本發明涉及玉米播種機,具體為一種玉米錯位播種機及播種方法。
背景技術:
1、玉米作為全球三大糧食作物之一,其種植面積和產量在糧食安全中占據重要地位。隨著人口增長和耕地資源的有限性,提升玉米單產成為農業現代化的重要目標。播種作為玉米種植的關鍵環節,直接決定了作物的生長密度、通風透光條件以及后期管理效率。然而,傳統種植模式與配套機械技術仍存在顯著短板,嚴重制約了玉米產能的進一步提升。
2、現有玉米播種機多采用整體焊接式機架與固定行數設計,導致以下問題:行數調節困難:機架長度與播種行數綁定(如8行或12行),小地塊使用大型設備導致“大馬拉小車”,而大地塊需重復作業,效率降低30%-50%;組裝與運輸低效:整機長度超過6米(12行機),鄉村道路通行困難,且拆卸組裝需3-4小時;懸掛兼容性差:傳統兩點懸掛系統對機架平衡性要求苛刻,適配不同馬力拖拉機時需定制化改造,成本增加15%-20%;?功能單一:傳統播種機功能固化,難以實現“一機多用”。例如,多數機械僅支持固定行距播種,無法靈活切換窄行(如40cm)與寬行(如80cm)模式;維護與升級成本高:傳統設備部件高度集成,故障時需整體更換或送修,且技術升級需更換整機。
3、傳統播種機因結構固化與兼容性不足,難以適應現代農業的多樣化需求,因此,設計實用性強和行數靈活拓展的一種玉米錯位播種機是很有必要的。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種玉米錯位播種機,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為了解決上述技術問題,本發明提供如下技術方案:一種玉米錯位播種機,包括若干播種模塊和支撐模塊,
3、支撐模塊設置在播種模塊兩端,若干播種模塊通過支撐模塊依次連接并共用相鄰支撐模塊;
4、播種模塊包括中央定位基準座一、輕量化固定架、播種單元、定位調節機構一及測距傳感器一,中央定位基準座一固定于輕量化固定架中部,播種單元通過定位調節機構一鏡像分布在中央定位基準座一兩側,測距傳感器一集成于中央定位基準座一上以監測播種單元間距;
5、支撐模塊包括中央定位基準座二、輕量化嵌套連接桁架、定位調節機構二及測距傳感器二,輕量化嵌套連接桁架鏡像分布于中央定位基準座二兩側并連接輕量化固定架,通過定位調節機構二調節伸縮量,測距傳感器二測量支撐模塊與播種單元間距;
6、播種單元集成輕量化開溝器、指夾式播種器、輕量化覆土器及輕量化壓平器。
7、根據上述技術方案,輕量化固定架包括四角定位板、輕量化中央固定板、連接板、底部加固板及四角固定梁,四角固定梁呈矩形分布且末端固定四角定位板,輕量化中央固定板通過連接板固定于四角定位板中心,底部加固板連接下端四角定位板,中央定位基準座一固定于四角固定梁中部。
8、根據上述技術方案,定位調節機構一包括輕量化調節定位座、鋁合金定位導軌、鋁合金往復驅動桿、驅動電機及齒輪傳動組件,鋁合金定位導軌和鋁合金往復驅動桿對稱貫穿中央定位基準座一并活動連接輕量化固定架,輕量化調節定位座鏡像設置于中央定位基準座一兩側,鋁合金定位導軌滑動貫穿輕量化調節定位座,鋁合金往復驅動桿通過往復螺紋結構與輕量化調節定位座配合,驅動電機通過齒輪傳動組件連接鋁合金往復驅動桿,播種單元安裝于輕量化調節定位座上。
9、根據上述技術方案,輕量化開溝器通過輕量化第一連接臂活動安裝于輕量化調節定位座前端,指夾式播種器固定于輕量化調節定位座的容納槽內,輕量化覆土器及輕量化壓平器通過輕量化第二連接臂安裝于輕量化固定架后端;
10、輕量化壓平器包括連接架、壓平輥及彈性壓平機構,連接架通過螺栓固定于輕量化第二連接臂末端,壓平輥活動設置于連接架內,兩端通過卡座組件可旋轉安裝;
11、彈性壓平機構,由升降桿和彈簧組成,升降桿垂直貫穿連接架的導向孔,彈簧套設于升降桿上。
12、根據上述技術方案,中央定位基準座二包括輕量化支撐架和輕量化升降式底座,輕量化支撐架由上框架和下框架通過鏤空連接板固定,上框架比下框架短,形成等腰梯形設計;輕量化升降式底座含可升降的輕量化萬向輪組件,通過螺紋驅動組件調節高度。
13、根據上述技術方案,輕量化嵌套連接桁架包括上下對稱分布的輕量化伸縮桿組,兩端分別連接輕量化固定架和中央定位基準座二,呈等腰梯形分布;輕量化伸縮桿組末端設有定位探頭端,輕量化伸縮桿組采用鋁合金管制成。
14、根據上述技術方案,定位調節機構二包括驅動組件、錐齒輪傳動系統及輕量化螺紋套筒,驅動組件通過錐齒輪傳動系統驅動傳動軸,傳動軸與輕量化螺紋套筒配合以調節輕量化嵌套連接桁架伸縮量。
15、根據上述技術方案,輕量化調節定位座通過輕量化第三連接臂活動連接輕量化固定架,輕量化固定架上設有位移檢測標記,用于冗余校驗播種單元位置。
16、根據上述技術方案,測距傳感器一和測距傳感器二采用光學或激光測距模塊,實時反饋播種單元與支撐模塊的間距數據,測距傳感器二的信號發射端直接發射至播種單元,沿途組件設有貫穿孔,貫穿孔內壁設激光反射涂層。
17、一種玉米錯位播種機播種方法,包括以下步驟:
18、s1,行距設定與校準:
19、根據目標行距設定測距傳感器一與測距傳感器二的半間距閾值;
20、啟動播種機,通過驅動電機驅動定位調節機構一,使播種單元移動至初始位置,校準測距傳感器一的零點;
21、通過螺紋驅動組件調節輕量化升降式底座高度,使播種單元的開溝器與地面接觸,校準播種深度。
22、s2,動態播種與實時調整:
23、測距傳感器一實時監測播種單元與中央定位基準座一的間距,若窄行半間距偏差>1mm,驅動定位調節機構一的鋁合金往復驅動桿移動播種單元,修正行距;
24、測距傳感器二通過支撐模塊的貫穿孔發射激光,經內壁反射涂層增強信號,實時監測相鄰播種模塊間距,若寬行半間距偏差>2mm,驅動定位調節機構二的輕量化螺紋套筒調節嵌套連接桁架的伸縮量,修正寬行間距;
25、通過雙測距傳感器協同反饋與動態調節,實現窄行密植與寬行間作的行數靈活拓展。
26、s3,冗余校驗與故障處理:
27、通過輕量化固定架的位移檢測標記人工校驗播種單元位置,若與測距傳感器一數據偏差>3mm,觸發系統自檢;
28、當測距傳感器一或測距傳感器二失效時,切換至相鄰播種模塊的測距數據,維持寬窄行交替播種邏輯。
29、s4,多作物間作模式切換:
30、通過定位調節機構二一鍵復位嵌套連接桁架至預設寬行間距,適配玉米與大豆間作需求;
31、更換指夾式播種器的種子夾持部件,匹配不同作物種子尺寸。
32、s5,播種后維護:
33、作業完成后,通過螺紋驅動組件抬升輕量化升降式底座,脫離地面接觸;
34、清理貫穿孔內壁粉塵,檢查激光反射涂層反射率,若<90%則噴涂修復;
35、對鋁合金定位導軌及輕量化螺紋套筒進行潤滑保養,消除機械磨損間隙。
36、與現有技術相比,本發明所達到的有益效果是:
37、(1)增產提質:通過寬窄行密植技術,較傳統等行距增產,窄行密集播種結合通風透光的寬行設計,提升光能利用率,寬行改善通風透光條件,減少植株間遮陰,促進光合作用效率,窄行合理利用土地空間,在保證密度的同時避免擁擠,提升單株營養分配效率;
38、(2)模塊化快速組裝與高兼容性:模塊化播種機通過標準化接口(如螺栓連接、柔性接口)實現功能模塊(播種、傳動、支撐等)的快速拆裝,減少傳統固定架的繁瑣焊接或定制化裝配流程,降低人工成本與時間消耗,通過模塊化后置框架,前端設置有連接點(與拖拉機三點懸掛裝置匹配),兼容30-120馬力拖拉機,無需定制化改裝,可拆解為小尺寸的單元,適配小型貨車運輸,減少運輸空間占用,小地塊(4-6行)與大型農場(12-16行)共用同一模塊庫,用戶無需重復購置設備;
39、(3)行數靈活調節:通過嵌套式導軌和鎖緊螺栓,單次擴展增量為2行(最小2行,最大16行),行數調節范圍覆蓋4-16行,新增播種模塊自動接入中央控制系統,播種參數(行距、深度)一鍵同步校準,避免逐行手動調節;
40、(4)行數靈活拓展:雙傳感器協同反饋,測距傳感器一(窄行控制)與測距傳感器二(寬行控制)實時監測播種單元間距,動態調整定位機構,可增設imu姿態補償,通過慣性測量單元檢測機身傾角,動態修正播種深度與行距偏移,確保行距均勻性;
41、(5)復雜地形適應能力:高強鋁合金桁架與等腰梯形支撐架設計,抗側向力能力提升,適用于丘陵、坡地作業,彈簧緩沖壓平輥自適應地面起伏,確保種子覆土均勻性,萬向輪組件全向移動設計,支持坡地連續作業,減少打滑風險;
42、(6)多作物間作快速切換:一鍵式行距調節,嵌套式桁架伸縮量無級調節,支持玉米與大豆間作模式切換,耗時簡短,快拆式指夾播種器,更換種子夾持部件僅需10分鐘,適配玉米、大豆、牧草等多種作物;
43、(7)輕量化與高效作業:鋁合金與碳纖維復合材料替代傳統鋼材,整機重量降低30%-50%,降低牽引能耗,畝均播種時間較傳統機械縮短,日作業面積提升;
44、(8)冗余校驗與高可靠性:通過雙校驗機制,位移檢測標記的設計有助于人工校驗播種單元位置,誤差>3mm觸發報警,單傳感器失效時,自動切換相鄰模塊數據,保障連續作業。