本发明涉及一种玉米种子定向分离定距排种装置及其操作方法，其特征在于：它包括一支架、一电磁振动装置、一定向排种通道、一直线输送通道和一分离定距装置。电磁振动机构包括一通过减振支座连接的电磁振动源、一凸型盘和一外罩。定向排种通道包括依次连接的螺旋输送段、分选滑槽和定向滑槽，在分选滑槽上设置有筛选缺口和调节挡板，定向滑槽的进口段为一位姿渐变输入滑槽，中段为具有三级台阶状向下的导向滑槽，出口段为一位姿渐变输出滑槽。直线输送通道包括一直线减振支座、一直线电磁振动源和一直线滑槽。分离定距装置包括在分离上盘和分离下盘之间设置的分离中盘，分离中盘的转轴固定连接一步进电机。本发明可以广泛用于农业种子后续处理及定向播种之中。
1.一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：它包括一支架、一电磁振动装置、一定向排种通道、一直线输送通道和一分离定距装置；
所述支架的一侧设置有一底板，中部设置有一支撑架，另一侧上部设置有一支撑座；
所述电磁振动装置包括一固定在所述底板上的减振支座，所述减振支座上设置一电磁振动源，所述电磁振动源的顶部设置有一凸型盘，所述凸型盘的底盘外缘向上设置有一外罩；
所述定向排种通道为一设置在所述电磁振动装置顶部的所述外罩内的螺旋上升通道，它包括依次连接的螺旋输送段、分选滑槽和定向滑槽；所述螺旋输送段的起始端与所述凸型盘的底盘上表面相切；所述分选滑槽上设置有一小尺寸种子筛选缺口，所述筛选缺口前方的所述分选滑槽上设置有一控制过厚、过大的种子通过的调节挡板，所述筛选缺口和调节挡板的下方设置有一废种出口；所述定向滑槽的进口段为一从水平状向内渐变为直立状的位姿渐变输入滑槽，所述定向滑槽的中段为具有三级台阶状向下的导向滑槽，所述定向滑槽的出口段为一从直立状向外翻转渐变为具有一定角度近乎水平状的位姿渐变输出滑槽；
所述直线输送通道包括一固定在支撑架上的直线减振支座，所述直线减振支座的顶部连接一直线电磁振动源，所述直线电磁振动源的顶部连接一具有倾斜角度近乎水平状的直线滑槽，所述直线滑槽的输入端连接所述输出滑槽的输出端；所述直线滑槽的倾斜角度与所述输出滑槽倾斜角度相同；
所述分离定距装置包括一连接在所述支撑座底部的步进电机，在所述支撑座的顶面间隔固定连接一分离上盘和一分离下盘，在所述分离上盘和分离下盘之间设置有一分离中盘，所述分离中盘的转轴穿过所述分离下盘固定连接所述步进电机的输出轴，所述分离上盘的边缘设有一连接所述直线滑槽输出端的落种缺口，所述分离下盘的边缘设置有一与所述落种缺口相对互为180°的排种缺口，所述分离中盘上沿同一圆周方向均布有若干通孔。
2.如权利要求1所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述支架采用铝型材和型钢中的一种连接而成。
3.如权利要求1所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述螺旋输送段、分选滑槽和定向滑槽采用不锈钢板加工而成；所述定向滑槽的截面形状为U型，U型尺寸大于玉米种子。
4.如权利要求1所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述直线滑槽采用截面形状为U型不锈钢板加工而成。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述分离上盘和分离下盘的中心孔分别与轴承外圈过盈配合连接，轴承内圈过盈配合连接所述分离中盘的转轴，所述分离上盘和分离下盘的外缘分别对应设置三个向外伸出具有安装孔的安装耳，并通过螺栓固定连接在所述支撑座的顶面。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述分离中盘的转轴通过联轴器与所述步进电机的输出轴固定连接。
7.如权利要求1或2或3或4所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述分离上盘、分离中盘和分离下盘采用耐磨铝合金材料加工制作，所述转轴采用45号钢加工制作。
8.如权利要求5所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述分离上盘、分离中盘和分离下盘采用耐磨铝合金材料加工制作，所述转轴采用45号钢加工制作。
9.如权利要求6所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：所述分离上盘、分离中盘和分离下盘采用耐磨铝合金材料加工制作，所述转轴采用45号钢加工制作。
10.如权利要求1～9任一项所述的一种玉米种子定向分离定距排种装置的操作方法，包括以下步骤：
1)根据设定玉米种子的尺寸大小，通过螺栓定位调节挡板允许玉米种子厚度通过高度；
2)分别启动电磁振动源、直线电磁振动源和步进电机，再将玉米种子陆续倒入螺旋上升通道围成的空腔内；
3)玉米种子在电磁振动源的振动作用下，分别向凸型盘顶部的外缘扩散，逐步移向螺旋输送段；
4)玉米种子在电磁振动源的振动下，沿螺旋输送段前行进入分选滑槽，在分选滑槽中当每一粒种子通过筛选缺口时，不合格的过小的种子被筛选缺口筛除掉入废种出口中被排出，滑过筛选缺口的种子继续滑行至调节挡板，不合格的过厚、过大的种子被拦截在调节挡板内侧掉入废种出口中被排出；
5)穿过调节挡板的种子在电磁振动源的振动下，由平躺的姿态进入位姿渐变输入滑槽变化为直立姿态，再进入具有三级台阶状向下的导向滑槽，由于玉米种子存在质心偏移的特性，玉米种子在其重力、振动惯性力和摩擦力的综合作用下，经过三级台阶跳跃的几次翻转后最终使其胚根尖端部向前一致的排列，从直立姿态进入位姿渐变输出滑槽渐变为具有一倾斜角度近乎水平状的位姿输出，从而实现玉米种子的定向；
6)直线滑槽的输入端接过输出的种子，在直线电磁振动源的振动下前行至末端依次排出；
7)分离上盘的落种缺口接过落入的种子，位于分离上盘与分离下盘之间的分离中盘的通孔与分离上盘的落种缺口重合时，种子从分离上盘的落种缺口中依次掉入分离中盘中的每一通孔中，当分离中盘的通孔与分离下盘的方排种缺口重合时，分离中盘的通孔中的种子从分离下盘的排种缺口中依次排出；从而实现玉米种子的逐个排出、定向、逐个分离定距的目的。
一种玉米种子定向分离定距排种装置及其操作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种农业机械，特别是关于一种玉米种子定向分离定距排种装置及其操作方法。
背景技术
[0002] 玉米是我国重要的粮食作物，玉米定向种植方法，不仅能有效的控制玉米植株叶片的生长排列具有方向性，改善玉米叶片伸展的无序性，从而增强单位面积玉米叶片光合作用的能力达到提高产量；玉米实现机械化定向播种，其关键技术是实现玉米种子的定向排列，但目前对于机械化玉米定向播种，还没有专门的定向播种器械，从而使得机械化、自动化玉米定向播种无法开展；在200810146659.2号专利文献中公开了一种玉米定向播种方法、定向种子块制造设备与播种块装置，该发明的方法是通过对穗选后的种穗种子排列条上涂粘结剂后，脱离取下种子条或使用种条铲刀铲切下种子条，虽然铲切下的种子条在一定程度上能保持玉米生物学特性排列顺序，但对玉米籽粒的损伤严重，且玉米种子没有经过前期加工处理，很难适应于直接播种。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种在电磁振动源的作用下，能使玉米种子定向分离定距排种装置及其操作方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种玉米种子定向分离定距排种装置，其特征在于：它包括一支架、一电磁振动装置、一定向排种通道、一直线输送通道和一分离定距装置；所述支架的一侧设置有一底板，中部设置有一支撑架，另一侧上部设置有一支撑座；所述电磁振动装置包括一固定在所述底板上的减振支座，所述减振支座上设置一电磁振动源，所述电磁振动源的顶部设置有一凸型盘，所述凸型盘的底盘外缘向上设置有一外罩；所述定向排种通道为一设置在所述电磁振动装置顶部的所述外罩内的螺旋上升通道，它包括依次连接的螺旋输送段、分选滑槽和定向滑槽；所述螺旋输送段的起始端与所述凸型盘的底盘上表面相切；所述分选滑槽上设置有一小尺寸种子筛选缺口，所述筛选缺口前方的所述分选滑槽上设置有一控制过厚、过大的种子通过的调节挡板，所述筛选缺口和调节挡板的下方设置有一废种出口；所述定向滑槽的进口段为一从水平状向内渐变为直立状的位姿渐变输入滑槽，所述定向滑槽的中段为具有三级台阶状向下的导向滑槽，所述定向滑槽的出口段为一从直立状向外翻转渐变为具有一定角度近乎水平状的位姿渐变输出滑槽；所述直线输送通道包括一固定在支撑架上的直线减振支座，所述直线减振支座的顶部连接一直线电磁振动源，所述直线电磁振动源的顶部连接一具有倾斜角度近乎水平状的直线滑槽，所述直线滑槽的输入端连接所述输出滑槽的输出端；所述直线滑槽的倾斜角度与所述输出滑槽倾斜角度相同；所述分离定距装置包括一连接在所述支撑座底部的步进电机，在所述支撑座的顶面间隔固定连接一分离上盘和一分离下盘，在所述分离上盘和分离下盘之间设置有一分离中盘，所述分离中盘的转轴穿过所述分离下盘固定连接所述步进电机的输出轴，所述分离上盘的边缘设有一连接所述直线滑槽输出端的落种缺口，所述分离下盘的边缘设置有一与所述落种缺口相对互为180°的排种缺口，所述分离中盘上沿同一圆周方向均布有若干通孔。
[0005] 所述支架采用铝型材和型钢中的一种连接而成。
[0006] 所述螺旋输送段、分选滑槽和定向滑槽采用不锈钢板加工而成；所述定向滑槽的截面形状为U型，U型尺寸大于玉米种子。
[0007] 所述直线滑槽采用截面形状为U型不锈钢板加工而成。
[0008] 所述分离上盘和分离下盘的中心孔分别与轴承外圈过盈配合连接，轴承内圈过盈配合连接所述分离中盘的转轴，所述分离上盘和分离下盘的外缘分别对应设置三个向外伸出具有安装孔的安装耳，并通过螺栓固定连接在所述支撑座的顶面。
[0009] 所述分离中盘的转轴通过联轴器与所述步进电机的输出轴固定连接。
[0010] 三个所述分离盘采用耐磨铝合金材料加工制作，所述转轴采用45号钢加工制作。
[0011] 上述的玉米种子定向分离定距排种装置的操作方法，包括以下步骤：
[0012] 1）根据设定玉米种子的尺寸大小，通过螺栓定位调节挡板允许玉米种子厚度通过高度；2）分别启动电磁振动源、直线电磁振动源和步进电机，再将玉米种子陆续倒入螺旋上升通道围成的空腔内；3）玉米种子在电磁振动源的振动作用下，分别向凸型盘顶部的外缘扩散，逐步移向螺旋输送段；4）玉米种子在电磁振动源的振动下，沿螺旋输送段前行进入分选滑槽，在分选滑槽中当每一粒种子通过筛选缺口时，不合格的过小的种子被筛选缺口筛除掉入废种出口中被排出，滑过筛选缺口的种子继续滑行至调节挡板，不合格的过厚、过大的种子被拦截在调节挡板内侧掉入废种出口中被排出；5）穿过调节挡板的种子在电磁振动源的振动下，由平躺的姿态进入位姿渐变输入滑槽变化为直立姿态，再进入具有三级台阶状向下的导向滑槽，由于玉米种子存在质心偏移的特性，玉米种子在其重力、振动惯性力和摩擦力的综合作用下，经过三级台阶跳跃的几次翻转后最终使其胚根尖端部向前一致排列，从直立姿态进入位姿渐变输出滑槽渐变为具有一倾斜角度近乎水平状的位姿输出，从而实现玉米种子的定向；6）直线滑槽的输入端接过输出的种子，在直线电磁振动源的振动下前行至末端依次排出；7）分离上盘的落种缺口接过落入的种子，位于分离上盘与分离下盘之间的分离中盘的通孔与分离上盘的落种缺口重合时，种子从分离上盘的落种缺口中依次掉入分离中盘中的每一通孔中，当分离中盘的通孔与分离下盘的方排种缺口重合时，分离中盘的通孔中的种子从分离下盘的排种缺口中依次排出，从而实现玉米种子的逐个排出、定向、逐个分离定距的目的。
[0013] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在电磁振动装置设置了定向排种通道，通过电磁振动源振动使玉米种子沿螺旋上升通道滑动，玉米种子通过分选滑槽的筛选缺口时，使不合格的过小的种子落入筛选缺口筛除，玉米种子前行至调节挡板时，不合格的过厚、过大的种子被拦截在调节挡板外侧被排出，因此确保选取优良的玉米种子进行定向排列并输出。2、本发明基于玉米种子的质心偏移特性，设计了在定向滑槽进口段为一从水平状渐变为直立状的位姿渐变输入滑槽、定向滑槽的中段为具有三级台阶状向下的导向滑槽，定向滑槽的出口段为一从直立状渐变为具有一倾斜角度近乎水平状的位姿渐变输出滑槽，因此可以使玉米种子由平躺姿态进入定向滑槽中姿态发生变化，最终实现玉米种子的胚根尖端部向前一致的排列。3、本发明由于在直线输送通道中设置直线振动源，在直线振动源上设置了具有倾斜角度近乎水平状的直线滑槽，因此使进入直线滑槽中的玉米种子不发生翻转定向平稳输出。4、本发明在分离定距装置中由于采用在分离上盘和分离下盘之间设置了转动的分离中盘，而且分离上盘和分离下盘的中心孔分别与轴承外圈过盈配合连接，轴承内圈过盈配合连接分离中盘的转轴，通过步进电机控制分离中盘的转动速度，实现玉米种子之间的分离和定距的调控，使玉米种子平稳经分离中盘旋转180°转向排出，因此确保了分离中盘旋转的稳定性和分离定距的准确性；5、本发明通过采用更换具有不同形状落种缺口的分离上盘和排种缺口的分离下盘及具有相应不同形状通孔的分离中盘，通过步进电机传动控制，可以实现不同种子的定向分离定距，因此提高了本发明装置的通用性，以适应不同种子后续处理及定向排种的需要。本发明可以广泛用于农业种子后续处理及定向播种之中。
附图说明
[0014] 图1是本发明的结构示意图
[0015] 图2是图1的主视示意图
[0016] 图3是本发明的定向排种通道的结构示意图
[0017] 图4是图3的俯视示意图
[0018] 图5是图3的侧视示意图
[0019] 图6是本发明的直线输送通道的外观结构示意图
[0020] 图7是图6的侧视示意图
[0021] 图8是本发明的分离定距装置的外观结构示意图
[0022] 图9是图8的主视示意图
[0023] 图10是本发明的分离上盘结构示意图
[0024] 图11是本发明的分离下盘结构示意图
[0025] 图12是本发明的分离中盘结构示意图
[0026] 图13是玉米种子定向运动状态示意图
[0027] 图14是另一玉米种子定向运动状态示意图
具体实施方式
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
[0029] 如图1、图2所示，本发明包括一支架10、一电磁振动装置20、一定向排种通道30、一直线输送通道40和一分离定距装置50。
[0030] 本发明的支架10的一侧设置有一底板11，中部设置有一支撑架12，另一侧上部设置有一支撑座13。
[0031] 本发明的电磁振动装置20包括一固定在底板11上的减振支座21，减振支座21上设置有一已有技术的电磁振动源22，电磁振动源22的顶部设置有一凸型盘23，凸型盘23的底盘外缘向上设置有一外罩24。
[0032] 如图3、图4、图5所示，本发明的定向排种通道30为一设置在电磁振动源22顶部外罩24内的螺旋上升通道，其包括依次连接的螺旋输送段31、分选滑槽32和定向滑槽33。螺旋输送段31的起始端与凸型盘23的底盘上表面相切；分选滑槽32的底部上设置有一小尺寸种子筛选缺口321，筛选缺口321前方的分选滑槽32上设置有一控制过厚、过大的种子通过的调节挡板322，在筛选缺口321和调节挡板322的下方设置有一用于承接不合格种子的废种出口323；定向滑槽33的进口段为一从水平状向内渐变为直立状的位姿渐变输入滑槽331，定向滑槽33的中段为具有三级台阶状向下的导向滑槽332，定向滑槽33的出口段为一从直立状向外翻转渐变为具有一定角度近乎水平状的位姿渐变输出滑槽333，近乎水平状是为了保证玉米种子在重力的作用下不发生旋转变向，稳定种子的输出姿态。
[0033] 如图6所示，本发明的直线输送通道40包括一固定在支撑架12上的直线减振支座41，直线减振支座41的顶部连接一已有技术的直线电磁振动源42，直线电磁振动源42的顶部连接一具有倾斜角度近乎水平状的直线滑槽43（如图7所示），直线滑槽43的输入端连接输出滑槽333的输出端，且直线滑槽43的倾斜角度与输出滑槽333倾斜角度相同。
[0034] 如图8、图9所示，本发明的分离定距装置50包括一连接在支撑座13底部的步进电机51，在支撑座13的顶面间隔固定连接一分离上盘52和一分离下盘53，在分离上盘52和分离下盘53之间设置有一分离中盘54，分离中盘54的转轴541穿过分离下盘53固定连接步进电机51的输出轴，分离上盘52的边缘设有一连接直线轨道43输出端的落种缺口521（如图10所示），分离下盘53的边缘设置有一与落种缺口521相对互为180°的排种缺口531（如图11所示），分离中盘54上沿同一圆周方向均布有若干通孔542（如图12所示），且每一通孔542在旋转过程中，均能够与落种缺口521和排种缺口531的位置对应。
[0035] 上述实施例中，支架10采用铝型材或型钢连接而成。
[0036] 上述实施例中，螺旋输送段31、分选滑槽32和定向滑槽33采用不锈钢板加工而成。定向滑槽33的截面形状呈U型，且其尺寸大于玉米种子。
[0037] 上述实施例中，直线滑槽43采用截面形状呈U型的不锈钢板加工而成。
[0038] 上述实施例中，分离中盘54的转轴541与分离上盘52和分离下盘53的中心孔522、532连接时（如图9所示），可以在中心孔522、532分别设置一轴承56，轴承55的外圈与中心孔522、532过盈配合，轴承55的内圈与转轴541过盈配合。
[0039] 如图8所示，为了减轻分离上盘52和分离下盘53的自身重量，分离上盘52和分离下盘53的外缘分别对应设置三个向外伸出具有安装孔的安装耳523、533，并通过螺栓固定连接在支撑座13顶面。分离中盘54的转轴541可以通过联轴器56与步进电机51的输出轴固定连接。三个分离盘可以采用耐磨铝合金材料加工制作，转轴541可以采用45号钢加工制作。
[0040] 如图1、图2所示，本发明装置的操作方法包括以下步骤：
[0041] 1）根据设定玉米种子的尺寸大小，通过螺栓定位调节挡板322允许玉米种子厚度通过高度；
[0042] 2）分别启动电磁振动源22、直线电磁振动源42和步进电机51，再将玉米种子陆续倒入倒入螺旋上升通道围成的空腔内；
[0043] 3）玉米种子在电磁振动源22的振动作用下，分别向凸型盘23顶部的外缘扩散，逐步移向螺旋输送段31；
[0044] 4）玉米种子在电磁振动源22的振动下，沿螺旋输送段31前行进入分选滑槽32，在分选滑槽32中当每一粒种子通过筛选缺口321时，不合格的过小的种子被筛选缺口321筛除掉入废种出口323中被排出，滑过筛选缺口321的种子继续滑行至调节挡板322，不合格的过厚、过大的种子被拦截在调节挡板322内侧掉入废种出口323中被排出（如图3～图5所示）；
[0045] 5）穿过调节挡板322的种子在电磁振动源22的振动下，由平躺的姿态进入位姿渐变输入滑槽331变化为直立姿态，再进入具有三级台阶状向下的导向滑槽332，由于玉米种子存在质心偏移的特性，玉米种子在其重力、振动惯性力和摩擦力的综合作用下，经过三级台阶跳跃的几次翻转后最终使其胚根尖端部向前一致的排列（如图13、图14所示），从直立姿态进入位姿渐变输出滑槽333渐变为具有一倾斜角度近乎水平状的位姿输出，从而实现玉米种子的定向；
[0046] 6）直线滑槽43的输入端接过输出的种子，在直线电磁振动源42的振动下前行至末端依次排出（如图6所示）；
[0047] 7）分离上盘52的落种缺口521接过落入的种子，位于分离上盘52与分离下盘54之间的分离中盘54的通孔542与分离上盘52的落种缺口521重合时，种子从分离上盘52的落种缺口521中依次落入分离中盘54上的每一通孔542中，当分离中盘54的通孔542与分离下盘53的方排种缺口531重合时，分离中盘54的通孔542中的种子从分离下盘53的排种缺口531中依次排出（如图8～图12所示），从而实现玉米种子的逐个排出、定向、逐个分离定距的目的。
[0048] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
