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一種靜電吸附式棉種專用點播機.pdf

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一種 靜電 吸附 式棉種 專用 點播
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摘要
申請專利號:

CN201521002345.7

申請日:

20151207

公開號:

CN205179703U

公開日:

20160427

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01C7/18,A01C7/20 主分類號: A01C7/18,A01C7/20
申請人: 中國農業科學院棉花研究所
發明人: 馮璐,李亞兵,韓迎春,王國平,范正義,雷亞平,楊北方,支曉宇,杜文麗
地址: 455004 河南省安陽市開發區黃河大道38號
優先權: CN201521002345U
專利代理機構: 北京路浩知識產權代理有限公司 代理人: 郝瑞剛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201521002345.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型涉及播種機技術領域,具體涉及一種靜電吸附式棉種專用點播機。該靜電吸附式棉種專用點播機包括:靜電發生器、靜電板、吸種模塊及激振種子室;靜電板與靜電發生器的正極連接,靜電板上均勻分布有壓凸觸點;吸種模塊設置于靜電板的下方,吸種模塊上開設有窩孔,壓凸觸點對應設置于窩孔內;激振種子室設置于吸種模塊的下方,且與靜電發生器的負極連接。本實用新型整個機構結構簡單、操作方便、造價低、可靠性高、不傷種,可滿足“一穴一粒”的精量播種需要,適用于棉花等作物的干籽或濕籽,在現代化設施農業中具有廣闊的應用前景。

權利要求書

1.一種靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,包括:靜電發生器;靜電板,所述靜電板與靜電發生器的正極連接,所述靜電板上均勻分布有壓凸觸點;吸種模塊,所述吸種模塊設置于所述靜電板的下方,所述吸種模塊上開設有窩孔,所述壓凸觸點對應設置于窩孔內;激振種子室,所述激振種子室設置于所述吸種模塊的下方,且與所述靜電發生器的負極連接。2.根據權利要求1所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述吸種模塊包括吸種板、拉手及開關;所述窩孔開設于所述吸種板上,所述拉手設置在所述吸種板的兩側,所述開關設置于所述拉手上。3.根據權利要求2所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述窩孔包括上半孔和下半孔,所述上半孔的截面形狀為矩形,所述下半孔的截面形狀為梯形;所述壓凸觸點對應設置于所述上半孔內。4.根據權利要求3所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述上半孔的孔徑b為8mm,所述下半孔端部錐角c為45°;所述壓凸觸點的凸出高度d為1.5mm,所述壓凸觸點背側的內徑a為6mm;所述靜電發生器的電壓為4kv。5.根據權利要求1-4中任一項所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述激振種子室包括種子室本體、激振器、塑性彈簧、導向條和底座;所述種子室本體通過塑性彈簧設置在底座上,所述激振器設置于所述種子室本體的正下方,用于驅動所述種子室本體沿所述導向條方向發生振動。6.根據權利要求5所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述種子室本體的內側面材質為不銹鋼材質。7.根據權利要求1所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述吸種模塊為防靜電的絕緣材質。8.根據權利要求1所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述靜電板材質為純鐵或純銅。9.根據權利要求1所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述靜電板的一端角設置有接線環。10.根據權利要求9所述的靜電吸附式棉種專用點播機,其特征在于,所述靜電發生器的正極通過導線與接線環連接,且其負極通過導線與激振種子室連接。

說明書

技術領域

本實用新型涉及播種機技術領域,尤其涉及一種靜電吸附式棉種專用點播機。

背景技術

目前,棉花、煙草、蔬菜等農作物的育苗主要采用穴盤育苗。由于半/全自動穴盤播種機價格昂貴,且多配合混料、覆土、打孔等設備成套流水線作業,存在操作復雜、維護困難、作業性能可靠性差等問題。故生產實際中多采用人工往穴盤內點播種子的作業方法,該作業方法存在費工時、勞動強度大、效率低等缺點。近年,人工費用急劇攀升,點播作業占育苗成本比重加大,因此,急需結構簡單、操作簡單、價格適宜、精度高的播種器,來替代人力,提高播種效率,以降低育苗成本。

在已有的手動穴盤播種機的相關研究中,存在一些關于播種機的專利文獻,如下:

中國專利CN2655605Y、CN95241502.X、CN2506057Y公開的播種機均基于錯位孔原理,實現機構組成相似。其特點是播種機構由盛種板、帶種板、漏種板組成,上下依次排列分布為三層,其中,中間層為可移動的帶種板,盛種板和漏種板固定在支架上,通過三層板間的相對錯動實現播種。中國專利CN201360407Y公開的推拉式穴盤育苗播種裝置有種箱、Z型插板組成,Z型插板的上板和下板平行夾在種箱底板的上下兩側,種箱底板固定,上下夾板依次來回抽動實現播種。

上述多種專利機型的缺點為:1)工作時由于種子大小差異較大,推拉播種時與上下板直接剛性接觸,易傷種;2)種子較小時,種子連續落入或通過槽孔,造成多粒;3)放種與播種分2~3個工序完成,而非一次完成,效率不高。

中國專利CN2256205Y公布了一種錯位式穴盤育苗手動播種器,由移動的排種盒、刮板、錯位插板組成,播種分為兩個工步,即先拉動排種盒對刮板排種,再拉動錯位插板,使錯位插板與刮板的孔眼軸線重合,由塑料空心導管引導種子滑落至穴盤。由于棉種播前有浸泡需要,引導管無法引導濕種下滑,造成空穴,且兩個工步費工時,降低了作業效率;同時多層板相互疊加,當種子出現擁堵時難以清理孔眼,造成連續空穴。中國專利CN20081112公布了一種吸盤拋振式穴盤育苗半自動精量播種機,包括機架、工作臺、負壓氣吸機構、盛種盤,其主要是借助負壓相連的吸種盤上吸嘴吸取種子,切斷氣源后負壓消失,種子調入穴盤內。此種方法取種相對可靠,但氣流距離吸嘴較遠時吸力衰減迅速,造成棉種與端口接觸不充分時容易漏吸或掉種。同時,負壓切斷后由于吸盤室內壓力的滯后性,種子從吸嘴上自然掉落時間太長,且存在吸嘴口卡中問題。

正是上述缺陷,這些播種機并未在生產實際中得到推廣應用。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題是提供了一種靜電吸附式棉種專用點播機,具有操作簡單、播種精確快捷、可靠性高,適用于棉花等作物的干籽或濕籽的育苗播種的優點。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題,本實用新型提供了一種靜電吸附式棉種專用點播機,其包括:

靜電發生器;

靜電板,所述靜電板與靜電發生器的正極連接,所述靜電板上均勻分布有壓凸觸點;

吸種模塊,所述吸種模塊設置于所述靜電板的下方,所述吸種模塊上開設有窩孔,所述壓凸觸點對應設置于窩孔內;

激振種子室,所述激振種子室設置于所述吸種模塊的下方,且與所述靜電發生器的負極連接。

其中,所述吸種模塊包括吸種板、拉手及開關;所述窩孔開設于所述吸種板上,所述拉手設置在所述吸種板的兩側,所述開關設置于所述拉手上。

其中,所述窩孔包括上半孔和下半孔,所述上半孔的截面形狀為矩形,所述下半孔的截面形狀為梯形;所述壓凸觸點對應設置于所述上半孔內。

其中,所述上半孔的孔徑b為8mm,所述下半孔端部錐角c為45°;所述壓凸觸點的凸出高度d為1.5mm,所述壓凸觸點背側的內徑a為6mm;所述靜電發生器的電壓為4kv。

其中,所述激振種子室包括種子室本體、激振器、塑性彈簧、導向條和底座;所述種子室本體通過塑性彈簧設置在底座上,所述激振器設置于所述種子室本體的正下方,用于驅動所述種子室本體沿所述導向條方向發生振動。

其中,所述種子室本體的內側面材質為不銹鋼材質。

其中,所述吸種模塊為防靜電的絕緣材質。

其中,所述靜電板材質為純鐵或純銅。

其中,所述靜電板的一端角設置有接線環。

其中,所述靜電發生器的正極通過導線與接線環連接,且其負極通過導線與激振種子室連接。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術方案具有以下有益效果:本實用新型靜電吸附式棉種專用點播機結構簡單、操作方便、造價低、可靠性高、不傷種,可滿足可靠取種,快速投種的穴盤播種作業需要,適用于棉花等作物的干籽或濕籽的育苗播種,在現代化設施農業中具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例靜電吸附式棉種專用點播機的結構示意圖;

圖2為本實用新型實施例靜電吸附式棉種專用點播機的俯視圖;

圖3為圖2的A-A剖視圖;

圖4為圖3中B區域的局部放大示意圖。

其中,1:靜電板;11:壓凸觸點;12:接線環;2:吸種模塊;21:吸種板;22:窩孔;23:拉手;24:開關;3:激振種子室;31:激振器;32:塑性彈簧;33:導向條;34:底座;4:靜電發生器;41:導線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型,但不能用來限制本實用新型的范圍。

在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上;術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中,還需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言,可視具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

如圖1-4所示,本實施例提供的靜電吸附式棉種專用點播機,其包括:靜電發生器4、靜電板1、吸種模塊2及激振種子室3;靜電板1與靜電發生器4的正極連接,靜電板1上均勻分布有壓凸觸點11;吸種模塊2設置于靜電板1的下方,吸種模塊2上開設有窩孔22,壓凸觸點11對應設置于窩孔22內;激振種子室3設置于吸種模塊2的下方,且與靜電發生器4的負極連接。

該吸種模塊2包括吸種板21、拉手23及開關24;窩孔22開設于吸種板21上,拉手23設置在吸種板21的兩側,方便拿取,開關24設置于拉手23上,用于切斷靜電正電極。

其中,吸種模塊2為防靜電的絕緣材質。

進一步的,窩孔22包括上半孔和下半孔,上半孔的截面形狀為矩形,下半孔的截面形狀為梯形,即,窩孔22的形狀為“人”字形;當然,壓凸觸點11對應設置于上半孔內。

優選的,上半孔的孔徑b為8mm,下半孔端部錐角c為45°;壓凸觸點11的凸出高度d為1.5mm,壓凸觸點11背側的內徑a為6mm;靜電發生器4的電壓為4kv。

窩孔22和壓凸觸點11的形狀尺寸以及靜電電壓是影響機器播種性能的關鍵參數。依據中心組合理論(CCD),以棉種的吸附率作為評價指標,對a、b、c、d和電壓U等因素開展響應面試驗研究。利用5因素2次回歸試驗設計方案,對影響吸附率的5個主要參數組合完成優化。因素試驗水平如表1所示,實驗結果如表2所示。

表1試驗因素及水平設計

表2試驗結果

試驗號 a/mm b/mm c/° d/mm 靜電壓/kv 棉種吸附率 1 4 10 30 2 4 88.5 2 4 8 0 1 2 85.6 3 6 12 60 1 2 72.1 4 6 8 0 3 6 83.3 5 5 10 30 2 6 86.4 6 6 8 60 3 2 87.2 7 5 10 30 2 2 86.7 8 5 10 30 2 4 85 9 6 10 30 2 4 87.3 10 5 10 30 2 4 85.4 11 5 10 30 2 4 86.5 12 5 10 30 2 4 85.5 13 4 12 60 1 6 80.3 14 5 12 30 2 4 82.4 15 6 12 0 3 2 69.8 16 4 12 60 3 2 77.6 17 4 12 0 3 6 71.9 18 6 12 0 1 6 74.7 19 5 10 0 2 4 82.6 20 6 8 60 1 6 88.9 21 5 10 30 2 4 85.6 22 4 8 60 3 6 92.4 23 5 10 60 2 4 90.2 24 5 10 30 1 4 86.6 25 5 8 30 2 4 93.6 26 5 10 30 3 4 87.3

針對表2中的樣本數據,運用DesignExpert數據分析軟件開展多元回歸擬合分析,建立綜合評分Y對5個自變量(a/b/c/d/u)的二次多項式回歸模型(如公式1所示),試驗方差分析結果見表3。

棉種吸附率=111.517+0.422*a-4.556*b0.537*c3.393*U-0.0463*a*c0.291*b*U-0.0035*c^2-0.752*U^2(1)

表3Varianceanalysisofresponsesurfacemodel

Source Sum of Squares F-value P-value Model 47.94 7.22 0.0187 a 0.72 0.11 0.7553

b 87.12 13.12 0.0152 c 28.88 4.35 0.0914 d 0.25 0.037 0.8552 U 0.045 6.776E-003 0.9376

回歸方程各項方差分析表明,由表3中各因素F值分析可知,5個尺寸與性能參數對吸種率的影響重要性順序為:b>c>a>d>U,則吸種率的性能主要取決于窩孔22孔徑的大小以及窩孔22端部錐角的角度。

理想的參數優化結果是在約束條件范圍內盡可能提高吸種率的數值,因此將吸種率作為評價指標,通過優化對建立的全因子二次回歸模型進行優化求解,優化約束條件為試驗中的參數水平范圍。

目標函數:MaxY(a、b、c、d、U);

優化得到的最佳參數組合如表4所示,圓整后的最佳尺寸參數為:

a=6mm、b=8mm、c=45°、d=1.5mm、U=4kv。

表4最優化參數及預測值

a b c d U 吸種率的預測值 實際值 6.000 8.000 46.153 1.604 3.725 95.506 94.7

此外,本實施例中激振種子室3包括種子室本體、激振器31、塑性彈簧32、導向條33和底座34;種子室本體通過塑性彈簧32設置在底座34上,激振器31設置于種子室本體的正下方,用于驅動種子室本體沿導向條33方向發生振動。

其中,種子室本體的內側面(與棉種接觸部分)材質為不銹鋼材質。

對于靜電板1而言也可進一步優化,靜電板1厚度為2-5mm;靜電板1材質為純鐵或純銅。在靜電板1的一端角設置有接線環12。靜電發生器4的正極通過導線41與接線環12連接,且其負極通過導線41與激振種子室3連接。

本實施例靜電吸附式棉種專用點播機的工作過程為:

第一步,將適量棉種加入本實用新型的激振種子室3內,將吸種板21放在貼近棉種的上方。

第二步,激振器31安裝在種子室的正下方,塑性彈簧32連接種子室與底座34,協同導向條33保證種子室上下方向內微量的振動。棉種在激振器31的激振力作用下,向上拋起并處于瞬間懸浮狀態。

第三步,將吸種板21移動到種子室上方。由于種子室與靜電發生器4的負極(-)相連,棉種帶有負電,正極與靜電板1的接線環12相連。當拋起過程中可輕易的被帶有正電荷的壓凸觸點11吸附住,窩孔22的特制尺寸保證窩孔22內僅容納一粒棉種。

第四步,移動吸種板21至穴盤上方,使吸種板21上的窩孔22與穴盤上的穴孔一一對應。此時摁下右手的把手上的開關24,則靜電正電極切斷,棉種在自重力下迅速下落至穴盤中,至此完成精量取種,快速播種工序。

本實用新型整個機構結構簡單、操作方便、造價低、可靠性高、不傷種,可滿足“一穴一粒”的精量播種需要,適用于棉花等作物的干籽或濕籽,在現代化設施農業中具有廣闊的應用前景。

本實用新型的實施例是為了示例和描述起見而給出的,而并不是無遺漏的或者將本實用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應用,并且使本領域的普通技術人員能夠理解本實用新型從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。

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