一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机及其工作方法

摘要

本发明涉及一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机及其工作方法，包括机架、牵引梁、排种装置、旋耕机构、开沟器、施肥机构、镇压机构、覆土机构、压实机构、平土机构、地轮、种箱和种盘。所述的排种装置安装在牵引梁后面的机架上；所述的牵引梁固定安装在机架前端；所述的覆土机构安装在镇压轮后面的连接架下面；所述的平土轮安装在机架的最后端；所述的地轮安装在排种装置机架的两侧与主动轴连接。本发明采用气吸式装置进行取种、落种，种穴传送带排种器进行宽苗带精密排种，整个取种、排种过程可控，同时具备苗带旋耕、开沟、施肥、镇压、覆土、压实、平土等一系列功能，降低了小麦播种工作量，提高小麦播种精度和播种工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及播种农业机械技术领域，尤其是一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种 机械。

技术背景

小麦是我国重要的经济作物，是我国北方的主要食物来源，小麦的增产增收关系着国民 经济的发展。小麦播种质量的高低直接影响着小麦生长条件的优劣以及小麦种子萌发、出苗、 分蘖、抽穗等决定产量形成的生理过程。现有小麦机械化播种技术存在株距分布不均、播深 不一致、群体质量差、产量低等问题。“宽苗带精密播种”技术是国家重点推广的“节本增效” 现代化农业生产技术之一，宽幅精密播种与现有播种模式相比，小麦宽苗带精密播种是将传 统籽粒密集的窄幅条播变为种子均匀分布的宽幅粒播，小麦单行播幅由传统的2-3厘米，加 宽到8-10厘米，在宽苗带中的所有种子间均达到最大间距。其优点在于能够确保麦粒在根部 平面均匀分布，减少了个体之间水分、养分的争夺，有利于小麦群体内通风、透光，促进个 体发育健壮，提高光合速率和水肥利用率，小麦成穗数增加，可以获得穗大粒多、实现小麦 增产增收。

我国小麦播种作业多采用传统播种机械。传统播种机具以外槽轮播种器和单或双行排种 管组合为主，存在机械结构简单、播量无法精确控制、作业质量差等问题，不能满足小麦宽 苗带单粒精密播种的技术要求，均匀播种效果达不到预期，使得大面积麦田普遍存在着植株 疏密不匀、出苗参次不齐、单株个体之间性状差异较大等问题，限制了小麦产量的提高。因 此小麦宽苗带精密播种技术一直以来未能得到很好的创新。因此，迫切需要发明一种宽苗带 小麦精密播种机械，实现减少小麦播种量，实现小麦的宽苗带精密播种，提高播种精度，增 加小麦产量，具有重大的经济和社会意义。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，解决小麦精密播种机械缺乏、现有播种质量低下的问题， 本发明提供了一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机及其工作方法，该播种机采用气 吸式针头取种器进行取种、落种，种穴传送带排种器进行宽苗带精密排种，镇压轮紧跟排种 器的落种进行限深镇压，同时实现小麦播前旋耕、开沟、施肥、取种、排种、镇压、覆土、 压实、平土等一系列功能。

本发明所采用的技术方案是：

一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机，包括上机架、下机架、牵引梁、排种装 置、旋耕机构、开沟器、施肥机构、镇压机构、覆土机构、压实机构、平土机构、地轮、种 箱和种盘。

所述的排种装置包括取种器和排种器，根据播种需要可以组装不同数量的排种装置供播 种机使用；所述的取种器包括固定支架、限位架、曲柄滑块机构、联动机构、真空室吸盘、 吸种针头、吸气泵和吸气管；取种器安装在牵引梁后面的上机架上部；所述的固定支架安装 在上机架内侧中部，由对称的横板和斜板以及中间连接板组成，用于固定曲柄滑块机构；所 述的限位架固定在上机架前后两端的内侧，由两块横板组成，横板上分别开有滑动槽；所述 的曲柄滑块机构包括底座、转动轴、转动轮、连杆和铰接件；所述的底座安装在固定支架侧 面，底座上端通过转动轴安装有转动轮；所述的连杆一端由铰接件连接到转动轮外围上，另 一端由铰接件连接真空室吸盘；所述的真空室吸盘设在限位架两横板之间，真空室吸盘两侧 的滑动轴分别卡放在限位架两块横板的滑动槽内，真空室吸盘随曲柄滑块机构在底座和种盘 之间往复运动，根据宽苗带精密播种所需的布种形状，真空室吸盘下端布置有相应排列方式 的吸种针头组，真空室吸盘上端通过吸气管、电磁阀与吸气泵连接；所述的吸种针头根据精 密播种需要相邻两排间隔0.5～3cm，并且每排吸种针头交错半个间隔距离；所述的联动机构 包括同步轮、同步带、传动轴和锥齿轮I；所述的同步轮一个安装在曲柄滑块机构的转动轴上， 另一个固定在传动轴上，同步带连接两个同步轮；所述的传动轴一端安装在底座上，另一端 安装有锥齿轮I，锥齿轮I与锥齿轮II的轮齿相互啮合传递动力，并通过同步带带动同步轮运 动。

所述的排种器包括种穴传送带、传送带外罩、排种管、主动轴和从动轴，排种器安装在 开沟器后面下机架内部取种器的下方；所述的传送带外罩两侧分别与固定支架连接，传送带 外罩分成对称的两部分分别卡扣在种穴传送带两侧的外部，并与种穴传送带外端面紧密贴合， 传送带外罩两部分之间的开口位于真空室吸盘正下方，且开口尺寸与真空室吸盘尺寸对应相 等，以保证真空室吸盘吸取的种子全部放在种穴传送带上；传送带外罩下曲面沿其径向开有 与排种管宽度一致的开口，用于将种穴传送带上的种子落入排种管内；所述的种穴传送带呈 三角形张紧套放在两根从动轴和一根主动轴之上，通过布置从动轴和主动轴之间的相对位置 关系，使种穴传送带向下排种过程中保持15°～25°的倾角，避免种子滑移卡在传送带与传送带 外罩之间的缝隙内对种子造成伤害，根据宽苗带精密播种所需的布种形状，种穴传送带上面 分布有相应排列形状的种穴，种穴传送带通过主动轴随地轮转动而转动；所述的两根从动轴 平行安装在传送带外罩两侧固定支架两端的预留孔内，靠近传动轴一侧的从动轴上安装有锥 齿轮II，锥齿轮II与锥齿轮I的轮齿相互啮合传递动力；所述的主动轴两端分别固定在两个 地轮上，并穿过固定支架斜板下端的预留孔；所述的排种管固定在固定支架下端面，与传送 带外罩的下曲面开口对接，排种管内部设有多个排种通道，排种管出口部位采用圆弧过渡设 计，使种子排出落地后正好在镇压轮的下部。

所述的旋耕机构由旋耕器、旋耕轴、传动装置和限深机构组成，安装在下机架的前端； 所述的旋耕器包括旋耕刀和旋耕刀固定盘；所述的旋耕刀固定盘上安装有旋耕刀，旋耕刀固 定盘以稍大于播种带宽度为间隔两两对称布置在旋耕轴上，并且每两个旋耕刀固定盘下方正 对播种带；所述的传动装置包括动力输入箱和旋耕轴传动箱；所述的动力输入箱固定在上机 架上，前端与农用机械动力输出轴连接，下端与旋耕轴传动箱连接；所述的旋耕轴传动箱安 装在旋耕轴上，并通过自带的传动机构带动旋耕轴旋转；所述的限深机构由限深轮、伸缩轴 和限深调节器组成；所述的限深调节器固定在下机架上，下端与伸缩轴连接，通过上部旋转 手柄的转动可以调节伸缩轴的长度；所述的伸缩轴下端侧面固定有限深轮，并且伸缩轴长度 可调，以满足不同的旋耕深度。

所述的开沟器包括圆盘开沟器和平底开沟器；圆盘开沟器和平底开沟器沿播种机行走方 向依次安装在下机架下部，圆盘开沟器在前，平底开沟器在后。

所述的施肥机构包括施肥开沟器、排肥管和肥料箱，施肥机构布置在旋耕机构和圆盘开 沟器之间的机架下部，正对两个播种带的中间位置；所述的肥料箱固定在下机架上部，底部 通过排肥管与施肥开沟器连接。所述的施肥开沟器通过连接杆固定在下机架下端，施肥开沟 器带有防秸秆缠绕机构，待施肥开沟器开沟完成时，通过排肥管直接将肥料排入开好的施肥 沟内。

所述的镇压机构包括镇压轮、镇压轮轮架、镇压轮减震弹簧、镇压轮固定板和连接架， 镇压机构布置在排种管后面；所述的镇压轮轮架前端固定有镇压轮，上部安装有镇压轮固定 板，后端通过销轴与连接架前端相接；所述的连接架固定在下机架横梁下部；所述的镇压轮 减震弹簧安装在镇压轮轮架和镇压轮固定板之间。

所述的压实机构包括压实轮、压实轮轮架、压实轮减震弹簧和压实轮固定板，压实机构 安装在下机架下端；所述的压实轮轮架后端固定有压实轮，上部安装有压实轮固定板，前端 通过销轴与连接架后端相接；所述的压实轮减震弹簧安装在压实轮轮架和压实轮固定板之间。

所述的平土机构包括平土轮、调节杆和平土轮轮架，安装在下机架的后端；所述的平土 轮轮架一端通过销轴与下机架相连，一端固定有平地轮；所述的调节杆下部与平土轮轮架连 接，上部固定在下机架上，用来调节平土轮的垂直高度。

所述的覆土机构由两个覆土圆盘组成，覆土机构安装在连接架下端。

所述的施肥机构、镇压机构、覆土机构、压实机构、平土机构沿播种机行走方向前后依 次布置在下机架下端，各机构根据不同播种需要可组装使用。

所述的牵引梁固定安装在下机架的前端；所述的种盘固定在取种器一侧的上机架上，种 盘上固定有小气动机，小气动机带动种盘不停抖动；所述的种箱固定在种盘正上方的上机架 上；所述的地轮安装在排种器位置的下机架两侧且与主动轴连接。

本发明还提供了一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机的工作方法，包括如下步 骤：

(1)苗带旋耕、开沟和施肥：将播种机牵引梁悬挂到农用机械上，通过旋耕限深机构 调整旋耕机构的作业深度，同时调整开沟器开沟深度、镇压轮高度和平地轮高度，播种机开 始进行苗带旋耕和开沟作业，待开沟完成时，通过排肥管直接将肥料排入开好的施肥沟内。

(2)取种和排种：播种机开始工作后，主动轴随地轮的转动开始旋转，带动排种器从 动轴转动，一方面使种穴传送带开始运动，另一方面带动锥齿轮使同步轮开始旋转，同步轮 通过同步带将动力传递到曲柄滑块机构的转动轴上，转动轮随转动轴旋转带动连杆推动真空 室吸盘至种盘进行吸种，然后又带动真空室吸盘回到排种器上方将种子放至种穴传送带的种 穴内；落在种穴内的种子随种穴传送带在传送带外罩内转动，直至种穴到达传送带外罩下方 开口处，种子经过排种管后落在开沟后的地面上。

(3)镇压、覆土、压实和平地：落在沟内的种子被紧跟在排种管后面的镇压机构压在 土壤内，覆土机构将沟槽两侧的土壤收拢回沟槽内使土壤覆盖在种层上，压实机构将覆盖在 播种带上的土壤压实，平土轮将土地收拢平整完成播种工作。

本发明的有益效果是：

1、本发明可通过改变排种装置宽度和排种管内部的排种通道数目，实现播种带宽度为 8～10cm，落种4或5排的播种工作，用种量少，而且种子分布密度均匀，有利于生长发育。

2、本发明采用的气吸式针头取种并落于种穴传送带上的方法，密封部件加工精度易保证， 工作可靠性高，取种成功率高，针头布置间隔0.5～3cm并且每排针头交错半个间隔距离，使 得种子最多的落在种穴传送带上，工作效率高，同时可以设计不同的吸种针头和种穴排列方 式，以满足不同的播种需要。

3、本发明使用种穴传送带排种器进行排种，不仅确保了种子下落过程中在排种器内的 排列位置不变，而且种穴传送带在排种过程中始终保持15°～25°的倾角，避免种子在种穴内滑 移卡在传送带与外罩之间的缝隙内对种子造成伤害；同时排种管出口部位采用圆弧过渡设计， 使种子排出后正好落在镇压轮下，降低种子与地面的碰撞反弹，确保种子通过排种管后在土 地里分布均匀，使得整个排种过程可控。

4、本发明采用地轮、排种器和取种器同步联动工作的方式，确保不同运动速度下取种器 与排种器协调配合工作，排种精度高。

5、本发明的镇压、覆土、压实机构采用单体加减震弹簧的设计，避免了地块的局部不平 度对整机稳定性和播种均匀性的影响。

6、本发明的设计采用可单独拆装的部件，根据播种需要可进行组装改变播种行数，适用 于各种地形的播种工作，并且可同时进行播前苗带旋耕、开沟、施肥、播种、镇压、覆土、 压实、平地等一系列工作，便于播种工作的进行，播种效率高。

附图说明

图1为本发明少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机的结构示意图；

图2为少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机的侧视图；

图3播种机取种器结构示意图；

图4播种机取种器的正视图；

图5为播种机排种示意图；

图6真空室吸盘结构示意图；

图7真空室吸盘仰视图；

图8种穴传送带示意图；

图中：1、上机架2、转动轮3、种箱4、吸气管5、真空室吸盘6、平土轮7、调节杆 8、地轮9、圆盘开沟器10、旋耕刀固定盘11、旋耕轴12、旋耕刀13、牵引梁14、旋耕 轴传动箱15、下机架16、伸缩轴17、限深轮18、肥料箱19、固定支架20、镇压轮固定 板21、压实轮固定板22、平地轮轮架23、压实轮24、压实轮减震弹簧25、压实轮轮架26、 覆土圆盘27、连接架28、镇压轮轮架29、镇压轮减震弹簧30、镇压轮31、平底开沟器32、 排肥管33、施肥开沟器34、限深调节器35、动力输入箱36、限位架37、种盘38、传送 带外罩39、从动轴40、排种管41、主动轴42、锥齿轮I43、传动轴44、同步带45、转 动轴46、同步轮47、电磁阀48、吸气泵49、锥齿轮II50、底座51、连杆52、吸种针 头53、种穴传送带54、种穴

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利进行进一步的说明。本实施例以播种带宽度10公分，5排 落种，播种机装4组播种装置为例，每一组播种装置包括旋耕器、开沟器、排种装置、镇压 机构、覆土机构、压实机构、平地机构、种箱3和种盘37。

本发明所述的一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机及其工作方法，如图1、2、 3、4、5、6、7、8所示。一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机，包括上机架1、下 机架15、牵引梁13、排种装置、旋耕机构、开沟器、施肥机构、镇压机构、覆土机构、压实 机构、平土机构、地轮8、种箱3和种盘34。

所述的排种装置包括取种器和排种器，根据播种需要可以组装不同数量的排种装置供播 种机使用；所述的取种器包括固定支架19、限位架36、曲柄滑块机构、联动机构、真空室吸 盘5、吸种针头52、吸气泵48和吸气管4；取种器安装在牵引梁13后面的上机架1上部； 所述的固定支架19安装在上机架1内侧中部，由对称的横板和斜板以及中间连接板组成，用 于固定曲柄滑块机构；所述的限位架36固定在上机架1前后两端的内侧，由两块横板组成， 限位架横板上分别开有滑动槽；所述的曲柄滑块机构包括底座50、转动轴45、转动轮2、连 杆51和铰接件；所述的底座50安装在固定支架19侧面，底座50上端通过转动轴45安装有 转动轮2；所述的连杆51一端由铰接件连接到转动轮2外围上，另一端由铰接件连接真空室 吸盘5；所述的真空室吸盘5设在限位架36两横板之间，真空室吸盘5两侧的滑动轴分别卡 放在限位架36两横板的滑动槽内，真空室吸盘5随曲柄滑块机构在底座50和种盘37之间往 复运动，根据宽苗带精密播种所需的布种形状，真空室吸盘5下端布置有相应排列方式的吸 种针头组，真空室吸盘5上端通过吸气管4、电磁阀47与吸气泵48连接；所述的吸种针头 52根据精密播种需要相邻两排间隔0.5～3cm，并且每排吸种针头52交错半个间隔距离；所述 的联动机构包括同步轮46、同步带44、传动轴43和锥齿轮I42；所述的同步轮46一个安装 在曲柄滑块机构的转动轴45上，另一个固定在传动轴43上，同步带44连接两个同步轮46； 所述的传动轴43一端安装在底座50上，另一端安装有锥齿轮I42，锥齿轮I42与锥齿轮II49 的轮齿相互啮合传递动力，并通过同步带44带动同步轮46运动。

所述的排种器包括种穴传送带53、传送带外罩38、排种管40、主动轴41和从动轴39， 排种器安装在开沟器后面下机架15内部取种器的下方；所述的传送带外罩38两侧分别与固 定支架19连接，传送带外罩38分成对称的两部分分别别卡扣在种穴传送带53两侧的外部， 并与种穴传送带53外端面紧密贴合，传送带外罩38两部分之间的开口位于真空室吸盘5正 下方，且开口尺寸与真空室吸盘5尺寸对应相等，以保证真空室吸盘5吸取的种子全部放在 种穴传送带上53；传送带外罩38下曲面沿其径向开有与排种管40宽度一致的开口，用于将 种穴传送带53上的种子落入排种管40内；所述的种穴传送带53呈三角形张紧套放在两根从 动轴39和一根主动轴41之上，通过布置从动轴39和主动轴41之间的相对位置关系，使种 穴传送带53向下排种过程中保持15°～25°的倾角，避免种子滑移卡在传送带53与传送带外罩 38之间的缝隙内对种子造成伤害，根据宽苗带精密播种所需的布种形状，种穴传送带53上 面分布有相应排列形状的种穴54，种穴传送带38通过主动轴41随地轮8转动而转动；所述 的两根从动轴39平行安装在传送带外罩38两侧固定支架19两端的预留孔内，靠近传动轴 43一侧的从动轴39上安装有锥齿轮II49，锥齿轮II49与锥齿轮I42的轮齿相互啮合传递动 力；所述的主动轴41两端分别固定在两个地轮8上，并穿过固定支架19斜板下端的预留孔； 所述的排种管40固定在固定支架19下端面，与传送带外罩38的下曲面开口对接，排种管 40内部设有多个排种通道，排种管40出口部位采用圆弧过渡设计，使种子排出落地后正好 在镇压轮30的下部。

所述的旋耕机构由旋耕器、旋耕轴11、传动装置和限深机构组成，安装在下机架15的 前端；所述的旋耕器包括旋耕刀12和旋耕刀固定盘10；所述的旋耕刀固定盘10上安装有旋 耕刀12，旋耕刀固定盘10以稍大于播种带宽度为间隔两两对称布置在旋耕轴11上，并且每 两个旋耕刀固定盘10下方正对播种带；所述的传动装置包括动力输入箱35和旋耕轴传动箱 14；所述的动力输入箱35固定在上机架1上，前端与农用机械动力输出轴连接，下端与旋耕 轴传动箱14连接；所述的旋耕轴传动箱14安装在旋耕轴11上，并通过自带的传动机构带动 旋耕轴11旋转；所述的限深机构由限深轮17、伸缩轴16和限深调节器34组成；所述的限 深调节器34固定在下机架15上，下端与伸缩轴16连接，通过上部旋转手柄的转动可以调节 伸缩轴16的长度；所述的伸缩轴16下端侧面固定有限深轮17，并且伸缩轴16长度可调， 以满足不同的旋耕深度。

所述的开沟器包括圆盘开沟器9和平底开沟器31；圆盘开沟器9和平底开沟器31沿播 种机行走方向依次安装在下机架15下部，圆盘开沟器9在前，平底开沟器31在后。

所述的施肥机构包括施肥开沟器33、排肥管32和肥料箱18，布置在旋耕机构和圆盘开 沟器之间，正对两个播种带的中间位置；所述的肥料箱18固定在下机架15上部，底部通过 排肥管32与施肥开沟器33连接。所述的施肥开沟器33通过连接杆固定在下机架15下端， 施肥开沟器33带有防秸秆缠绕机构，待施肥开沟器33开沟完成时，通过排肥管32直接将肥 料排入开好的施肥沟内。

所述的镇压机构包括镇压轮30、镇压轮轮架28、镇压轮减震弹簧29、镇压轮固定板20、 和连接架27，布置在排种管40后面；所述的镇压轮轮架28前端固定有镇压轮30，上部安装 有镇压轮固定板20，后端通过销轴与连接架27前端相接；所述的连接架27固定在下机架15 横梁下部；所述的镇压轮减震弹簧29安装在镇压轮轮架28和镇压轮固定板20之间。

所述的压实机构包括压实轮23、压实轮轮架25、压实轮减震弹簧24和压实轮固定板21， 压实机构安装在下机架15下端；所述的压实轮轮架25后端固定有压实轮23，上部安装有压 实轮固定板21，前端通过销轴与连接架27后端相接；所述的压实轮减震弹簧24安装在压实 轮轮架25和压实轮固定板21之间。

所述的平土机构包括平土轮6、调节杆7和平土轮轮架22，安装在下机架15的后端； 所述的平土轮轮架22一端通过销轴与下机架15相连，一端固定有平地轮6；所述的调节杆7 下部与平土轮轮架22连接，上部固定在下机架15上，用来调节平土轮6的垂直高度。

所述的覆土机构由两个覆土圆盘26组成，覆土机构安装在连接架27下端。

所述的施肥机构、镇压机构、覆土机构、压实机构、平土机构沿播种机行走方向前后依 次布置在下机架15下端，各机构根据播种需要可组装使用。

所述的牵引梁13固定安装在下机架15的前端；所述的种盘37固定在取种器一侧的上 机架1上，种盘37上固定有小气动机，小气动机带动种盘37不停抖动；所述的种箱3固定 在种盘37正上方的上机架1上；所述的地轮8安装在排种器位置的下机架15两侧且与主动 轴41连接。

本发明还提供了一种少耕与肥料兼施的宽苗带小麦精密播种机的工作方法，包括如下步 骤：

(1)苗带旋耕、开沟和施肥：将播种机牵引梁13悬挂到农用机械上，通过旋耕限深机 构调整旋耕机构的作业深度，同时调整开沟器开沟深度、镇压轮30高度和平地轮6高度，播 种机开始进行苗带旋耕和开沟作业，待开沟完成时，通过排肥管32直接将肥料排入开好的施 肥沟内。

(2)取种和排种：播种机开始工作后，主动轴41随地轮8的转动开始旋转，带动排种 器从动轴39转动，一方面使种穴传送带53开始运动，另一方面带动锥齿轮I42和锥齿轮II49 使同步轮46开始旋转，同步轮46通过同步带44将动力传递到曲柄滑块机构的转动轴45上， 转动轮2随转动轴45旋转带动连杆51推动真空室吸盘5至种盘37进行吸种，然后又带动真 空室吸盘5回到排种器上方将种子放至种穴传送带53的种穴54内；落在种穴54内的种子随 种穴传送带53在传送带外罩38内转动，直至种穴54到达传送带外罩38下方开口处，种子 经过排种管40后落在开沟后的地面上。

(3)镇压、覆土、压实和平地：落在沟内的种子被紧跟在排种管40后面的镇压机构压 在土壤内，覆土机构将沟槽两侧的土壤收拢回沟槽内使土壤覆盖在种层上，压实机构将覆盖 在播种带上的土壤压实，平土轮6将土地收拢平整完成播种工作。