一种蔬菜育苗播种机及其播种方法与流程

本发明涉及农用机械设备领域，具体地说，涉及一种蔬菜育苗播种机及其播种方法。

背景技术：

育苗是使蔬菜提早上市，提高产量的重要举措，而且有争取季节、扩大种植范围、经济利用土地与便于苗期管理等好处。现今的育苗工作，均是在专用的育苗盘内放置种子置于温室中进行种培，实现对蔬菜幼苗的培育。为提高种子的利用率，最大化培育出蔬菜的量，则一个种穴坑内放置一个种子，相比一个种坑内放置多个种子，一袋种子培育出的蔬菜产量提高40％左右。

但是现有的播种设备为提高播种速度，设备转动速度过快，对种子外壳产生的摩擦损伤较大，则种子的出苗率有所降低，因此需要对现有的播种设备进行改进，以减少对种子的损伤。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种蔬菜育苗播种机及其播种方法，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种蔬菜育苗播种机，包括机体、种箱、排种管、分种区、驱动部件、播种器和辅助器，种箱固连在机体顶部，若干个排种管间隔固连在种箱底部，分种区固连在排种管底部，驱动部件架设在分种区一侧的机体上，播种器架设在分种区下方的机体上，辅助器架设在播种器内，其中，播种器包括外壳、内壳和内筒，外壳固连在机体上，外壳上端间隔开设有若干个进种孔，进种孔与分种区相通；外壳下端间隔开设有若干个播种孔，内壳转动连接在外壳内，内壳外壁与外壳内壁抵接，内筒固连在内壳内，内筒上间隔插接有若干个支杆，支杆一端固连有种盘，内壳旋转以使种盘敞口端分别与进种孔和播种孔相通。

作为对本发明的进一步说明，优选地，辅助器包括定杆和凸轮杆，定杆两端固连在外壳上，定杆轴线与内筒轴线重合，凸轮杆固连在定杆下端，凸轮杆与支杆抵接以使种盘伸出播种孔外。

作为对本发明的进一步说明，优选地，支杆外端套接有限位弹簧，限位弹簧两端分别固连在内筒和种盘上。

作为对本发明的进一步说明，优选地，支杆另一端固连有球面的导向面，凸轮杆末端为锐角圆弧面，导向面与凸轮杆抵接。

作为对本发明的进一步说明，优选地，排种管为两根并排的管道，分种区为u形壳体，排种管底部伸入分种区内，排种管底部位于分种区长度方向两端开设有出种孔，驱动部件输出端伸入出种孔内。

作为对本发明的进一步说明，优选地，驱动部件包括转辊、凸齿、推进杆和复位弹簧，转辊转动连接在分种区一侧的机体上，若干个凸齿间隔固连在转辊上，两排间隔最小的凸齿为一组，一组凸齿间距与排种管轴线之间的间距相同，一组凸齿不位于同一竖直面上；推进杆滑动连接在分种区一侧的机体上，推进杆轴线方向竖直，推进杆一端与凸齿抵接，推进杆另一端穿过出种孔伸入分种区内，复位弹簧套接在推进杆上，复位弹簧一端固连在推进杆上，复位弹簧另一端固连在机体上。

作为对本发明的进一步说明，优选地，分种区底部开设有种槽，种槽长度方向与分种区长度方向相同；推进杆伸入出种孔一端固连有球状的推球，推球嵌入种槽内。

作为对本发明的进一步说明，优选地，分种区远离推球一侧固连有弧形的挡种板，挡种板位于出种孔外且高度高于分种区顶面高度，挡种板下端固连有导种管，导种管底部位于进种孔正上方。

本发明还提供一种蔬菜育苗播种机的播种方法，包括以下步骤：

ⅰ.将一袋蔬菜种子均匀倒入种箱内，在重力作用下种子流入排种管内，此时最下端的种子落到分种区上的种槽内；

ⅱ.启动第一伺服电机和第二伺服电机使转辊、内壳和内筒转动，第一编码器和第二编码器分别记录转辊和内壳的转速并将数据传输到控制单元内；转辊上的凸齿转动与推进杆抵接，因凸齿位置不一，此时凸齿间隔一组内的两个推进杆沿轴线方向移动，推球将两个种槽内的种子交替推入导种管内，以使种子在重力作用下落到进种孔内；

ⅲ.当内壳上的分种孔转动至与进种孔重合时，种子落到种盘内，此时内壳继续转动，种子在外壳的限位下稳定留在种盘内，直至种盘转至外壳底部；

ⅳ.种盘转至外壳底部时，导向面与凸轮杆抵接，此时在凸轮杆的推动下，支杆将种盘推出播种孔外，使得种子可完全落出种盘外，保证单个种子的准确播种；

ⅴ.控制单元通过第一编码器和第二编码器反馈的数据判断转辊和内壳转动的时间差超出设定值时，控制单元控制改变第一伺服电机或第二伺服电机的转速，以使转辊和内壳转动时间差在设定值内，保证种子能通入相邻的一排种盘内。

作为对本发明的进一步说明，优选地，播种器正下方的机体上转动连接有皮带，皮带上放置有培养盘，培养盘上开设有矩阵式的孔道，种盘每转到播种孔处时，皮带带动培养盘移动一格，以使空的孔道位于播种孔正下方。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置驱动部件和播种器，不仅有效将袋装的种子进行单个分离，还能够将种子进行排列实现多个同时播种，提高播种效率；同时利用机械振动保证种子能够完全下落，避免堵塞管道，有效实现种子的持续播种；并且利用推球进行推动，并不产生任何摩擦和击打的情况，保证播种的种子外形完整，保证种子不受损伤以免降低成苗率。

附图说明

图1是本发明的前视图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是图3中a的放大图；

图5是本发明的分种区结构图；

图6是本发明的播种器剖面图

图7是本发明的辅助器结构图。

附图标记说明：

1、机体；11、第一伺服电机；12、第二伺服电机；13、第一编码器；14、第二编码器；15、控制单元；2、种箱；3、排种管；31、出种孔；4、分种区；41、种槽；42、挡种板；43、导种管；5、驱动部件；51、转辊；52、凸齿；53、推进杆；54、复位弹簧；55、推球；6、播种器；61、外壳；62、内壳；63、内筒；64、支杆；65、种盘；66、限位弹簧；67、进种孔；68、分种孔；69、播种孔；7、辅助器；71、定杆；72、凸轮杆；73、导向面；8、培养盘；9、皮带。

具体实施方式

为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

一种蔬菜育苗播种机，结合图1、图2和图7，包括机体1、种箱2、排种管3、分种区4、驱动部件5、播种器6和辅助器7，种箱2固连在机体1顶部，若干个排种管3间隔固连在种箱2底部，分种区4固连在排种管3底部，驱动部件5架设在分种区4一侧的机体1上，播种器6架设在分种区4下方的机体1上，辅助器7架设在播种器6内。

结合图1、图2和图3，机体1是钢制金属框型支架，机体1一侧设有控制单元15，控制单元15内设有plc或者单片机等控制器，种箱2为细长形空心壳体，种箱2顶部开放以便倒入种子。排种管3为圆柱管道，一根排种管3会出现短暂堵塞不能实现高速排种工作，为了防止播种机在播种时只依靠重力作用造成漏播的问题，则将排种管3设置成由两根并排的管道组成，每根管道内径略大于种子外径，仅使一个种子通过；排种管3长度方向竖直，排种管3顶部固连在种箱2底部并与种箱2相通，排种管3底部伸入分种区4内。分种区4为u形壳体，分种区4外径大于种子外径，避免种子卡在排种管3与分种区4之间；排种管3底部位于分种区4长度方向两端开设有出种孔31，以便种子径向穿过排种管3外。分种区4底部开设有种槽41，种槽41长度方向与分种区4长度方向相同，种槽41宽度略大于种子的外径，以起到容纳种子并限制种子往分种区4两侧运动的作用，保证驱动部件5可推动种子移动；驱动部件5输出端伸入出种孔31内。

结合图4、图5，驱动部件5包括转辊51、凸齿52、推进杆53和复位弹簧54，转辊51转动连接在分种区5一侧的机体1上，机体1一侧设有第一伺服电机11，第一伺服电机11与转辊51转动连接，以使转辊51可转动；机体1另一侧设有第一编码器13，第一编码器13与转辊51转动连接，第一编码器13与控制单元15电性连接；若干个凸齿52间隔固连在转辊51上，凸齿52截面为四分之一圆弧状，圆弧苗朝向转辊51的旋转方向；两排间隔最小的凸齿52为一组，一组凸齿52间距与排种管3轴线之间的间距相同，一组凸齿52不位于同一竖直面上；推进杆53滑动连接在分种区4一侧的机体1上，推进杆53轴线方向竖直，推进杆53一端可与凸齿52抵接，推进杆53另一端穿过出种孔31伸入分种区4内，复位弹簧54套接在推进杆53上，复位弹簧54一端固连在推进杆53上，复位弹簧54另一端固连在机体1上，推进杆53伸入出种孔31一端固连有球状的推球55，推球55嵌入种槽41内。

结合图4、图5，当需要进行播种时，在种箱2中沿种箱2长度方向均匀倒入袋装及盒装的种子，此时在重力作用下种子落入排种管3内，并通过排种管3较长的管道可同时多个叠放的种子，实现初步单分种子。随后种子落到分种区4内，并落到种槽41内，此时在出种孔31的限制下，仅外露一个种子，随后启动转辊51上的伺服电机11，转辊51转动使凸齿52逐步与推进杆53抵接以将推进杆53顶向分种区4内，推球55与种子抵接并将种子推出种槽41外。当凸齿52转至不与推进杆53抵接时，复位弹簧54将推进杆53拉回原位，此时推球55复位使上层种子下落，重复上述步骤实现单个种子的分离。利用凸齿52的抵接推进实现间歇性推动，避免高速转动的转辊直接与种子接触因差速而打击种子出现损伤。推球55表面圆润，与种子接触不会产生较大摩擦，进一步避免种子损伤，同时在种槽41的限位下使种子运动方向稳定。

结合图4、图5，因凸齿52与转辊51结构的特异性，使推进杆53在不与凸齿52接触时在复位弹簧54的弹性势能下突然复位，此时产生较大振动，其中部分振动能量在多组推进杆53的复位下抵消，剩下的振动能量传导至种箱2和排种管3，在振动作用下，可使种箱2和排种管3内的种子移动，实现振动疏通排种管3的作用，避免排种管3堵塞，保证种箱2内的种子均能落入排种管3内，同时振动能量不足以使种子产生破损，保证种子的完整性。在机体1外可罩有真空外罩，以避免振动产生的噪声外传，减少设备运行时产生的噪音污染。

结合图5、图6，分种区4远离推球55一侧固连有弧形的挡种板42，挡种板42位于出种孔31外且高度高于分种区4顶面高度，避免推球55将推出分种区4外。挡种板42下端固连有导种管43，导种管43底部位于播种器6正上方，以将种子准确导向播种器6内。

结合图6、图7，播种器6包括外壳61、内壳62和内筒63，外壳61为柱状管道，外壳61厚度大于种子外径，外壳61轴线方向与分种区4分布方向相同，外壳61固连在机体1上，外壳61上端间隔开设有若干个进种孔67，进种孔67通过导种管43与分种区4相通，结合外壳61厚度，可使进种孔67起到初步储存的作用；外壳61下端间隔开设有若干个播种孔69；内壳62也为柱状管道，内壳62上开设有分种孔68，内壳62外径等于外壳61内径，内壳62转动连接在外壳61内，机体1一侧设有第二伺服电机12，内壳62与第二伺服电机12转动连接；以使内壳62可转动；机体1另一侧设有第二编码器14，第二编码器14与内壳62转动连接，第二编码器14与控制单元15电性连接；内壳62外壁与外壳61内壁抵接，内筒63固连在内壳62内，内筒63上间隔插接有若干个支杆64，支杆64呈放射状分布，支杆64一端固连有种盘65，种盘65为锥状圆盘。

结合图6、图7，种子落到进种孔67后，内壳62转动使支杆54和种盘65同时转动，当种盘65与进种孔67重合时，种子进入种盘65内，并在种盘65转动的情况下移动至播种孔69处，使种子通过播种孔69流出外壳61外，因播种孔69沿外壳61长度方向间隔分布，则能使种子整排下落，配合内壳62的持续转动，实现整排单个种子的持续播种工作。

结合图6、图7，辅助器7包括定杆71和凸轮杆72，定杆71两端固连在外壳61上，定杆71轴线与内筒62轴线重合，凸轮杆72固连在定杆71下端，凸轮杆72与支杆65抵接以使种盘65伸出播种孔69外；支杆65外端套接有限位弹簧66，限位弹簧66两端分别固连在内筒63和种盘65上，支杆65远离种盘65一端固连有球面的导向面73，凸轮杆72末端为锐角圆弧面，导向面73与凸轮杆72抵接；设置辅助器7可在支杆64移动至播种孔69时，凸轮杆72通过与导向面73抵接，以将支杆64和种盘65穿过分种孔68和播种孔69外，避免种子卡在分种孔68和播种孔69内而产生漏播的问题。

结合图1、图2，播种器6正下方的机体1上转动连接有皮带9，皮带9上放置有培养盘8，培养盘8上开设有矩阵式的孔道，种盘65每转到播种孔69处时，皮带9带动培养盘8移动一格，以使空的孔道位于播种孔69正下方，以将种子播满培养盘8，无需人为播种，提高播种效率；同时设置播种器6有效缓冲种子下落速率，避免种子与培养盘接触时飞出培养盘8外，保证种子能稳定落在培养盘8内。

本发明还提供一种蔬菜育苗播种机的播种方法，包括以下步骤：

ⅰ.将一袋蔬菜种子均匀倒入种箱2内，在重力作用下种子流入排种管3内，此时最下端的种子落到分种区4上的种槽41内；

ⅱ.启动伺服电机11使转辊51、内壳62和内筒63转动，转辊51上的凸齿52转动与推进杆53抵接，因凸齿52位置不一，此时凸齿52间隔一组内的两个推进杆53沿轴线方向移动，推球55将两个种槽41内的种子交替推入导种管43内，以使种子在重力作用下落到进种孔67内；

ⅲ.当内壳62上的分种孔68转动至与进种孔67重合时，种子落到种盘65内，此时内壳62继续转动，种子在外壳61的限位下稳定留在种盘65内，直至种盘65转至外壳61底部；

ⅳ.种盘65转至外壳61底部时，导向面73与凸轮杆72抵接，此时在凸轮杆72的推动下，支杆64将种盘65推出播种孔69外，使得种子可完全落出种盘65外，保证单个种子的准确播种；

ⅴ.控制单元15通过第一编码器13和第二编码器14反馈的数据判断转辊51和内壳62转动的时间差超出设定值时，控制单元15控制改变第一伺服电机11或第二伺服电机12的转速，以使转辊51和内壳62转动时间差在设定值内，保证种子能通入相邻的一排种盘65内。

根据上述播种设备和方法，再选取市面上现有的两种同类播种设备，播种相同容量的培育盘8，相比现有的播种设备，播种速度比最快的设备还快30s。随后进行100次的播种试验，两台现有的设备，100盘次中，分别有11盘以及20盘有漏孔的现象，即培养盘8中有空孔的现象，而本设备经有2盘有漏孔的现象，播种满盘率极高。而且现有的设备对种子的破损率达到了5％，而本设备的破损率小于1％，相比之下，本申请提供的设备，在各项指标均高于现有技术的设备，同时制造成本相比购置的两台播种设备的费用低降低10万左右，除去真空罩费用降低更低，有效降低培养基地的成本，而且提高播种效率，一举两得。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

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