[发明专利]一种排射式播种方法及应用该方法的排射式播种无人机

权利要求书

1.一种排射式播种方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：标定参数：标定并存储排射式播种控制参数；

S2：集中供种：播种时，种子从种箱进入排种器，通过排种器控制种子的排量；

S3：分种器分种：排种器排出的种子被分为多份，并通过分种器引导分散至各个点射播种模块；

S4：排射式播种：种子进入各个点射播种模块内，采用点射式播种方法分别进行单粒排队后并加速，按照预设的排射式播种控制参数，各个点射播种模块内的种子经加速后被高速射向预想的地面落点位置；

在步骤S4中，所述点射式播种方法的步骤包括：

A1：点射式播种参数标定：根据准备充入种子的尺寸及流动性标定适宜的充种流量、出种头的孔径及振动激振力，形成振动排队出种和破拱振动电机的控制参数，并存储；

A2：振动排队出种：向锥筒充入种子，控制锥筒振动，种子受振动作用和锥筒限制而从出种头逐粒排出；当检测到出现结拱堵塞时，按照步骤A1确定的破拱振动电机的控制参数振动至结拱堵塞被清除；结拱堵塞判定标准为：规定时间内未检测到出种脉冲，判定为结拱堵塞；

A3：摩擦加速：下落种子经过两个位置相对运行方向相反的摩擦轮之间的缝隙，缝隙的尺寸根据种子的尺寸自适应调整，摩擦轮与下落种子两侧挤压，并通过摩擦轮的摩擦转动，使下落的种子两侧产生与预设射出方向相同的摩擦力，令种子获得与摩擦力相应的加速度高速排出，对高速排出的种子运动方向进行引导，从而使种子精准射向预想的地面落点位置。

2.根据权利要求1所述的排射式播种方法，其特征在于，在步骤S1中，所述排射式播种标定参数由以下关系模型确定：作业高度、射种角度与行距之间的关系模型，点射播种模块出种频率、播种作业速度与株距之间的关系模型，摩擦轮转速、作业高度与种子入土深度的关系模型。

3.根据权利要求1所述的排射式播种方法，其特征在于，在步骤A1中，所述振动激振力为：

F＝Ameω²

其中，F—振动激振力，N；所述控制参数为：A—外部干扰系数；m—偏心块质量，kg；e—偏心块偏心距，m；ω—振动电机转动角速度，rad/s；

所述振动激振力为1个以上振动电机所产生振动激振力的组合，大小为F，方向呈周期性变化，带动锥筒内缓存种子进行振动。

4.根据权利要求1所述的一种排射式播种方法，其特征在于，在步骤A2中，

A21按照步骤A1确定的排队出种振动电机的控制参数产生振动激振力控制所述锥筒振动，实现高速排队出种；

A22检测结拱堵塞情况，以检测锥筒内种子是否结拱堵塞，出现结拱堵塞按A23处理，结拱堵塞判定标准为：规定时间内未检测到出种脉冲，判定为结拱堵塞；未出现结拱堵塞，重复A21、A22；

A23振动破拱：结拱堵塞检测系统显示结拱堵塞时，停止充种，按照步骤A1确定的破拱振动电机的控制参数启动破拱振动电机；检测结拱堵塞情况，结拱堵塞未清除，继续按A23处理；检测结拱堵塞已清除，关闭破拱振动电机，重复A21、A22。

5.一种应用于上述权利要求1-4任一项所述排射式播种方法的排射式播种无人机，其特征在于，包括无人机本体，设于无人机本体上的种箱、排种器、分种器、若干点射播种模块；所述排种器用于将种子按预定排量由种箱排出至分种器；所述分种器用于将种子分配并传输至对应的点射播种模块中；所述多个点射播种模块呈扇形分布，所述点射播种模块用于加速种子并将其射出；

所述点射播种模块包括：

安装板；

摩擦轮加速装置，设于所述安装板下部，用于对种子进行加速；

振动排队出种装置，设于所述安装板上部，其下方出种头与所述摩擦轮加速装置上方开口位置相对，用于逐粒向所述摩擦轮加速装置提供单粒种子；以及

导向管，设于所述安装板下部，其与所述摩擦轮加速装置下方开口位置相对，用于引导加速种子精准射到目标位置。