包括具有面朝下的計(jì)量構(gòu)件和種子輸送系統(tǒng)的種子計(jì)量器的、用于播種機(jī)的播種單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于播種機(jī)的、包括具有計(jì)量構(gòu)件的種子計(jì)量器的播種單元。計(jì)量構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的側(cè)壁以及延伸穿過(guò)該側(cè)壁的孔。計(jì)量構(gòu)件適于將種子附著到所述孔上以將種子順序地移動(dòng)至釋放位置，在那里，側(cè)壁的內(nèi)表面面向下使得種子懸掛在所述側(cè)壁的下面。機(jī)械式種子輸送系統(tǒng)在釋放位置處從計(jì)量構(gòu)件獲取種子，并控制種子從種子計(jì)量器移動(dòng)至鄰近形成在播種機(jī)下面的土壤中的種子犁溝的排料位置的運(yùn)動(dòng)。
【專利說(shuō)明】包括具有面朝下的計(jì)量構(gòu)件和種子輸送系統(tǒng)的種子計(jì)量器的、用于播種機(jī)的播種單元
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)是2009年2月2日遞交的美國(guó)專利申請(qǐng)12/363，968的部分延續(xù)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]下文涉及用于播種機(jī)的、具有種子計(jì)量器和種子輸送系統(tǒng)的播種單元，并且更具體地涉及種子計(jì)量器計(jì)量構(gòu)件相對(duì)于種子輸送系統(tǒng)的定向。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種類型的種子計(jì)量器，其采用空氣壓差，或者真空或者正壓力，將種子吸附到計(jì)量構(gòu)件。計(jì)量構(gòu)件從種子池獲取種子并順序地排出單粒種子。(在一些情況中，可以一次排出多粒種子。)在美國(guó)專利5，170，909中示出了一種常見(jiàn)類型的種子計(jì)量器。其中，殼體中包含的排種盤(pán)(seed plate) 48用來(lái)對(duì)種子進(jìn)行計(jì)量。種子池定位在排種盤(pán)的一側(cè)的下部處，同時(shí)真空施加至排種盤(pán)的相反側(cè)。當(dāng)排種盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自種子池的單個(gè)的種子通過(guò)真空附著至延伸穿過(guò)排種盤(pán)的孔。當(dāng)種子到達(dá)目標(biāo)釋放時(shí)位置，真空終止，允許種子通過(guò)種子管從排種盤(pán)掉落至形成在下面的土壤中的犁溝。
[0005]柔性帶也已經(jīng)用在空氣壓差種子計(jì)量器中。在美國(guó)專利申請(qǐng)2010/0192818 Al中示出了一個(gè)實(shí)例。其中，其中具有孔陣列的柔性帶能夠沿著一路徑在殼體中移動(dòng)。種子池形成在該帶的一側(cè)。沿著帶路徑的一部分施加在該帶的相反側(cè)的真空將種子吸附至孔，允許該帶將種子移動(dòng)至真空被切斷的釋放位置。種子隨后掉落或被從該帶上去除。
[0006]當(dāng)種子借助于重力通過(guò)種子管從計(jì)量器掉落時(shí)，可能難以以大于約8kph(5mph)的播種速度維持精確的和一致的種子間距。為了維持間距精度，在種子從種子計(jì)量器移動(dòng)至土壤時(shí)控制種子的種子輸送系統(tǒng)是理想的。在美國(guó)專利申請(qǐng)2010/0192819-A1中示出了一種這樣的輸送系統(tǒng)。采 用這種輸送系統(tǒng)，難以以一致的方式實(shí)現(xiàn)種子從專利5，170, 909的排種盤(pán)到輸送系統(tǒng)的傳遞。雖然可以采用帶式計(jì)量器改善種子的傳遞，但仍然存在對(duì)種子從種子計(jì)量器至輸送系統(tǒng)的更一致和可靠的傳遞的需求。改進(jìn)的種子計(jì)量器和種子計(jì)量構(gòu)件可以改善種子至輸送系統(tǒng)的傳遞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在種子傳遞至輸送系統(tǒng)時(shí)計(jì)量構(gòu)件的定位是實(shí)現(xiàn)種子的一致傳遞的一個(gè)因素。因此，提供了一種用于播種機(jī)的播種單元，其包括具有計(jì)量構(gòu)件的種子計(jì)量器，該計(jì)量構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的側(cè)壁以及延伸穿過(guò)該側(cè)壁的孔。計(jì)量構(gòu)件適于將種子附著到所述孔以將種子順序地移動(dòng)至釋放位置，側(cè)壁的內(nèi)表面在釋放位置面向下使得種子懸掛在所述側(cè)壁下方。機(jī)械式種子輸送系統(tǒng)適于在釋放位置處從計(jì)量構(gòu)件獲取種子并將種子從種子計(jì)量器移動(dòng)至排料位置，其中所述排料位置鄰近形成在播種機(jī)下面的土壤中的種子犁溝?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是常見(jiàn)農(nóng)用播種機(jī)的透視圖；
[0009]圖2是播種單元框架、種子計(jì)量器和種子輸送系統(tǒng)的側(cè)面透視圖；
[0010]圖3是種子計(jì)量器和輸送系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的放大透視圖；
[0011]圖4是種子計(jì)量器的透視圖，其中蓋子打開(kāi)，描繪出了計(jì)量構(gòu)件；
[0012]圖5是圖4的種子計(jì)量器的分解透視圖；
[0013]圖6是圖4的計(jì)量構(gòu)件的透視圖；
[0014]圖7是圖6的計(jì)量構(gòu)件的側(cè)面橫截面，圖示安裝在固定到播種單元的種子計(jì)量器中的計(jì)量構(gòu)件的定向；
[0015]圖8是可替換的計(jì)量構(gòu)件的局部橫截面；
[0016]圖9是圖6的計(jì)量構(gòu)件的內(nèi)部的正視圖；
[0017]圖10是計(jì)量構(gòu)件和種子輸送系統(tǒng)的側(cè)截面圖；
[0018]圖11是從計(jì)量構(gòu)件至包括輸送系統(tǒng)刷子帶(brush belt)的輸送系統(tǒng)的種子傳遞的截面圖；
[0019]圖12是與圖11類似的截面圖，其中沒(méi)有輸送系統(tǒng)刷子帶；
[0020]圖13是種子進(jìn)入刷子帶中的進(jìn)入方向的示意圖；
[0021]圖14是種子在計(jì)量構(gòu)件上和在輸送系統(tǒng)中在種子從計(jì)量構(gòu)件釋放的釋放位置處的行進(jìn)方向的示意圖；
[0022]圖15是傳遞時(shí)的計(jì)量構(gòu)件和輸送系統(tǒng)的側(cè)截面圖，其中沒(méi)有刷子帶；
[0023]圖16是種子計(jì)量器殼體的內(nèi)側(cè)的透視圖；
[0024]圖17是計(jì)量構(gòu)件和計(jì)量器殼體的側(cè)截面圖，描繪了由計(jì)量構(gòu)件和殼體形成的種子池；
[0025]圖18是與圖17類似的側(cè)截面圖，描繪了具有盤(pán)式計(jì)量構(gòu)件的現(xiàn)有技術(shù)的種子計(jì)
量器;
[0026]圖19是輸送系統(tǒng)的下端的透視圖；
[0027]圖20和21是可替換的計(jì)量構(gòu)件的透視圖；以及
[0028]圖22是另一種種子計(jì)量器以及種子輸送系統(tǒng)的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]農(nóng)業(yè)播種機(jī)10在圖1被示出為中耕作物播種機(jī)。播種機(jī)10具有中央框架12，多個(gè)單個(gè)的播種單元14安裝在中央框架12上。播種機(jī)10具有由箭頭15示出的前后方向和由箭頭17示出的橫向方向。每個(gè)播種單元14通過(guò)平行聯(lián)接機(jī)構(gòu)16連接至中央框架12，使得單個(gè)的播種單元14可以相對(duì)于框架12上下移動(dòng)至受限制的程度。大的儲(chǔ)存箱13保持被氣動(dòng)地傳遞至每個(gè)播種單元上的小型漏斗的種子。每個(gè)播種單元14具有框架構(gòu)件18 (圖2)，播種單元的部件安裝至框架構(gòu)件18。框架構(gòu)件18包括位于其前端處的一對(duì)直立的臂
20。臂20連接至平行聯(lián)接機(jī)構(gòu)16的后端。開(kāi)溝盤(pán)(未示出)以已知方式連接至軸22，以在播種機(jī)下面的土壤形成敞開(kāi)的犁溝，種子沉積在該犁溝中。合壟和壓實(shí)輪(未示出)也以已知方式安裝至框架構(gòu)件18，以在沉積的種子之上合壟犁溝并壓實(shí)已合壟的犁溝中的土壤。種子計(jì)量器24和種子輸送系統(tǒng)400也連接至播種單元的框架構(gòu)件18。
[0030]計(jì)量器24包括殼體30 (圖3)和蓋子34。殼體30和蓋子34通過(guò)分別位于殼體和蓋子上的互補(bǔ)的鉸鏈特征36和38 (參見(jiàn)圖5)彼此連接。鉸鏈特征36包括連接至殼體的樞軸銷37，而特征38是一體成形的鉤子，其圍繞樞軸銷纏繞，允許蓋子34圍繞銷37的軸線樞轉(zhuǎn)。彈性鎖定構(gòu)件40連接至殼體30并具有擴(kuò)大部42，擴(kuò)大部42被放置在形成于蓋子中的承窩44中以將蓋子保持在殼體30上的關(guān)閉位置中。 [0031]殼體30形成有樞軸銷46(圖3)形式的第二鉸鏈元件。樞軸銷46置于連接至框架構(gòu)件18的安裝框架50的鉤狀構(gòu)件48 (圖4)中。這允許種子計(jì)量器24圍繞軸線52相對(duì)于播種單元框架構(gòu)件18樞轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)主軸54由殼體30支承并具有位于其端部上的驅(qū)動(dòng)轂56 (圖5)。當(dāng)處于圖3中示出的組裝位置時(shí)，主軸54連接至電動(dòng)機(jī)60的輸出軸58以驅(qū)動(dòng)種子計(jì)量器。種子計(jì)量器24通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)68連接至輸送系統(tǒng)，鎖定機(jī)構(gòu)68包括金屬桿70，金屬桿70在一端處具有鉤子，在鎖定時(shí)所述一端被置于計(jì)量器殼體30中的孔中。輸送系統(tǒng)還具有部分地在圖2中示出的安裝鉤子72，其連接至播種單元框架構(gòu)件18以支撐輸送系統(tǒng)。
[0032]輸送系統(tǒng)400由電動(dòng)機(jī)80驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)80同樣由安裝框架50支撐。電動(dòng)機(jī)80的輸出軸通過(guò)直角驅(qū)動(dòng)裝置82連接至輸送系統(tǒng)。雖然圖中示出電動(dòng)機(jī)被用于驅(qū)動(dòng)種子計(jì)量器和種子輸送系統(tǒng)二者，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，也可以采用其它類型的馬達(dá)，如液壓的、氣動(dòng)的等，以及各種類型的機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0033]參照?qǐng)D6，更詳細(xì)地示出了種子計(jì)量器的計(jì)量構(gòu)件100。這些計(jì)量構(gòu)件100被示出為單件式凹入的碗狀體。該碗狀體具有基部102，側(cè)壁104從基部102延伸。側(cè)壁104終止在外邊緣106中。該側(cè)壁具有徑向內(nèi)表面108和徑向外表面110。鄰近外邊緣106，側(cè)壁具有由圖6中的支架示出的邊緣部112。邊緣部112徑向向外地和軸向地向著外邊緣106延伸。在邊緣部112中，存在延伸穿過(guò)內(nèi)表面和外表面108和110之間的側(cè)壁的環(huán)形孔陣列114。計(jì)量構(gòu)件100安裝在計(jì)量器殼體中，用于沿圖6中的箭頭118的方向旋轉(zhuǎn)。在操作中，當(dāng)計(jì)量構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自位于計(jì)量構(gòu)件的底部處的種子池120的單個(gè)的種子附著到側(cè)壁的內(nèi)表面108上的孔114上，并且被順序地向上載送至位于計(jì)量構(gòu)件的上部處的釋放位置164。因此，內(nèi)表面也被稱為計(jì)量構(gòu)件的種子側(cè)面。一系列凸起的特征或突出部，如槳板狀部116，從側(cè)壁104的內(nèi)表面108延伸，典型地，一個(gè)槳板狀部沿旋轉(zhuǎn)方向位于每個(gè)孔114的后面。每個(gè)槳板狀部沿旋轉(zhuǎn)方向在相關(guān)聯(lián)的孔后面形成面對(duì)表面124，從而如下所述將附著到所述孔上的種子推入輸送系統(tǒng)中。如上所述，是計(jì)量構(gòu)件的邊緣部112執(zhí)行從種子池抽吸單個(gè)的種子并將種子順序地移動(dòng)至釋放位置以將種子單個(gè)地供給至種子輸送系統(tǒng)400的功能。
[0034]計(jì)量構(gòu)件的基部102包括中心驅(qū)動(dòng)孔130 (圖5)，其用于以與公知的將平板排種盤(pán)安裝在種子計(jì)量器中類似的方式將計(jì)量構(gòu)件安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轂56上用于圍繞軸線132旋轉(zhuǎn)。當(dāng)安裝至殼體30時(shí)，計(jì)量構(gòu)件100與殼體協(xié)作形成用于保持種子池120的槽，如下文更完整地描述的那樣。軸線132相對(duì)于水平平面以及沿播種機(jī)的前后方向延伸的豎直平面和相對(duì)于播種機(jī)橫向地延伸的豎直平面都傾斜。
[0035]參照?qǐng)D7，在截面圖中示出計(jì)量構(gòu)件100。基部102為大致平坦的，而側(cè)壁104的內(nèi)表面的邊緣部112是向外展開(kāi)的，即，同時(shí)徑向向外和軸向地延伸。如圖7所示，邊緣部是截頭圓錐形的。可替換地，如與計(jì)量構(gòu)件側(cè)壁104’相關(guān)的圖8所示，側(cè)壁邊緣部112的內(nèi)表面的形狀可以是截頭球體形的。而且，雖然邊緣部112已經(jīng)被示出為向外展開(kāi)的，但邊緣部可以是大致圓筒形的，沒(méi)有向外展開(kāi)，即，僅軸向地延伸。
[0036]計(jì)量構(gòu)件100可以形成為單件，或者由多個(gè)部件構(gòu)成。計(jì)量構(gòu)件可以更容易地由諸如聚碳酸酯、尼龍、聚丙烯或聚氨酯之類的塑料模制而成。然而，也可以采用其它塑料以及諸如金屬等的其它材料。計(jì)量構(gòu)件100具有足夠的剛性，從而形狀是自承的，不需要附加的支撐結(jié)構(gòu)。這與美國(guó)專利2，960，258中示出的柔性帶式計(jì)量構(gòu)件相反，在美國(guó)專利2，960，258中，帶構(gòu)件優(yōu)選是柔性彈性體材料并且被支撐在支撐環(huán)內(nèi)。由于形狀是自承的，因此計(jì)量構(gòu)件不需要任何支撐結(jié)構(gòu)來(lái)保持形狀。作為自承的，計(jì)量構(gòu)件可以是剛性的，或者計(jì)量構(gòu)件可以是柔性以便在以與美國(guó)專利N0.7，661，377的柔性排種盤(pán)類似的方式起作用時(shí)改變形狀。
[0037]如前所述，計(jì)量構(gòu)件100可以通過(guò)基部102中的中心驅(qū)動(dòng)孔130安裝至驅(qū)動(dòng)轂。通過(guò)中心驅(qū)動(dòng)孔130進(jìn)行安裝同時(shí)為計(jì)量構(gòu)件提供了安裝支撐以及為計(jì)量構(gòu)件提供了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)?？商鎿Q地，計(jì)量構(gòu)件的支撐可以設(shè)置在側(cè)壁的外表面上。凹槽可以形成在側(cè)壁的外表面中以接收支撐計(jì)量構(gòu)件的滾子。如果凹槽也形成有驅(qū)動(dòng)齒，則眾滾子之中的一個(gè)將由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以使計(jì)量構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。采用這種可行的替換布置，不需要計(jì)量構(gòu)件具有基部。計(jì)量種子的功能由側(cè)壁執(zhí)行，并且因此，側(cè)壁是計(jì)量構(gòu)件的唯一需要的部分。
[0038]如圖7所示，計(jì)量構(gòu)件100當(dāng)安裝在計(jì)量器殼體中時(shí)被定向?yàn)橄鄬?duì)于垂直方向成一傾角。在該定向上，孔114位于相對(duì)于垂直方向成角度α傾斜的平面150中。在該定向中，計(jì)量構(gòu)件的上部148懸突或延伸超出下部154。如下所述,這允許通向計(jì)量構(gòu)件的上部148，以訪問(wèn)機(jī)械種子輸送系統(tǒng)400。如圖所示，所述角度α約為24度。然而，只要上部148充分地延伸到下部之外以便從從計(jì)量構(gòu)件下方的種子釋放位置處訪問(wèn)種子輸送系統(tǒng)，則任何角度將是足夠的。
[0039]種子池120形成在計(jì)量構(gòu)件100的底部處，如圖9所示。真空施加至外表面110，引起單個(gè)的種子在孔114 行進(jìn)通過(guò)種子池時(shí)附著到孔114上。當(dāng)計(jì)量構(gòu)件如箭頭118所示旋轉(zhuǎn)時(shí)，種子向上移動(dòng)至計(jì)量構(gòu)件的上部148的釋放位置164。釋放位置稍微越過(guò)種子的圓形行進(jìn)路徑上的頂部或者12點(diǎn)鐘位置，使得種子在釋放位置處稍微向下移動(dòng)。這便于種子進(jìn)入輸送系統(tǒng)，如下文更完整地描述的那樣。此外，通過(guò)越過(guò)該路徑的頂點(diǎn)，輸送系統(tǒng)相對(duì)于計(jì)量構(gòu)件偏心，從而在輸送系統(tǒng)和種子計(jì)量器驅(qū)動(dòng)裝置之間提供間隙。在釋放位置164處，計(jì)量構(gòu)件的邊緣部的內(nèi)表面面向下，使得種子被吸附在計(jì)量構(gòu)件下面或者懸掛在計(jì)量構(gòu)件上。參見(jiàn)圖10。種子輸送系統(tǒng)400還在釋放位置164處定位在計(jì)量構(gòu)件的上部的下面以從計(jì)量構(gòu)件獲取種子，如圖10所示。
[0040]輸送系統(tǒng)400包括具有左側(cè)壁404 (參見(jiàn)圖19)和右側(cè)壁406 (參見(jiàn)圖3)的殼體402。與由箭頭408示出的播種機(jī)的行進(jìn)方向相關(guān)地使用術(shù)語(yǔ)左和右。將左側(cè)壁和右側(cè)壁彼此連接的是邊緣壁410。上開(kāi)口 416形成在邊緣壁和側(cè)壁中以允許種子進(jìn)入殼體402。下開(kāi)口 418設(shè)置在，形成種子的排料位置413的下端處。一對(duì)皮帶輪420和422安裝在殼體402內(nèi)。皮帶輪支撐帶424以便在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)皮帶輪中的一個(gè)是驅(qū)動(dòng)皮帶輪，而另一個(gè)皮帶輪是惰輪。皮帶具有柔性基部構(gòu)件426以接合皮帶輪。細(xì)長(zhǎng)剛毛428從柔性基部構(gòu)件426延伸。剛毛在剛毛的近端或徑向內(nèi)端連接至柔性基部構(gòu)件。剛毛的末端或徑向外端430接觸或接近于接觸殼體邊緣壁410的內(nèi)表面。
[0041]如在圖10的頂部所示，種子152位于計(jì)量構(gòu)件100上的釋放位置處并且已經(jīng)剛好插入輸送系統(tǒng)的剛毛428中。在釋放位置處，計(jì)量構(gòu)件側(cè)壁104的邊緣部112大致相切于刷子剛毛428掃過(guò)的固定內(nèi)表面412。表面412位于殼體30的鎖定部66上。表面412是輸送系統(tǒng)殼體402的內(nèi)表面414的延續(xù)。一旦種子被捕獲在輸送系統(tǒng)中，則種子沿由箭頭417示出的帶的方向移動(dòng)。種子在被輸送系統(tǒng)400捕獲之后的緊接的行進(jìn)方向由矢量438示出。
[0042]在從計(jì)量構(gòu)件釋放種子之前，種子沿稍微向下的矢量160的方向移動(dòng)進(jìn)入剛毛428。參照?qǐng)D13，種子方向的矢量160相對(duì)于由箭頭176示出的剛毛428的長(zhǎng)度方向成約60度的角度161。如圖11所示，刷子帶被設(shè)置，使得種子在刷子帶的角落部進(jìn)入剛毛。刷子可以被設(shè)置，使得種子通過(guò)剛毛的末端或通過(guò)剛毛的側(cè)面進(jìn)入刷子。
[0043]在圖14中示出計(jì)量構(gòu)件上的種子方向矢量160和種子首次進(jìn)入刷子帶時(shí)的種子方向矢量438之間的關(guān)系，圖14在包含位于釋放位置164處的兩個(gè)矢量的平面中繪出了這兩個(gè)矢量。矢量之間的角度163至少為35度，并且優(yōu)選地在50度和80度之間。這呈現(xiàn)種子橫向進(jìn)給到剛毛中，意味著種子在釋放位置之前基本上沿不同于刷子剛毛移動(dòng)方向的方向移動(dòng)。這與之前提及的美國(guó)專利申請(qǐng)2010/0192819-A1的圖3中示出的布置相反，在美國(guó)專利申請(qǐng)2010/0192819-A1中，計(jì)量盤(pán)上處于釋放位置的種子基本上沿與刷子剛毛相同的方向移動(dòng)。這同樣是剛毛掃過(guò)側(cè)壁的內(nèi)表面的方向相對(duì)于種子行進(jìn)方向的關(guān)系。
[0044]圖11和12示出由計(jì)量器殼體30支撐的阻擋構(gòu)件162。阻擋構(gòu)件162定位成鄰近種子152的通向釋放位置164的行進(jìn)路徑，并防止種子在到達(dá)釋放位置之前從計(jì)量構(gòu)件移動(dòng)。一旦種子已經(jīng)越過(guò)阻擋構(gòu)件162的端部174，則種子與刷子剛毛一起沿圖10中的矢量438的方向自由移動(dòng)。阻擋 構(gòu)件確保種子被一致地輸送到刷子帶的帶寬方向的中心刷子帶中，而不允許種子在帶寬度范圍的任意位置處進(jìn)入帶。如圖15所示，阻擋構(gòu)件被定位在計(jì)量構(gòu)件100的側(cè)壁104下方，位于計(jì)量構(gòu)件的槳板狀部116和外邊緣106之間。槳板狀部116的面對(duì)表面124將種子推入刷子剛毛中。如圖11所示，隨著突出部越過(guò)刷子的寬度，槳板狀部或突出部116進(jìn)一步進(jìn)行到刷子剛毛中，從它們的末端更深入到剛毛中。一旦種子位于刷子剛毛中，則種子沿矢量438的方向從孔114到計(jì)量構(gòu)件的外邊緣106掃過(guò)計(jì)量構(gòu)件的內(nèi)表面。輸送系統(tǒng)可以設(shè)置成使種子沿相反的方向，即沿遠(yuǎn)離計(jì)量構(gòu)件的外邊緣106的方向，掃過(guò)。
[0045]為了進(jìn)一步確保種子從計(jì)量構(gòu)件一致的釋放和至輸送系統(tǒng)的傳遞，由蓋子34支撐的排出器166落座在計(jì)量構(gòu)件邊緣部的外表面上。參見(jiàn)圖11,12和15。排出器166為具有多個(gè)突出部168的星形輪的形狀。突出部168從側(cè)壁104的外表面110延伸到孔114中并將種子從孔114中推出。由于突出部168接合在孔114中，因此計(jì)量構(gòu)件100的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致排出器旋轉(zhuǎn)。排出器經(jīng)由樞轉(zhuǎn)臂170和支架171安裝至蓋子34。排出器166由彈簧172偏壓在計(jì)量構(gòu)件上。
[0046]再次將注意力轉(zhuǎn)向圖4，柔性密封件180被示出位于蓋子34的內(nèi)側(cè)上。該密封件支承在計(jì)量構(gòu)件100的外表面110上，在密封件的內(nèi)部182內(nèi)形成真空腔。相對(duì)于密封件的第二部分186而言，密封件的第一部分184在計(jì)量構(gòu)件上被進(jìn)一步地徑向向外隔開(kāi)。在密封件第一部分184的區(qū)域中，真空施加至孔114，引起種子附著到孔114上。沒(méi)有真空施加至密封件第二部分186附近或外側(cè)的孔。蓋子34中的端口 188適于以對(duì)于真空種子計(jì)量器而言已知的方式將蓋子的內(nèi)部連通至真空源。種子釋放位置164位于真空腔內(nèi)。因此，刷子帶和排出器與施加至孔114的真空反向地工作，以從計(jì)量構(gòu)件釋放種子。
[0047]參照?qǐng)D16，其示出了殼體30的內(nèi)側(cè)。殼體包括用于驅(qū)動(dòng)主軸54的中央突臺(tái)302。殼體還包括用于從未示出的小型漏斗接收種子的開(kāi)口 304，該小型漏斗安裝至殼體的外則并圍繞開(kāi)口 304。在開(kāi)口 304下面，殼體壁形成向著殼體的下端308向下延伸的斜坡306。斜坡與計(jì)量構(gòu)件的內(nèi)表面108協(xié)作以保持種子池120。殼體包括向內(nèi)的突出部310，其在殼體的外側(cè)上形成腔314 (圖17)，輸送系統(tǒng)400的上端被放置于該腔314中。突出部在上端處開(kāi)口，形成從殼體的內(nèi)部到外部的俯視開(kāi)口 312。該開(kāi)口 312允許刷子帶424接近計(jì)量構(gòu)件的內(nèi)表面108并從殼體載送種子。
[0048]圖17描繪了計(jì)量構(gòu)件的定向以及殼體30和計(jì)量構(gòu)件100在計(jì)量構(gòu)件的下端處形成用于種子池120的槽的協(xié)作關(guān)系。圖17示出了當(dāng)播種機(jī)10位于水平地面上時(shí)計(jì)量構(gòu)件的定向。在計(jì)量構(gòu)件的下端處，側(cè)壁104相對(duì)于垂直方向傾斜，使得內(nèi)表面108與垂直矢量126形成角度d。如圖17中所示，內(nèi)表面偏離垂直方向約為21度。形成所述槽的另一側(cè)的鄰近計(jì)量構(gòu)件的殼體的定向不是關(guān)鍵的。來(lái)自種子池120的種子位于內(nèi)表面108的頂部上，并且重力分量垂直于內(nèi)表面108。當(dāng)在山坡上操作時(shí)，如果計(jì)量器順時(shí)針或逆時(shí)針傾斜，如在圖17觀看到的那樣，則內(nèi)表面108保持傾斜并且重力仍然具有垂直于內(nèi)表面的分量。這與圖18中示出的典型的盤(pán)形種子計(jì)量器相反，圖18中的盤(pán)形種子計(jì)量器具有與殼體壁322協(xié)作用于形成種子池324的垂直定向的盤(pán)320。如果計(jì)量器如觀察到的那樣逆時(shí)針傾斜，則來(lái)自種子池的種子將仍然靠在盤(pán)上。然而，如果計(jì)量器順時(shí)針傾斜，則來(lái)自種子池的種子將從盤(pán)上掉落，使得在由盤(pán)拾取種子方面的計(jì)量性能降低。在角度d小至5度且大致75度時(shí)，通過(guò)對(duì)計(jì)量器所作的評(píng)估已經(jīng)顯示在山坡上具有改進(jìn)的計(jì)量器性能。當(dāng)角度d在10度和50度之間時(shí)，實(shí)現(xiàn)更好的性能，而最佳性能在20度至40度的范圍內(nèi)。最后的范圍能夠在性能開(kāi)始降低之前向山坡上的種子計(jì)量器提供任何方向上的相當(dāng)大的傾斜。
[0049]在計(jì)量構(gòu)件的上端，釋放位置164處，內(nèi)表面108相對(duì)于向下垂直的矢量128具有在50度至90度范圍內(nèi)的角度f(wàn)，其中接近90度對(duì)于種子從計(jì)量構(gòu)件向刷子帶的傳遞是更好的。如圖所示，角度f(wàn)約為68度。內(nèi)表面108在種子槽處和在釋放位置處相對(duì)于垂直方向的不同定向是由剛性的計(jì)量構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的。這種變化對(duì)圖18中示出的平盤(pán)形計(jì)量構(gòu)件來(lái)說(shuō)是不可能的。
[0050]如上所述，由于真空被施加至計(jì)量構(gòu)件的外表面導(dǎo)致在計(jì)量構(gòu)件的相反的側(cè)面上形成壓差，因此，種子被吸附至計(jì)量構(gòu)件中的孔114。作為計(jì)量構(gòu)件的外側(cè)上的真空的替換，可以用殼體30和計(jì)量構(gòu)件100之間的正壓力形成壓差。這種系統(tǒng)將要求在計(jì)量構(gòu)件100和殼體30之間形成密封以形成正壓力腔。在正壓力布置中，蓋子34僅充當(dāng)用于旋轉(zhuǎn)計(jì)量構(gòu)件的蓋子。[0051]可能的是一粒以上的種子將附著到給定孔114上。為了防止一粒以上的種子同時(shí)被傳遞至刷子帶，一對(duì)雙重消除器或分離器(singulator)沿著從種子池至釋放位置164的種子路徑連接至殼體30。分離器為刷子330和332(圖5和9)的形式。刷子330具有大致軸向地延伸的剛毛并通過(guò)從計(jì)量構(gòu)件的外邊緣106向內(nèi)延伸而刷走孔114上的種子。刷子330的剛毛的長(zhǎng)度是變化的，以在沿著刷子330的長(zhǎng)度的數(shù)個(gè)分立位置接合種子。刷子332具有剛毛，剛毛大致徑向地延伸并接合計(jì)量構(gòu)件側(cè)壁的、在槳板狀部116內(nèi)側(cè)的內(nèi)表面，并沿著側(cè)壁延伸至孔114。兩個(gè)刷子330和332用于輕微地?cái)_亂孔上的種子并引起多余的種子掉落。一旦被去除，則多余的種子掉落回到種子池120中。刷子可以固定在合適的位置，或者它們是能夠調(diào)節(jié)的，以改變刷子擾亂計(jì)量構(gòu)件上的種子的程度。第三刷子334被示出，其大致沿著計(jì)量構(gòu)件的徑向延伸。刷子334用來(lái)限定至種子池120的邊界。刷子330，332和334安裝至殼體30。
[0052]再次參照10，一旦種子被捕獲或陷入剛毛428中，輸送系統(tǒng)控制種子從種子計(jì)量器到排料位置的運(yùn)動(dòng)。種子被保持在剛毛中，使得種子不能相對(duì)于剛毛428或相對(duì)于輸送系統(tǒng)中的其它種子移動(dòng)。特別地，在種子沿著輸送系統(tǒng)的垂直側(cè)面行進(jìn)期間，至少種子的頂部和底部被保持，以防止種子和刷子帶之間的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，種子相對(duì)于彼此的相對(duì)位置不受移動(dòng)通過(guò)田地時(shí)的播種單元的動(dòng)力的影響。種子由剛毛從上開(kāi)口 416載送至下開(kāi)口 418，同時(shí)種子的運(yùn)動(dòng)一直被刷子帶控制。
[0053]輸送系統(tǒng)殼體的下開(kāi)口 418被定位成盡可能靠近種子溝或犁溝448的底部446。如圖所示，下開(kāi)口 418位于鄰近種子犁溝的土壤表面432附近或下方。輸送系統(tǒng)的底部在土壤表面432上方的距離應(yīng)當(dāng)不大于I或2英寸(2.5-5cm)。如果可能，輸送系統(tǒng)的下端應(yīng)當(dāng)在土壤表面432的下面。殼體邊緣壁410在下開(kāi)口 418處形成排出斜坡434。下開(kāi)口418和斜坡434沿著皮帶輪422周?chē)膸窂街械那€定位。由剛毛的末端載送的種子圍繞皮帶輪422的線速度增加，因?yàn)閯偯哪┒藝@皮帶輪422行進(jìn)的距離大于帶的基部構(gòu)件426圍繞皮帶輪422行進(jìn)的距離。這種速度差由兩個(gè)箭頭440和442示出。
[0054]在排料時(shí)，種子具有由矢量V示出的速度。該速度具有垂直分量Vv和水平分量VH。帶以這樣一個(gè)速度運(yùn)轉(zhuǎn)，該速度能夠產(chǎn)生一水平速度分量νΗ，該水平速度分量Vh大致等于由箭頭408示出的播種機(jī)向前行進(jìn)的速度但與該向前行進(jìn)的速度方向相反。結(jié)果，種子相對(duì)于地面的水平速度為零或近似為零。這最小化種子在種子溝中的滾動(dòng)。
[0055]種子本質(zhì)上可以在無(wú)限數(shù)量的位置處插入刷子剛毛中。這使得刷子能夠以使種子產(chǎn)生理想的水平速度分量所需要的速度操作，而無(wú)需考慮種子的總數(shù)。另一方面，種子計(jì)量器必須以這樣一種速度操作，該速度是播種機(jī)的向前行進(jìn)速度和理想的種子總數(shù)二者的函數(shù)。由于帶424本質(zhì)上可以在無(wú)限數(shù)量的位置處負(fù)載種子，因此皮帶速度可以獨(dú)立于種子計(jì)量器速度運(yùn)行。其他種子輸送系統(tǒng)，如美國(guó)專利6，681，706中公開(kāi)的種子輸送系統(tǒng)，則不是這樣的，在美國(guó)專利6，681，706中，圖2的輸送系統(tǒng)具有這樣一種傳送帶，該傳送帶具有用于載送種子的階梯級(jí)(flight)。傳送帶必須與種子計(jì)量器速度合拍，以確保針對(duì)從計(jì)量器排出的每粒種子，都有一個(gè)或多個(gè)階梯級(jí)經(jīng)過(guò)種子計(jì)量器。
[0056]雖然使種子向后的速度與播種機(jī)向前的速度相匹配以最小化種子相對(duì)于土壤的速度是理想的，但對(duì)某些類型的種子，可能需要以不同的速度操作刷子帶以確保種子從刷子剛毛中排出。
[0057]在圖19中不出的輸送 系統(tǒng)殼體的下部的內(nèi)部。輸送系統(tǒng)殼體402是兩件式殼體，具有上殼體構(gòu)件460和下殼體構(gòu)件462。下殼體構(gòu)件支承下皮帶輪422。下殼體構(gòu)件具有向上延伸桿部464,桿部464在由上殼體構(gòu)件中的壁466和468形成的槽道中滑動(dòng)。未不出的彈簧在桿部464上向下推動(dòng)以向下偏壓下殼體構(gòu)件。圍繞皮帶輪420和422纏繞的刷子帶424將上殼體構(gòu)件和下殼體構(gòu)件保持在一起。帶424由作用在桿部464上的彈簧張緊。U形金屬條帶470連接至上殼體構(gòu)件460并橋接上殼體構(gòu)件和下殼體構(gòu)件之間的間隙472,以在殼體中在上開(kāi)口 416和下開(kāi)口 418之間提供用于保持種子的連續(xù)表面。金屬條帶在其上端處具有調(diào)整片，該調(diào)整片折轉(zhuǎn)并插入上殼體構(gòu)件460中的狹縫474中，以將金屬條帶470保持在合適的位置中。如果需要，緊固件，如螺母和螺栓，可以被設(shè)置成穿過(guò)桿部464和上殼體構(gòu)件460,以將上殼體構(gòu)件和下殼體構(gòu)件固定在一起。
[0058]不同的計(jì)量構(gòu)件可以用于不同的種子類型。計(jì)量構(gòu)件100預(yù)期用于大豆和以相當(dāng)緊密的種子間距播種的其它農(nóng)作物。以較大的種子間距播種的玉米采用圖20和21中示出的計(jì)量構(gòu)件200。計(jì)量構(gòu)件200被以與計(jì)量構(gòu)件100相似的方式構(gòu)造而成，并且相似的部件被給予加上100的相同附圖標(biāo)記。然而，計(jì)量構(gòu)件200的孔214的數(shù)量是計(jì)量構(gòu)件100的一半。為了避免在改變計(jì)量構(gòu)件時(shí)需要更換排出器166，計(jì)量構(gòu)件200具有位于每個(gè)孔214之間的凹部226，其在側(cè)壁的外表面210上延伸到側(cè)壁204中。凹部226為排出器166的被布置成插入計(jì)量構(gòu)件100的每個(gè)孔114中的突出部168提供間隙。凹部226未向側(cè)壁204的內(nèi)表面208敞開(kāi)。因此，在側(cè)壁204的內(nèi)表面上在孔214之間存在額外的突出部228?？商鎿Q地，突出部228和槳板狀部216可以形成為從內(nèi)表面208延伸的單個(gè)突出部。
[0059]從本專利申請(qǐng)中獲得的播種單元中的另一種種子計(jì)量器和輸送系統(tǒng)組合在圖22中示出。在這里，種子計(jì)量器1340采用柔性帶作為計(jì)量構(gòu)件。種子計(jì)量器1340包括通過(guò)支架1344安裝至中耕(row)單元框架的支撐構(gòu)件1342。電動(dòng)機(jī)1346可驅(qū)動(dòng)地連接至驅(qū)動(dòng)皮帶輪1348。惰輪1350和1352也由支撐構(gòu)件1342支承。計(jì)量帶1360以種子側(cè)面1362徑向地面朝內(nèi)的方式繞皮帶輪纏繞?？?364延伸穿過(guò)帶。每個(gè)形成面對(duì)表面1368的多個(gè)特征1366沿帶的行進(jìn)方向1370設(shè)置在孔1364的緊后面。殼體1372與種子源連通并在其下端1374處保持種子池。帶1360在旋轉(zhuǎn)時(shí)傳遞種子。在帶路徑的一部分上覆蓋帶的徑向外表面1376的是真空集管1378。集管1378包括與帶1360中的孔1364對(duì)準(zhǔn)的狹縫(未示出)。集管1378被連接至真空泵以在集管內(nèi)形成較低的壓力。集管中較低的壓力抽吸空氣通過(guò)帶中的孔1364，使來(lái)自殼體1372中的種子池的種子附著到帶上。種子在殼體1372的下端1374處的種子拾取區(qū)域中附著到帶上，并與帶一起行進(jìn)至種子釋放區(qū)域或位置1380。惰輪1350開(kāi)有狹槽以在種子圍繞惰輪行進(jìn)時(shí)為帶上的種子提供間隙。在釋放位置1380處，如先前描述的那樣，種子輸送系統(tǒng)1210的刷子帶1312將種子從計(jì)量帶1360上掃掉并將種子移動(dòng)至前文所述的土壤中的犁溝。特征1366的面對(duì)表面1368再次幫助將種子推入刷子帶1312中。在釋放位置1380處，帶的種子側(cè)面1362面朝下，使得種子懸掛在帶1360下方。
[0060]結(jié)合圖10和22示出和描述的帶有懸掛的種子計(jì)量構(gòu)件的種子側(cè)面的向下的朝向?qū)⒎N子計(jì)量構(gòu)件定向成使種子輸送系統(tǒng)能夠有效地訪問(wèn)計(jì)量構(gòu)件。這有助于使種子一致地傳遞到輸送系統(tǒng)。
[0061]已經(jīng)描述了種子計(jì)量器和輸送系統(tǒng)，將變得明顯的是，在不偏離隨附權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下，可以進(jìn)行多種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于播種機(jī)的播種單元，包括: 具有計(jì)量構(gòu)件的種子計(jì)量器，所述計(jì)量構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的側(cè)壁以及延伸穿過(guò)該側(cè)壁的孔，所述計(jì)量構(gòu)件適于將種子附著到所述孔以將種子順序地移動(dòng)至釋放位置，側(cè)壁的內(nèi)表面在釋放位置處面向下使得種子懸掛在所述側(cè)壁下方；和 機(jī)械式種子輸送系統(tǒng)，適于在釋放位置處從計(jì)量構(gòu)件獲取種子，并將種子從種子計(jì)量器移動(dòng)至排料位置，所述排料位置鄰近形成在播種機(jī)下方的土壤中的種子犁溝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播種單元，其中輸送系統(tǒng)包括具有剛毛的刷子帶，所述剛毛在釋放位置處掃過(guò)計(jì)量構(gòu)件側(cè)壁以從計(jì)量構(gòu)件獲取種子并將種子移動(dòng)至所述排料位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的播種單元，其中刷子剛毛以相對(duì)于計(jì)量構(gòu)件的種子行進(jìn)方向成至少35度的角度掃過(guò)所述側(cè)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的播種單元，其中刷子剛毛沿與種子在計(jì)量構(gòu)件上的行進(jìn)方向成50度至80度之間的角度的方向掃過(guò)所述側(cè)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的播種單元，其中計(jì)量構(gòu)件包括在計(jì)量構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向上位于所述孔后面的突出部，該突出部適于將種子推入刷子帶的剛毛中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的播種單元，其中種子在剛毛的遠(yuǎn)端處進(jìn)入刷子帶的剛毛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播種單元，其中種子計(jì)量器包括殼體，該殼體與計(jì)量構(gòu)件一起適于在計(jì)量構(gòu)件的下端處保持·種子池，其中釋放位置位于種子池的一部分的上方。
【文檔編號(hào)】A01C7/04GK103596420SQ201180069531
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】以利亞·加納, 邁克爾·E·弗里斯塔德, 內(nèi)森·A·馬里曼, 李·E·祖瑪多梅 申請(qǐng)人:迪爾公司