一种吹吸式电磁振动精密播种装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种吹吸式电磁振动精密播种装置及其控制方法，该精密播种装置包括多气室分压吸种盘、吹振式振动种盘装置和电磁振动器，多气室分压吸种盘由多个小型气室组成，底部吸盘吸孔设有锥形吸嘴部件，多气室分压吸种盘与二自由度机械手连接；吹振式振动种盘装置包括从上到下依次固定设置的振动种盘、中空的托盘和敞口设置的三层式吹气室，托盘与电磁振动器固定；电磁振动器包括调节轴、线圈和衔铁，衔铁和调节轴同轴设置在线圈内部，线圈置于线圈固定座内部，调节轴位于衔铁上方，且两者之间设有间隙。本发明专利技术可以改善种盘中种群偏集的现象，更好的增加种群间的离散度，同时均匀和稳定吸种气流，提高吸种率。

【技术实现步骤摘要】
一种吹吸式电磁振动精密播种装置及其控制方法
本专利技术属于农业机械化播种
，具体涉及一种吹吸式电磁振动精密播种装置及其控制方法。
技术介绍
育秧播种环节是工厂化育秧中最为关键的环节之一，播种效果的合格率、漏播率以及重播率等将直接影响育秧成本及育秧成苗、壮苗率，对最终水稻产量的多少也具有显著影响。振动气吸式精密播种装置运用了振动和气吸相结合的工作原理，具有结构简单、对种子形状适应性强、能播催芽种子以及不伤种等优点，且能够满足对超级杂交稻2±1粒/穴精密育秧播种的要求，被广泛的应用在精少量领域。现有吸盘式排种器和偏心机械式振动台组合而成的气振式精密播种机可以实现每穴1～2粒种子的播种合格率达到90％以上，可同时吸种434穴，是生产率较高的精密播种装置。由于采用偏心机械结构来实现种子“沸腾”效果，振动噪声大、振动工况复杂、振动参数调节困难，装置在长时间的运作后会出现种群偏集等现象，影响吸种稳定性，须采用新的振动方式对精密播种装置的振动部件加以改进设计。现有的电磁振动以调节外加电压或电流的频率和幅值的方式来调节振动参数，易于实现计算机控制、调节，操作方便，参数选择范围广，且结构设计制造简单，容易安装，为机械结构式振动的改进提供了参考。但电磁振动结构相比于机械式结构振幅明显减小，使种盘内的种子难以达到“沸腾”效果，导致吸盘式排种器难以达到满意的吸种效果；同时，现有的精密播种装置工作参数单一固定，还缺乏对不同工况状态下的自动调节自适应控制。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种吹吸式电磁振动精密播种装置及其控制方法，实现在小振幅的电磁激振条件下使种子达到“沸腾”效果，同时保持或一定程度提升吸盘吸种的合格率。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种吹吸式电磁振动精密播种装置，包括：多气室分压吸种盘，内部设有8个大小相同的小型气室，所述小型气室均设有出气口，每4个出气口汇集成一个总出气口，总出气口与真空泵连通；多气室分压吸种盘的吸盘底板上设有吸盘吸孔，吸盘吸孔与配套秧盘穴数对应，吸盘吸孔底端连接锥形吸嘴部件；多气室分压吸种盘与机械手固定连接；所述机械手能够沿上下左右方向移动；吹振式振动种盘装置，包括从上到下依次固定设置的振动种盘、中空的托盘和敞口设置的三层式吹气室，振动种盘底部上设有若干振动盘吹气孔；三层式吹气室内部从上到下依次设有导流层、分散层和对流层，导流层内设有导流管，导流管底端位于三层式吹气室外部，且与真空泵一，导流管两端导通、顶部设有漏气口；电磁振动器，包括调节轴、螺母、线圈和衔铁；衔铁和调节轴同轴设置在线圈内部，线圈固定在线圈固定座内部；调节轴位于衔铁上方，且两者之间设有间隙；衔铁穿过线圈固定座后，底端设有衔铁固定座，衔铁固定座与托盘固定；调节轴顶端穿过线圈固定座，且与线圈固定座锁紧固定；衔铁和调节轴外部缠绕线圈。上述技术方案中，所述导流管由一段直管和两段弯管组合而成，直管一端延伸至三层式吹气室外部，作为三层式吹气室的进气口；置于导流层内部的直管另一端设有直管封盖，直管封盖上设有若干漏气口，靠近直管封盖的直管一端与两弯管一端连接。上述技术方案中，所述导流层、分散层和对流层由三层式吹气室内部的吹气室分层隔板一、吹气室分层隔板二分隔而成，所述吹气室分层隔板一、吹气室分层隔板二上设有与振动盘吹气孔对应的气流孔。上述技术方案中，所述分散层内置有若干塑料小球。上述技术方案，还包括秧盘输送带，所述秧盘输送带位于精密播种装置一侧，秧盘输送带通过固定在支架上输送带侧板固定支撑，输送带侧板与两平行横梁一端固定，横梁另一端固定在支架上，横梁上固定两电磁振动器支撑立杆，每个电磁振动器支撑立杆上连接有一个电磁振动器。上述技术方案，还包括对称设置在支架上的两加种箱。上述技术方案，所述托盘底端紧固连接弹簧的一端，弹簧另一端安装在横梁上。一种吹吸式电磁振动精密播种装置的控制方法，具体为：电磁振动器低频振动，带动振动种盘、托盘及三层式吹气室开始振动，同时三层式吹气室提供一定的正压，使种群均匀振动，当机械手携多气室分压吸种盘至吸种位时，电磁振动器处于最佳振动频率，与多气室分压吸种盘连接的真空泵工作，使多气室分压吸种盘内负压瞬间达到最佳吸种真空度条件，锥形吸嘴部件开始吸种；机械手离开吸种位，多气室分压吸种盘内部保持恒定最佳吸种负压不变，电磁振动器重新切换至低频振动；机械手携带吸附有种子的多气室分压吸种盘至秧盘输送带的卸种位上，转换多气室分压吸种盘内气压为正压，种子落入秧盘输送带上秧盘对应的孔穴中，卸种完成，机械手回归原点；重复上述操作进行重复播种。进一步的，振动种盘可以实现振幅调整，具体为：1)使调节轴与衔铁端面接触，并以此时线圈固定座的位置为基准点，记录此时线圈固定座与电磁振动器支撑立杆相对位置；2)沿着远离振动种盘的方向滑动线圈固定座，并测量其相对基准点的距离，当所述距离等于调节轴与衔铁之间的待调定幅值时，停止移动；或是直接在衔铁与线圈固定座之间添加标准幅值块，达到调幅目的。进一步的，重复播种时，PLC对已播盘数量自动计数，精密播种装置完成设定播盘数量，加种箱进行自动加种操作；同时，根据振动种盘内当前种子量，对振动种盘的最佳振动频率进行重新计算，通过调节线圈的通电频率，调整振动种盘的振动频率。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术便于实现对振动种盘振幅和频率的调节，且振幅和频率的选择范围广、精度高，更易于实现精密控制，改善播种效果，提高播种合格率，减少播种空穴率，降低偏集，提高设备运作的稳定性。(2)本专利技术所设计的多气室分压吸种盘中各小型气室对应一个吸盘出气口，每一吸种盘出气口只为对应小型气室内输送气流，各气室内气流互不影响，可以有效提升气室内部气流的稳定性及各锥形吸嘴部件处气流分布的均匀性，同时可以有效减少气室内部所引起的气力损耗；所增设的锥形吸嘴部件可以降低所需的吸种高度，降低电磁振动振幅要求，同时有效减小伤种率。(3)本专利技术在振动种盘下增设了三层式吹气室，该三层式吹气室可以均匀从振动种盘各底孔中流出的气流强度；气压吹力与电磁振动器振动配合，使种子在随振动种盘上下运动的同时，也受到一定气流向上的吹力，增加种子向上运动的速度以及所能达到的最大垂直距离，气流流动于沸腾的种子之间，可以更好的增加种群间的离散度，提高吸种率。(4)本专利技术吹吸式电磁振动精密播种装置的控制方法，可以根据多气室分压吸种盘所处的不同工况(吸种、排种和卸种)位置以及振动种盘内种群重量(与播盘数量成反比)，自动调整振动种盘的最佳振动频率以及吸种盘、三层式吹气室内的气压状态，更加符合实际工况要求，节约能源。附图说明图1为本专利技术所述吹吸式电磁振动精密播种装置结构示意图；图2为本专利技术所述吹吸式电磁振动精密播种装置俯视图；图3(a)为本专利技术所述多分压气室吸种盘结构示意图；图3(b)为图3(a)局部放大图；图4为本专利技术所述多分压气室吸种盘气室内部结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吹吸式电磁振动精密播种装置，其特征在于，包括：/n多气室分压吸种盘(2)，内部设有8个大小相同的小型气室，所述小型气室均设有出气口，每4个出气口汇集成一个总出气口，总出气口与真空泵连通；多气室分压吸种盘(2)的吸盘底板(22)上设有吸盘吸孔(25)，吸盘吸孔(25)与配套秧盘穴数对应，吸盘吸孔(25)底端连接锥形吸嘴部件(26)；多气室分压吸种盘(2)与机械手(3)固定连接；所述机械手(3)能够沿上下左右方向移动；/n吹振式振动种盘装置(5)，包括从上到下依次固定设置的振动种盘(51)、中空的托盘(52)和敞口设置的三层式吹气室(53)，振动种盘(51)底部上设有若干振动盘吹气孔(54)；三层式吹气室(53)内部从上到下依次设有导流层(57)、分散层(58)和对流层(59)，导流层(57)内设有导流管(62)，导流管(62)底端位于三层式吹气室(53)外部，且与真空泵一(10)连通，导流管(62)两端导通、顶部设有漏气口(66)；/n电磁振动器(4)，包括调节轴(41)、线圈(43)和衔铁(46)；衔铁(46)和调节轴(41)同轴设置在线圈(43)内部，线圈(43)固定在线圈固定座(45)内部；调节轴(41)位于衔铁(46)上方，且两者之间设有间隙；衔铁(46)底端穿过线圈固定座(45)后，设有衔铁固定座(47)，衔铁固定座(47)与托盘(52)固定；调节轴(41)顶端穿过线圈固定座(45)，且与线圈固定座(45)锁紧固定。/n...

【技术特征摘要】
1.一种吹吸式电磁振动精密播种装置，其特征在于，包括：
多气室分压吸种盘(2)，内部设有8个大小相同的小型气室，所述小型气室均设有出气口，每4个出气口汇集成一个总出气口，总出气口与真空泵连通；多气室分压吸种盘(2)的吸盘底板(22)上设有吸盘吸孔(25)，吸盘吸孔(25)与配套秧盘穴数对应，吸盘吸孔(25)底端连接锥形吸嘴部件(26)；多气室分压吸种盘(2)与机械手(3)固定连接；所述机械手(3)能够沿上下左右方向移动；
吹振式振动种盘装置(5)，包括从上到下依次固定设置的振动种盘(51)、中空的托盘(52)和敞口设置的三层式吹气室(53)，振动种盘(51)底部上设有若干振动盘吹气孔(54)；三层式吹气室(53)内部从上到下依次设有导流层(57)、分散层(58)和对流层(59)，导流层(57)内设有导流管(62)，导流管(62)底端位于三层式吹气室(53)外部，且与真空泵一(10)连通，导流管(62)两端导通、顶部设有漏气口(66)；
电磁振动器(4)，包括调节轴(41)、线圈(43)和衔铁(46)；衔铁(46)和调节轴(41)同轴设置在线圈(43)内部，线圈(43)固定在线圈固定座(45)内部；调节轴(41)位于衔铁(46)上方，且两者之间设有间隙；衔铁(46)底端穿过线圈固定座(45)后，设有衔铁固定座(47)，衔铁固定座(47)与托盘(52)固定；调节轴(41)顶端穿过线圈固定座(45)，且与线圈固定座(45)锁紧固定。


2.根据权利要求1所述的吹吸式电磁振动精密播种装置，其特征在于，所述导流管(62)由一段直管(63)和两段弯管(64)组合而成，直管(63)一端延伸至三层式吹气室(53)外部，作为三层式吹气室(53)的进气口(50)；置于导流层(57)内部的直管(63)另一端设有直管封盖(65)，直管封盖(65)上设有若干漏气口(66)，靠近直管封盖(65)的直管(63)一端与两弯管(64)一端连接。


3.根据权利要求1所述的吹吸式电磁振动精密播种装置，其特征在于，所述导流层(57)、分散层(58)和对流层(59)由三层式吹气室(53)内部的吹气室分层隔板一(60)、吹气室分层隔板二(61)分隔而成，所述吹气室分层隔板一(60)、吹气室分层隔板二(61)上设有与振动盘吹气孔(54)对应的气流孔。


4.根据权利要求1所述的吹吸式电磁振动精密播种装置，其特征在于，所述分散层(58)内置有若干塑料小球(67)。


5.根据权利要求1所述的吹吸式电磁振动精密播种装置，其特征在于，还包括秧盘输送带(7)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进，廖彩淇，李耀明，乔祥山，张志巧，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32