首页 > 分享 > 自走式精准大姜播种机及播种方法与流程

自走式精准大姜播种机及播种方法与流程

花匠小妙招
2024-12-14 05:23

自走式精准大姜播种机及播种方法与流程

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及到一种自走式精准大姜播种机及播种方法，完成大姜的机械化播种作业。

背景技术：

据fao估测，2019年世界生姜总产量近1500万吨，主要生产国为中国、尼日利亚、印度等。其中，中国生姜栽培面积400万亩左右，总产1000万吨左右，栽培面积、总产量分别约占世界的1/2和2/3。我国生姜分布很广，南方以四川、云南、贵州、安徽等省种植较多；北方则以山东、河北、河南栽培面积较大。其中，山东生姜栽培面积居全国首位。

目前我国大姜的种植主要依靠人工来完成，存在作业强度大、播种效率低，劳动强度大等问题，已严重制约了大姜规模化种植；为了便于后期对姜母的收获，和提高产量，对于大姜播种有着严格的要求，水平放置于种沟中且姜芽朝向一致。目前市场上并没有成熟可用的大姜播种机来代替人工劳作，其中专利号为：cn209710680u的发明装专利，发明了一种幼芽可调式大姜种植机，采用插针式取种方法来代替传统的人工放种方法，此种方式虽然明显的提高了播种效率、节省了劳动力，但其插针式取种的方法会破环姜种结构，导致姜种腐烂，甚至会影响大姜的产量。若其中一个姜种患有姜瘟，则之后被插针扎过的姜种也会患有姜瘟，导致姜瘟扩散，影响收成，甚至失收。

面对大姜播种过程用工多、强度大、农业劳动力紧缺的现象，目前大姜机械化种植难以有着较强适应性等问题，急需发明一种自走式精准大姜播种机，实现大姜的机械化播种，对大姜产业发展的可持续性和稳定性意义重大。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种自走式精准大姜播种机及播种方法，不仅实现了大姜的机械化种植，而且提高了姜芽朝向一致率，避免了针扎导致的姜种损伤。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种自走式精准大姜播种机，包括安装有自行走机构的总架和安装在总架上的皮带式播种装置，所述皮带式播种装置包括安装在总架上的支架、转动连接在支架上的两皮带辊，以及连接两皮带辊的输送带，至少一皮带辊连接传动装置，输送带的输送面上设有沿周向分布的若干姜种保持机构。

本方案通过自行走机构实现了设备的整体移动，通过皮带式播种装置将姜种输送至种沟，完成播种作业，皮带式播种装置的结构简单，整体重量小，通过设置的姜种保持机构，使工作人员在放置姜种时，有利于保持姜芽的朝向一致。

作为优化，所述姜种保持机构包括与输送带固接的底板，以及竖直固接在底板上的两侧板，两侧板的间距沿输送带旋转方向减小。本优化方案的姜种保持机构结构简单，利用两侧板形成梯形，适应不同大小的姜种放置，通用性较强。

作为优化，支架上固接有分别位于输送带两侧的护板。本优化方案通过设置护板，避免姜种从两侧掉落。

作为优化，两皮带辊分别为皮带辊ⅰ和皮带辊ⅱ，皮带辊ⅰ连接传动装置，皮带辊ⅱ通过张紧机构安装在支架上。本优化方案通过设置张紧机构调整皮带辊ⅱ与皮带辊ⅰ之间的距离，满足不同株距播种的张紧要求，播种株距较大时，输送带上的姜种数量小，播种株距较小时，输送带上的姜种数量大，从而可以根据实际播种情况进行输送带的张紧。

作为优化，所述张紧机构包括固接在皮带辊ⅱ的辊轴上且分别位于输送带两侧的张紧螺母，以及沿张紧方向穿设在支架上且与张紧螺母连接的张紧螺栓。本优化方案的张紧机构简单，适合小型机械使用，通过转动张紧螺栓即可改变皮带辊ⅱ与皮带辊ⅰ之间的距离，操作十分方便。

作为优化，总架的一侧固接有支撑板ⅰ，另一侧固接有沿横向延伸的连接杆ⅱ，连接杆ⅱ所在侧的总架上通过横轴铰接有支撑板ⅱ；支撑板ⅰ上开设弧形槽，弧形槽的圆心位于连接杆ⅱ的轴线上，支撑板ⅱ上开设有竖向长孔，竖向长孔内穿设有连接轴，连接轴上固接有与连接杆ⅱ转动连接的连接板；支架上固接有沿横向延伸的连接杆ⅰ，连接杆ⅰ的一端延伸至弧形槽中，另一端与连接板固接。本优化方案的设置，使支架整体可以绕连接杆ⅱ的轴线转动，实现皮带式播种装置倾斜角度的调整，在播种时，使连接杆ⅰ转至弧形槽最下端，皮带式播种装置的输出端靠近种沟，播种结束后或者换行搬动设备时，将皮带式播种装置的输出端向上转动，以方便对整机的移动。

作为优化，所述传动装置包括安装在皮带辊的辊轴上的从动轮、与所述从动轮传动连接的中间轮ⅰ，以及与自行走机构传动连接的中间轮ⅱ，中间轮ⅰ安装在连接杆ⅰ上，中间轮ⅱ安装在连接杆ⅱ上，中间轮ⅱ上同轴固接有主动齿轮，中间轮ⅰ上同轴固接有与主动齿轮啮合的换向齿轮。本优化方案由自行走机构带动皮带式播种装置的输送带转动，减少了驱动数量，减轻了整机重量，利用齿轮的啮合传动，使输送带的转向与设备行走方向相反，更利于提高播种效率。

作为优化，连接轴上设有外螺纹，且连接轴通过设置在外螺纹处的紧固螺母与支撑板ⅱ固定连接。本优化方案的连接轴通过紧固螺母与支撑板ⅱ固定连接，方便拧动紧固螺母对支架进行转动，缩短了换行占用时间。

作为优化，所述自行走机构包括驱动轮、位于驱动轮前方的驱动限深轮和驱动所述驱动轮转动的动力装置，驱动限深轮的轮轴上安装有与传动装置传动连接的主动轮。本优化方案的自行走机构通过动力装置提供行走动力，通过驱动限深轮与土壤摩擦转动带动主动轮转动，从而通过传动装置带动皮带式播种装置的输送带转动，实现了设备移动和输送播种的同步进行，在设备停止前进时，输送带停止转动，避免造成姜种损伤和浪费。

本方案还提供一种使用上述自走式精准大姜播种机的播种方法，包括如下步骤：

（1）开沟起垄：播种之前，使用开沟起垄机进行开沟，并将垄面压实，便于放置大姜播种机；

（2）人工投放：调节姜种保持机构在输送带上的个数，实现大姜株距的调节；启动自行走机构，带动大姜播种机运行，工作人员把姜种按照姜芽朝向一致的原则依次摆放至姜种保持机构中，带有姜芽的一端朝上，防止姜种保持机构损伤姜芽；

（3）循环投放：在动力装置的作用下，播种机向前运行，驱动限深轮与土壤摩擦转动，通过传动装置带动皮带式播种装置运转，当姜种保持机构运转到最底端时，姜种在重力的作用下以姜芽朝向一致的方式落入土中，完成投中作业；

（4）人工覆土：播种完成后，人工使用工具将垄上的湿土覆盖到姜种上，完成覆土作业；

（5）换行播种：完成本行的播种后，把皮带式播种装置使用挂钩固定到总架架上，把机器抬至待播种的垄上，放下挂钩上的皮带式播种装置，进行播种。

本发明的有益效果为：通过设计的姜种保持机构实现姜种姿态的固定，克服大姜机械化播种时姜芽易损伤，朝向不一致的难题；利用驱动限深轮带动输送带转动，保证了整机移动和姜种输送的同步性，田间操作使用灵活，整机结构紧凑轻便，适合小田块作业，播种株距均匀一致，便于后期的机械化收获作业。

附图说明

图1是自走式精准大姜播种机整机结构图；

图2是自走式精准大姜播种机整机侧视图；

图3是支撑板局部视图；

图4是动力装置结构图；

图5是皮带式播种装置结构图；

图6是张紧机构结构图；

图7是传动装置结构图；

图8是姜种保持机构局部结构图；

图中所示：

1、动力装置，2、驱动轮，3、驱动限深轮，4、扶正装置，5、传动装置，6、皮带式播种装置，7、总架，8、座椅，9、操纵杆ⅰ，10、姜种箱盛放装置，11、操纵杆ⅱ，12、支撑架，13、操纵杆ⅲ，14、支撑板ⅰ，15、连接杆ⅰ，16、支撑板ⅱ，17、连接杆ⅱ，101、发动机，102、皮带轮ⅰ，103、张紧轮ⅰ，104、皮带轮ⅱ，105、变速箱，106、动力输入轴，107、v型皮带，201、护板ⅰ，202、姜种保持机构，203、u型槽钢，204、护板ⅱ，205、张紧机构，206、皮带辊ⅰ，207、皮带辊ⅱ，208、输送带，301、张紧螺栓，302、张紧螺母，401、从动轮，402、链条ⅱ，403、中间轮ⅱ，404、链条ⅰ，405、主动轮，406、张紧轮ⅱ，407、主动齿轮，408、换向齿轮，409、中间轮ⅰ。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1和2所示一种自走式精准大姜播种机，包括安装有自行走机构的总架7和安装在总架上的皮带式播种装置6，以及安装在总架7前方的扶正装置4，当播种时，扶正装置4上的扶正轮位于两个垄之间的种沟中，保证播种机能够沿着种沟向前行进，避免方向偏斜，扶正装置的结构可采用现有技术。皮带式播种装置6倾斜设置，输入端高于输出端，沿整机移动方向上，输入端位于输出端的前方，且输出端延伸至种沟，以免姜种掉落时损伤。

自行走机构包括驱动轮2、位于驱动轮前方的驱动限深轮3和驱动所述驱动轮转动的动力装置1，驱动限深轮的轮轴上安装有与传动装置传动连接的主动轮405。动力装置1包括主框架、发动机101、皮带轮ⅰ102、皮带轮ⅱ104、行走装置、张紧轮ⅰ103、动力输入轴、v型皮带和支撑架12，主框架与总架固定连接，用于支撑固定发动机101和变速箱105；发动机101为小型汽油发动机，固定在主框架的上方；发动机101输出轴上的皮带轮ⅰ102通过两根v型皮带107驱动行走装置动力输入轴106上的皮带轮ⅱ104转动；张紧轮ⅰ103控制两根v型皮带107的张紧，当向上拉动操纵杆ⅰ9时，张紧轮ⅰ使皮带拉紧，此时发动机101输出轴上的皮带轮ⅰ102带动行走装置动力输入轴上的v型皮带107轮转动，带动行走装置的运转，当向下推动操纵杆ⅰ9时，张紧轮ⅰ远离v型皮带107，发动机101产生的动力无法传递给行走装置，此时播种机停止工作，操纵杆ⅰ9与张紧轮ⅰ的连接采用现有技术。行走装置包括动力输入轴106、变速箱105、驱动轴、操纵杆ⅱ11和操纵杆ⅲ13，变速箱由动力输入轴接受发动机的动力，经过变速箱的变速之后，动力由驱动轴输出；行走装置通过支撑架12固定在支架的下方，操纵杆ⅱ11用于控制行走装置驱动轴的转动方向，从而实现大姜播种机行走方向的控制，其中操纵杆ⅱ11包括前进挡、空挡和后退挡；操纵杆ⅲ13用于控制行走装置驱动轴输出动力的大小，从而实现大姜播种机行走速度的控制，其中操纵杆ⅲ13包括快档、空挡和慢挡；驱动轮2安装行走装置下端的驱动轴上，用于驱动大姜播种机的前进和后退；驱动限深轮3安装在播种机的前端、总架7的下部，用于驱动皮带式播种装置6的转动。

皮带式播种装置6包括安装在总架上的支架、转动连接在支架上的两皮带辊，以及连接两皮带辊的输送带208，其中一皮带辊连接传动装置5，支架上固接有分别位于输送带两侧的护板。支架的下端设有挂钩，总架上设有与挂钩适配的挂环，转动支架后，将挂钩挂设在挂环中，避免支架自行转动，方便整机搬动。本实施例的两皮带辊分别为皮带辊ⅰ206和皮带辊ⅱ207，皮带辊ⅰ连接传动装置，皮带辊ⅱ通过张紧机构安装在支架上。输送带两侧的护板分别为护板ⅰ201、护板ⅱ204。为了简化结构，降低整机重量，本实施例的支架包括开口朝上的u型槽钢203、护板ⅰ201和护板ⅱ204，u型槽钢203、护板ⅰ201和护板ⅱ204焊接为一体，u型槽钢203的底部焊接连接杆ⅰ15，皮带辊ⅰ206通过两个轴承座固定在支架一端的护板ⅰ201上；皮带辊ⅱ207通过张紧机构205固定在支架的另外一端护板ⅱ204；输送带208缠绕在两个皮带辊上。输送带的上表面低于u型槽钢的上边缘，护板ⅰ201和护板ⅱ204分别固接在u型槽钢的两端，利用槽钢侧板和两护板共同对姜种形成防护，避免姜种掉落。

输送带的输送面上设有沿周向均匀分布的若干姜种保持机构202，姜种保持机构202包括与输送带通过螺栓固接的底板，以及竖直固接在底板上的两侧板，两侧板的间距沿输送带旋转方向逐渐减小，呈等腰梯形。

如图5所示，张紧机构205固定在支架的护板ⅱ204两侧，对称分布，具体的如图6所示，张紧机构包括固接在皮带辊ⅱ的辊轴上且分别位于输送带两侧的张紧螺母302，以及沿张紧方向穿设在支架上且与张紧螺母连接的张紧螺栓301，张紧螺母302焊接在皮带辊ⅱ207的辊轴上，张紧螺栓301穿过焊接在护板ⅱ204上的支板并穿至张紧螺母302，与张紧螺母紧固；通过调节张紧螺栓301在张紧螺母302的长度实现两个皮带辊之间距离的调节，进而使输送带208张紧。

总架7上还设有姜种箱盛放装置10和座椅8；姜种箱盛放装置10位于总架两侧，对称分布，便于放置姜种箱后人工取种，座椅用于减轻工作人员劳动强度。

总架的一侧焊接有支撑板ⅰ14，另一侧固接有沿横向延伸的连接杆ⅱ17，连接杆ⅱ所在侧的总架上通过横轴铰接有支撑板ⅱ16；支撑板ⅰ14为扇形板，支撑板ⅰ14上开设弧形槽，弧形槽的圆心位于连接杆ⅱ17的轴线上，支撑板ⅱ上开设有竖向长孔，竖向长孔内穿设有连接轴，连接轴上固接有与连接杆ⅱ转动连接的连接板；支架上固接有沿横向延伸的连接杆ⅰ15，连接杆ⅰ15的一端延伸至弧形槽中，另一端与连接板固接。连接杆ⅱ水平设置，且垂直于整机移动方向，连接杆ⅰ与连接杆ⅱ平行。连接轴上设有外螺纹，且连接轴通过设置在外螺纹处的紧固螺母与支撑板ⅱ固定连接，紧固螺母为蝶型螺母，更方便拧动操作。

传动装置5安装在总架7前方的一侧，包括安装在皮带辊的辊轴上的从动轮401、与所述从动轮传动连接的中间轮ⅰ409，以及与自行走机构传动连接的中间轮ⅱ403，中间轮ⅰ409安装在连接杆ⅰ上，中间轮ⅱ403安装在连接杆ⅱ上，中间轮ⅱ上同轴固接有主动齿轮407，中间轮ⅰ上同轴固接有与主动齿轮啮合的换向齿轮408。

具体的，本实施例中的从动轮401、中间轮ⅰ409、中间轮ⅱ403和主动轮405均为链轮，从动轮401与中间轮ⅰ409通过链条ⅱ402传动连接，主动轮405与中间轮ⅱ403通过链条ⅰ404传动连接。主动轮405安装在驱动限深轮3的轮轴上，与驱动限深轮3同步转动；中间轮ⅱ403和主动轮405位于同一平面，且通过链条ⅰ进行连接；总架上安装有张紧轮ⅱ406，张紧轮ⅱ406位于链条ⅰ外侧且与链条ⅰ啮合，用于张紧链条ⅰ且防止链条ⅰ触碰到总架；中间轮ⅱ403和主动齿轮407焊接在一起并同轴安装在连接杆ⅱ17上；主动齿轮407与换向齿轮408处于同一水平面，两者之间啮合传动；换向齿轮408和中间轮ⅰ409焊接在一起并同轴安装在连接杆ⅰ15上；中间轮ⅰ409和从动轮401位于同一平面，从动轮401作为皮带式播种装置6的驱动轮，完成姜种的循环输送工作；主动轮405随驱动限深轮3一起转动，通过链条ⅰ403带动中间轮ⅱ403转动，进而带动同轴安装的主动齿轮407转动，通过齿轮间的啮合使换向齿轮408的转向与驱动限深轮3方向相反，与换向齿轮408同轴安装的中间轮ⅰ409通过链条ⅱ402带动从动轮401转动实现皮带式播种装置6与驱动限深轮3的反向运行。

本实施例播种机的工作过程如下：

作业前，首先将盛有姜种的姜种箱放至姜种箱盛放装置上，把播种机般运至已开好种沟的垄上，皮带式播种装置和扶正轮位于两个垄之间的种沟中，此时皮带式播种装置的下端通过挂钩悬挂在动力装置的支架上，便于机器的移动。开始作业时，松开皮带式播种装置的挂钩，焊接在皮带式播种装置底部的连杆ⅰ滑落至扇形板弧形槽的最下端，此时皮带式播种装置的底端贴近种沟的土壤，便于完成播种作业。启动汽油发动机，带动驱动轮转动，播种机向前运行，驱动限深轮通过传动机构带动皮带式播种装置运转，座椅上的工作人员把种箱中姜种按照朝向摆放到皮带式播种装置的姜种保持机构中，当姜种保持机构运转到皮带式播种装置的最底端时，姜种随之滑落土中，以姜芽朝向一致的方式落入种沟，完成播种作业。

使用本实施例自走式精准大姜播种机的播种方法，包括如下步骤：

1、开沟起垄：播种之前，使用开沟起垄机进行开沟，并将垄面压实，便于放置大姜播种机；

2、人工投放：调节姜种保持机构在输送带上的个数，实现大姜株距的调节；启动自行走机构的汽油发动机，带动大姜播种机运行，座椅上的工作人员把种箱中的姜种按照姜芽朝向一致的原则依次摆放至姜种保持机构中，带有姜芽的一端朝上，防止姜种保持机构损伤姜芽；

3、循环投放：在动力装置的作用下，播种机向前运行，驱动限深轮与土壤摩擦转动，通过传动装置带动皮带式播种装置运转，当姜种保持机构运转到最底端时，姜种在重力的作用下以姜芽朝向一致的方式落入土中，完成投中作业；

4、人工覆土：播种完成后，人工使用工具将垄上的湿土覆盖到姜种上，完成覆土作业；

5、换行播种：完成本行的播种后，把皮带式播种装置使用挂钩固定到总架架上，把机器抬至待播种的垄上，放下挂钩上的皮带式播种装置，进行播种。

本发明通过设计的姜种保持机构实现姜种姿态的固定，克服大姜机械化播种时姜芽易损伤，姜芽朝向不一致的难题。研究创新了自走式精准大姜播种机，方便结构紧凑布置，适合小体积制作，田间操作使用精准、灵活，适用于小田块作业，播种株距均匀一致，便于后期的机械化收获作业。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。