一种大蒜播种设备及其设计方法与流程

本发明涉及农业机械化装置及其设计方法技术领域，特别涉及一种大蒜播种设备及其设计方法。

背景技术：

大蒜具有营养保健及防病治病的功效：一是防病功效明显。祖国医学认为，大蒜性温味辛辣，入脾、胃、肺经，具有行气滞、暖脾胃的功效，用于治疗饮食积滞、脘腹冷痛、泄泻痢疾等。现代中西医结合的临床实践证明，大蒜有消炎、杀菌、止泻、利尿、降压、祛痰、防癌等作用；三是杀菌效果好。据药理分析，大蒜含有一种植物杀菌素，名叫“大蒜素”，

以紫皮蒜和独头蒜含量高，白皮蒜、马牙蒜次之。大蒜素有十分强烈的杀菌能力，对葡萄球菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、炭疽杆菌、霉菌、脑膜炎双球菌、肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌、白喉杆菌均有杀灭作用。

调查发现，大蒜中含有巯基化合物，抑制一类代谢酶活性，可抑制杀灭胃内细菌(幽门螺旋杆菌)，减少胃黏膜细胞炎性反应。大蒜有溶解体内瘀血的作用，可用于防止血栓形成、减少心脑血管栓塞。大蒜中含有微量元素硒和碘，硒和碘均有预防癌症的作用，大蒜中含有一种“配糖体”，

它有降压效果。同时多吃大蒜还能预防前列腺疾病；此外，食用大蒜能刺激胃液分泌，增进食欲。

近年来，我国大蒜种植面积基本稳定在1170万亩。2015/16年度种植面积约为1173万亩。2016年大蒜单产约为1450公斤/亩，总产量约为1701万吨。长期以来″大蒜的播种″都是大蒜生产中最为关键的一环，俗话说″种好收一半″，由此可见播种对生产的重要性。由于科学技术和工业制造业的迅速发展，播种的方式及工具也发生了翻天覆地的变化，大蒜作业由最初的刀耕火种依靠人工作业一步一步发展成撒播、条播、普通穴播、精密播种等结构形式众多的现代化机械作业。

我国耕种面积大，近年来，随着改革发展的脚步，新农村建设下的止地种植规划也由过去的分散化种植转向集中化、规模化发展，作业不再依靠劳动力和畜力，农业机械得到大力发展。进入21世纪，大量的农村劳动力为迅速提高自身的生活水平，纷纷涌入城市或转向非农产业，在农村，由于劳动力数量不断减少，劳动力整体素质成结构性下降，无法满足现代农业生产的用人需求。随着生产模式的转变，对大型农业机械的需求也越发迫切。

我国从20世纪90年代开始大蒜播种机的开发和研究以来，至今没有得到全面的推广应用。原因一方面人们对传统大蒜种植方式的习惯和对大蒜机械播种技术的认识了解不够深入；另一方面是实现大蒜播种机械化的关键机具-精密播种机的机具性能不完善以及实现精密播种相应的配套环节不健全。

虽然市场上出现一些大蒜播种装置，但现有的大蒜播种装置机械化程度低，工作时依然需要较强的劳动，还有现有大蒜摆种设备存在播种效率低、播种不均匀等问题。因此，认识当前大蒜播种机械化的研究现状，开发和研制符合农艺要求的大蒜播种机械，例如：播种机的主导因素，作为目前常用排种驱动装置地轮机构其性能对实现精密播种非常重要等问题，对推动大蒜播种机械化技术的发展和指导实际生产具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种大蒜播种机，解决了现有技术中存在的问题。通过设计机架、旋耕装置、镇压装置、换向下栽装置和镇压驱动装置，实现耕地、压土、取种、换向、下栽和镇压土地整个播种的所有工作，集成化高、机械化程度高、生产效率高；通过设计旋耕装置，实现通过农用机械为旋耕装置提供动力输出，进行耕地。具有正芽率高、机械化程度高、播种效率高等优点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大蒜播种设备，包括机架；所述机架自前向后依次设有耙齿开沟装置，压地装置，播种装置、驱动地轮装置、整机减震装置和取种装置。

所述驱动地轮装置优选通过链轮链条传动、履带传动或者齿轮传动方式与取种装置连接；通过机架、驱动地轮装置、耙齿开沟装置和取种装置，实现依靠驱动地轮装置为取种装置提供动力。

所述耙齿开沟装置优选用于对土地进行开沟，所述取种装置从种箱中取种，经换向后，由播种装置中设置的下载器插入耙齿开沟装置开好的沟内，实现大蒜播种种植。

所述机架优选前端设有挂载支架，用于与农用机械设备连接。

所述机架前端优选不设置任何挡板类装置；所述耙齿开沟装置后设置的压地装置，用于将开沟后不平整的土地初步压实压平，在初步压实压平的土地推开插播。

所述整机减震装置，优选设置在第二从动取种支架上端，通过连接杆进一步设置有4个，5个，6个，7个，8个，9个，10个，11个，12个或14个减震弹簧，安装在第二取种支架上。

所述导种槽的下端优选和正种装置相连，正种装置的下端与播种装置相连；所述正种装置和位于其下端的，与其相连的播种装置共同构成了本发明大蒜播种设备中的换向下载系统。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如前述任一项所述大蒜播种设备的设计方法，包括以下步骤：所述大蒜播种设备的行走装置应适应野外环境的条件，同时，还需要满足以下几方面：

1)行走阻力小，滑转或滑移率小，能发挥足够的土壤推力或工作力矩；

2)下限量浅，不拥泥，具有良好的通过能力；

3)转向灵活方便，具有一定的越埂过沟能力，并满足不同工况的速度要求；

4)无论在移动或固定状态，都应使机具具有良好的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明另提供了一种所述大蒜播种设备的设计方法设计的大蒜播种设备从动地轮，所述从动地轮设有3～12排防滑齿；每排防滑齿为环绕地轮直径一周均匀间距的4～12根防滑齿。

每根防滑齿的齿根一端优选设有螺纹，并在防滑齿上焊接一个螺母，便于用扳手调节伸出的齿的长度，从而能够通过调节防滑齿旋入驱动地轮装置的长度来调节防滑齿露在轮辋外的长度。

本发明有益效果包括：本发明大蒜播种设备，通过设计机架、旋耕装置、镇压装置、换向下栽装置和镇压驱动装置，实现耕地、压土、取种、换向、下栽和镇压土地整个播种的所有工作，集成化高、机械化程度高、生产效率高；通过设计旋耕装置，实现通过农用机械为旋耕装置提供动力输出，进行耕地；通过设计镇压驱动装置，使其对播种后的土地进行镇压的同时，通过镇压驱动轮的转动和链轮链条传动的方式为取种装置和换向下栽装置提供动力，合理分配动力，减轻农业机械动力输出；通过设计取种装置，可以实现快速准确的从种箱内取种，第一从动取种支架和第二从动取种支架分别与第一取种从动链轮和第二取种从动链轮配合，将取种勺上多余的蒜种去除，只允许单头蒜种通过，下栽器运转到下端时，在下栽器打开盘的作用下下栽器逐渐打开，将种子落在土地里，实现播种。

附图说明

如图1所示，为本发明实施例所述大蒜播种设备结构图；

如图2所示，为本发明实施例所述大蒜播种设备立体图；

如图3所示为本发明实施例所述大蒜播种设备的播种装置的局部细节图；

如图4所示，为本发明实施例所述正种装置结构图；

如图5所示，为本发明实施例所述正种装置侧视图；

如图6所示，为本发明实施例所示的一种防滑驱动齿的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。

如图1所示，为本发明实施例所述大蒜播种设备结构图。其中，本发明大蒜播种设备，包括机架101，机架101自前向后依次设有耙齿开沟装置104，压地装置108，播种装置102、驱动地轮装置103、整机减震装置107，和取种装置105。

驱动地轮装置103通过链轮链条传动或者履带传动、齿轮传动方式与取种装置105连接。通过机架101、驱动地轮装置103、耙齿开沟装置104和取种装置105，实现依靠驱动地轮装置103为取种装置105提供动力。

如图2所示，为本发明实施例所述大蒜播种设备立体图；

如图3所示为本发明实施例所述大蒜播种设备的播种装置102的局部细节图。其中，耙齿开沟装置104用于对土地进行开沟，取种装置105从种箱520中取种，经第一取种从动链轮506、第二取种从动链轮512和第三取种从动链轮515换向后，由播种装置102中设置的下载器530插入耙齿开沟装置104开好的沟内，从而实现大蒜播种种植。本发明的大蒜摆种机机械化程度高、播种均匀、生产效率高。

机架101前端设有挂载支架106，便于与农用机械设备连接，方便快捷。

本发明机架101前端不设置任何挡板挡板，本发明耙齿开沟装置104后设置的压地装置108，有利于将开沟后不平整的土地略微压实压平，在略微压实压平的土地推开插播。

驱动地轮装置103包括设置在机架101下方的驱动转轴，驱动转轴一端设有第一取种传动链轮，驱动转轴上设有驱动地轮，驱动地轮上设有若干防滑驱动齿301，防滑驱动齿301的设计有效避免驱动地轮因打滑导致的取种装置动力不足，以及播种不均匀。

取种装置105包括固定在机架101上的取种主动轴，取种主动轴两端分别设有第二取种传动链轮，第二取种传动链轮通过取种传动链条与第一取种传动链轮连接，取种主动轴中部间隔设有若干取种主动链轮，机架101设有取种支架，取种主动轴正上方的取种支架上设有第一取种支架，第一取种支架上设有若干第一取种从动支架，第一取种从动支架上端与第一取种支架连接，下端安装有第一取种从动轴，第一取种从动轴上设有与取种主动链轮配合的第一取种从动链轮，取种支架上设有第二取种支架，第二取种支架上设有若干第二从动取种支架。

本发明的整机减震装置107，是设置在第二从动取种支架上端，通过连接杆和4个，6个，8个，10个，12个或14个减震弹簧525，安装在第二取种支架上。

第二从动取种支架下端设有第二取种从动轴，第二取种从动轴上设有第二取种从动链轮，第二取种支架前方的取种支架上设有第三取种支架，第三取种支架上设有若干第三取种从动支架，第三取种从动支架上端与第三取种支架连接，下端安装有第三取种从动轴，第三取种从动轴上设有第三取种从动链轮，取种主动链轮、第一取种从动链轮、第二取种从动链轮和第三取种从动链轮上安装有取种链条，取种链条上等间距设有若干取种勺，第三取种从动链轮和取种主动链轮之间的取种链条下方倾斜设有导种槽，取种支架后方设有与取种链条配合的种箱，导种槽下端与耙齿开沟装置104，通过取种装置103实现快速准确的从种箱内取种。

经第一取种从动链轮、第二取种从动链轮和第三取种从动链轮换向后将大蒜落入导种槽内，第一从动取种支架和第二从动取种支架分别与第一取种从动链轮和第二取种从动链轮配合，将取种勺上多余的蒜种去除，只允许单头蒜种通过，多余掉落的蒜种回收到种箱内，实现对蒜种的去重。

导种槽的下端和正种装置相连，正种装置的下端与播种装置102相连。正种装置和位于其下端的，与其相连的播种装置102共同构成了本发明大蒜播种设备中的换向下载系统。

如图4所示，为本发明实施例所述正种装置结构图；

如图5所示，为本发明实施例所述正种装置侧视图。本发明正种装置用于将蒜种的牙尖部分不为上的蒜种位置摆正为蒜种的牙尖位置为上。

本发明换向下栽系统，包括设置在机架101底部的下栽装置，下栽装置包括横向设置在机架101上的下栽主动轴，下栽主动轴两端分别设有第二下栽传动链轮，下栽主动轴上等间距设有若干下栽盘，最外侧的下栽盘与第二下栽传动链轮之间的下栽主动轴上设有第一取种传动链轮，第一取种传动链轮与第二取种传动链轮通过取种传动链条连接，下栽盘上沿圆周方向横向设有若干下载器安装轴，相邻两下栽盘之间的下载器安装轴上间隔设有两个下栽器，两下栽器之间连接有压轴，压轴中间设有压轮，两下栽转盘之间的下栽主动轴上设有下载器打开盘，下载器打开盘与压轮配合，机架101上还设有与下栽器配合的换向器，换向器位于导种槽末端，通过设计换向下栽装置104，使其与取种装置106配合，实现将种子落在换向器内，下栽器转动过程中推动换向器打开，种子落在下栽器内，下栽器运转到下端时，在下栽器打开盘的作用下下栽器逐渐打开，将大蒜种子落在土地里，实现播种。

正种装置包括换向固定座4111，换向固定座4111上设有通孔4112，通孔4112上方的换向固定座4111上设有导向筒4113，通孔4112下方的换向固定座4111上设有鸭嘴状a部件4114和鸭嘴状b部件4115，鸭嘴状a部件4114垂直固定在换向固定座4111上，鸭嘴状b部件4115转动设置在换向固定座4111上，鸭嘴状b部件4115与换向固定座4111之间设有第一复位弹簧4116，鸭嘴状b部件4115长度大于鸭嘴状a部件4114长度，鸭嘴状a部件4114和鸭嘴状b部件4115闭合时之间设有间隙4117，实现大蒜种子落入换向器内，如大蒜种子正芽落入，则下栽器推动鸭嘴状b部件4115转动，直接落入下栽器内，实现正芽下栽，若干大蒜种子芽朝下，大蒜种子落入换向器内时，由于鸭嘴状a部件4114和鸭嘴状b部件4115之间设有间隙4117，则大蒜种子芽端的蒜皮会经间隙4117漏出，当下栽器的推板4076推动鸭嘴状b部件4115下方时，推板4076与鸭嘴状b部件4115之间漏出的蒜皮被挤压住，随着鸭嘴状b部件4115逐渐打开，大蒜种子的根就会下落，从而实现换向，进而实现大蒜种子正芽播种。

下栽器包括下栽固定座4071，下栽固定座4071一端设有与下栽器安装轴配合的圆弧形凹槽4072，另一端转动连接鸭嘴状d部件4073，下栽固定座4071安装鸭嘴状d部件4073的一端底部设有鸭嘴状c部件4074，鸭嘴状d部件4073与下栽固定座4071之间设有第二复位弹簧4075，下栽固定座上端还设有推动鸭嘴状b部件4115的推板4076，鸭嘴状d部件4073上端一侧设有压轴安装孔4077，两个鸭嘴状d部件4073的压轴安装孔4077上安装有压轴，下栽器与换向器配合实现将大蒜种子换向，下栽器在下栽器打开盘的作用下，使其在运行到下端时逐渐打开，实现播种。

下栽器530打开盘外边缘设有若干弧形槽4101，弧形槽4101与压轮配合转动鸭嘴状d部件4073，下栽器绕下栽主动轴转动的同时，绕下栽器安装轴自传，这样一来下栽器运转过程中就会与下栽器打开盘做相近相离运动，弧形槽4101的设计正是充分利用上述特点，使得下栽器运行到底部时才打开，从而将下栽器内的大蒜种子落入土地中，实现播种。

耙齿开沟器104一后横向错位交替设置在机架101下端，开沟更加合理。种箱519下端设有若干与取种勺517配合的种箱漏斗520，便于取种勺517快速准确的取种。

如图6所示，为本发明实施例所示的一种防滑驱动齿的结构图。其中，防滑驱动齿301包括：齿根601，齿帽602，齿身603，尺头604。

本发明设置的大蒜播种设备的行走装置应适应野外环境的条件，同时，还需要满足以下几方面：

1)行走阻力小，滑转或滑移率小，能发挥足够的土壤推力或工作力矩。

2)下限量浅，不拥泥，具有良好的通过能力。

3)转向灵活方便，具有一定的越埂过沟能力，并满足不同工况的速度要求。

4)无论在移动或固定状态，都应使机具具有良好的稳定性。

轮子按种类不同可分为主动轮和从动轮两类。主动轮通过传动系统从动力系统获得扭矩转动，而从动轮轮轴受机体推力，且借助轮缘和土壤间的相互作用才可以转动。从动轮主要起支撑作用，有时兼有导向作用。而农业机械的从动轮，有时还输出扭矩，带动其他工作部件，比如播种机构的地轮，除起支撑机体作用外，还带动排种肥机构。在保护性耕作地表覆有至少5～20％保护性生物废料的情况下，地轮的打滑不可避免。地轮的打滑会造成漏种，导致出苗率较低，影响产量，所以，设计一套防滑地轮机构对于提高播种机构的性能与提高作物产量具有重要意义。

将防滑齿的齿根601一端攻螺纹，并在防滑齿上焊接一个螺母602，便于用扳手调节伸出的齿的长度，从而可以通过调节防滑齿旋入驱动地轮装置的长度来调节防滑齿露在轮辋外的长度。另外，为了使防滑齿容易入土，把防滑齿的一端尺头604做成尖端，可提高防滑齿的入土能力。

在地轮的设计过程中，主要考虑四个问题：地轮直径、地轮宽度、地轮型式及轮辋上孔布局。此外，还要考虑地轮轮辋的厚度等。

地轮在拖拉机的牵引下向前运动，此时地轮作为主动轮带动播种设备播种，所以地轮的直径直接关系到地轮驱动力矩的大小，一般地轮的直径大于350mm。同时还要考虑地轮的尺寸与整机的关系。在本发明实施例中为了增加其转动力矩，将地轮的直径设为350～800mm，优选500～700mm。地轮的宽度为800～2200mm，优选1200～1800mm。

本发明的工作过程：

本申请的大蒜摆种机通过挂载支架直接与农用机械设备挂载，农用机械设备拖动本申请的大蒜摆种机工作时，驱动地轮转动，驱动地轮转动带动第一取种传动链轮转动，第一取种传动链轮通过取种传动链条带动第二取种传动链轮转动，第二取种传动链轮带动取种主动轴转动，取种主动轴通过取种链条带动第一取种从动链轮、第二取种从动链轮和第三取种从动链轮转动，进而实现取种链条上的取种勺从种箱中取种，然后经第一取种从动链轮、第二取种从动链轮和第三取种从动链轮逐步换向，实现将取种勺上大蒜种子落在导种槽内。

本发明的整机减震装置，是设置在第二从动取种支架上端，通过连接杆和4个，6个，8个，10个，12个或14个减震弹簧，安装在第二取种支架上。

本发明换向下栽系统，包括设置在机架底部的下栽装置，下栽装置包括横向设置在机架上的下栽主动轴，下栽主动轴两端分别设有第二下栽传动链轮，下栽主动轴上等间距设有若干下栽盘，最外侧的下栽盘与第二下栽传动链轮之间的下栽主动轴上设有第一取种传动链轮，第一取种传动链轮与第二取种传动链轮通过取种传动链条连接，下栽盘上沿圆周方向横向设有若干下载器安装轴，相邻两下栽盘之间的下载器安装轴上间隔设有两个下栽器，两下栽器之间连接有压轴，压轴中间设有压轮，两下栽转盘之间的下栽主动轴上设有下载器打开盘，下载器打开盘与压轮配合，机架上还设有与下栽器配合的换向器，换向器位于导种槽末端，通过设计换向下栽装置，使其与取种装置配合，实现将种子落在换向器内，下栽器转动过程中推动换向器打开，种子落在下栽器内，下栽器运转到下端时，在下栽器打开盘的作用下下栽器逐渐打开，将大蒜种子落在土地里，实现播种。

正种装置包括换向固定座，换向固定座上设有通孔，通孔上方的换向固定座上设有导向筒，通孔下方的换向固定座上设有鸭嘴状a部件和鸭嘴状b部件，鸭嘴状a部件垂直固定在换向固定座上，鸭嘴状b部件转动设置在换向固定座上，鸭嘴状b部件与换向固定座之间设有第一复位弹簧，鸭嘴状b部件长度大于鸭嘴状a部件长度，鸭嘴状a部件和鸭嘴状b部件闭合时之间设有间隙，实现大蒜种子落入换向器内，如大蒜种子正芽落入，则下栽器推动鸭嘴状b部件转动，直接落入下栽器内，实现正芽下栽，若干大蒜种子芽朝下，大蒜种子落入换向器内时，由于鸭嘴状a部件和鸭嘴状b部件之间设有间隙，则大蒜种子芽端的蒜皮会经间隙漏出，当下栽器的推板推动鸭嘴状b部件下方时，推板与鸭嘴状b部件之间漏出的蒜皮被挤压住，随着鸭嘴状b部件逐渐打开，大蒜种子的根就会下落，从而实现换向，进而实现大蒜种子正芽播种。

下栽器包括下栽固定座，下栽固定座一端设有与下栽器安装轴配合的圆弧形凹槽，另一端转动连接鸭嘴状d部件，下栽固定座安装鸭嘴状d部件的一端底部设有鸭嘴状c部件，鸭嘴状d部件与下栽固定座之间设有第二复位弹簧，下栽固定座上端还设有推动鸭嘴状b部件的推板，鸭嘴状d部件上端一侧设有压轴安装孔，两个鸭嘴状d部件的压轴安装孔上安装有压轴，下栽器与换向器配合实现将大蒜种子换向，下栽器在下栽器打开盘的作用下，使其在运行到下端时逐渐打开，实现播种。

下栽器打开盘外边缘设有若干弧形槽，弧形槽与压轮配合转动鸭嘴状d部件，下栽器绕下栽主动轴转动的同时，绕下栽器安装轴自传，这样一来下栽器运转过程中就会与下栽器打开盘做相近相离运动，本发明弧形槽的设计正是充分利用上述特点，使得下栽器运行到底部时才打开，从而将下栽器内的大蒜种子落入土地中，实现播种。

耙齿开沟器一后横向错位交替设置在机架下端，开沟更加合理。种箱下端设有若干与取种勺配合的种箱漏斗，便于取种勺快速准确的取种。

以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于本发明技术方案保护范围内。