一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线制造技术

本发明专利技术公开一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线，由钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置、表土铺放装置、电控箱、动力电机、集土斗、接种槽、穴盘嵌放装置、自动叠盘装置及机架组成，本发明专利技术可一次性对软塑钵体秧盘完成同步定位输送、底土铺放与压实、精密播种、表土覆盖、嵌入硬托盘及自动堆垛的工序，利用底土压实装置对穴盘底土压实增加了底土量，有利于后期秧苗栽插作业，基于检测控制技术，研发含充种性能检测系统的智能精密播种装置实现杂交稻1‑3粒/穴播种，配套穴盘嵌放与自动叠盘装置提高生产线的自动化程度，本发明专利技术功能齐全，配套软塑钵体秧盘作业，满足当前水稻轻简化栽培作业要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线
本专利技术涉及农业机械
，特别涉及一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线。
技术介绍
杂交稻在我国水稻生产中占有十分重要的地位，1976～2013年中国杂交稻种植面积累积近4亿hm2，为保障我国粮食安全做出了巨大贡献。然而近年来随着我国水稻生产方式转型发展，杂交稻种植面积呈现下降趋势，据最新数据显示，2013年我国杂交稻种植面积1617.87万hm2，占全国水稻种植面积的53.37％，比历史最高点1995年的比例下降14.6个百分点，其重要原因之一是适应杂交稻生产的机械化种植技术尚未完全突破，杂交稻种植机械化已成为我国水稻种植机械化发展中的难点之一。试验证明，采用现有技术的毯状苗机插秧技术，杂交稻高产优势并不能充分发挥，并且产量与人工插秧相比偏低，其主要原因是现有毯状苗机插秧技术是以常规粳稻种植为基础发展起来，其播种密度大、秧苗素质弱，不能完全满足杂交稻农艺要求。与此同时，采用直播用种量偏大，播种精度也达不到杂交稻种植要求，受杂交稻种子价格过高和直播技术本身不足等因素影响，使得推广受限。钵苗育秧与机移栽技术尚无成熟的低成本装备，迄今为止，杂交稻的种植仍主要采用人工栽插方式。杂交稻种植强调少本稀植、利用强分蘖能力提高产量，所以它的育插秧技术要求采用低播量精密播种培育壮秧，一般播种量为2～3粒/格或穴(栽插时为1～3株/穴)。但由于杂交稻种子物理特性复杂(如形状、尺寸差异大等)，同时生长特性要求发芽后播种育秧，增加了精密播种技术的难度，目前还未能很好地解决杂交稻精密播种育秧难题。由于水稻生产成本增长过快，生产机械化已成为我国转变水稻生产方式的必然选择。为此亟需加强杂交稻机械化育插秧技术研究，加快相关装备的研发，这对我国水稻生产机械化的发展，尤其对杂交稻种植机械化的推广应用具有重要理论价值和实际应用意义。国外，杂交稻现已遍布全球40多个国家和地区，主要集中在亚洲和美国，2014年中国以外的国家杂交稻种植面积约636万hm2，其中亚洲国家杂交稻推广面积约占93％，美国占7％。自2000年以来，美国杂交稻种植面积增长较快，现已达46万hm2左右，占美国水稻种植面积的46.1％，成为继中国之外杂交稻种植比例最高的国家。美国杂交稻种植主要采用旱直播条播，行距为17.8cm，播种量大约是110粒/m2(约30kg/hm2)，比我国移栽杂交稻用种量高30％左右，因杂交稻产量高，且品种80％是两系杂交稻，米质优于三系杂交稻，所以杂交稻有相当较大的种植面积。亚洲多数国家水稻种植主要采用移栽方式，日本和韩国的机械化种植水平最高，但相关育插秧技术和装备适应常规稻而不适应杂交稻，其它国家对杂交稻机械化种植技术的研究远远落后于育种的研究，因种子成本高和栽培方式适应性等问题，近年来杂交稻推广速度趋缓。国内，水稻种植方式主要有直播和移栽两种，杂交稻种植以人工抛秧和插秧为主，机直播具有现代稻作轻简化特点，近年来在我国发展速度较快，是适宜地区杂交稻种植的重要方式之一，但机直播现有技术用种量偏大、种子成本高且受自然条件和机械整地水平等诸多因素影响，国内大部分地区还是选择机械移栽方式作为突破杂交稻种植机械化的发展方向。水稻机械移栽方式主要有毯状苗机插、钵形毯状苗机插和钵栽苗机移栽3种。钵苗机移栽技术能有效克服毯状苗机插因伤根而形成的“滞长期”问题，备受人们关注，但钵苗移栽机采用三套机构分别完成取秧、输送和栽植，结构复杂、价格昂贵、作业效率低、生产成本高，至今尚未大面积推广应用。毯状苗机插技术相对成熟，但主要适应常规稻，还未很好适应于杂交稻。国内外，水稻机械化移栽育秧技术都是采用秧盘育秧，主要装备为育秧流水线，其核心部件是排种器。日韩较先进的秧盘育秧播种设备主要采用外槽轮等机械式排种器，能实现4～8粒/格的撒播或3～6粒/穴的穴播作业，但不适应杂交稻1～3粒/格或穴的要求。国内，水稻机械化播种育秧技术的研究始于20世纪80年代，早期主要学习国外，机械式排种器播种量大，气力式排种器主要用于直播。近年来，中国农业大学的宋建农、江苏大学的李耀明、南京农机化所的张瑞林等进一步研究气力式排种器，并以气吸式为主，其优点是作业速度高、种子损伤率小，可实现单粒点播等精密播种，但由于水稻主要采用芽种播种育秧，种芽脱落易堵塞吸孔而影响播种性能，且吸孔堵塞问题尚未得到很好的解决，所以该原理并没有得到很好的应用。俞亚新等通过建立水稻排种器振动板横向振动力学模型，利用振动测试采集仪等进行振动分析，对振动式排种器振动板的横向振动特性进行了研究，提高了杂交稻有序排列播种精度，但排序效率低，还未应用于实践。因此，亟需进行杂交稻精密播种技术的机理研究，并且加快杂交稻精密播种育秧技术与装备研发，满足杂交稻低播量钵苗育秧精密播种的农艺要求，减轻育秧劳动强度，研发一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线，旨在提高水稻穴盘育秧播种的自动化控制以及提高工作效率。为实现上述目的，本专利技术提出的一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线，包括钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置、表土铺放装置、电控箱、动力电机、集土斗、接种槽、穴盘嵌放装置、自动叠盘装置及机架；钢丝链条送盘机构位于机架一端且位于机架横梁内侧，机架顶面还依次设有底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置及表土铺放装置；机架下方设有用于回收多余底/表土的集土斗、回收多余稻种的接种槽、电控箱和动力电机，动力电机通过链传动方式分别与钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、智能双充种型孔滚筒播种装置及表土铺放装置驱动连接，表土铺放装置的后方设有穴盘嵌放装置与自动叠盘装置，所述生产线一次性对软塑钵体秧盘完成同步定位输送、底土铺放与压实、精密播种、表土覆盖、嵌入硬托盘及自动堆垛工序。优选地，所述钢丝链条送盘机构、所述底土铺放装置、所述智能双充种型孔滚筒播种装置和所述表土铺放装置的动力均由所述动力电机提供，所述动力电机优为调速电机，根据不同育秧生产率的作业要求，调整不同的作业速度；动力电机与所述电控箱连接和控制，底土铺放装置和底土铺放装置动力轴、智能双充种型孔滚筒播种装置和智能双充种型孔滚筒播种装置动力轴、表土铺放装置和表土铺放装置动力轴分别相连。优选地，所述穴盘嵌放装置和所述自动叠盘装置与所述机架的后段结构、所述钢丝链条送盘机构与机架相连的前段结构为分段组合式结构，穴盘嵌放装置设于自动叠盘装置前方，穴盘嵌放装置与自动叠盘装置均具有独立动力和控制系统。优选地，所述钢丝链条送盘机构由传动轴、钢丝、链轮、链条组成，作业时，所述软塑钵体秧盘由链条带动同步移动，软塑钵体秧盘的位置控制通过链条节距与秧盘穴距相匹配，实现软塑钵体秧盘的同步定位输送。优选地，所述智能双充种型孔滚筒播种装置主要由种箱、双充种式供种机构、型孔滚筒、充种质量监测反馈系统、清种轮、护种带、钢丝推种机构、电磁直振器及心轴组成；双充种式供种机构内部设有由叠式导种板构成的第一充种机构和振流式V型槽板构成的第二充种机构；所述充种质量监测反馈系统由检测传感器、安装架及控制模块组成，在安装架上将检测传感器安装成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线，其特征在于，包括钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置、表土铺放装置、电控箱、动力电机、集土斗、接种槽、穴盘嵌放装置、自动叠盘装置及机架；钢丝链条送盘机构位于机架一端且位于机架横梁内侧，机架顶面还依次设有底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置及表土铺放装置；机架下方设有用于回收多余底/表土的集土斗、回收多余稻种的接种槽、电控箱和动力电机，动力电机通过链传动方式分别与钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、智能双充种型孔滚筒播种装置及表土铺放装置驱动连接，表土铺放装置的后方设有穴盘嵌放装置与自动叠盘装置，所述生产线一次性对软塑钵体秧盘完成同步定位输送、底土铺放与压实、精密播种、表土覆盖、嵌入硬托盘及自动堆垛工序。

【技术特征摘要】
1.一种高效自动化水稻穴盘育秧精密播种生产线，其特征在于，包括钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置、表土铺放装置、电控箱、动力电机、集土斗、接种槽、穴盘嵌放装置、自动叠盘装置及机架；钢丝链条送盘机构位于机架一端且位于机架横梁内侧，机架顶面还依次设有底土铺放装置、底土压实装置、智能双充种型孔滚筒播种装置及表土铺放装置；机架下方设有用于回收多余底/表土的集土斗、回收多余稻种的接种槽、电控箱和动力电机，动力电机通过链传动方式分别与钢丝链条送盘机构、底土铺放装置、智能双充种型孔滚筒播种装置及表土铺放装置驱动连接，表土铺放装置的后方设有穴盘嵌放装置与自动叠盘装置，所述生产线一次性对软塑钵体秧盘完成同步定位输送、底土铺放与压实、精密播种、表土覆盖、嵌入硬托盘及自动堆垛工序。2.如权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述钢丝链条送盘机构、所述底土铺放装置、所述智能双充种型孔滚筒播种装置和所述表土铺放装置的动力均由所述动力电机提供，所述动力电机优为调速电机，根据不同育秧生产率的作业要求，调整不同的作业速度；动力电机与所述电控箱连接和控制，底土铺放装置和底土铺放装置动力轴、智能双充种型孔滚筒播种装置和智能双充种型孔滚筒播种装置动力轴、表土铺放装置和表土铺放装置动力轴分别相连。3.如权利要求2所述的生产线，其特征在于，所述穴盘嵌放装置和所述自动叠盘装置与所述机架的后段结构、所述钢丝链条送盘机构与机架相连的前段结构为分段组合式结构，穴盘嵌放装置设于自动叠盘装置前方，穴盘嵌放装置与自动叠盘装置均具有独立动力和控制系统。4.如权利要求3所述的生产线，其特征在于，所述钢丝链条送盘机构由传动轴、钢丝、链轮、链条组成，作业时，所述软塑钵体秧盘由链条带动同步移动，软塑钵体秧盘的位置控制通过链条节距与秧盘穴距相匹配，实现软塑钵体秧盘的同步定位输送。5.如权利要求4所述的生产线，其特征在于，所述智能双充种型孔滚筒播种装置主要由种箱、双充种式供种机构、型孔滚筒、充种质量监测反馈系统、清种轮、护种带、钢丝推种机构、电磁直振器及心轴组成；双充种式供种机构内部设有由叠式导种板构成的第一充种机构和振流式V型槽板构成的第二充种机构；所述充种质量监测反馈系统由检测传感器、安装架及控制模块组成，在安装架上将检测传感器安装成对射结构，控制模块与电磁直振器相连，通过检测“空穴”信号控制电磁直振器启停，钢丝推种机构位于型孔滚筒内部，双充种式型孔滚筒水稻精密播种装置实现一次填充、监测反馈、二次补充...

【专利技术属性】
技术研发人员：马旭，陈林涛，李泽华，齐龙，温志成，季传栋，郭林杰，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44