手扶气力式杂交水稻制种授粉机及其方法技术

本发明专利技术公开一种手推气力式杂交水稻制种授粉机及其方法。该授粉机包括手扶式动力底盘、升降总成、气力式授粉总成、控制总成，各气吹管的气流速度、与父本穗部的相对位置分别通过控制总成、升降总成调节，气力式授粉总成设有较大行比杂交水稻制种父本行数少1的多支气吹管，授粉时每支气吹管位于对应的两行父本的行间，通过气吹管前部气吹口处定向、均匀、恒速的气流将花粉吹脱花蕊并向母本厢输送花粉，且每支气吹管气流速度不同保证了其输送花粉至特定的母本区域，从而实现了大行比制种时高效、均匀授粉，整机结构紧凑，满足当前杂交水稻规模化大行比制种机械化授粉要求。

【技术实现步骤摘要】
手扶气力式杂交水稻制种授粉机及其方法
本专利技术涉及手扶气力式杂交水稻制种授粉机，具体的说是一种适应规模化制种父母本大行比种植的气力式授粉装置及其方法。
技术介绍
中国是杂交水稻发源地也是杂交稻种主要产区，2017年全国杂交水稻制种面积约16万公顷，年产种子超过2.8亿千克，制种已实现规模化。但授粉是一项技术要求强、精度要求高、时间要求紧的作业。水稻花粉花期较短，盛花期仅有7～10天，一般一天内只有1.5～2小时的开花时间，必须在有限的时间内完成授粉作业。人工辅助授粉包括人力式和机械式，截止目前尚无推广应用的机械式授粉机，人力式授粉仍是主要授粉方式。人力式授粉主要有单长竿赶粉、双短杆推粉、绳索拉粉。单长竿赶粉、双短杆推粉是用杆将父本植株推向母本植株使花粉脱落并散落到母本植株柱头的授粉方法，适用父母本种植行比为1:3、1:4、2:6、2:8等种植方式的授粉，收获的种子质量较高、产量也较高，但劳动强度大、生产率低，与现代规模化制种要求不相适应。绳索拉粉是两人各拉绳索的一端分别在制种田两侧跑步，利用绳索将父本植株推向母本植株，使花粉飘散至母本柱头的授粉方法，是当前没有适用的授粉装备条件下为提高生产率不得已选择的授粉方式，但劳动强度高、花粉利用率低、产量损失大。可见，传统的人力授粉方法虽简单易行，但存在劳动强度大、效率低、易伤植株，授粉不均现象较明显，降低了制种产量等问题，已经不能满足现代种业生产的要求。机械式授粉包括碰撞式和气力式两种，碰撞式授粉主要是模拟人力竹竿“赶粉”，将花粉振落并向母本传播实现授粉，但这种授粉方式花粉基本散落在近父本植株处，传播距离短、分布不均匀，且碰撞过程易对植株造成损伤，不符合现代种业高效授粉的要求。气力式授粉原理是利用风机产生持续、稳定的气流将花粉吹离花蕊并飘落在雌蕊柱头上，完成授粉，但目前尚无相应的机型。因此，当前杂交水稻制种业急需的大行比杂交水稻制种机械化授粉设备，大幅度提高授粉作业生产率，提高杂交水稻制种机械化水平、制种质量和产量，有效解决规模化大行比制种花粉定向输送、均匀授粉问题，以促进种业持续、健康发展。
技术实现思路
本专利技术旨在解决目前杂交水稻制种缺乏机械化授粉装备的问题，适应规模化大行比制种需求，提供一种手扶气力式杂交水稻制种授粉机，通过每个气吹管使花粉脱落并定向输送，以作用于相对应的母本区域，实现定向、均匀、高效授粉。本专利技术为解决其技术问题采用的技术方案如下：一种手扶气力式杂交水稻制种授粉机，其包括手扶式动力底盘、升降总成、气力式授粉总成、控制总成；升降总成、控制总成固定在手扶式动力底盘上部，气力式授粉总成固定在升降总成的前部且由升降总成控制上下升降；所述手扶式动力底盘包括发动机、离心式离合器、支重轮、驱动轮、减速器、分禾器、扶手，发动机的动输出轴通过离心式离合器与减速器动力输入轴连接，驱动轮安装在减速器动力输出轴上，支重轮固定在减速器下方，扶手前部固定在减速器上，分禾器固定在减速器前部，升降总成通过支架固定在减速器上；所述气力式授粉总成包括升降架、流速传感器、第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、导流板、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管、直流风机、驱动控制器、支板、蓄电池、直角滑套，第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管均为L形且垂直段长度相同，在第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管的垂直段同一高度处均上下对称地固定有的两个直角滑套，且两个直角滑套间的间距与升降架宽度相同，第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管通过直角滑套从右到左依次均匀套装在升降架上，并通过每个直角滑套上的锁紧螺栓固定；五个支板均匀固定在升降总成上部，五个直流风机分别固定在五个支板前侧部，五个驱动控制器分别固定在五个支板后侧部，五个直流风机的出风口通过软管分别与第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管上部相连通；第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管的水平段前端均开设有气吹口，且气吹口处下部均设有导流板，用于形成使父本的花粉向母本行飘散的气流；第一右单向气吹管、第二右单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一左单向气吹管垂直段同一高度处分别固定有一个流速传感器，每个流速传感器的检测端伸入所在气吹管内部以测定管内气流速度；蓄电池固定在升降总成的支架上；升降总成包括支架、导轨、丝杆、步进电动机、滑块，导轨垂直固定在支架前上部，导轨上部设有轴承支座，丝杆上端通过导轨上部的轴承支座安装在导轨上，丝杆下端通过轴承支座安装在支架前上部，且导轨与丝杆中心轴线平行，步进电动机固定在导轨上端，丝杆上端与步进电动机输出轴同轴固定连接，滚珠螺母套装在丝杆上并与丝杆构成螺旋配合；导轨上设有滑块，滑块与导轨构成移动副，两个滚珠螺母前部与升降架中部固定连接，两个滚珠螺母后部与两个滑块固定连接；所述控制总成包括控制器、流速传感器、驱动控制器、蓄电池、485转TTL模块、触摸屏，蓄电池通过稳压模块为控制器、触摸屏供电，五只流速传感器通过485转TTL模块与控制器连接，五只驱动控制器与控制器通过控制线连接，蓄电池通过电缆与五只驱动控制器连接，同时五只驱动控制器分别与五只直流风机连接。作为优选，所述的第一左单向气吹管、第二左单向气吹管均为L形，第一左单向气吹管、第二左单向气吹管的水平段的前部背离中央双向气吹管一侧均开设气吹口，气吹口为水平长狭缝，导流板水平固定在气吹口下方，导流板为三角形；第一右单向气吹管、第二右单向气吹管分别与第一左单向气吹管、第二左单向气吹管是镜像对称结构。作为优选，所述的中央双向气吹管为L形，中央双向气吹管水平段的前部朝两侧均开设气吹口，导流板水平固定在气吹口下方。作为优选，所述的第一左单向气吹管、第二左单向气吹管、中央双向气吹管、第二右单向气吹管、第一右单向气吹管安装在升降架上，且五支气吹管的水平段在同一平面，五支气吹管的水平段前端中心连线呈朝向手扶式动力底盘内凹的“V”形。进一步的，相邻两支气吹管水平段的长度差为气吹口长度的1-1.5倍。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述手扶气力式杂交水稻制种授粉机的授粉方法，其步骤如下：第一步调节气吹管分布：调节中央双向气吹管在升降架的横向水平位置，使中央双向气吹管纵向中心与手扶气力式杂交水稻制种授粉机的纵向中心在同一垂直平面上，即中央双向气吹管纵向中心而与手扶式动力底盘的驱动轮纵向中心面重合，然后依据杂交水稻制种父本的行距调节各气吹管，使第一左单向气吹管、第二左单向气吹管、第二左单向气吹管、第一右单向气吹管，使第一左单向气吹管、第二左单向气吹管、中央双向气吹管、第二左单向气吹管、第一右单向气吹管水平段中心线依次相邻的间距与制种田六行杂交水稻父本对应的五个行间距一致，然后利用直角滑套上的锁紧螺栓使各气吹管与升降架固定；...

【技术保护点】
1.一种手扶气力式杂交水稻制种授粉机，其特征在于：包括手扶式动力底盘(1)、升降总成、气力式授粉总成、控制总成；升降总成、控制总成固定在手扶式动力底盘(1)上部，气力式授粉总成固定在升降总成的前部且由升降总成控制上下升降；/n所述手扶式动力底盘(1)包括发动机(1-1)、离心式离合器(1-2)、支重轮(1-3)、驱动轮(1-4)、减速器(1-5)、分禾器(1-6)、扶手(1-7)，发动机(1-1)的动输出轴通过离心式离合器(1-2)与减速器(1-5)动力输入轴连接，驱动轮(1-4)安装在减速器(1-5)动力输出轴上，支重轮(1-3)固定在减速器(1-5)下方，扶手(1-7)前部固定在减速器(1-5)上，分禾器(1-6)固定在减速器(1-5)前部，升降总成通过支架(2)固定在减速器(1-5)上；/n所述气力式授粉总成包括升降架(4)、流速传感器(7)、第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、导流板(11)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)、直流风机(14)、驱动控制器(15)、支板(16)、蓄电池(19)、直角滑套(21)，第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)均为L形且垂直段长度相同，在第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)的垂直段同一高度处均上下对称地固定有的两个直角滑套(21)，且两个直角滑套(21)间的间距与升降架(4)宽度相同，第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)通过直角滑套(21)从右到左依次均匀套装在升降架(4)上，并通过每个直角滑套(21)上的锁紧螺栓固定；五个支板(16)均匀固定在升降总成上部，五个直流风机(14)分别固定在五个支板(16)前侧部，五个驱动控制器(15)分别固定在五个支板(16)后侧部，五个直流风机(14)的出风口通过软管分别与第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)上部相连通；/n第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)的水平段前端均开设有气吹口，且气吹口处下部均设有导流板(11)，用于形成使父本的花粉向母本行飘散的气流；第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)垂直段同一高度处分别固定有一个流速传感器(7)，每个流速传感器(7)的检测端伸入所在气吹管内部以测定管内气流速度；蓄电池(19)固定在升降总成的支架(2)上；/n升降总成包括支架(2)、导轨(18)、丝杆(5)、步进电动机(17)、滑块(20)，导轨(18)垂直固定在支架(2)前上部，导轨(18)上部设有轴承支座，丝杆(5)上端通过导轨(18)上部的轴承支座安装在导轨(18)上，丝杆(5)下端通过轴承支座安装在支架(2)前上部，且导轨(18)与丝杆(5)中心轴线平行，步进电动机(17)固定在导轨(18)上端，丝杆(5)上端与步进电动机(17)输出轴同轴固定连接，滚珠螺母(6)套装在丝杆(5)上并与丝杆(5)构成螺旋配合；导轨(18)上设有滑块(20)，滑块(20)与导轨(18)构成移动副，两个滚珠螺母(6)前部与升降架(4)中部固定连接，两个滚珠螺母(6)后部与两个滑块(20)固定连接；/n所述控制总成包括控制器(3)、流速传感器(7)、驱动控制器(15)、蓄电池(19)、485转TTL模块、触摸屏，蓄电池(19)通过稳压模块为控制器(3)、触摸屏供电，五只流速传感器(7)通过485转TTL模块与控制器(3)连接，五只驱动控制器(15)与控制器(3)通过控制线连接，蓄电池(19)通过电缆与五只驱动控制器(15)连接，同时五只驱动控制器(15)分别与五只直流风机(14)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种手扶气力式杂交水稻制种授粉机，其特征在于：包括手扶式动力底盘(1)、升降总成、气力式授粉总成、控制总成；升降总成、控制总成固定在手扶式动力底盘(1)上部，气力式授粉总成固定在升降总成的前部且由升降总成控制上下升降；
所述手扶式动力底盘(1)包括发动机(1-1)、离心式离合器(1-2)、支重轮(1-3)、驱动轮(1-4)、减速器(1-5)、分禾器(1-6)、扶手(1-7)，发动机(1-1)的动输出轴通过离心式离合器(1-2)与减速器(1-5)动力输入轴连接，驱动轮(1-4)安装在减速器(1-5)动力输出轴上，支重轮(1-3)固定在减速器(1-5)下方，扶手(1-7)前部固定在减速器(1-5)上，分禾器(1-6)固定在减速器(1-5)前部，升降总成通过支架(2)固定在减速器(1-5)上；
所述气力式授粉总成包括升降架(4)、流速传感器(7)、第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、导流板(11)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)、直流风机(14)、驱动控制器(15)、支板(16)、蓄电池(19)、直角滑套(21)，第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)均为L形且垂直段长度相同，在第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)的垂直段同一高度处均上下对称地固定有的两个直角滑套(21)，且两个直角滑套(21)间的间距与升降架(4)宽度相同，第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)通过直角滑套(21)从右到左依次均匀套装在升降架(4)上，并通过每个直角滑套(21)上的锁紧螺栓固定；五个支板(16)均匀固定在升降总成上部，五个直流风机(14)分别固定在五个支板(16)前侧部，五个驱动控制器(15)分别固定在五个支板(16)后侧部，五个直流风机(14)的出风口通过软管分别与第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)上部相连通；
第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)的水平段前端均开设有气吹口，且气吹口处下部均设有导流板(11)，用于形成使父本的花粉向母本行飘散的气流；第一右单向气吹管(8)、第二右单向气吹管(9)、中央双向气吹管(10)、第二左单向气吹管(12)、第一左单向气吹管(13)垂直段同一高度处分别固定有一个流速传感器(7)，每个流速传感器(7)的检测端伸入所在气吹管内部以测定管内气流速度；蓄电池(19)固定在升降总成的支架(2)上；
升降总成包括支架(2)、导轨(18)、丝杆(5)、步进电动机(17)、滑块(20)，导轨(18)垂直固定在支架(2)前上部，导轨(18)上部设有轴承支座，丝杆(5)上端通过导轨(18)上部的轴承支座安装在导轨(18)上，丝杆(5)下端通过轴承支座安装在支架(2)前上部，且导轨(18)与丝杆(5)中心轴线平行，步进电动机(17)固定在导轨(18)上端，丝杆(5)上端与步进电动机(17)输出轴同轴固定连接，滚珠螺母(6)套装在丝杆(5)上并与丝杆(5)构成螺旋配合；导轨(18)上设有滑块(20)，滑块(20)与导轨(18)构成移动副，两个滚珠螺母(6)前部与升降架(4)中部固定连接，两个滚珠螺母(6)后部与两个滑块(20)固定连接；
所述控制总成包括控制器(3)、流速传感器(7)、驱动控制器(15)、蓄电池(19)、485转TTL模块、触摸屏，蓄电池(19)通过稳压模块为控制器(3)、触摸屏供电，五只流速传感器(7)通过485转TTL模块与控制器(3)连接，五只驱动控制器(15)与控制器(3)通过控制线连接，蓄电池(19)通过电缆与五只驱动控制器(15)连接，同时五只驱动控制器(15)分别与五只直流风机(14)连接。


2.根据权利要求1所述的一种手扶气力式杂交水稻制种授粉机及其方法，其特征在于：所述的第一左单向气吹管(13)、第二左单向气吹管(12)均为L形，第一左单向气吹管(13)、第二左单向气吹管(12)的水平段的前部背离中央双向气吹管(10)一侧均开设气吹口(22)，气吹口(22)为水平长狭缝，导流板(11)水平固定在气吹口(22)下方，导流板(11)为三角形；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永维，姚福强，郝一枫，王俊，韦真博，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33