本實用新型涉及農業機械中精量播種技術領域，具體屬于一種離心式小粒徑種子精量播種機。

背景技術：

油菜、蘿卜、白菜、青菜等油料、蔬菜作物的種子顆粒平均幾何粒徑在5mm以內，屬于小粒徑種子農作物范疇，傳統種植方法是采用育苗移栽或先人工溜種、撒播后間苗、定苗，工序繁多、勞動強度大、浪費種肥、經濟效益不高、生產效率低。機械化精量播種能行株距均勻、節約種子、生產效率高，是現代化農業生產發展的必然趨勢。

目前的播種機有大中型聯合作業播種機和小微型單功能播種機兩種，其中大中型聯合作業播種機具通常是以功率四十千瓦以上的四輪拖拉機為配套動力，集成有耕整地、施肥、開溝起壟、精量播種、覆土鎮壓、封閉除草等多功能模塊，可一次完成直播作業多項工序，效率高；先進的大中型播種機通常采用氣力式排種技術，以機載風泵提供氣源，以氣流為載體完成取種、護種、投種，對種子無損傷，播種精度高；但這類機具成本較高，田間作業轉彎半徑大，適合于平原地區大田塊的直播機械化，不適應于丘陵山區地帶、小地塊、科研試驗小區、設施大棚內的機械化播種。

已有的小微型單功能播種機，通常以8Kw以下的手扶式兩輪拖拉機為配套動力，采用的窩眼輪式或滾筒孔式排種器，雖然結構簡單，但對于粒徑小、重量輕、剪切強度低的小粒徑種子，易形成種子破碎率，且落種不暢易堵塞窩眼型孔、播種量難以精確控制等問題，技術水平較低。

申請號為“201010595786.8”，專利名為“一種離心集排式油菜精量排種器”的中國實用新型專利，其依靠離心力實現一器多行排種，結構簡單且不傷種，出種均勻，排種器的排量隨著轉速的增加而增加，轉速在135r/min-180r/min之間排種器的排量與內錐筒轉速近似成線性關系，通 過更換配置不同出種孔結構形式的外錐筒可實現不同作物種子的播種，通過配置不同數量出種管可實現不同行數的播種。播種機在田間作業時，播種量穩定性與排種器排種量、播種機前進速度等密切相關。傳統的播種機通過地輪驅動排種器，使排種器排種量與播種機行走速度變化保持一致，從而保證單位面積的播種量穩定；上述離心式排種器工作轉速較高，因此常采用直流電機驅動主動式排種。

申請號為“201110267140.1”，專利名為“一種離心集排式油菜籽聯合直播機”的中國實用新型專利，其排種器采用離心集排式排種器，由步進電動機驅動，并通過步進電動機控制器控制步進電動機動力輸出軸轉速，步進電動機的啟動、停止及暫停。但該播種機在作業過程中，排種器的工作轉速與播種機的前進速度快慢無關，播種機受操作人員、作業負載、地表狀態的影響，前進速度變發生變化，導致田間播種籽粒分布不均勻，最終影響作物生長發育。

技術實現要素：

為了克服上述不足本實用新型提供了一種離心式小粒徑種子精量播種機。

一種離心式小粒徑種子精量播種機，包括微耕機動力單元、掛接機構3以及排種單元，其特征在于：所述掛接機構3的一端與微耕機動力單元連接，所述掛接機構3的另一端與排種單元連接，所述掛接機構3的下方設有開溝覆土裝置，所述微耕機動力單元上設置有播種量控制單元；所述微耕機動力單元包括電啟動柴油機11和減速器25，所述減速器25的輸入端與電啟動柴油機11的輸出端相連，所述減速器25上方固定有蓄電池12，所述減速器25下方對稱設置有一對行走輪7；所述排種單元包括離心式排種器14和導種管18，所述離心式排種器14與掛接機構3的一端相連接，所述離心式排種器14下方安裝有電機15，所述離心式排種器14外側均勻分布有多個投種口16，所述投種口16上固定有分流器17，所述分流器17末端與導種管18的一端連接，所述導種管18的另一端與開溝覆土裝置連 接；所述開溝覆土裝置包括開溝器掛接橫梁5，所述開溝器掛接橫梁5固定于掛接機構3的下方，所述開溝器掛接橫梁5上設有多個掛接臂19，所述掛接臂19的一端固定于開溝器掛接橫梁5上，所述掛接臂19的另一端固定有導種管固定架22，所述導種管固定架22上安裝有覆土板23，所述掛接臂19的末端對稱安裝有一對開溝圓盤20，所述開溝圓盤20上安裝有圓盤刮土板21，所述導種管固定架22上固定有導種管18；所述播種量控制單元包括轉速傳感器8、轉速盤9和檢測反饋控制器13，所述轉速盤9和轉速傳感器8均固定于行走輪7的軸上，所述檢測反饋控制器13固定于減速器25上。

本實用新型具有以下有益效果：

1、機械離心式集中排種，排種系統結構簡單，排種過程中種子不承受剪切力作用，不易發生破損，堵塞情況；

2、通過對拖拉機的前進速度實時監測，建立反饋信號，控制排種器驅動電機的電樞電壓，從而控制排種器的工作轉速，實現排種量與播種機前進速度變化相匹配，實現播種量的精確控制；

3、以小微型手扶拖拉機為配套動力，田間作業轉彎半徑小，操作靈活，適用于丘陵山區、小地塊、科研試驗小區、設施大棚內作業。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為轉速盤示意圖；

圖3為本實用新型的播種系統結構；

圖4為離心式排種器油菜排種量與電機占空比的函數關系示意圖；

圖5為油菜播種量為430克/畝時，播種機不同作業速度的理論與試驗畝播量。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做出進一步的說明。

一種離心式小粒徑種子精量播種機，包括微耕機動力單元、掛接機構 3以及排種單元，所述掛接機構3的一端與微耕機動力單元連接，所述掛接機構3的另一端與排種單元連接，所述掛接機構3的下方設有開溝覆土裝置，所述微耕機動力單元上設置有播種量控制單元。所述微耕機動力單元包括電啟動柴油機11和減速器25，所述減速器25的輸入端與電啟動柴油機11的輸出端相連，所述減速器25上方固定有蓄電池12，所述減速器25下方對稱設置有一對行走輪7。所述排種單元包括離心式排種器14和導種管18，所述離心式排種器14與掛接機構3的一端相連接，所述離心式排種器14下方安裝有電機15，所述離心式排種器14外側均勻分布有多個投種口16，所述投種口16上固定有分流器17，所述分流器17末端與導種管18的一端連接，所述導種管18的另一端與開溝覆土裝置連接。所述開溝覆土裝置包括開溝器掛接橫梁5，所述開溝器掛接橫梁5固定于掛接機構3的下方，所述開溝器掛接橫梁5上設有多個掛接臂19，所述掛接臂19的一端固定于開溝器掛接橫梁5上，所述掛接臂19的另一端固定有導種管固定架22，所述導種管固定架22上安裝有覆土板23，所述掛接臂19的末端對稱安裝有一對開溝圓盤20，所述開溝圓盤20上安裝有圓盤刮土板21，所述導種管固定架22上固定有導種管18。所述播種量控制單元包括轉速傳感器8、轉速盤9和檢測反饋控制器13，所述播量控制單元由蓄電池12提供工作電源，所述轉速盤9和轉速傳感器8均固定于行走輪7的軸上，所述檢測反饋控制器13固定于減速器25上，所述檢測反饋控制器13用于控制電機15的轉速。所述轉速盤9的盤面周向均勻設置有多個磁鋼24。

所述離心式小粒徑種子精量播種機，其播種量控制方法包括以下步驟：

步驟001，播種機作業前檢測反饋控制器13根據設定的播種量(克/畝)，確定對應的播量系數；步驟002，作業時行走輪7帶動轉速盤9同步轉動，均布的磁鋼24依次通過轉速傳感器8，轉速傳感器8檢測到磁鋼24，向檢測反饋控制器13發送脈沖信號頻率；步驟003，檢測反饋控制器13根據脈沖信號頻率控制電機15的電樞電壓占空比，調節離心式排種器14的轉速，從而調節其排種量。

所述步驟001中確定對應的播量系數具體包括以下步驟：步驟011，利用離心式排種器14開展播量試驗，建立電機15輸入電壓占空比與播種對 象單位時間排種量(克/分鐘)的函數；步驟012，根據農藝要求播量(克/畝)、微耕機動力單元的理論作業速度(米/分鐘)和播種機作業廂寬(米)，確定要求的單位時間排種量(克/分鐘)；步驟013，確定電機15的占空比；步驟014，根據微耕機動力單元的作業理論速度(米/分鐘)、行走輪7大小(米)、轉速盤9上均布磁鋼24數量，確定播種機作業理論脈沖頻率；步驟015，根據排種器電機15占空比和理論脈沖數，確定播種機播量系數；步驟016，重復上述步驟012-步驟015，確定不同播量要求(克/畝)對應的不同播量系數，存儲于檢測反饋控制器13中。

所述步驟003中電機15占空比控制算法為：占空比＝播量系數×脈沖信號頻率。

本實施例中，播種作業對象為油菜種子，播種機作業廂面寬為2米、播種行數為6行，農藝要求畝播量在250-450克范圍內，微耕機作業理論前進速度35米/秒(2.1千米/小時)，畝理論純播種作業時間約為9.53分鐘，行走輪直徑為0.5米，轉速盤9上均布磁鋼24的數量為16，播種機前進速度檢測脈沖信號理論脈頻率為356.5次/分鐘，電機15為12V、150W的直流電機(雨田電機，5D150-12)，減速器25減速比為10，采用雨田電機5GU10K，驅動轉速范圍為0-330轉/分鐘；通過臺架試驗確定離心式排種器14的油菜排種量與電機占空比的對應關系如圖4所示，根據油菜種植畝播量要求和排種量與電機占空比對應關系，選取占空比在0.10-0.40、排種量q在14-58克/分鐘范圍區間，建立關系函數，為線性關系：p＝0.0069q+0.0058,線性擬合決定系數為0.9976，其反函數,即排種量為：q＝144.81p-0.7621。

電機15的占空比控制算法為：占空比＝播量系數×脈沖信號頻率，實現了排種器工作轉速與播種機前進速度關聯控制。

當播種量要求為250克/畝時，排種器理想排種量應為26.23克，根據占空比與排種量函數關系，確定排種器占空比應為0.1868，播種機前進速度檢測脈沖信號理論脈頻率為356.5次/分鐘，則播量系數為k＝2407×10^-4。同理可確定播種量要求為250g-450克/畝范圍內某一數值對應的播種量， 如播量要求260克/畝，播量系數為5.4438×10^-4；播種量要求270克/畝，播量系數為5.6469×10^-4……將上述應播量與播量系數存儲在控制器中。

播種作業開始前，將種子裝入離心式排種器14中，根據農藝要求在控制器上設定好播種量，控制器調用與之對應的播量系數；動力單元的電啟動柴油機11輸出動力，驅動行走輪7，使播種機前進，同時為蓄電池12充電，保證蓄電池12的電力充足；電機15驅動離心式排種器14，使種子在離心力的作用下由投種口16排出，經過分流裝置分流后在重力和慣性力的作用下由導種管18運動到開溝器覆土裝置中的雙圓盤開出的種溝內，后方的覆土器對種子進行覆土完成播種。

作業過程中，當播種機前進速度為理論速度時，占空比為調用的播量系數×理論脈沖數，即為理論占空比，排種器轉速不變，排種量不變，純播種作業時間不變，播種量為要求播種量；當播種機作業速度加快時，驅動輪轉速加快，速度檢測盤轉動同步增加，播種機前進速度檢測脈沖信號頻率加快，排種器驅動電機占空比增大、轉速增加，排種器轉速增加，單位時間排種量增大，但單位時間行走距離上升，播種量仍保持不變；反之當播種機作業速度下降時，排種量減少，但單位時間行走距離下降，排種量仍然保持不變，實現了排種量與播種機前進速度相關聯、播種量精量控制的高質量播種。

以播種量為430克/畝進行分析，其播量系數為8.8969×10^-4，播種機以不同作業速度前進時，理論畝播種量和臺架試驗畝播量如圖5所示意，由圖中計算結果可知，當播種機作業速度在1.88-2.83千米/小時范圍內變化時，理論畝播種變化在1％以內，利用排種器試驗臺模擬田間試驗，實際畝播量變化在5％以內，表明該方法實現了排種量與播種機前進速度相關聯、播種量精量控制的高質量播種。