本發(fā)明屬于水稻無(wú)人機(jī)直播，具體涉及一種水稻無(wú)人機(jī)有序精量條直播裝置及其條直播方法。

背景技術(shù)：

1、水稻作為我國(guó)最重要的糧食作物，南方丘陵和水網(wǎng)平湖交織區(qū)域是我國(guó)重要的水稻生產(chǎn)基地。傳統(tǒng)大型地面農(nóng)業(yè)機(jī)械工作及無(wú)人機(jī)撒播種植形式存在一些問(wèn)題。南方丘陵地勢(shì)復(fù)雜，田塊稀碎，坡多埂多，水網(wǎng)平湖交織區(qū)域泥腳深，傳統(tǒng)大型地面農(nóng)業(yè)機(jī)械不便于工作，作業(yè)效率低；傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)撒播秧苗無(wú)序生長(zhǎng)，水稻群體通風(fēng)透光性差，不利于中耕除草等田間管理問(wèn)題，且傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)撒播采用多放種箱同時(shí)運(yùn)作，整機(jī)重量較大，不便于工作，此外，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)飛播條直播研究較少，直播后的稻種易浮于土壤表層，稻種抗倒伏能力差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種水稻無(wú)人機(jī)有序精量條直播裝置及其條直播方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一種水稻無(wú)人機(jī)有序精量條直播裝置，包括無(wú)人機(jī)承重裝置、取種裝置、下種裝置、送氣機(jī)構(gòu)和空氣加速裝置。

4、所述無(wú)人機(jī)承重裝置包括浮升機(jī)構(gòu)、承重機(jī)架和支撐支架；浮升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)承重機(jī)架飛行，承重機(jī)架的下表面兩端固定有相對(duì)傾斜且對(duì)稱布置的兩個(gè)支撐支架。所述取種裝置包括放種箱、取種箱和取種輪；放種箱固定于承重機(jī)架上，且放種箱的下端為錐形，并開(kāi)設(shè)有矩形開(kāi)口一；取種箱的上端和下端分別開(kāi)設(shè)有矩形開(kāi)口二和矩形開(kāi)口三，且矩形開(kāi)口二與矩形開(kāi)口一固定并連通；取種輪的直徑與取種箱的內(nèi)徑相等，取種輪的長(zhǎng)度與矩形開(kāi)口二的長(zhǎng)度相等，取種輪水平設(shè)于取種箱內(nèi)，與取種箱同軸布置，并與矩形開(kāi)口二對(duì)齊布置，且與取種箱構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述矩形開(kāi)口二上平行于取種箱中心軸線的一條邊上固定有毛刷，且毛刷與取種輪的圓柱面接觸；取種輪上開(kāi)設(shè)有沿軸向均布的n條環(huán)形取種道，n≥4，每條環(huán)形取種道內(nèi)開(kāi)設(shè)有沿周向均布的多個(gè)取種槽。

5、所述下種裝置包括引種箱、軟管、連接板、分段式下種管和旋轉(zhuǎn)箱體；引種箱固定于矩形開(kāi)口三位置處，且引種箱上開(kāi)設(shè)有與各環(huán)形取種道分別對(duì)齊的n個(gè)豎孔，每個(gè)豎孔的上端與對(duì)應(yīng)的環(huán)形取種道連通，下端與一個(gè)軟管的入口固定并連通，中部開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣通道；所述引種箱的兩端均固定有豎直設(shè)置的連接板，旋轉(zhuǎn)箱體的兩端與兩個(gè)連接板構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，并由對(duì)稱布置的兩個(gè)抬升機(jī)構(gòu)同步驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，且旋轉(zhuǎn)箱體上開(kāi)設(shè)有與各軟管分別對(duì)齊的n個(gè)直孔，且每個(gè)直孔的入口與對(duì)應(yīng)軟管的出口固定并連通；所述分段式下種管由直管和彎折管組成，并設(shè)有沿取種輪軸向布置的n個(gè)，各分段式下種管的直管與各直孔分別對(duì)齊，且每個(gè)直管的入口與對(duì)應(yīng)直孔的出口固定并連通，各分段式下種管的彎折管呈扇形間隔布置，且各彎折管的出口等距布置，各彎折管出口的中心軸線均平行于直管的中心軸線。

6、所述送氣機(jī)構(gòu)包括送氣風(fēng)機(jī)、風(fēng)道和分支送氣管；送氣風(fēng)機(jī)固定于取種箱上，送氣風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口固定并連通，風(fēng)道的出風(fēng)口與分支送氣管的進(jìn)風(fēng)口固定并連通，分支送氣管的出風(fēng)口設(shè)有一體成型且呈扇形布置的n個(gè)分支管，各分支管遠(yuǎn)離風(fēng)道的一端與各進(jìn)氣通道分別固定，并通過(guò)各進(jìn)氣通道與各豎孔分別連通。其中，風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口的橫截面積大于風(fēng)道出風(fēng)口的橫截面積。

7、所述空氣加速裝置包括加速三通管和離心風(fēng)機(jī)；離心風(fēng)機(jī)固定于旋轉(zhuǎn)箱體上，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口通過(guò)離心風(fēng)機(jī)管道與加速三通管的進(jìn)風(fēng)口固定并連通；所述加速三通管的入口和出口同軸布置，加速三通管內(nèi)位于進(jìn)口和出口分別設(shè)有一體成型且向內(nèi)延伸的內(nèi)管一和內(nèi)管二，內(nèi)管一遠(yuǎn)離入口的一端嵌入內(nèi)管二遠(yuǎn)離出口的一端，且內(nèi)管一的外壁與內(nèi)管二的內(nèi)壁之間存在間隙，加速三通管進(jìn)風(fēng)口的橫截面積大于間隙的橫截面積。所述空氣加速裝置設(shè)有沿取種輪軸向等距布置的n個(gè)，每個(gè)空氣加速裝置中加速三通管的入口和出口與一個(gè)分段式下種管中直管的出口和彎折管的入口分別固定并連通。

8、優(yōu)選地，所述承重機(jī)架包括承重梁、連接架一和連接架二，連接架一和連接架二水平且平行布置，并通過(guò)兩承重梁固定；兩個(gè)支撐支架固定于兩個(gè)承重梁的下表面，放種箱固定于兩個(gè)承重梁上。

9、更優(yōu)選地，所述承重梁的下表面兩端均開(kāi)設(shè)有槽口，支撐支架呈w狀，且支撐支架的兩端與相應(yīng)承重梁上的兩個(gè)槽口固定。

10、更優(yōu)選地，所述連接架一上固定有探測(cè)雷達(dá)。

11、更優(yōu)選地，所述浮升機(jī)構(gòu)由對(duì)稱布置的兩個(gè)螺旋槳一和對(duì)稱布置的兩個(gè)螺旋槳二組成；螺旋槳一包括螺旋槳支架、旋翼支架和旋翼，旋翼支架與螺旋槳支架的一端構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，并由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，且旋翼支架上固定有間距布置的兩個(gè)旋翼；兩個(gè)螺旋槳一的螺旋槳支架遠(yuǎn)離旋翼支架的一端與連接架二的兩端固定，且兩個(gè)螺旋槳一的螺旋槳支架夾角為120°；螺旋槳二的結(jié)構(gòu)與螺旋槳一的結(jié)構(gòu)一致，且兩個(gè)螺旋槳二的螺旋槳支架遠(yuǎn)離旋翼支架的一端與連接架一的兩端固定，兩個(gè)螺旋槳二的螺旋槳支架夾角為120°。

12、優(yōu)選地，所述取種輪固定于水平設(shè)置的連接軸上，連接軸與取種箱構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

13、優(yōu)選地，所述彎折管由一體成型且依次布置的直管段一、圓弧段一、直管段二、圓弧段二和直管段三組成，且直管段一和直管段三均平行于直管；各分段式下種管的直管段一入口與相應(yīng)加速三通管的出口固定并連通，各分段式下種管的直管段二呈扇形間隔布置，各分段式下種管的直管段三等距布置。

14、優(yōu)選地，所述離心風(fēng)機(jī)固定于風(fēng)機(jī)罩內(nèi)，風(fēng)機(jī)罩固定于旋轉(zhuǎn)箱體上。

15、優(yōu)選地，所述抬升機(jī)構(gòu)包括舵機(jī)和凸輪，舵機(jī)的殼體固定于相應(yīng)的連接板上，舵機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的連接板構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，并與凸輪固定，凸輪固定于旋轉(zhuǎn)箱體上。

16、本發(fā)明一種水稻無(wú)人機(jī)有序精量條直播裝置的條直播方法，具體如下：

17、在放種箱內(nèi)裝入稻種，稻種落入位于放種箱內(nèi)的各取種槽內(nèi)；初始時(shí)，各支撐支架支撐在地面上，各分段式下種管呈水平狀態(tài)，各軟管均處于彎曲變形狀態(tài)。

18、浮升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)承重機(jī)架帶動(dòng)取種裝置、下種裝置、送氣機(jī)構(gòu)、各空氣加速裝置和各支撐支架飛升預(yù)設(shè)高度，各支撐支架與地面脫離接觸。各抬升機(jī)構(gòu)同步驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)箱體帶動(dòng)各分段式下種管和各空氣加速裝置正轉(zhuǎn)90°，使各分段式下種管的直管向下轉(zhuǎn)為豎直狀態(tài)，各軟管恢復(fù)至直管狀態(tài)。

19、浮升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)承重機(jī)架在田中沿直線飛行，同時(shí)控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)取種輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制送氣風(fēng)機(jī)和各離心風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作；隨著取種輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)環(huán)形取種道上空置的各取種槽依次從取種箱轉(zhuǎn)至放種箱內(nèi)，獲取稻種，每個(gè)環(huán)形取種道上獲取稻種的各取種槽依次經(jīng)過(guò)毛刷，轉(zhuǎn)至取種箱內(nèi)，且毛刷將經(jīng)過(guò)的各取種槽內(nèi)多余的稻種撥至后方，使得經(jīng)過(guò)的各取種槽內(nèi)均只留有一粒稻種，輸送至取種箱內(nèi)的各稻種位于相應(yīng)取種槽和取種箱內(nèi)壁形成的空間內(nèi)，且當(dāng)每個(gè)環(huán)形取種道上攜帶稻種的各取種槽依次與矩形開(kāi)口三連通時(shí)，每個(gè)環(huán)形取種道上各取種槽內(nèi)的稻種依次落入相應(yīng)的豎孔內(nèi)，并均依次經(jīng)過(guò)相應(yīng)的軟管、直孔、直管、加速三通管和彎折管，依次從相應(yīng)彎折管的出口出來(lái)，同時(shí)送氣風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)道和分支送氣管向各豎孔內(nèi)輸送空氣，對(duì)每個(gè)豎孔內(nèi)依次落下的各粒稻種進(jìn)行第一次加速，各離心風(fēng)機(jī)通過(guò)各離心風(fēng)機(jī)管道向各加速三通管內(nèi)輸送空氣，對(duì)每個(gè)加速三通管內(nèi)依次落下的各粒稻種進(jìn)行第二次加速，進(jìn)而使得每個(gè)彎折管內(nèi)依次落下的各粒稻種從該彎折管的出口依次射出，并依次射入土中，且隨著浮升機(jī)構(gòu)的直線飛行，從每個(gè)彎折管出口依次射出的各粒稻種沿直線方向間隔播種。其中，由于風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口的橫截面積大于風(fēng)道出風(fēng)口的橫截面積，使得風(fēng)道出風(fēng)口的流體流速大于送氣風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的流體流速，進(jìn)而提高了稻種第一次加速后的速度，同時(shí)由于加速三通管中，內(nèi)管一遠(yuǎn)離入口一端的外壁與內(nèi)管二遠(yuǎn)離出口一端的內(nèi)壁之間的間隙橫截面積小于加速三通管進(jìn)風(fēng)口的橫截面積，使得間隙處的流體流速大于加速三通管進(jìn)風(fēng)口的流體流速，間隙處的流體壓強(qiáng)低于加速三通管進(jìn)風(fēng)口的流體壓強(qiáng)，從間隙處進(jìn)入內(nèi)管二的流體沿著內(nèi)管二內(nèi)壁流動(dòng)，在內(nèi)管二內(nèi)壁形成負(fù)壓空間，在負(fù)壓作用下，提高稻種第二次加速后的速度，從而使得稻種從相應(yīng)彎折管出口射出的速度進(jìn)一步增大。

20、完成稻種的條直播工作后，控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)、送氣風(fēng)機(jī)和各離心風(fēng)機(jī)停止工作，各抬升機(jī)構(gòu)同步驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)箱體帶動(dòng)各分段式下種管和各空氣加速裝置反轉(zhuǎn)90°，使各分段式下種管的直管向上轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)，然后浮升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)承重機(jī)架飛至原位。

21、本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)稻種的條直播工作，使得秧苗有序生長(zhǎng)，水稻群體具有良好的通風(fēng)透光性，且稻種抗倒伏能力較好；具體地，本發(fā)明通過(guò)無(wú)人機(jī)承重裝置帶動(dòng)取種裝置、下種裝置、送氣機(jī)構(gòu)和各空氣加速裝置在田中沿直線飛行，同時(shí)取種裝置中驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)取種輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使取種輪上每個(gè)環(huán)形取種道的各取種槽依次從放種箱進(jìn)行取種，并依次攜帶稻種經(jīng)過(guò)毛刷向下種裝置中引種箱上相應(yīng)的豎孔內(nèi)依次輸送，且毛刷將經(jīng)過(guò)的各取種槽內(nèi)多余的稻種撥至后方，使得經(jīng)過(guò)的各取種槽內(nèi)均只留有一粒稻種，防止稻種堆疊，實(shí)現(xiàn)了“一槽一種”的有序精量取種工作；每個(gè)豎孔內(nèi)依次輸送過(guò)來(lái)的各稻種經(jīng)過(guò)相應(yīng)的軟管、直孔、直管、加速三通管落至相應(yīng)的彎折管內(nèi)，并從彎折管的出口落入土中，同時(shí)送氣風(fēng)機(jī)向各豎孔內(nèi)輸送空氣，對(duì)各豎孔內(nèi)依次落入的各粒稻種進(jìn)行第一次加速，各離心風(fēng)機(jī)向各加速三通管內(nèi)輸送空氣，對(duì)各加速三通管內(nèi)依次落入的各粒稻種進(jìn)行第二次加速，使得每個(gè)彎折管內(nèi)依次落入的各粒稻種依次射入土中，且隨著無(wú)人機(jī)承重裝置的直線飛行，從每個(gè)彎折管出口依次射出的各粒稻種沿直線方向間隔播種，從而實(shí)現(xiàn)了稻種的條直播工作，使得秧苗有序生長(zhǎng)，水稻群體具有良好的通風(fēng)透光性，且稻種經(jīng)過(guò)兩次加速射入土中，提高了稻種的抗倒伏能力；進(jìn)一步，本發(fā)明采用單放種箱多通道式播種的形式，減少了裝置質(zhì)量，提高了裝置的續(xù)航能力，同時(shí)結(jié)合無(wú)人機(jī)技術(shù)可以適應(yīng)于地勢(shì)復(fù)雜的環(huán)境，解決了南方丘陵、水網(wǎng)平湖交織區(qū)域作業(yè)困難的問(wèn)題。

23、2、本發(fā)明中送氣風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)道和分支送氣管向各豎孔內(nèi)輸送空氣，且風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口的橫截面積大于風(fēng)道出風(fēng)口的橫截面積，使得風(fēng)道出風(fēng)口的流體流速大于送氣風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的流體流速，對(duì)稻種進(jìn)行第一次氣流加速，此外加速三通管的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得加速三通管出口的流體流速大于加速三通管進(jìn)風(fēng)口的流體流速，對(duì)稻種進(jìn)行第二次氣流加速，且形成負(fù)壓作用，負(fù)壓加速作用能做到比第一次正壓加速作用更強(qiáng)，從而保證稻種從相應(yīng)彎折管出口射出的速度得到進(jìn)一步增大，進(jìn)一步提高了稻種的抗倒伏能力，并提高了條直播效率，保證了每列稻種的直線度，保證了條直播效果。