一种适于可降解秧盘的气力式有序抛秧机
技术领域
本实用新型属于移栽机械领域，具体涉及一种抛秧技术。
背景技术
水稻是我国主要农作物之一。目前水稻种植分为直播和移栽两种形式，其中移栽有插秧和抛秧两种方式。因抛秧种植方式具有植伤轻、返青快、分蘖早以及稳产高产的特点，所以得到推广应用。目前传统的抛秧方式主要以人工为主，存在劳动强度大、效率低、秧苗间行株距无法保证，整体规整度较差，不利于对秧苗的生长以及后期田间管理。现有抛秧机结构复杂，效率低，秧盘回收困难，立苗性差。取苗机构多为顶出式和拔取式，顶出式取苗通过顶杆机构将秧苗顶出，然后进入送苗投苗机构，取苗环节多、机构繁琐、可靠性低、育苗要求高、易损伤秧苗根系和土壤结构；拔取式取苗通过回转机构将秧苗拔出，然后进行送苗投苗环节，回转机构复杂、可靠性低、易损伤秧苗根茎部不利于后期活棵返青。取苗后的分苗环节结构复杂、效率低、行距无法任意调节、且调节复杂、可靠性差，无法实现高速精准栽植，且秧苗分成单体进行投苗环节时，投苗方式完全靠自重落到田里，秧苗直立性差，无法控制栽植深度。
发明内容
本实用新型的目的在于提供抛秧一种适于可降解秧盘的气力式有序抛秧机，以实现结构简单、制造成本低、可靠性高、取苗效率高且对钵苗无损伤、行距控制精准、定植立苗效果好的气力式有序抛秧，解决现有抛秧机具取苗机构复杂、精准度不高、易伤苗，分苗稳定性不足、行距难以准确控制、立苗效果差、栽深不稳定的技术难题。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体技术方案如下。
一种适于可降解秧盘的气力式有序抛秧机，其特征在于包括：抛秧机底盘(1)、变速箱(3)、取苗部件(5)、分苗部件(6)、风机(2)、分配器(4)、定植立苗管(7)、抛秧机动力输出轴(101)和抛秧机机架(102)；
所述取苗部件(5)包括：取苗部件机架(501)、变速箱(3)、取苗部件主动带轮(502)、取苗部件从动带轮 (503)、送秧皮带(504)、驱动齿轮(505)、秧箱(506)、秧盘限位板(507)、取苗刀盘组合(508)、秧苗限位调姿板(522)、带座轴承(509)和带座轴承安装板(525)；
所述取苗部件机架(501)安装在抛秧机机架(102)上；所述变速箱(3)、秧苗限位调姿板(522)、取苗部件主动带轮(502)、取苗刀盘组合(508)、驱动齿轮(505)、取苗部件从动带轮(503)、秧箱(506)依次安装在取苗部件机架(501)上；
所述取苗部件(5)的动力输入端通过变速箱(3)与抛秧机动力输出轴(101)相连；
所述秧箱(506)上面固定连接有秧盘限位板(507)；秧盘置于秧盘限位板(507)上方，秧盘限位板(507)位于秧盘钵体下方的间隙内，以防秧盘移送过程中左右移动；秧箱(506)位于送秧皮带(504)上，送秧皮带(504) 连接取苗部件主动带轮(502)和取苗部件从动带轮(503)；送秧皮带(504)的数量等于作业行数，各送秧皮带 (504)彼此独立并行；
所述取苗部件主动带轮(502)固结在带座轴承(509)上，带座轴承(509)连接带座轴承安装板(525)固定在取苗部件机架(501)上方，取苗部件主动带轮(502)近变速箱一端固结有第一齿轮(510)和第二链轮(511)；第二链轮(511)为双排链轮，经第一链条(512)连接第一链轮(513)沿顺时针方向匀速转动；所述第一链轮(513)固定在变速箱第一输出轴(301)上，通过变速箱(3)与抛秧机动力输出轴(101)相连；
所述第一齿轮(510)与第二齿轮(514)相啮合，第一齿轮(510)随取苗部件主动带轮(502)沿顺时针方向匀速旋转；所述第二齿轮(514)固结在取苗刀盘组合(508)右侧；
所述取苗刀盘组合(508)包括：取苗刀盘组合驱动轴(515)、取苗刀盘组合限位螺母(516)、切割刀片(517) 和刀片限位隔套(518)；N个切割刀片(517)经刀片限位隔套(518)和取苗刀盘组合限位螺母(516)等距离固定在取苗刀盘组合驱动轴(515)上；所述的距离与秧盘横向相邻两穴间距相等；秧盘横向苗钵个数为M，切割刀片(517)的个数N＝M-1；
所述取苗刀盘组合(508)下方安装有左导向格栅(523)和右导向格栅(524)；切割刀片(517)的刃口边缘超出秧盘顶部，每相邻两送秧皮带(504)中间均布置一切割刀片(517)；
所述左导向格栅(523)和右导向格栅(524)均固定在分苗部件(6)上；
所述分苗部件(6)包括：变速箱(3)、变速箱第一输出轴(301)、变速箱第二输出轴(302)、左分苗部件I(601)、左分苗部件II(602)、右分苗部件II(603)、右分苗部件I(604)；所述左分苗部件I(601)和左分苗部件II(602) 由左活动销轴(605)和左固定销轴(606)连接，左分苗部件I(601)可绕左固定销轴(606)旋转向上折叠；右分苗部件I(604)和右分苗部件II(603)由右活动销轴(607)和右固定销轴(608)连接，右分苗部件I(604)可绕右固定销轴(608)旋转向上折叠；
所述左分苗部件I(601)包括：分苗部件左安装架I(609)、2M1个带座轴承(509)、2M1个带座轴承安装板 (525)、M1个分苗带(612)、M1个从动带轮(613)；所述左分苗部件II(602)包括分苗部件左安装架II(614)、左固定销轴(606)、2M2个带座轴承(509)、2M2个带座轴承安装板(525)、M2个分苗带(612)、左主动带轮(615)、 M2个从动带轮(613)；所述右分苗部件I(604)和右分苗部件II(603)的结构分别与左分苗部件I(601)和左分苗部件II(602)结构相同；M1+M2＝M/2；各分苗带(612)彼此独立；
所述左分苗部件II(602)通过分苗部件左安装架II(614)安装在抛秧机机架(102)上，上方连接取苗部件(5)；
所述左主动带轮(615)两端分别通过带座轴承(509)固定在分苗部件左安装架II(614)上；所述从动带轮 (613)通过分苗带(612)连接左主动带轮(615)；从动带轮(613)两端分别连接带座轴承(509)，固定在带座轴承安装板(525)上；所述带座轴承安装板(525)等距离安装在分苗部件左安装架II(614)上；
所述右分苗部件II(603)与左分苗部件II(602)结构相同，通过分苗部件右安装架II(616)安装在抛秧机机架(102)上；右分苗部件II(603)错位于左分苗部件II(602)的斜上方，以保证所有相邻分苗带(612)之间纵向(抛秧机前进方向)距离等于秧盘横向相邻钵体间距，同时确保将所有从动带轮(613)正投影时，相邻投影之间横向间距与要求的秧苗行距L相等；
所述左主动带轮(615)和右主动带轮(617)分别通过联轴器与变速箱第一输出轴(301)和变速箱第二输出轴(302)相连；
左分苗导向格栅I(618)固定于分苗部件左安装架I(609)上，左分苗导向格栅II(619)固定于分苗部件左安装架II(614)上，右分苗导向格栅I(620)固定于分苗部件右安装架I(622)上，右分苗导向格栅II(621)固定于分苗部件左安装架II(614)上；各分苗导向格栅均分别位于对应的分苗带(612)正上方；
所述从动带轮(613)下方均对应固定有一个定植立苗管(7)；
所述每个定植立苗管(7)包括B个外凸的进气管(703)、一个位于定植立苗管(7)顶端的入苗口(701)和一个位于定植立苗管(7)底端的出苗口(702)；定植立苗管(7)为上下贯通的圆柱型通体，入苗口(701)和出苗口 (702)上下位置对应；入苗口(701)为上大下小的喇叭口状；出苗口(702)的内径大于秧苗钵体外径10-20mm；进气管(703)与定植立苗管(7)的轴线上夹角为40-45度；进气管(703)与定植立苗管(7)相通，相通连接处距定植立苗管(7)入口的距离为1/3定植立苗管(7)高度；B大于等于2；
所述定植立苗管(7)的进气管(703)通过软管密封连接于分配器(4)的分配器出口(402)；
所述分配器(4)包括一个分配器入口(401)和K个分配器出口(402)，分配器入口(401)密封连与风机(2)出气口处；K＝M*B。
所述秧盘由可降解材料制备而得；秧盘的纵向相邻钵体的上表面连接处设有专用横向切缝。
所述变速箱(3)内含有一对伞齿轮和一对相互啮合的相同正齿轮，一对伞齿轮用以对抛秧机原有输出起转向作用，以满足取苗部件动力输送的位置需求；所述变速箱内设有一对相互啮合的相同正齿轮，使变速箱第一输出轴(301)和变速箱第二输出轴(302)沿相反方向等速转动，使两侧分苗带(612)沿横向反方向运行。
所述切割刀片(517)双面开刃，刃口长度10-20mm，切割刀片(517)的刃口边缘超出秧盘顶部5-10mm，便于切割纵向输送的秧盘。
所述分苗部件左安装架I(609)上固定有左分苗导向格栅I(618)，分苗部件左安装架II(614)上固定有左分苗导向格栅II 619)、分苗部件右安装架I(622)上固定有右分苗导向格栅I(620)、分苗部件右安装架II(616) 上固定有右分苗导向格栅II(621)；
左分苗导向格栅I(618)、左分苗导向格栅II(619)、右分苗导向格栅I(620)、右分苗导向格栅II(621) 均各自与正下方的分苗带(612)一一对应，防止分苗过程中秧苗窜位至相邻分苗带(612)上。
所述的B个外凸进气管(703)沿定植立苗管(7)周向均匀分布：B个外凸进气管(703)的轴线相对于定植立苗管(7)的轴线呈偏心布置，以便形成螺旋气流，向下加速定植立苗。
一种适于可降解秧盘的气力式有序抛秧方法，包括以下步骤：
步骤一，整盘精确送秧：将带有待取穴盘苗的秧盘置于秧箱(506)上的秧盘限位板(507)上，在多组送秧皮带(504)带动下，将秧盘精确送至取苗刀盘组合(508)的工作位置，每一列钵体位置均与下方的送秧皮带(504) 位置一一对应；
步骤二，整排无伤取秧：N个切割刀片(517)同时精准切割，一次性高速无损伤取出整排秧苗，取出的整排秧苗彼此成为单体；切割刀片(517)的个数N＝M-1，M为秧盘横向苗钵个数；
步骤三，整排精准送秧：所述单体经送秧皮带(504)精准送至秧苗限位调姿板(522)，单体通过秧苗限位调姿板(522)的限位调姿，确保秧苗以正确的姿态进入分苗部件(6)；
步骤四，整排精准导入：秧苗经秧苗限位调姿板(522)限位调姿后，使整排各穴秧苗同时分别置于左导向格栅(523)和右导向格栅(524)内，经导向作用后，整排分散的秧苗单体分别落入下方与之对应的分苗带(612) 上；
步骤五，高效等距分行：变速箱(3)同时带动所有分苗带(612)沿横向传动，从而带动分苗带(612)上的秧苗实现等距整排横向分苗，各秧苗依规定间距落入定植立苗管(7)，以备定植立苗；
步骤六，气力定植立苗：秧苗落入定植立苗管(7)后，在重力和螺旋气力的双重作用下，沿定植立苗管 (7)正向垂直下落，精准定植于水田中；
各所述步骤为连续循环作业。
本实用新型的工作过程如下：启动抛秧机，开启风机(2)将整盘秧带可降解秧盘喂入秧箱(506)上，秧盘在重力和送秧皮带(504)的双重作用下，精准送至取苗部件(5)，取苗部件(5)中的取苗刀盘组合(508)精准的将秧盘整排的切割成整排的钵体苗单体，经秧苗限位调姿板(522)的限位调姿后，送至下方的分苗部件(6)，通过多跟分苗带(612)将整排切割后的钵体苗单体高速分送至各行，在分苗带(612)的匀速传动中，落入下方的定植立苗管(7)中，通过定植立苗管(7)的螺旋气力加速，定植立苗于水田中。
本实用新型具有有益效果。本实用新型的抛秧机基于可降解材质秧盘，移栽时带盘入泥，无秧盘回收装置，有效提高了作业效率。移栽时取苗部件通过取苗刀盘组合，整排切盘取苗，秧盘无需横向移送，降低了取苗部件的复杂性、提高了取苗的精准性，同时取苗部件作用于秧盘，与秧苗无接触，从根本上解决了取苗伤秧问题；本实用新型的分苗部件可适于所有整排取苗方式的精准高速分行，行距可根据不同种植农艺要求调节，解决了现有抛秧技术的无序性；本实用新型的定植立苗管，采用螺旋气力加速定植立苗，解决了现有机具靠秧苗自重落入田中易倒秧漂秧的问题。
附图说明
图1为本实用新型上层降解盘模型示意图
图2为本实用新型衬盘模型示意图
图3为本实用新型两盘叠合模型示意图
图4为本实用新型切割后穴盘单体结构示意图
图5为本实用新型单株秧苗示意图
图6为本实用新型抛秧机结构示意图
图7为本实用新型抛秧机结构主视图
图8为本实用新型取苗部件结构示意图
图9为本实用新型取苗刀盘组合结构示意图
图10为本实用新型分苗部件位置示意图
图11为本实用新型分苗部件结构示意图
图12为本实用新型分苗带位置示意图
图13为本实用新型定植立苗管结构示意图
图14为本实用新型分配器结构示意图
图中：1抛秧机底盘 2风机 3变速箱 4分配器 5取苗部件 6分苗部件 7定植立苗管 101抛秧机动力输出轴 102抛秧机机架 301变速箱第一输出轴 302变速箱第二输出轴401分配器入口 402 分配器出口 501取苗部件机架 502取苗部件主动带轮 503取苗部件从动带轮 504送秧皮带 505驱动齿轮 506秧箱 507秧盘限位板 508取苗刀盘组合 509带座轴承 510第一齿轮 511第二链轮 512 第一链条 513第一链轮 514第二齿轮 515取苗刀盘组合驱动轴 516取苗刀盘组合限位螺母 517切割刀片 518刀片限位隔套 519第二链条520第三链轮 521驱动齿轮 522秧苗限位调姿板 523左导向格栅 524右导向格栅 525带座轴承安装板 601左分苗部件I 602左分苗部件II 603右分苗部件II 604右分苗部件I 605左活动销轴 606左固定销轴 607右活动销轴 608右固定销轴 609分苗部件左安装架I 612分苗带 613从动带轮 614分苗部件左安装架II 615左主动带轮 616分苗部件右安装架II617右主动带轮 618左分苗导向格栅I 619左分苗导向格栅II 620右分苗导向格栅I 621右分苗导向格栅II 622分苗部件右安装架I 701入苗口 702出苗口 703进气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。
本实用新型的抛秧机适于的可降解秧盘如图1、图2、图3所示，其中：图1为上层降解盘示意图，图 2为衬盘示意图，图3为两盘叠合使用示意图，育苗时两个叠合使用，移栽时，揭去下层衬盘，上层降解盘带苗放置抛秧机秧箱上经整排切割取苗后，穴盘单体结构如图4所示，单株秧苗结构如图5所示。
本实用新型的抛秧机结构如图6所示，包括：抛秧机底盘1、风机2、变速箱3、分配器4、取苗部件5、分苗部件6、定植立苗管7。如图7所示，分苗部件6固结在抛秧机机架102上，动力由抛秧机动力输出轴 101通过变速箱3传出；取苗部件5通过取苗部件机架501连接分苗部件6和抛秧机机架102。取苗部件结构如图8所示，包括取苗部件主动带轮502、取苗部件从动带轮503、送秧皮带504、秧箱506、秧盘限位板507、取苗刀盘组合508等，其中：取苗刀盘组合508结构如图9所示，包括：取苗刀盘组合驱动轴515、取苗刀盘组合限位螺母516、切割刀片517和刀片限位隔套518；多个切割刀片517经刀片限位隔套518等距离固定在取苗刀盘组合驱动轴515上，取苗刀盘组合驱动轴一段由台阶限位，另一端由取苗刀盘组合限位螺母516锁止限位。
如图10所示，移栽时，秧盘经送秧皮带504将秧盘通过秧盘限位板507精准送至取苗刀盘组合508，整排取苗后通过秧苗限位调姿板522调姿后，由左导向格栅523和右导向格栅524将分割成单体的钵体苗导向送至分苗部件6。
分苗部件6结构如图11所示，包括：左分苗部件I601、左分苗部件II602、右分苗部件II603和右分苗部件I604、带座轴承509、分苗带612、从动带轮613和右主动带轮617等，其中：左分苗部件I601和右分苗部件I604均可向上折叠；左主动带轮615和右主动带轮617分别通过联轴器与变速箱第一输出轴301 和变速箱第二输出轴302相连，带动分苗带612等速反向转动。
分苗带612位置如图12所示，各分苗带12纵向位置与秧盘横向钵体位置一一对应，便于整排切割取苗的钵体苗精准落到分苗带612上，分苗带612横向间距离等于秧苗种植行距。整排切割取苗后的钵体苗通过分苗带612的高速有序分行，将单体的钵体苗送至下方的定植立苗管7。
定植立苗管7结构如图13所示，包括顶端的一个入苗口701和底端的一个出苗口702以及周向均匀分布的多个进气管703，各进气管703的轴线和定植立苗管7的轴线均不在同一平面上，以便形成螺旋气流，进气管703通过软管连接分配器4。
分配器结构如图14所示，包括一个分配器入口401和多个分配器出口402，分配器入口401密封连与风机2出气口处，当风机2启动时，通过螺旋气力的加速，将单体的钵体苗有序定植立苗于水田中。
抛秧过程
步骤一，整盘精确送秧：将带有待取穴盘苗的秧盘置于秧箱506上的秧盘限位板507上，在多组送秧皮带504带动下，将秧盘精确送至取苗刀盘组合508的工作位置，每一列钵体位置均与下方的送秧皮带504 位置一一对应；
步骤二，整排无伤取秧：13个切割刀片517同时精准切割，一次性高速无损伤取出整排秧苗，取出的整排秧苗彼此成为单体；其中秧盘横向苗钵数为14个；
步骤三，整排精准送秧：所述单体经送秧皮带504精准送至秧苗限位调姿板522，单体通过秧苗限位调姿板522的限位调姿，确保秧苗以正确的姿态进入分苗部件6；
步骤四，整排精准导入：秧苗经秧苗限位调姿板522限位调姿后，使整排各穴秧苗同时分别置于左导向格栅523和右导向格栅524内，经导向作用后，整排分散的秧苗单体分别落入下方与之对应的分苗带612 上；
步骤五，高效等距分行：变速箱3同时带动所有分苗带612沿横向传动，从而带动分苗带612上的秧苗实现等距整排横向分苗，各秧苗依规定间距落入定植立苗管7，以备定植立苗；
步骤六，气力定植立苗：秧苗落入定植立苗管7后，在重力和螺旋气力的双重作用下，沿定植立苗管7 正向垂直下落，精准定植于水田中；如此循环。
田间试验
2019年在江苏省常州市远播机械有限公司试制加工本实用新型抛秧机，抛秧机行数为14行，行距25cm，作业幅宽3.5m。抛秧机底盘为洋马乘坐式插秧机底盘，分配器包括1个入口和28个出口，定植立苗管包括1个入苗口、1个出苗口和2个进气管。并与6月18日在溧阳市利用本实用新型的抛秧机进行田间试验，试验用苗为秧龄18天的水稻钵体苗，育秧盘为双层可降解秧盘，其中上盘预先留有切割槽，秧盘规格为横向14穴，纵向28穴。抛秧时，配备1个抛秧机手和2个装秧手，机具下田，开至指定位置，开启风机，装秧手撕去育苗盘衬盘，将上层可降解盘放置秧箱上，机具前进，挂挡至插秧位置，插秧机动力输出轴驱动分苗部件和取苗部件运转，整盘秧苗沿秧箱，在送秧皮带的输送下已送至取苗刀盘组合位置整排切割，取苗刀盘组合逐排将纵向预留有切割槽的秧盘切割成单体，并经左右左导向格栅送至分苗部件，通过14根分苗带向两边同时分行，单个钵体苗在分苗带的带动下，运转至从动带轮端时，落入下方的定植立苗管中，通过螺旋气力，定植立苗于水田中。通过试验，秧苗抛入田中，无倒秧漂秧现象，抛秧效率达10亩/小时。
