小区播种机送种机构的设计与研究

现代农业科技２０１１年第１０期　农业工程学　

小区播种机送种机构的设计与研究　

曲研张淑敏　

（中国农业大学工学院，北京１０００８３）　

摘要　小区播种机是培育新品种和进行品种对比试验等田间试验时所用的专用播种机。提出了圆形孔盘式送种机构．介绍了圆形孔　

盘式送种机构的工作原理、定位装置及种钵大小的计算。圆形孔盘式送种机构非连续性旋转可以满足小区播种的农艺要求，不混种，不必　清种，机械自动化程度高。　

关键词播种；送种机构；小区播种；圆形孔盘式　中图分类号￥２２３．２　文献标识码Ａ　文章编号１００７—５７３９（２０１１）１０—０２４１—０２　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｆｅｅｄｉｎｇ　Ｍｅｅｈａｎｉｓｍ　Ｏｆ　Ｐｌｏｔ　Ｓｅｅｄｅｒ　

ＱＵ　Ｙａｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｓｈｕ－ｍｉｎ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒ￣Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　ｐｌｏｔ　ｓｅｅｄｅｒ　ｉｓ　ａ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｓｅｅｄｅｒ　ｔｏ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅ　ｎｅｗ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍａｋｅ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ｔｅｓｔ　ａｍｏｎｇ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｂｒｏｕｇｈｔ　ｕｐ　ａ　ｒｏｕｎｄ　ｈｏｌｅ　

ｄｉｓｃ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｂｏｗｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｕｎｄ　ｈｏｌｅ　ｄｉｓｃ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．　Ｔｈｅ　ｒｏｕｎｄ　ｈｏｌｅ　ｄｉｓｃ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｎｏｎ—ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ａｇｒｏｎｏｍｉｃ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｌｏｔ　ｓｏｗｉｎｇ，ｄｉｄｎ’ｔ　ｍｉｘ　ｓｅｅｄｓ　ａｎｄ　

ｄｉｄｎ’ｔ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｃｌｅａｒ　ｔｈｅ　ｒｅｍａｉｎｉｎｇ　ｓｅｅｄｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｏｗｉｎｇ；ｆｅｅｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｐｌｏｔ　ｓｅｅｄｅｒ；ｒｏｕｎｄ　ｈｏｌｅ　ｄｉｓｃ　

我国是草地资源大国，草地在维护生态平衡、提供饲草　

资源等方面发挥了重要作用。近年来，随着西部大开发不断　

深入，农村产业结构调整步伐的加快，人工种草作为扩展优　

质饲料来源的主要措施，给生态畜牧业的发展奠定了坚实　

的基础。部分地区仍然盲目引种，导致产量低，与生态不适应　

等问题。为筛选出适合不同气候特点、海拔高度、土壤类型　

种植的优良牧草品种，确立适应各地种植的牧草品种，需要　

针对牧草的小区播种机进行牧草品种比对试验，以比较各　

种牧草的生育期、植株高度、单株分枝数、牧草产量、营养价　

值等ｆ”。　

１小区播种的农艺要求　

牧草的播种方式有条播、点播、散播、小区播种、混播　

等。小区播种要求在规定小区长度的播行内，恰好播完某一　

种品系的定量种子，保证定量播种：在田间频繁更换种子的　

过程中，不用清种，不同品系的种子不能残留在种箱和排种　

器内，以免造成种子混杂；自动更换播种的牧草种子的种类，　

有通用性，播种过程中只需要简单地重新安装就可以播不　

同形状的种子；能满足一定播量要求并能进行均匀条播。　

２小区播种机的送种机构　

小区播种需要提前准备好不同品系的种子，例如牧草、　

谷子、高粱、大豆、玉米及小麦等用天平逐份称出、装袋、编　

号。将这些分好的种子放入小区排种机，在田间试验时，需　

要种子种类和数量非常多，工作量非常大。　

准备好种子后，需要把种子放入送种机构中。通过送种　

机构，种子进入排种器（排种机构）。送种机构按种子加入方　

式可以分为人工添加和自动种盒添加。现有的送种机构大　

体有种箱、升式存种筒、半自动种盒添加、滚筒式和直线往　

复式。①一般的大田播种机以种箱为送种机构，将种子全部　

倒人种箱，再由排种机构进行排种。优点：存种量大，结构　

简单；缺点：播种不同种子的时候．需要先清种，换另一种进　

作者简介　曲研（１９８６一），女，辽宁庄河人，在读硕士研究生。研究方　向：机械设计及理论。　收稿日期２０１１—０４一ｌ１　行播种。排种器中会残留部分种子。②升降式存种简。工作　

时，将给定量的种子倒入存种筒内，并迅速压下升降杆抬起　

存种筒，使种子通过存种筒与锥体之间的缝隙经锥体表面　

较均匀地进入格盘的槽格内，完成第１次均分。优点：送种　

一次完成后，再放入将要播种品系的种子，可以有效地避　

免混种，而且不用清种，随着存种筒手柄的升降，种子可以　

全部通过缝隙进入槽格内。缺点：自动化程度不高，需要人　

工完成每一次手柄的升降来控制播种不同品系的种子。此　

种播种机的播种均匀性与存种筒的直径、提升高度有很大　

影响　。③半自动种盒添加式。在气缸作用下，使凸轮向后摆　

动，将种盒限种卡抬起。当风路转换开关处于供种位置时，　

气缸带动凸轮前摆使前轴上的链轮转动，种盒在拨块的推　

动下向前运动一个种盒宽的行程，种盒限位卡落下，使种盒　

正对漏斗中心，完成一次供种，空种盒在下一个供种循环时　

被后一个种盒推出，经滑道落人种盘筐内　。④滚筒式牧草　

播种机。其是将种箱、排种装置制成一体，通过滚筒的转动　

的方式完成扎孔、排种、覆盖的过程。不需要送种机构，种箱　

即送种机构与排种装置一体　】。⑤直线往复式。可随着机体　

的前进设定需要的传动比，实现直条式送种机构不断将种　

子送入进行排种，可以盛放同种或不同种类的种子（图１）。　

优点：可以看到即将播种的种子的排列次序和数量。通过齿　

图１直线往复式送种机构　

２４１　农业工程学　

轮齿条、丝杠或链条即可实现送种；缺点：直条式送种为单　

向传送，可以传送的种子数量有限，需要送种机构往复送　

种．增加了机体结构的复杂程度或者通过人工进行操作。　

３圆形孔盘式送种机构设计　

种钵呈圆形均匀排列在送种盘上，送种盘下面的支承　

板起支承种钵的作用，支撑板上有一个圆形的送种孔。送种　

盘由传动机构驱动缓慢旋转，当种钵经过送种孔时，种子便　

经过送种孔落入漏斗之中，完成一份种子的输送过程。对于　

小区播种，圆盘式更具有优势。可以把需要进行对比试验的　

种子按照特定的次序放入钵子内，随着圆盘的旋转，钵子转　

到有漏孔的地方，种子以自由落体的形式落下。可以通过改　

变传动比实现对种子在特定时间内播种量的控制（图２）。优　

点是不用改变传动轮的旋转方向，保证送种工作不停歇，只　

需在特定的钵子内放人种子。　现代农业科技２０．１１年第ｌＯ期　

图２圆形孔盘式送种机构　

３．１传动方式　

圆形孔盘式送种机构的传动为非连续性传动，排种机　

构完成一类种子的播种工作，圆盘旋转一定角度，递送下一　

个将排种的种子。否则将会出现随着排种的进行，送种机构　

不断缓慢旋转，新种子落下与正在播种的种子混合的情　

况。或者当圆形孔盘式送种机构的钵子达到指定位置时，有　

开关控制，种子才落下，会增加送种机构结构的复杂性。　

送种机构可满足小区播种的农艺要求，即当播种机播　

完】个小区，锥体格盘恰好旋转１周，小区播种机的播种速　

度较低，一般在３．６ｋｍ／ｈ以下。每个小区的种子放在各自不　

同的种钵中，再将种子定时定量地投入锥体格盘排种器。　

３．２送种传动比　

在定量输送装置设计中。必须保证送种盘与格盘转速　

相协调。设送种盘上有ｎ个种钵，在锥体格盘旋转１周，即　

排完１个小区种子的过程中．必须保证送种盘相应旋转１／ｎ　

转，才能保证当排种器排完一个小区后，下一个种钵的种子　

落下，从而保证下一个小区播种正常进行。定量输送装置设　

计中，锥体格盘与送种盘的传动比应为ｎ：ｌ。假定圆盘式周　

布钵子的数量为ｎ，播种一种种子圆盘需要旋转（３６０／ｎ）。ｍ　

越大，旋转的角度越小，传动比越大。设计制作时，应选择适　

当的钵子数量、传动比。试验设计１８个种钵，圆盘每次送种　

需旋转２０。，送种装置与排种装置的传动比为ｌ８。　

３．３定位装置　

如图３所示，在送种盘的底部和机体相接的部分设有弹　

簧定位装置。在１工作位置，送种盘转过适当的角度，弹簧　

２４２　弹起，送种盘不再旋转，处于某一品系的种子正在送种状态，　

防止送种盘在惯性或机体震动的情况下发生旋转，导致即将　

播种的种子不能顺利落入或者即将播种的种子提前落入造　

成混种。在２工作位置，弹簧被压下，送种圆盘旋转状态。　

ｌ　２　

图３定位装置工作原理　

３．４种钵的设计　

设小区播量为Ｇ，由参考文献得：Ｇ　ｘ１　０００（ｇ）。式　

中，Ｑ：播种量（ｋｇ／ｈｍ　）；　：条播行距（ｍ）；　：小区长度（瑚）。　

钵子的大小由小区播种量决定。根据表１，以苇状羊茅　

计算，播种量为２２．５０－３７．５０　ｋｇ￣＇ｌｌＴｌ２假定小区试验播种的长　

度（小区长多为４．５、６．０、１０．０　ｍ）为１０．０　ｍ，则小区播种钵子　

最小需满足能持有高羊茅６．７５～ｌ１．２５　ｇ　ｏ根据测定的牧草　

密度，设计种钵子直径３０　ｍｍ，高度为４０　ｍｍ，可以满足常见　

牧草的小区播种要求。钵子为无底，底端与圆盘底面相接　

触，要保证圆盘底部平面的光滑和平整，防止种子漏出和　

存到　用　ｆｌｆｌ‘　伴　ｉ列　’　

表１几种常见牧草的播种■　

品种　苇状羊茅　黑麦草　高丹草　小冠花　羊草　猫尾草　披碱草　无芒雀麦　西伯利亚冰草　

４结论　量　２２．５０—３７．５００　Ｊ５．ＯＯ　２２．５Ｏ～３０．００　３．７５～５．２５　３７．５Ｏ一６ｏ．ｏｏ　７．５Ｏ—Ｉ２．ｏｏ　ｌ５．ｏ０～３Ｏ．００　２２．５Ｏ～３０．００　１　１．２５　２．５Ｏ　＿冲深度∥ｃｍ　２．０￣３．０　１．５　．Ｏ　２．Ｏ　１．Ｏ～２．０　１．Ｏ　２．Ｏ　１．Ｏ～２．Ｏ　３．０—４．０　３．０～４．０　３．Ｏ４．０　１丁畦　／／ｃｍ　３Ｏ　ｊ５＾．３Ｏ　３０－４０　ｌ００　２Ｏ～３０　１５　３Ｏ　３０　３０－４０　２０～３０　

（１）圆盘式送种机构可满足小区播种的农艺要求，排种　

盘送入一种品系的种子，送种盘停止工作，待排种器完成播　

种后．圆形孔盘式送种机构工作送入新一个品系的种子。　

（２）不混种。利用弹簧定位装置，能够防止送种盘由于　

惯性或者在实际操作中的震动而导致的移动，进而防止在　

送入新品系的种子过程中发生混种的危险。　

（３）圆形孔盘式送种机构可一次性自动完成１８类种子　

的小区播种，与升降存种筒和直条往复式相比，可节约劳动　

力，降低劳动成本。　

５参考文献　

【１】宋江腾，张淑敏＿，Ｊ、区播种机的研究现状及发展方向［Ｊ】．农机化研究。　

２００４（７）：１４—１６．　【ｚＪ胡波，黄杰．ＸＢＪ一１５０系列农业试验小区播种机阴．现代化农业，２００３　

（８）：２８—２９．　【３】佟超．Ｚ）【ＪＢ一４型小区精密播种机的设计【Ｊ】．农机与食品机械，１９９５　（５）：３－５．　’　

［４Ｊ高海棠．滚筒式牧草播种机设计中需要注意的几个方面　农机使用　与维修．２００６（４）：４６．　［５】５刘昭明，孙福忱．牧草种植及草场改良：机械化技术【Ｍ］．哈尔滨：黑龙　江科学技术出版社，２００８．