一種大蒜播種設備及其設計方法與流程
2023-05-14 00:50:11 5
本發明涉及農業機械化裝置及其設計方法技術領域，特別涉及一種大蒜播種設備及其設計方法。
背景技術：
大蒜具有營養保健及防病治病的功效：一是防病功效明顯。祖國醫學認為，大蒜性溫味辛辣，入脾、胃、肺經，具有行氣滯、暖脾胃的功效，用於治療飲食積滯、脘腹冷痛、洩瀉痢疾等。現代中西醫結合的臨床實踐證明，大蒜有消炎、殺菌、止瀉、利尿、降壓、祛痰、防癌等作用；三是殺菌效果好。據藥理分析，大蒜含有一種植物殺菌素，名叫「大蒜素」，
以紫皮蒜和獨頭蒜含量高，白皮蒜、馬牙蒜次之。大蒜素有十分強烈的殺菌能力，對葡萄球菌、痢疾桿菌、霍亂弧菌、大腸桿菌、傷寒桿菌、炭疽桿菌、黴菌、腦膜炎雙球菌、肺炎雙球菌、金黃色葡萄球菌、結核桿菌、白喉桿菌均有殺滅作用。
調查發現，大蒜中含有巰基化合物，抑制一類代謝酶活性，可抑制殺滅胃內細菌(幽門螺旋桿菌)，減少胃黏膜細胞炎性反應。大蒜有溶解體內瘀血的作用，可用於防止血栓形成、減少心腦血管栓塞。大蒜中含有微量元素硒和碘，硒和碘均有預防癌症的作用，大蒜中含有一種「配糖體」，
它有降壓效果。同時多吃大蒜還能預防前列腺疾病；此外，食用大蒜能刺激胃液分泌，增進食慾。
近年來，我國大蒜種植面積基本穩定在1170萬畝。2015/16年度種植面積約為1173萬畝。2016年大蒜單產約為1450公斤/畝，總產量約為1701萬噸。長期以來″大蒜的播種″都是大蒜生產中最為關鍵的一環，俗話說″種好收一半″，由此可見播種對生產的重要性。由於科學技術和工業製造業的迅速發展，播種的方式及工具也發生了翻天覆地的變化，大蒜作業由最初的刀耕火種依靠人工作業一步一步發展成撒播、條播、普通穴播、精密播種等結構形式眾多的現代化機械作業。
我國耕種面積大，近年來，隨著改革發展的腳步，新農村建設下的止地種植規劃也由過去的分散化種植轉向集中化、規模化發展，作業不再依靠勞動力和畜力，農業機械得到大力發展。進入21世紀，大量的農村勞動力為迅速提高自身的生活水平，紛紛湧入城市或轉向非農產業，在農村，由於勞動力數量不斷減少，勞動力整體素質成結構性下降，無法滿足現代農業生產的用人需求。隨著生產模式的轉變，對大型農業機械的需求也越發迫切。
我國從20世紀90年代開始大蒜播種機的開發和研究以來，至今沒有得到全面的推廣應用。原因一方面人們對傳統大蒜種植方式的習慣和對大蒜機械播種技術的認識了解不夠深入；另一方面是實現大蒜播種機械化的關鍵機具-精密播種機的機具性能不完善以及實現精密播種相應的配套環節不健全。
雖然市場上出現一些大蒜播種裝置，但現有的大蒜播種裝置機械化程度低，工作時依然需要較強的勞動，還有現有大蒜擺種設備存在播種效率低、播種不均勻等問題。因此，認識當前大蒜播種機械化的研究現狀，開發和研製符合農藝要求的大蒜播種機械，例如：播種機的主導因素，作為目前常用排種驅動裝置地輪機構其性能對實現精密播種非常重要等問題，對推動大蒜播種機械化技術的發展和指導實際生產具有重要的現實意義。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於，提供了一種大蒜播種機，解決了現有技術中存在的問題。通過設計機架、旋耕裝置、鎮壓裝置、換向下栽裝置和鎮壓驅動裝置，實現耕地、壓土、取種、換向、下栽和鎮壓土地整個播種的所有工作，集成化高、機械化程度高、生產效率高；通過設計旋耕裝置，實現通過農用機械為旋耕裝置提供動力輸出，進行耕地。具有正芽率高、機械化程度高、播種效率高等優點。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種大蒜播種設備，包括機架；所述機架自前向後依次設有耙齒開溝裝置，壓地裝置，播種裝置、驅動地輪裝置、整機減震裝置和取種裝置。
所述驅動地輪裝置優選通過鏈輪鏈條傳動、履帶傳動或者齒輪傳動方式與取種裝置連接；通過機架、驅動地輪裝置、耙齒開溝裝置和取種裝置，實現依靠驅動地輪裝置為取種裝置提供動力。
所述耙齒開溝裝置優選用於對土地進行開溝，所述取種裝置從種箱中取種，經換向後，由播種裝置中設置的下載器插入耙齒開溝裝置開好的溝內，實現大蒜播種種植。
所述機架優選前端設有掛載支架，用於與農用機械設備連接。
所述機架前端優選不設置任何擋板類裝置；所述耙齒開溝裝置後設置的壓地裝置，用於將開溝後不平整的土地初步壓實壓平，在初步壓實壓平的土地推開插播。
所述整機減震裝置，優選設置在第二從動取種支架上端，通過連接杆進一步設置有4個，5個，6個，7個，8個，9個，10個，11個，12個或14個減震彈簧，安裝在第二取種支架上。
所述導種槽的下端優選和正種裝置相連，正種裝置的下端與播種裝置相連；所述正種裝置和位於其下端的，與其相連的播種裝置共同構成了本發明大蒜播種設備中的換向下載系統。
為解決上述技術問題，本發明還提供了一種如前述任一項所述大蒜播種設備的設計方法，包括以下步驟：所述大蒜播種設備的行走裝置應適應野外環境的條件，同時，還需要滿足以下幾方面：
1)行走阻力小，滑轉或滑移率小，能發揮足夠的土壤推力或工作力矩；
2)下限量淺，不擁泥，具有良好的通過能力；
3)轉向靈活方便，具有一定的越埂過溝能力，並滿足不同工況的速度要求；
4)無論在移動或固定狀態，都應使機具具有良好的穩定性。
為解決上述技術問題，本發明另提供了一種所述大蒜播種設備的設計方法設計的大蒜播種設備從動地輪，所述從動地輪設有3～12排防滑齒；每排防滑齒為環繞地輪直徑一周均勻間距的4～12根防滑齒。
每根防滑齒的齒根一端優選設有螺紋，並在防滑齒上焊接一個螺母，便於用扳手調節伸出的齒的長度，從而能夠通過調節防滑齒旋入驅動地輪裝置的長度來調節防滑齒露在輪輞外的長度。
本發明有益效果包括：本發明大蒜播種設備，通過設計機架、旋耕裝置、鎮壓裝置、換向下栽裝置和鎮壓驅動裝置，實現耕地、壓土、取種、換向、下栽和鎮壓土地整個播種的所有工作，集成化高、機械化程度高、生產效率高；通過設計旋耕裝置，實現通過農用機械為旋耕裝置提供動力輸出，進行耕地；通過設計鎮壓驅動裝置，使其對播種後的土地進行鎮壓的同時，通過鎮壓驅動輪的轉動和鏈輪鏈條傳動的方式為取種裝置和換向下栽裝置提供動力，合理分配動力，減輕農業機械動力輸出；通過設計取種裝置，可以實現快速準確的從種箱內取種，第一從動取種支架和第二從動取種支架分別與第一取種從動鏈輪和第二取種從動鏈輪配合，將取種勺上多餘的蒜種去除，只允許單頭蒜種通過，下栽器運轉到下端時，在下栽器打開盤的作用下下栽器逐漸打開，將種子落在土地裡，實現播種。
附圖說明
如圖1所示，為本發明實施例所述大蒜播種設備結構圖；
如圖2所示，為本發明實施例所述大蒜播種設備立體圖；
如圖3所示為本發明實施例所述大蒜播種設備的播種裝置的局部細節圖；
如圖4所示，為本發明實施例所述正種裝置結構圖；
如圖5所示，為本發明實施例所述正種裝置側視圖；
如圖6所示，為本發明實施例所示的一種防滑驅動齒的結構圖。
具體實施方式
下面結合實施例詳述本發明。為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明並不局限於這些實施例。
如圖1所示，為本發明實施例所述大蒜播種設備結構圖。其中，本發明大蒜播種設備，包括機架101，機架101自前向後依次設有耙齒開溝裝置104，壓地裝置108，播種裝置102、驅動地輪裝置103、整機減震裝置107，和取種裝置105。
驅動地輪裝置103通過鏈輪鏈條傳動或者履帶傳動、齒輪傳動方式與取種裝置105連接。通過機架101、驅動地輪裝置103、耙齒開溝裝置104和取種裝置105，實現依靠驅動地輪裝置103為取種裝置105提供動力。
如圖2所示，為本發明實施例所述大蒜播種設備立體圖；
如圖3所示為本發明實施例所述大蒜播種設備的播種裝置102的局部細節圖。其中，耙齒開溝裝置104用於對土地進行開溝，取種裝置105從種箱520中取種，經第一取種從動鏈輪506、第二取種從動鏈輪512和第三取種從動鏈輪515換向後，由播種裝置102中設置的下載器530插入耙齒開溝裝置104開好的溝內，從而實現大蒜播種種植。本發明的大蒜擺種機機械化程度高、播種均勻、生產效率高。
機架101前端設有掛載支架106，便於與農用機械設備連接，方便快捷。
本發明機架101前端不設置任何擋板擋板，本發明耙齒開溝裝置104後設置的壓地裝置108，有利於將開溝後不平整的土地略微壓實壓平，在略微壓實壓平的土地推開插播。
驅動地輪裝置103包括設置在機架101下方的驅動轉軸，驅動轉軸一端設有第一取種傳動鏈輪，驅動轉軸上設有驅動地輪，驅動地輪上設有若干防滑驅動齒301，防滑驅動齒301的設計有效避免驅動地輪因打滑導致的取種裝置動力不足，以及播種不均勻。
取種裝置105包括固定在機架101上的取種主動軸，取種主動軸兩端分別設有第二取種傳動鏈輪，第二取種傳動鏈輪通過取種傳動鏈條與第一取種傳動鏈輪連接，取種主動軸中部間隔設有若干取種主動鏈輪，機架101設有取種支架，取種主動軸正上方的取種支架上設有第一取種支架，第一取種支架上設有若干第一取種從動支架，第一取種從動支架上端與第一取種支架連接，下端安裝有第一取種從動軸，第一取種從動軸上設有與取種主動鏈輪配合的第一取種從動鏈輪，取種支架上設有第二取種支架，第二取種支架上設有若干第二從動取種支架。
本發明的整機減震裝置107，是設置在第二從動取種支架上端，通過連接杆和4個，6個，8個，10個，12個或14個減震彈簧525，安裝在第二取種支架上。
第二從動取種支架下端設有第二取種從動軸，第二取種從動軸上設有第二取種從動鏈輪，第二取種支架前方的取種支架上設有第三取種支架，第三取種支架上設有若干第三取種從動支架，第三取種從動支架上端與第三取種支架連接，下端安裝有第三取種從動軸，第三取種從動軸上設有第三取種從動鏈輪，取種主動鏈輪、第一取種從動鏈輪、第二取種從動鏈輪和第三取種從動鏈輪上安裝有取種鏈條，取種鏈條上等間距設有若干取種勺，第三取種從動鏈輪和取種主動鏈輪之間的取種鏈條下方傾斜設有導種槽，取種支架後方設有與取種鏈條配合的種箱，導種槽下端與耙齒開溝裝置104，通過取種裝置103實現快速準確的從種箱內取種。
經第一取種從動鏈輪、第二取種從動鏈輪和第三取種從動鏈輪換向後將大蒜落入導種槽內，第一從動取種支架和第二從動取種支架分別與第一取種從動鏈輪和第二取種從動鏈輪配合，將取種勺上多餘的蒜種去除，只允許單頭蒜種通過，多餘掉落的蒜種回收到種箱內，實現對蒜種的去重。
導種槽的下端和正種裝置相連，正種裝置的下端與播種裝置102相連。正種裝置和位於其下端的，與其相連的播種裝置102共同構成了本發明大蒜播種設備中的換向下載系統。
如圖4所示，為本發明實施例所述正種裝置結構圖；
如圖5所示，為本發明實施例所述正種裝置側視圖。本發明正種裝置用於將蒜種的牙尖部分不為上的蒜種位置擺正為蒜種的牙尖位置為上。
本發明換向下栽系統，包括設置在機架101底部的下栽裝置，下栽裝置包括橫向設置在機架101上的下栽主動軸，下栽主動軸兩端分別設有第二下栽傳動鏈輪，下栽主動軸上等間距設有若干下栽盤，最外側的下栽盤與第二下栽傳動鏈輪之間的下栽主動軸上設有第一取種傳動鏈輪，第一取種傳動鏈輪與第二取種傳動鏈輪通過取種傳動鏈條連接，下栽盤上沿圓周方向橫向設有若干下載器安裝軸，相鄰兩下栽盤之間的下載器安裝軸上間隔設有兩個下栽器，兩下栽器之間連接有壓軸，壓軸中間設有壓輪，兩下栽轉盤之間的下栽主動軸上設有下載器打開盤，下載器打開盤與壓輪配合，機架101上還設有與下栽器配合的換向器，換向器位於導種槽末端，通過設計換向下栽裝置104，使其與取種裝置106配合，實現將種子落在換向器內，下栽器轉動過程中推動換向器打開，種子落在下栽器內，下栽器運轉到下端時，在下栽器打開盤的作用下下栽器逐漸打開，將大蒜種子落在土地裡，實現播種。
正種裝置包括換向固定座4111，換向固定座4111上設有通孔4112，通孔4112上方的換向固定座4111上設有導向筒4113，通孔4112下方的換向固定座4111上設有鴨嘴狀a部件4114和鴨嘴狀b部件4115，鴨嘴狀a部件4114垂直固定在換向固定座4111上，鴨嘴狀b部件4115轉動設置在換向固定座4111上，鴨嘴狀b部件4115與換向固定座4111之間設有第一復位彈簧4116，鴨嘴狀b部件4115長度大於鴨嘴狀a部件4114長度，鴨嘴狀a部件4114和鴨嘴狀b部件4115閉合時之間設有間隙4117，實現大蒜種子落入換向器內，如大蒜種子正芽落入，則下栽器推動鴨嘴狀b部件4115轉動，直接落入下栽器內，實現正芽下栽，若干大蒜種子芽朝下，大蒜種子落入換向器內時，由於鴨嘴狀a部件4114和鴨嘴狀b部件4115之間設有間隙4117，則大蒜種子芽端的蒜皮會經間隙4117漏出，當下栽器的推板4076推動鴨嘴狀b部件4115下方時，推板4076與鴨嘴狀b部件4115之間漏出的蒜皮被擠壓住，隨著鴨嘴狀b部件4115逐漸打開，大蒜種子的根就會下落，從而實現換向，進而實現大蒜種子正芽播種。
下栽器包括下栽固定座4071，下栽固定座4071一端設有與下栽器安裝軸配合的圓弧形凹槽4072，另一端轉動連接鴨嘴狀d部件4073，下栽固定座4071安裝鴨嘴狀d部件4073的一端底部設有鴨嘴狀c部件4074，鴨嘴狀d部件4073與下栽固定座4071之間設有第二復位彈簧4075，下栽固定座上端還設有推動鴨嘴狀b部件4115的推板4076，鴨嘴狀d部件4073上端一側設有壓軸安裝孔4077，兩個鴨嘴狀d部件4073的壓軸安裝孔4077上安裝有壓軸，下栽器與換向器配合實現將大蒜種子換向，下栽器在下栽器打開盤的作用下，使其在運行到下端時逐漸打開，實現播種。
下栽器530打開盤外邊緣設有若干弧形槽4101，弧形槽4101與壓輪配合轉動鴨嘴狀d部件4073，下栽器繞下栽主動軸轉動的同時，繞下栽器安裝軸自傳，這樣一來下栽器運轉過程中就會與下栽器打開盤做相近相離運動，弧形槽4101的設計正是充分利用上述特點，使得下栽器運行到底部時才打開，從而將下栽器內的大蒜種子落入土地中，實現播種。
耙齒開溝器104一後橫向錯位交替設置在機架101下端，開溝更加合理。種箱519下端設有若干與取種勺517配合的種箱漏鬥520，便於取種勺517快速準確的取種。
如圖6所示，為本發明實施例所示的一種防滑驅動齒的結構圖。其中，防滑驅動齒301包括：齒根601，齒帽602，齒身603，尺頭604。
本發明設置的大蒜播種設備的行走裝置應適應野外環境的條件，同時，還需要滿足以下幾方面：
1)行走阻力小，滑轉或滑移率小，能發揮足夠的土壤推力或工作力矩。
2)下限量淺，不擁泥，具有良好的通過能力。
3)轉向靈活方便，具有一定的越埂過溝能力，並滿足不同工況的速度要求。
4)無論在移動或固定狀態，都應使機具具有良好的穩定性。
輪子按種類不同可分為主動輪和從動輪兩類。主動輪通過傳動系統從動力系統獲得扭矩轉動，而從動輪輪軸受機體推力，且藉助輪緣和土壤間的相互作用才可以轉動。從動輪主要起支撐作用，有時兼有導向作用。而農業機械的從動輪，有時還輸出扭矩，帶動其他工作部件，比如播種機構的地輪，除起支撐機體作用外，還帶動排種肥機構。在保護性耕作地表覆有至少5～20％保護性生物廢料的情況下，地輪的打滑不可避免。地輪的打滑會造成漏種，導致出苗率較低，影響產量，所以，設計一套防滑地輪機構對於提高播種機構的性能與提高作物產量具有重要意義。
將防滑齒的齒根601一端攻螺紋，並在防滑齒上焊接一個螺母602，便於用扳手調節伸出的齒的長度，從而可以通過調節防滑齒旋入驅動地輪裝置的長度來調節防滑齒露在輪輞外的長度。另外，為了使防滑齒容易入土，把防滑齒的一端尺頭604做成尖端，可提高防滑齒的入土能力。
在地輪的設計過程中，主要考慮四個問題：地輪直徑、地輪寬度、地輪型式及輪輞上孔布局。此外，還要考慮地輪輪輞的厚度等。
地輪在拖拉機的牽引下向前運動，此時地輪作為主動輪帶動播種設備播種，所以地輪的直徑直接關係到地輪驅動力矩的大小，一般地輪的直徑大於350mm。同時還要考慮地輪的尺寸與整機的關係。在本發明實施例中為了增加其轉動力矩，將地輪的直徑設為350～800mm，優選500～700mm。地輪的寬度為800～2200mm，優選1200～1800mm。
本發明的工作過程：
本申請的大蒜擺種機通過掛載支架直接與農用機械設備掛載，農用機械設備拖動本申請的大蒜擺種機工作時，驅動地輪轉動，驅動地輪轉動帶動第一取種傳動鏈輪轉動，第一取種傳動鏈輪通過取種傳動鏈條帶動第二取種傳動鏈輪轉動，第二取種傳動鏈輪帶動取種主動軸轉動，取種主動軸通過取種鏈條帶動第一取種從動鏈輪、第二取種從動鏈輪和第三取種從動鏈輪轉動，進而實現取種鏈條上的取種勺從種箱中取種，然後經第一取種從動鏈輪、第二取種從動鏈輪和第三取種從動鏈輪逐步換向，實現將取種勺上大蒜種子落在導種槽內。
本發明的整機減震裝置，是設置在第二從動取種支架上端，通過連接杆和4個，6個，8個，10個，12個或14個減震彈簧，安裝在第二取種支架上。
本發明換向下栽系統，包括設置在機架底部的下栽裝置，下栽裝置包括橫向設置在機架上的下栽主動軸，下栽主動軸兩端分別設有第二下栽傳動鏈輪，下栽主動軸上等間距設有若干下栽盤，最外側的下栽盤與第二下栽傳動鏈輪之間的下栽主動軸上設有第一取種傳動鏈輪，第一取種傳動鏈輪與第二取種傳動鏈輪通過取種傳動鏈條連接，下栽盤上沿圓周方向橫向設有若干下載器安裝軸，相鄰兩下栽盤之間的下載器安裝軸上間隔設有兩個下栽器，兩下栽器之間連接有壓軸，壓軸中間設有壓輪，兩下栽轉盤之間的下栽主動軸上設有下載器打開盤，下載器打開盤與壓輪配合，機架上還設有與下栽器配合的換向器，換向器位於導種槽末端，通過設計換向下栽裝置，使其與取種裝置配合，實現將種子落在換向器內，下栽器轉動過程中推動換向器打開，種子落在下栽器內，下栽器運轉到下端時，在下栽器打開盤的作用下下栽器逐漸打開，將大蒜種子落在土地裡，實現播種。
正種裝置包括換向固定座，換向固定座上設有通孔，通孔上方的換向固定座上設有導向筒，通孔下方的換向固定座上設有鴨嘴狀a部件和鴨嘴狀b部件，鴨嘴狀a部件垂直固定在換向固定座上，鴨嘴狀b部件轉動設置在換向固定座上，鴨嘴狀b部件與換向固定座之間設有第一復位彈簧，鴨嘴狀b部件長度大於鴨嘴狀a部件長度，鴨嘴狀a部件和鴨嘴狀b部件閉合時之間設有間隙，實現大蒜種子落入換向器內，如大蒜種子正芽落入，則下栽器推動鴨嘴狀b部件轉動，直接落入下栽器內，實現正芽下栽，若干大蒜種子芽朝下，大蒜種子落入換向器內時，由於鴨嘴狀a部件和鴨嘴狀b部件之間設有間隙，則大蒜種子芽端的蒜皮會經間隙漏出，當下栽器的推板推動鴨嘴狀b部件下方時，推板與鴨嘴狀b部件之間漏出的蒜皮被擠壓住，隨著鴨嘴狀b部件逐漸打開，大蒜種子的根就會下落，從而實現換向，進而實現大蒜種子正芽播種。
下栽器包括下栽固定座，下栽固定座一端設有與下栽器安裝軸配合的圓弧形凹槽，另一端轉動連接鴨嘴狀d部件，下栽固定座安裝鴨嘴狀d部件的一端底部設有鴨嘴狀c部件，鴨嘴狀d部件與下栽固定座之間設有第二復位彈簧，下栽固定座上端還設有推動鴨嘴狀b部件的推板，鴨嘴狀d部件上端一側設有壓軸安裝孔，兩個鴨嘴狀d部件的壓軸安裝孔上安裝有壓軸，下栽器與換向器配合實現將大蒜種子換向，下栽器在下栽器打開盤的作用下，使其在運行到下端時逐漸打開，實現播種。
下栽器打開盤外邊緣設有若干弧形槽，弧形槽與壓輪配合轉動鴨嘴狀d部件，下栽器繞下栽主動軸轉動的同時，繞下栽器安裝軸自傳，這樣一來下栽器運轉過程中就會與下栽器打開盤做相近相離運動，本發明弧形槽的設計正是充分利用上述特點，使得下栽器運行到底部時才打開，從而將下栽器內的大蒜種子落入土地中，實現播種。
耙齒開溝器一後橫向錯位交替設置在機架下端，開溝更加合理。種箱下端設有若干與取種勺配合的種箱漏鬥，便於取種勺快速準確的取種。
以上所述，僅是本發明的幾個實施例，並非對本發明做任何形式的限制，雖然本發明以較佳實施例揭示如上，然而並非用以限制本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，利用上述揭示的技術內容做出些許的變動或修飾均等同於等效實施案例，均屬於本發明技術方案保護範圍內。