用于排种器的种子收集装置、用于分离和分配种子的系统和用于排种器的种子运输装置的同步系统

摘要

本发明总体上涉及精准农业。更具体地，本发明涉及用于种植领域的收集、输送和分配种子的系统。本发明的系统之一包括用于排种器(2)的种子收集装置(1)，其中排种器(2)包括设有机械接触装置(4)的种子盘(3)，该种子收集装置(1)包括第一移动元件(5)；以及机械能量传输装置(6)；机械能量传输装置(6)与第一移动元件(5)相关联，并且可以与种子盘(3)的机械接触装置(4)相关联。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及精准农业。更具体地，本发明涉及种植领域的种子获取、运输和分配系统。

背景技术

对农产品的需求一直是全球人口发展和生计的决定性因素，由于全球人口的快速增长，这种需求随着时间的推移而增加。为了服务于世界市场，农民越来越多地投资于农业器具的设备和技术应用，以提供更大的农产品产量，从而为农民带来更多收入。

当涉及到在大块土地上种植时，通常会使用被称为种植机或种植机的农具。常规的种植机广为人知，使农民能够将种子分布在间隔良好的行中并具有理想的深度，以保证每种农作物的稳定发芽。

大多数农作物都具有理想的种植期，在此期间可以获得优化的产量，根据农作物的不同，这个时期持续大约三周。因此，显著影响农业生产力的因素之一是在相对地较短时期内满足广阔土地需求的种植速度。

农民在使用农业设备进行大面积种植时遇到的问题之一是，随着种植速度的增加，如何保持种子分配的精度。更具体地，随着种植机行进速度的增加，具有最佳种子间距的种子分配精度大幅下降，导致农作物产量下降，从而使农民的利润减少。

使用种子输送机的系统是已知的，例如，在专利文件US 2010/0192819和US 2014/0230705中描述的系统。通常只基于通过种子传导器的重力作用，在保持高水平的准确性的同时，使用种子运输机的系统比常规的系统允许有更高的种植速度。

然而，已知的系统仍然不能保证在排种器与种子运输机之间的理想过渡，使得即使在排种器无误地执行其功能的设定中，在排种器与种子运输机之间的种子过渡中也会发生故障或重复，通过种子运输机将故障或重复传播到土壤分布中。另外，在某些使用条件下，诸如石墨和某些类型的种子(扁玉米和长玉米)过多而不能正常工作。

因此，尽管迄今为止常规的系统显然是可行的，但随着对速度的要求越来越高，常规的系统在保持种植精度方面存在一些缺点和限制。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的优点是提供一种能够消除或至少减少常规技术的局限性的农业器具的获取装置。

本发明的另一个优点是提供一种通过与排种器相关联，特别是使用排种器种子盘的机械旋转能量来触发的种子获取媒介。

此外，本发明的另一个优点是提供一种同步系统，该同步系统将进料器的速度与种子运输媒介的速度相关联。

仍然，本发明的另一个优点是提供一种种子加速的装置，以调整农具的行进速度。

本发明的另一个优点是提供了一种种子获取元件，该种子获取元件在排种器盘与种子运输机之间充当媒介并将排种器盘与种子运输机进行关联。

发明描述

为了克服常规系统的不便并实现上述目的，除其他外，本发明涉及一种用于排种器的种子获取装置，其中排种器包括配备有机械接触媒介的旋转盘，种子获取装置包括第一可移动元件；以及机械能量传输媒介；且机械能量传输媒介与第一可移动元件相关联，并且能够与旋转盘的机械接触媒介相关联。

根据本发明的附加或替代性的实现方式，也可以单独或以技术上可能的组合存在以下特征：

-机械能量传输媒介从旋转盘接收机械能量，并将该机械能量传输至第一可移动元件；

-机械接触媒介在旋转盘的外围区域；

-机械能量传输媒介包括以下各者中的一者或其中至少两者的组合：皮带、链条、齿轮、旋转轴和滑轮；

-第一可移动元件以下各者中的一者：输送机、轮、皮带、升降机和其他旋转元件；

-第一可移动元件包括获取元件，该获取元件在翅片、毛状物、齿、爪、劈裂器、镊钳、抓取器和弹性表面之间；

-种子获取装置与排种器和种子运输媒介相关联；

-种子获取装置包括邻近于第一可移动元件的辅助元件，该辅助元件将第一元件的种子引导进入种子运输媒介中，该辅助元件是第二可移动元件和/或固定元件；

-种子运输媒介是运输机或传导器；

-第一可移动元件与旋转盘的运动同步；

-种子获取装置和旋转盘被结合以形成单个元件。

仍然，本发明还涉及到另一种种子单一化与分配系统，该系统包括配备有种子盘的排种器；种子获取装置；以及种子运输媒介；其中种子获取装置与种子盘相关联；种子运输媒介被定位成邻近于种子获取装置。

根据本发明的附加或替代性实现方式，也可以单独或以技术上可能的组合存在以下特征：

种子获取装置借助于围绕种子盘外围区域的环或者至少部分包含该盘的外围部分的拱形部与种子盘相关联；

种子获取盘和种子盘在排种器中形成可对接的组件来作为单个件；以及种子盘、种子获取装置和种子运输媒介以不同的速度同时进行。

仍然，本发明还涉及另一种种子单一化与分配系统，该系统包括配备有种子盘的排种器；种子获取装置；和种子运输媒介；其中种子单一化与分配系统包括种子加速的元件。

根据本发明的附加或替代性实现方式，也可以单独或以技术上可能的组合存在以下特征：

种子加速元件被关联成邻近于种子盘；

种子加速元件被关联到种子运输媒介，并且在实现方式中，种子加速元件在向土壤释放种子的区域被关联到种子运输媒介。

本发明还涉及一种用于排种器的种子运输同步系统，其中排种器包括种子盘，该种子盘配备有围绕轴线径向间隔开的多个种子孔；运输媒介包括与种子盘的旋转运动有关的运动同步装置。

根据本发明的附加或替代性实现方式，也可以单独或以技术上可能的组合存在以下特征：

同步媒介包括用于对盘参数和运输媒介参数进行检测的至少两个传感器，这些参数是根据相对于预定参考的速度、位置、距离而预限定的；种子盘和运输装置的驱动由独立的能源执行，每种能源是以下各者中的一者：电动机、液压马达或从种植机轮与土壤接触的旋转中获得的机械能。

传感器是以下各者中的一者：光学型、磁力型、超声波型和机械型。

附图说明

通过阅读本发明特定实施例的描述，将更好地理解本发明的目的、优点、技术和功能改进，这些说明是涉及下方附图而作出，这些附图示出了特定实施例的方式，而非限制性的，其中：

图1示出了根据本发明的实施方式的排种器；

图2示出了根据本发明的实施方式的具有环的种子盘的正视图；

图3示出了图2的分解图；

图4示出了根据本发明的实施方式的与种子盘相关联的种子获取装置的正视图；

图5示出了图4的组件的侧视图；

图6示出了图4的组件的后方立体图；

图7示出了图4的组件的分解图；

图8示出了根据本发明的实施方式的与种子盘和种子运输机相关联的种子获取装置的正视图；

图9示出了图8所示出的种子运输机的内部；

图10示出了图8的组件的放大立体图；

图11示出了图10的组件的分解图；

图12示出了根据本发明的另一个实施方式的组件的正视图；

图13示出了根据本发明的另一个实施方式的组件的正视图；

图14示出了根据本发明的另一个实施方式的组件的正视图；

图15示出了根据本发明的另一个实施方式的组件的正视图；

图16示出了图15的放大立体图。

具体实施方式

现在参照附图，关于本发明的特定实施方式来描述本发明。在以下附图和说明中，相似的部件用相同的附图标记来标记。附图不一定按比例绘制，即本发明的某些特征可能以放大的比例或某种示意图的方式示出，以及可能未示出常规元件的细节以便更清楚和简明地示出本说明。本发明以不同方式易于受到实施方式的影响。具体的实施方式被详细描述并在图中示出，应当理解的是，该描述应被视为对本文所公开的原则的示例，而非旨在仅为了限制在本描述性报告中所示出和描述的内容。必须认识到的是，以下讨论的实施方式的不同教导可以单独使用或以任何适当的组合使用以产生相同的技术效果。

如图1中作为排种器2的优选和非限制性形式，下面将参照气动式排种器2来描述本发明，在理解的范围内，排种器也可以是蜂窝盘式、手指拾取式(finger-pickups)以及其他类型的机械装置。

同样以非限制性的方式，将根据本发明的实施方式的优选方式对种子盘3进行描述和说明，由于尺寸、孔的数量和其他装饰性和技术性细节只是为了便于理解给出，而并不影响本发明的运作原理。图2、图3和图4更详细地示出了种子盘3的特征，但在其他的图中以不那么显著的方式示出了同样的盘。

在本发明的一个实施方式中，如图2中的正视图和图3中的分解立体图所示，种子盘3借助于环12与单一化机23相关联，该环基本上围绕着种子盘3的外围区域7，在排种器2中形成单个可对接的元件。

仍然在图2和图3中，可以观察到种子孔17彼此等距间隔，并且相对于盘18的旋转轴具有相同的距离，在单一化过程中形成了种子的单行轨线。

此外，图2和图3还示出了种子盘3的机械接触媒介4。种子盘3的机械接触媒介4在外围区域7、特别是在种子盘的边缘以齿轮齿的形式示出了优选的实施方式形式。

尽管机械接触媒介4仅在种子盘3边缘以齿轮齿的形式示出，应该清楚的是，允许种子盘3旋转运动的能量传输的任何装置都存在于本发明的精神中，诸如凹陷部、跃起部(jumps)、其他表面图案以及甚至是光滑的表面都可以用来实现相同的技术效果。

此外，机械接触媒介4不需要正好在种子盘3的边缘上，而是可以定位在种子盘3的顶部和/或底部表面而不影响组件的操作。

图4示出了拱形部13，该拱形部13是环12的替代物，用于将单一化机23与种子盘3相关联，拱形部13仅包含种子盘3的外围区域7的一部分并且可以使用轨道系统(在拱形部上的跃起部和在盘上的凹陷部，反之亦然)来保持拱形部13附接于种子盘3。

在图4中还示出了本发明的种子获取装置的实施方式。在该图中可以观察到机械能量传输媒介6，该机械能量传输媒介6被关联到种子盘3的机械接触媒介4以获取种子盘3的旋转运动的能量并启动种子获取装置1。

更具体地，如图5、图6和图7所示，由机械能量传输媒介6获取的能量被用来驱动种子获取装置1的第一可移动元件5。

图6和图7更详细地示出了由齿轮组成的动力传输媒介6的优选形式。本主题的技术人员必须容易地理解，在不影响本发明运行的情况下，其他形式诸如皮带、链条、旋转轴、滑轮和这些的组合，可以与齿轮交替性地或以结合的方式使用。

能量传输媒介6的选择直接反映了种子盘3的机械接触媒介4的选择，因为这两个元件形成了种子获取装置1的驱动接口。

在特定的实施方式中，如图4中示例性地所示，种子获取装置1包括定位在种子获取区域之前的种子定向壁22。定向壁22被定位成邻近于多个种子孔17的通道轨线以接触种子并在种子孔17中提供理想的种子获取的定位。

图5、图6和图7示出了以皮带配置的第一可移动元件5的优选形式，该可移动元件5具有间隔开的毛状物获取元件8。

虽然第一可移动元件5仅示出了一条皮带，但应该理解的是，在不背离本发明的实质的情况下，可以使用诸如轮、皮带、升降机或其他可移动元件等替代物来实现相同的技术效果。

在本发明的一个实施方式中，获取元件8以毛状物的形式示出，该毛状物以三乘三间隔开的行布置以形成接收所获取的种子的自由空间。获取元件8的这种布置方式是本发明提供的优选形式，并且在不背离本发明的实质的情况下，可以由毛状物或其他元件的其他布置方式取代，该其他元件诸如翅片、齿、爪、钳子、抓取器和其他弹性表面形式。

总体来说，本发明提出了辅助元件10的特定实施方式，该辅助元件10在种子离开种子获取装置1以被引导至种子运输媒介9时帮助种子的过渡。

在其中一个实施方式中，辅助元件10是如图6和图7所示的固定元件10.2。在这种配置中，该固定元件10.2由两块刚性板形成，该刚性板被配置并定位在第一可移动元件5的元件8的毛状物空间之间。通过这种布置，由于种子被向上引导进入到在毛状物行之间的自由空间，并且从种子获取装置1朝向种子运输媒介9方向排出，种子从种子获取装置1被运输到最稳定的种子运输媒介9。

在本发明的另一个实施方式中，辅助元件10是第二可移动元件10.1。在图8、图9、图10和图11中示出的第二可移动元件10.1作为由独立能源驱动的旋转轮，但也可以是由齿轮或直接与第一可移动元件4或种子盘3的机械接触媒介相关联的其他形式驱动的皮带、输送机或其他可移动元件。

本发明还提供了可以彼此同步但速度不同的种子获取装置、种子盘和种子运输媒介。以此方式，排种器2维持足够的速度进行种子单一化，并且种子获取装置1可以被配置用于更高的速度，使得能够将排种器2的种子转移到种子运输机10.1，而种子运输机又可以达到更高的速度以适应种植机的行进速度。

同样在图8、图9、图10和图11中，示出了种子运输媒介9、特别是种子运输机9.1的实施方式。所示的种子运输机是优选的具有裂缝的输送机的实施方式，但也可以使用毛状物、齿、爪、翅片、镊钳和其他将种子保持在预定的空间的抓取器。

在本发明的一个实施方式中，获取装置1通过种子盘3在一侧与排种器2相关联，该组件在另一侧与种子运输媒介9相关联。由于组件的部件可以独立分开，因此安装和维护都很方便。

在本发明的其他实施方式中，如图12、图13和图14所示，提供了加速将种子布置在邻近于排种器2和种子运输媒介9的装置。

图12示出了实施方式，在该实施方式中种子加速器被定位在邻近于在种子盘3的种子通道区域中的排种器2，以允许种子获取装置1甚至以比种子盘3更高的速度获取种子。

图13示出了另一个实施方式，其中运输媒介9是传导器9.2。在这种配置中，加速器被定位在传导器9.2的入口处并且被用于根据种植机的速度来控制将种子通过传导器9.2释放到土壤中的速度。

图14示出了又一实施方式，其中运输媒介9是种子运输机9.1。在这种配置中，种子运输机9.1直接从盘获取种子并运输到定位在种子运输机出口9.1的种子加速元件14，以根据种植机的速度来控制将种子直接释放到土壤中的速度。

本发明还揭示了种子运输媒介9与排种器2的同步系统16。更具体地，本发明提供了种子运输机9.1相对于种子盘3的旋转运动的运动同步媒介19。

图15和图16示出了本发明的同步系统的优选实施方式，其中使用了两个传感器20，一个定位在种子盘3上以检测种子盘3的参数，而另一个定位在种子运输机9.1上以检测种子运输机的参数。

在本发明中规定的对种子盘3和种子运输机9.1进行检测的参数选自距预定参考点的速度、位置和相对距离。

除了优选的实施方式外，该同步系统还为种子盘3和种子运输机9.1使用了独立的驱动源，从而有可能使种子运输机9.1可以通过精确地调整种子运输机9.1与种子盘3的孔的自由空间来接收种子盘3的种子，同时可以保持种子运输机9.1的速度足以将种子输送到土壤中，以修正种植机的速度。

特别地，本发明的同步系统16允许可以控制种子运输机9.1的速度，使得如果种子运输机9.1的速度大于种子盘3的旋转，种子运输机9.1可以修正旋转以使种子盘3的孔17始终与种子运输机9.1的自由空间一致，例如，跳跃过种子运输机9.1的一个或更多个自由空间，并加速或减速以防止毛状物将种子推到排种器2内。

虽然本发明已就特定的实施方式进行了具体描述，但应当理解的是，在本主题中的变型和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且可以在不脱离本发明的保护范围的情况下进行。因此，保护范围不局限于所描述的实施方式，而仅受所附权利要求书的限制，其保护范围必须包括所有的等同方式。