[发明专利]一种支持小麦精确播种的窝眼轮式排种装置及其播种方法

说明书

本发明属于农业机械与精准农业技术领域，尤其涉及一种支持小麦精量播种的窝眼轮式排种装置及其播种方法，排种装置主要包括壳体、窝眼轮部件与同步带轮部件；其中窝眼轮安装在排种轮上，窝眼轮上设有便于导流的凹槽，凹槽下方均匀排布着若干个窝眼，同时窝眼轮一侧安装有护种板，护种板上方安装有种盒挡块，种盒挡块上布置有清种刷，窝眼轮的另一侧设有清种挡块；同步带轮部件处于窝眼轮部件正下方，包括大同步带轮、小同步带轮、张紧轮以及外侧带有一定数量挡块的同步带。本发明通过窝眼轮部件和同步带轮部件之间转速的高容差性匹配，可以完成不同数量小麦低位低惯性投种，确保小麦播种的均匀性和株距一致性，实现精量化和变量化播种作业。

技术领域

本发明属于农业机械与精准农业技术领域，具体涉及一种支持小麦精确播种的窝眼轮式排种装置及基于该排种装置的小麦播种方法。

背景技术

小麦传统条播技术采用密集条播，使得小麦种子簇拥在一起，播种均匀性差，在小麦个体生长期间，局部簇拥或密集的小麦种子难以获得足够的有效光照和水肥，造成根少苗弱，最后导致产量降低。

现有的播种机大多采用应用最广泛的外槽轮式排种器，虽然有研究将外槽轮式排种器的动力来源由地轮驱动换成电机驱动，并利用PLC和单片机来驱动和控制电机的转速变化，实现了小麦播种一定程度上的精量化和变量化，但由于外槽轮排种器的结构局限性，客观上不能根本消除小麦播种的非均匀性，已经越来越不能满足和适应精确农业的要求。

而且，目前外槽轮式排种器的导种管由于普遍使用波纹管式柔性材料，无法形成固定的导种轨迹，种子在导种管内整个运动过程不可控，麦种在导种管内壁往往会发生多次随机碰撞，运动轨迹和下落时间均处于紊乱状态，严重影响了播种过程的可控性以及小麦播种的精量化和变量化。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中存在的问题，设计一种支持小麦精确播种的窝眼轮式排种装置其播种方法；该排种器通过窝眼轮进行小麦的单粒充种，经同步带输送从窝眼轮排出的麦种，到达合适的投种位置进行投种，实现小麦播种的精确性；通过构建得到不同小麦播量下窝眼轮转速、同步带轮转速两者之间的耦合运动数学模型，改变窝眼轮转速与同步带转速之间的转速比，进而改变落入同步带外侧两个挡块之间输种腔小麦种子的数量，完成精量化和变量化的小麦播种。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明首先提出了一种支持小麦精确播种的窝眼轮式排种装置，其包括壳体、安装在壳体内的排种机构和导种机构、以及安装在壳体一侧用于促进种群扰动的超声波换能器，所述排种机构包括窝眼轮、排种轮和护种板，所述窝眼轮可拆卸安装在排种轮上，窝眼轮的上方区域为充种区域，下方区域为落种区域，并且窝眼轮的外圆上加工有便于导流和排种的凹槽，且凹槽内圈上均匀布置有若干个窝眼，所述护种板安装在窝眼轮外侧，用于防止种子从窝眼中掉落；所述导种机构包括大同步带轮、小同步带轮、张紧轮和同步带，所述大同步带轮安装在窝眼轮的下方，小同步带轮安装在大同步带轮的下方且靠近壳体底部处，同时在大同步带轮和小同步带轮之间安装有用于张紧同步带的张紧轮，所述大同步带轮、小同步带轮和张紧轮的外圆表面上安装有所述同步带，同步带的外侧表面上嵌有一定数量的挡块，且每两个挡块之间形成一个输种腔，从落种区掉落的种子落入该输种腔中，并经同步带输送至合适的高度进行投种，实现低位低惯性投种。

作为本方案的优选，所述窝眼轮外圆上加工有两排等腰梯形凹槽，并且窝眼轮通过键连接或过盈配合安装在排种轮上。其中，梯形凹槽便于充种时的导流，能使麦种排列有序地进入窝眼。

作为本方案的优选，所述窝眼为直槽型，窝眼底部均倒圆角，窝眼边缘倒角，以便于种子更容易充种。根据最小势能原则，直槽型窝眼可以确保麦种在窝眼中不易晃动，并提高其运动稳定性。

作为本方案的优选，所述护种板设于窝眼轮转动方向的前方壳体上，在护种板的上方安装有种盒挡块，所述种盒挡块上设有清种刷，所述清种刷通过螺栓连接方式安装在种盒挡块上，用于清除多余的种子，确保窝眼的单粒充种。