用于农业播种机种子定向系统的种子接收器和路径约束器技术方案

技术编号：41197097 阅读：2 留言：0更新日期：2024-05-07 22:25

本发明专利技术涉及种子定向系统。种子定向系统(30)具有弯曲种子路径、气流和种子出口路径(50)，单粒化的种子在所述弯曲种子路径上经过，所述弯曲种子路径将单粒化的种子定向在选定的定向上，所述气流沿所述弯曲路径引导以夹带和加速单粒化的种子，所述种子出口路径以将经定向的单粒化的种子以选定的种植定向沉积到地面中。种子输送装置还具有种子接收器和路径约束器(20)，其被配置为接收单粒化的种子并将单粒化的种子约束到种子路径。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开一般涉及一种用于农业行作物播种机的播种装置，更具体地说，涉及一个种子定向系统、设备和方法，用于将种子以选定的生长方向放置在土壤中。

技术介绍

1、农业行作物播种机通常包括行单元，该行单元具有连接到种子计量系统的种子料斗，该种子计量系统将种子输送到由圆盘开沟器刀片形成的犁沟中。多个行单元通常沿着附接到拖拉机的工具杆平行安装。例如，截至递交本申请时，一台拖拉机上通常有四个、八个、十六个、二十四个、三十六个或四十八个行单元。

2、在典型的现有技术的行作物播种机中，种子从种子料斗批量输送到计量系统。计量系统精确地单粒化散装种子，并且将最优选地以非常可预测和可重复的时间间隔提供这些单粒化的种子。行作物播种机随后一次将一颗种子送入地面，通常送入由开沟器刀片切割的犁沟。从计量系统释放单个种子的速度优选是可调节的，以基于拖拉机和行作物播种机相对于地面的速度适当地控制种子的间距。

3、优化种子方向，在种植过程中使种子面朝邻行倾斜，可以更快、更均匀地出苗，增加截光，更快地郁闭，从而降低杂草压力。当种子的尖端向下指向地面时，根和胚芽鞘不会浪费时间和能量包裹种子。因此，作物的出苗更快、更均匀，植株更均匀。

4、当种子的胚芽朝向相邻的行而通常垂直于种子所在的行时，还有进一步的生产优势。玉米植物的叶片结构与胚芽/胚胎方向对准。当胚芽朝向相邻行时，叶片在两行之间定向，而不是在同一行内的相邻植物上方。优化叶片结构的结果是，植物具有更大的截光能力。此外，优化的叶片结构提供了更快的郁闭，从而保持水分并降低杂草压力。

5、相反，在随机定向的情况下，一些植物比大多数作物出现得更早或更晚，而一些植物则遮蔽了相邻的植物。正如许多研究所证明的那样，两者都导致产量大幅下降。tylerd.kaufman在伊利诺伊州立大学2013年9月12日发表的一篇题为“种植技术对玉米籽粒产量和青贮饲料生产的影响”的示范论文证明，最佳种子定向可以使给定田地的产量提高14-19％。显然，对于提供这种最佳种子定向的农业行播种机来说，有很多经济激励。

6、一些早期的先驱者设计了选择性定向种子的装置。示例性的美国专利包括：mann的us3134346；reynolds的us3195485；以及williams的us3217674。这些中的每一个都公开了种子穿过的窄槽，从而迫使种子的平坦主表面与槽的壁对准。这提供了平坦主表面的定向，但不能在尖端向下的情况下定向种子。此外，种子必须具有可预测的大小，最好按照mann的描述进行预分级。不幸的是，正如mann所指出的，即使是分级种子，一批种子的大小也会有偏差。此外，即使是分级良好的种子，在田间种植过程中，这些窄槽也很容易被其他碎屑堵塞，清洁起来既困难又耗时。

7、另一种正确定向种子的方法是使用用于种子的保持器。brink的美国专利us3636897说明了一种类型的保持器，其使用预封装到盘形种子囊中的种子。只要种子在圆盘内正确定向，那么种子就通过保持和定向圆盘的传动结构进给。可以理解的是，该机械不知道种子尖端的定向，因此与刚才描述的mann和reynolds一样，这提供了平坦主表面的定向，但未能使种子尖端向下定向。lu等人的cn101663935改进了brink专利，提供了一种独特形状的种子保持器以建立定向。然而，这些种子封装产生了与种子胶囊的产生、种植前种子储存所需的额外体积以及封装导致的过早发芽或变质的可能性相关的不期望的成本。

8、另一种非常常见的种子保持器是一种不确定长度的胶带，种子粘附在胶带上。种子带非常精确和均匀地将种子隔开，其他物质如除草剂或肥料也可以放置在种子带上，以帮助种子的生长和发育。这种胶带已经生产了很多年，特别是为了让爱好园艺的人受益，因为园丁可以更快、更精确地种植，而几乎没有种子浪费。deppermann等人的us2013/0152836是说明使用种子带的较大商业播种机的示例性美国公开专利申请。

9、一些技术人员已经认识到，当种子粘附到胶带上时，种子可能是定向的。示例性的中国公开专利申请包括：he等人的cn103609227和he等人的cn 104255130。

10、不幸的是，与种子胶囊类似，还有：与种子胶带的制作相关的额外费用，包括额外的步骤和种子定向时的处理；种植前种子储存所需的额外体积；以及由于放置在胶带上而导致的过早发芽或变质的可能性。此外，种子与胶带的粘附可能是不可预测的，并且难以充分控制，胶带充当废料，可能干扰种子发芽和生长，并且胶带很难可靠地插入地面，然后以高速适当覆盖。如chen等人的cn108207212以及上述cn103609227和cn104255130所述，它们存在“以下缺陷：1)种子带难以制造和布置，效率低；2)种子卷轴体积大，储存不便。”

11、作为种子带的替代品，cn108207212提出了一种包含定向玉米种子的筒。该筒的设计目的是使制造和种子插入更容易，并减少种子带的体积。然而，筒的使用仍然需要在保持定向的同时将种子从筒移动到土壤中，并且该专利没有公开如何实现这一点。如上所述，在不失去定向的情况下移动种子一直是现有技术中没有克服的障碍。此外，即使使用mann最早的专利，该筒仍然面临挑战，包括：在筒中正确处理和存储种子大小和几何形状不正确的问题；种植过程中堵塞和堵塞的趋势；清洁所需的困难和时间消耗；在弹匣的情况下，在种植大面积作物时，尺寸必然有限，需要频繁更换。

12、为了进行科学测试和实验室分析，一些技术人员在籽粒玉米种子上涂上含铁涂料。一旦玉米被涂，它就会与玉米棒分离。然后，铁涂料可以通过施加磁场来定向玉米种子。示例性的美国和外国专利和已公布的申请包括：cope等人的us7735626；mongan等人的us7997415；和becker等人的u8286387。这项技术非常创新，对各种实验室程序非常有用，但土壤中过多的铁会阻碍植物生长，使叶片变色，削弱并最终杀死植物。在多个季节持续施用铁也会导致土壤中的铁积累，使问题更加复杂。因此，虽然开发用于实验室，但没有公开使用该技术在种植期间处理种子的技术。

13、许多技术人员已经应用机器人技术(通常带有计算机视觉系统)来定向种子和植物。示例性的美国和外国专利和已公布的申请包括：denton的us2935957；deppermann等人的us8245439；batcheller等人的us9924629；koch等人的us2019/0223372；koch等人的us2019/0230846；koch等人的us2019/0289778；koch等人的us2019/0289779；bredeweg的us2020/0187410；以及leifker等人的wo2020/247985。虽然机器人技术和视觉技术已经进步，但种子定向机器人系统与靠近地面设置的视觉系统的组合仍然昂贵，难以高速操作，并且在恶劣的种植环境中容易失败。如上所述，在同时种植二十四或三十六行的情况下，失败的可能性也是二十四或三十六倍。当只有一行作物播种机出现故障时，整个机器将关闭，停止所本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种农业播种机，包括：

2.根据权利要求1所述的农业播种机，其中，所述种子路径包括至少一个弯曲部。

3.根据权利要求2所述的农业播种机，其中，所述种子路径包括螺旋部。

4.根据权利要求2所述的农业播种机，其中，所述种子定向系统还包括加压空气系统，所述加压空气系统用于将气流沿着所述弯曲路径引导在被配置为朝向所述种沟加速所述种子的方向上。

5.根据权利要求1所述的农业播种机，其中，所述种子接收器和路径约束器包括移动轮廓表面，所述移动轮廓表面被配置为接合所述至少一个种子并使其沿着所述种子路径滑动。

6.根据权利要求5所述的农业播种机，其中，所述移动轮廓表面包括：

7.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述弹性圆柱形表面还包括表面纹理。

8.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述至少一个圆柱体还包括弹性组合物。

9.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述至少一个圆柱体还包括刷子，所述刷子具有从所述圆柱体轴线径向延伸的弹性刷毛。

10.根据权利要求6所述的农业播种机，

11.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述种子接收器和路径约束器还包括在所述弹性圆柱形表面和所述种子路径之间的可调节间隔。

12.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述种子接收器和路径约束器还包括第二移动轮廓表面，所述第二移动轮廓表面被配置为接合所述至少一个种子并使其沿着所述种子路径滑动，所述第二移动轮廓表面具有：

13.根据权利要求5所述的农业播种机，其中，所述至少一个种子在保持与所述移动轮廓表面和所述种子路径接触的同时在所述移动轮廓表面与所述种子路径之间通过，并且所述至少一个种子通过所述移动轮廓表面朝向所述种沟移动。

14.根据权利要求1所述的农业播种机，其中，所述移动接触表面还包括环形带。

15.一种用于播种的农业行单元，包括：

16.根据权利要求15所述的农业行单元，其中，所述弯曲种子路径还包括螺旋部。

17.根据权利要求15所述的农业行单元，其中，所述种子接收器和路径约束器包括移动轮廓表面，所述移动轮廓表面被配置为接合所述至少一个种子并使其沿着所述种子路径滑动。

18.根据权利要求17所述的农业行单元，其中，所述至少一个种子在保持与所述移动轮廓表面和所述种子路径接触的同时在所述移动轮廓表面与所述种子路径之间通过，并且所述至少一个种子通过所述移动轮廓表面朝向所述种沟移动。

19.一种用行单元进行种植的方法，包括以下步骤：

20.根据权利要求19所述的用行单元进行种植的方法，其中，在所述种子路径内定向受约束的单粒化的种子的步骤还包括向所述种子路径内的受约束的单粒化的种子施加离心力的步骤。

21.一种用于播种的农业行单元，包括：

22.一种用于播种的农业行单元，包括：

23.一种农业播种机，包括：

24.一种农业播种机，包括：

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种农业播种机，包括：

2.根据权利要求1所述的农业播种机，其中，所述种子路径包括至少一个弯曲部。

3.根据权利要求2所述的农业播种机，其中，所述种子路径包括螺旋部。

6.根据权利要求5所述的农业播种机，其中，所述移动轮廓表面包括：

7.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述弹性圆柱形表面还包括表面纹理。

8.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述至少一个圆柱体还包括弹性组合物。

9.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述至少一个圆柱体还包括刷子，所述刷子具有从所述圆柱体轴线径向延伸的弹性刷毛。

10.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述种子接收器和路径约束器还包括在所述弹性圆柱形表面和所述种子路径之间的固定间隔。

11.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述种子接收器和路径约束器还包括在所述弹性圆柱形表面和所述种子路径之间的可调节间隔。

12.根据权利要求6所述的农业播种机，其中，所述种子接收器和路径约束器还包括第二移动轮廓表面，所述第二移动轮廓表面被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·斯特朗，M·R·迪勒，
申请(专利权)人：精密种植有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人