定距离设置在一连接板792上，该连接板792的两端连接有轴承714，轴承714设置在横向滑轨723内，这样，形穴部件79通过横向滑轨723与起落架720滑动连接，且上下控制机构可使形穴部件79随起落架720上、下运动。

摆动控制机构7120包括平行四杆机构76、凸轮711和第二复位弹簧724，平行四杆机构76包括第一杆761、第二杆762、第三杆763和第四杆764，其中第一杆761与第二杆762平行，第三杆763与第四杆764平行，凸轮711与动力输入机构的链轮722同轴安装，第一杆761中部压在凸轮711上，后部与连接板792靠接，以控制形穴部件79沿横向滑轨723前、后滑动，第二杆762与投种部件77连接，在平行四杆机构76的作用下，投种部件77与形穴部件79将同速运动，第二复位弹簧724一端设置在起落架720上，另一端与形穴部件79连接，这样，在第二复位弹簧724的作用下，将使形穴部件79的形穴头部完成形穴后迅速沿滑轨723复位，由于形穴部件79的连接板792与第一杆761的后部靠接，在形穴部件79复位的过程中，将带动平行四杆机构76运动，同时带动与第二杆762连接的投种部件77复位，以使投种部件77与形穴部件79一直保持相同的距离。

投种部件77包括投种主体771、封门716及启闭机构，投种主体771为管状，封门716设置于投种主体771的内部，启闭机构与封门716连接，连接板792上固连与启闭机构对应的封门控制开关，以控制封门的启闭，优选地，此处的封门控制开关为一碰板78。

如图8、图9及图10所示，启闭机构包括轴承715、连杆731、固连板732、转轴717、第三复位弹簧726和与封门716连接的连接轴733，轴承715位于碰板78的下方，连杆731下部与轴承715的内圈固连，中部通过固连板732与投种部件77连接，上部连接一摆杆734，摆杆734通过摆架735与连接轴733连接，转轴717一端与连接轴733连接，另一端连接第三复位弹簧726，第三复位弹簧726另一端通过一挂耳718设置在投种部件的投种主体771上，这样，在形穴部件79向下运动时，与其固连的碰板78碰触轴承715以开启封门716，而第三复位弹簧726用于碰板78向上运动与轴承715不碰触时，带动转轴717转动，从而带动与转轴717连接的连接轴733转动，以闭合封门716。

再参阅图6a，为了方便对投种部件77的投种时间进行调整，第二杆762尾部通过一封门开启时间调整机构740与投种部件77连接，封门开启时间调整机构740包括与第二杆762固连的连接板741和与连接板741可调整连接的调整板742，调整板742通过一固连板743与投种主体771连接，为了满足形穴部件79上下运动的空间需求，连接板741为一弧形弯板，连接板741与调整板742之间的可调整连接是通过在调整板742上设置长形腰孔来实现的，当然，长形腰孔也可以用多个安装孔替代。

为了调整栽植机在栽种时的株距，投种主体771上连接一间距调整板744，该间距调整板744上设置长形腰孔(见图5)，通过该长形腰孔可将投种部件77与固连板743可调整连接，从而改变投种部件77与形穴部件79之间的横向间距，从而改变株距。

参阅图11本发明的种球定向控制管的结构示意图，种球定向控制管75为锥形弹性钢丝螺旋管，通过该种球定向控制管75的作用，能很好的保持种球方向。

栽种器70的工作过程为：扇形齿轮713的轴接入动力，带动扇形齿轮713、链轮712、721转动、取种器73外挂在种箱71后部以防止绞伤种球，种箱71后板上开有便于旋转勺通过的形槽(图中未示出)，链轮712带动链轮72和取种器73转动，取种器73上安装的取种勺通过种箱71后板上的型槽后，舀取一粒种球，随着取种器73继续转动，取种勺内的种球落入取种盒74和种球定向控制管75，种球在种球定向控制管75中继续下落过程中，由于鳞茎类种球物理特征以及种球各部分与种球定向控制管75的摩擦特性，使种球芽尖朝上达到自动定向控制，种球最后落入投种部件77中，等待播种时机；同时在协调机构750的控制下，链轮722和凸轮711转动，凸轮711随即推动第一杆761和投种部件77摆动(该摆动方向与机器前进方向相反)，同时第一杆761推动装有轴承714的形穴部件79沿滑轨723向后运动，其运动速度与机器前进速度相等；同时扇形齿轮713和齿条719开始进入啮合状态，起落架720和形穴部件79随之向下运动，安装在形穴部件79上的碰板78向下运动的同时压下投种部件77上安装的轴承715，封门716随之打开，已经在投种部件77中等待栽植的种球落入前一个穴孔，完成定向栽植。扇形齿轮713和齿条719脱离后，在第一复位弹簧725作用下，起落架720迅速升回初始位置，一粒种球栽植工作完成。

下面对栽植机的动力传输机构进行详细介绍：

参阅图2、图3并结合图1及图6a，动力传输机构20包括离合器总成210、变速箱220、减速机230、行走系统传动机构240和栽种器传动机构250。动力源10的动力通过皮带传动经离合器总成210进入变速箱220，再通过链传动到减速机230的输入轴，一部分动力通过减速机230的输入轴，经由栽种器传动机构250传递给栽种器70，另一部分动力通过减速机230的输出轴，经由行走系统传动机构240传递到行走系统30。下面就分别对两路动力传递进行描述：

(1)一路由减速机230动力输出轴上的链轮231与链轮242之间的链传动，经由链轮241与链轮244之间的链传动驱动行走系统动作，链轮241与轴245键连接，链轮242空套在轴245上，且链轮242上具有牙嵌(图中未示出)，轴245上安装有离合器243，离合器243为插式式牙嵌离合器，其上具有与链轮242上的牙嵌对应的牙嵌(图中未示出)，离合器243与轴245键连接并可在轴上滑动，通过链轮242与离合器243的接合，带动轴245旋转，同时带动链轮241转动，链轮244设置在前轮系30上，经链轮241与链轮244之间的链传动能驱动行走系统，从而使栽植机100前进或倒退；当链轮242与离合器243分离时，链轮242空转，轴245不转，栽植机100静止。

(2)一路由减速机230动力输入轴上的链轮232与链轮251之间的链传动，经由链轮254与链轮722之间的链传动驱动摆动控制机构7120，同时，经由齿轮副256驱动上下控制机构7110和取种器73。链轮251空套在其对应的安装轴253上，轴253上安装有离合器252，离合器252与轴253键连接并可在轴上滑动，通过链轮251与离合器252的接合，带动轴253旋转，同时带动轴253上的链轮254转动，从而驱动链轮722，以驱动摆动控制机构7120；齿轮副256的主动轮安装在轴253上，齿轮副256的从动轮轴上安装有链轮257，该链轮257与链轮258之间采用链传动，链轮258安装在取种器73的旋转轴上(即，与链轮72同轴安装)，并且，齿轮副256与上下控制机构7110的扇形齿轮713连接，以带动形穴部件79上下运动。

再参阅图1、图2及图4，行走系统30包括设置在机架101中下部的前轮系310和设置在机架101后方的后轮系320，前轮系310包括两个前轮311，前轮轴总成312及差速器313，前轮311为栽植机100的驱动轮，链轮244设置在差速器313上，差速器313的两端连接盘带刹车闸(图中未示出)；后轮系320包括两个后轮321，后桥322，四杆机构323，以及方向机324，后轮321为从动轮，方向机324通过四杆机构323与后桥322连接，从而通过该方向机324可以控制栽植机100的行走方向。

控制台40上设置有与离合器总成对应的操纵杆、与变速箱对应的操纵杆、与多个离合器分别对应的操纵杆、以及方向机等，以方便对栽植机进行操控。

栽种器70下方设置一高度调节机构50，以用来控制栽种器70行走时的离地间隙和工作时的栽植深度，该高度调节机构50包括相互啮合的扇形齿轮51和齿条52，其中，扇形齿轮51设置在机架101上，齿条52设置在栽种器70上。

从上述可以看出，本发明的栽植机为自走式，前轮311为驱动轮，后轮321为导向轮，前轮系310采用差速器313连接两个行走轮、差速器两端接盘带刹车闸，后轮导向由方向机324操控；采用离合器总成210离合整机动力，使用两个离合器243、252分别离合行走和栽植动力，离合器全部接合时，整机可在田间进行鳞茎类种球定向栽植作业。分离离合器243时，整机可完成栽种器70的取种性能、种球方向控制性能及种球速度特性的静态试验。并且，在动力传输机构20作用下，机器前进的距离等于鳞茎类作物种球种植株距，当扇形齿轮713和齿条719开始进入啮合，起落架720和形穴部件79向下运动打种穴时，投种部件在前一穴孔正上方准备投种，同时，形穴部件79和投种部件77以机器前进速度相等的速度向后运动，保证了在形穴、投种过程中，形穴部件和投种部件相对于地面均为零速度前进，即水平“零速”形穴和投种，从而保证形穴、定向和投种的准确性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。