CN114451114B - 一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，包括：料箱，料箱用于装载物料；螺旋排料机构，螺旋排料机构设置在料箱的底部；播撒机构，播撒机构与螺旋排料机构相连接，螺旋排料机构能够将料箱内的物料输送至播撒机构，播撒机构能够将物料抛洒出去；自动控制系统，分别与螺旋排料机构和播撒机构相连接，自动控制系统能够根据作业速度驱动螺旋排料机构和播撒机构调节排料和抛撒速度，使单位面积内的播撒量和作业幅宽恒定，且自动控制系统还能够判断螺旋排料机构是否产生壅堵，并在发生壅堵时控制螺旋排料机构进行排堵。本发明能实现物料的定量和稳定输送，同时具有成本低、抗干扰能力强、稳定可靠等优点。

Description

一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置

技术领域

本发明涉及颗粒物料播撒作业技术领域，尤其涉及一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置。

背景技术

近年来中国全国农作物的种植面积稳步上升，粮食产量逐年增产。粮食生产在很大程度上依赖于作物品种的改进、生产技术的完善，以及施肥量、施肥效率的提高。高产作物品种配以定量播种农艺和技术装备，为作物提供最优植株分布密度和生长空间。作为精准农业的重要组成部分，变量施肥技术是在作物不同生长阶段，因地制宜根据作物生长的实际需要，基于科学的施肥方法对作物进行变量投入肥料。实践证明，变量施肥可极大提高肥料利用率、减少肥料的浪费以及多余肥料对环境的不良影响，具有显著的经济、社会和生态效益。

无论是播种还是施肥，播撒是最为高效适用的方式。为了实现定量播种和精量施肥，播撒装置是关键，播撒装置应能够根据肥料或种子的农艺要求，实时调整输送物料速度，且保持顺畅输料。当前播撒装备的输料机构基本都是采用闸门式，也就是播撒装置控制系统实时调整闸门的开合度，物料通过自重排出，闸门开度越大，输料速度就越大。但这种机构受到物料容重及含水率、几何物理尺寸和料箱物料量等因素影响，输料并不能做到真正意义上的定量，并且输料不稳定，误差大等问题，同时对于流动性差的物料，极易堵塞闸门口，造成输料中断。因此，急需一种具有定量、稳定和自动防堵排堵功能的播撒装置，兼顾农业生产中的精量施肥和定量播种。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种具有定量输送、稳定性好、能够自动防堵排堵的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置。

一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，包括：

料箱，所述料箱用于装载物料；

螺旋排料机构，所述螺旋排料机构设置在所述料箱的底部；

播撒机构，所述播撒机构与所述螺旋排料机构相连接，所述螺旋排料机构能够将料箱内的物料输送至所述播撒机构，所述播撒机构能够将物料抛洒出去；

自动控制系统，分别与所述螺旋排料机构和播撒机构相连接，所述自动控制系统能够根据作业速度驱动所述螺旋排料机构和播撒机构调节排料和抛撒速度，使单位面积内的播撒量和作业幅宽恒定，且所述自动控制系统还能够判断所述螺旋排料机构是否产生壅堵，并在发生壅堵时控制所述螺旋排料机构进行排堵。

在其中一个实施例中，所述料箱包括前箱板、后箱板和两块侧板；

所述前箱板和后箱板相对设置；

两个所述侧板分别设置在所述前箱板和后箱板的两侧，使所述侧板、前箱板和后箱板组合成箱状；

其中，所述前箱板和后箱板的下部向内折弯并具有第一折弯角度α，所述第一折弯角度α为150°-160°；所述侧板的下部向内折弯并具有第二折弯角度β，第二折弯角度β为120°-130°；且所述侧板、前箱板和后箱板的下部组合成的截面形状为菱形。

在其中一个实施例中，所述料箱的内壁上设置有涂层，所述涂层包括聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料。

在其中一个实施例中，所述螺旋排料机构包括：

安装支架，所述安装支架固定安装在所述料箱的下方；

排料电机，经排料电机支架固定在所述安装支架上，且所述排料电机与自动控制系统相连接；

排料管，所述排料管上设有进料口和出料口，所述进料口与所述料箱的底部相连通，所述出料口经导料口与所述播撒机构相连接，所述导料口通过导料口固定螺钉与所述安装支架固定连接；其中，所述排料管上设有支撑法兰，所述支撑法兰通过前箱板固定螺钉与所述前箱板固定连接；

绞龙轴，两端分别经轴承安装在所述排料管的内部，所述绞龙轴上设置有绞龙，且所述绞龙轴的一端还经联轴器与所述排料电机相连接。

在其中一个实施例中，所述排料电机的外部设有排料电机罩，所述排料电机罩通过排料电机固定螺钉固定在所述安装支架上。

在其中一个实施例中，所述播撒机构包括：

圆盘盖，经圆盘盖固定螺钉固定在所述安装支架的下方；

播撒电机，经电机固定螺钉固定安装在所述安装支架的底部，且所述播撒电机的上部穿过所述圆盘盖的中心位置；

甩料盘，设置在所述圆盘盖的下方，所述甩料盘与所述圆盘盖围合成一连续负压腔，且所述甩料盘上表面设有多个甩料盘叶片，多个所述甩料盘叶片将所述连续负压腔分割成甩料通道；其中，所述甩料盘还与所述播撒电机相连接，所述播撒电机能够驱动所述甩料盘旋转，使物料经甩料通道被定向抛出。

在其中一个实施例中，多个所述甩料盘叶片沿同一倾斜方向等间隔地设置在所述甩料盘的上表面。

在其中一个实施例中，所述自动控制系统包括：

物料选择开关，用于人工选择物料种类；

数据库，用于存储并读取出每种物料对应的播撒作业农艺要求；

作业速度采集模块，用于采集牵引设备的前进作业速度数据；

播撒自动控制模块，用于根据播撒作业农艺要求和前进作业速度数据，输出转速控制信号至电子调速器；

电子调速器，用于接收所述转速控制信号，并控制所述播撒机构的播撒电机按设定转速旋转，且所述电子调速器还能够通过防堵排堵模块控制所述螺旋排料机构的排料电机进行排堵或按照设定转速旋转。

在其中一个实施例中，所述防堵排堵模块包括：

双刀双掷继电器，用于对所述螺旋排料机构的排料电机转向进行切换；

高分子聚合物正系数温度元件，一端与所述双刀双掷继电器相连接，所述高分子聚合物正系数温度元件的另一端接地；

第一光电耦合器，所述第一光电耦合器的第1脚与第一限流电阻的一端、第一滤波电容的一端相连接，所述第一限流电阻的另一端与所述高分子聚合物正系数温度元件的一端相连接，所述第一滤波电容的另一端接地；所述第一光电耦合器的第3脚接地；

第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的第1脚与所述第一光电耦合器的第2脚相连接，所述第二光电耦合器的第2脚接地；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一光电耦合器的第4脚相连接，所述第一三极管的集电极接地，所述第一三极管的发射极接地与三色状态指示灯的第4脚相连接；其中，所述第一三极管的基极与发射极之间连接有第一上拉电阻，所述第一三极管的基极与集电极之间连接有第二滤波电容；

第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第二光电耦合器的第4脚相连接，所述第二三极管的发射极接地，其中，所述第二三极管的基极经第二上拉电阻与24V电源相连接，所述第二三极管的基极与发射极之间连接有第三滤波电容；

第三三极管，所述第三三极管的基极与第二限流电阻的一端相连接，所述第三三极管的集电极接地与三色状态指示灯的第2脚相连接，所述第三三极管的发射极与所述第二三极管的集电极相连接，其中，所述第三三极管的基极和发射极之间连接有第四滤波电容；

霍尔开关型料位传感器，所述霍尔开关型料位传感器的第1脚与24V电源相连接，所述霍尔开关型料位传感器的第2脚与所述第三三极管的发射极、所述第二三极管的集电极相连接，所述霍尔开关型料位传感器的第3脚与所述第二限流电阻的另一端和三色状态指示灯的第3脚相连接，其中，所述三色状态指示灯的第1脚接24V电源。

在其中一个实施例中，所述排料电机与瞬态二极管相连接，所述双刀双掷继电器与开关二极管相连接。

上述自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，通过螺旋排料机构利用螺旋输送原理将料箱中的物料推送至播撒机构处进行抛洒，其能实现物料的定量和稳定输送，并且，通过自动控制系统驱动螺旋排料机构和播撒机构调节作业速度，使单位面积内的播撒量和作业幅宽恒定，从而可以提高物料的播撒均匀度，保证播撒质量并减少浪费，同时，自动控制系统还能够在壅堵时利用纯硬件电路控制螺旋排料机构进行排堵，其具有成本低、抗干扰能力强、稳定可靠等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置的结构示意图；

图2是本发明的料箱的结构示意图；

图3是本发明的前箱板的结构示意图；

图4是本发明的侧板的结构示意图；

图5是本发明的后箱板的结构示意图；

图6是本发明的螺旋排料机构的结构示意图；

图7是本发明的安装支架的结构示意图；

图8是本发明的排料电机支架的结构示意图；

图9是本发明的排料管的结构示意图；

图10是本发明的导料口的结构示意图；

图11是本发明的支撑法兰的结构示意图；

图12是本发明的绞龙的安装结构示意图；

图13是本发明的播撒机构的结构示意图；

图14是本发明的播撒电机的安装位置示意图；

图15是本发明的甩料盘的结构示意图；

图16是本发明的甩料盘叶片的分布示意图；

图17是本发明的圆盘盖的结构示意图；

图18是本发明的自动控制系统的原理图；

图19是本发明的防堵排堵模块的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1所示，本发明一实施例提供一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，包括：料箱1、螺旋排料机构2、播撒机构3和自动控制系统4。

所述料箱1用于装载物料；本实施例中，所述物料可以为肥料或种子等。所述螺旋排料机构2设置在所述料箱1的底部；所述播撒机构3与所述螺旋排料机构2相连接，所述螺旋排料机构2能够将料箱1内的物料输送至所述播撒机构3，所述播撒机构3能够将物料抛洒出去；所述自动控制系统4分别与所述螺旋排料机构2和播撒机构3相连接，所述自动控制系统4能够根据作业速度驱动所述螺旋排料机构2和播撒机构3调节排料和抛撒速度，使单位面积内的播撒量和作业幅宽恒定，且所述自动控制系统4还能够判断所述螺旋排料机构2是否产生壅堵，并在发生壅堵时控制所述螺旋排料机构2进行排堵。

上述自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，通过螺旋排料机构2利用螺旋输送原理将料箱1中的物料推送至播撒机构3处进行抛洒，其能实现物料的定量和稳定输送，并且，通过自动控制系统4驱动螺旋排料机构2和播撒机构3调节作业速度，使单位面积内的播撒量和作业幅宽恒定，从而可以提高物料的播撒均匀度，保证播撒质量并减少浪费，同时，自动控制系统4还能够在壅堵时利用纯硬件电路控制螺旋排料机构2进行排堵，其具有成本低、抗干扰能力强、稳定可靠等优点。

参阅图2-5所示，在本发明一实施例中，所述料箱1包括前箱板12、后箱板13和两块侧板11；

所述前箱板12和后箱板13相对设置；

两个所述侧板11分别设置在所述前箱板12和后箱板13的两侧，使所述侧板11、前箱板12和后箱板13组合成箱状；其中，前箱板12和后箱板13可以通过铆接或焊接形式与侧板11进行组配。

其中，所述前箱板12和后箱板13的下部向内折弯并具有第一折弯角度α，所述第一折弯角度α为150°-160°；所述侧板11的下部向内折弯并具有第二折弯角度β，第二折弯角度β为120°-130°；本实施例中，前箱板12、后箱板13的折弯角α和侧板11的折弯角β的角度选择由试验数据统计分析而得到，即通过测定常见农用颗粒肥料和主要农作物种子在金属板表面的最大静摩擦角，并充分考虑这些物料播撒时所需的排料速度，进行科学分析计算，形成折弯角度α和折弯角度β，且考虑到料箱1的内壁采用了喷涂表面处理，其大幅地降低了表面摩擦系数，所以实际采用的折弯角度α和折弯角度β分别优选为156°和128°。

本发明中，所述侧板11、前箱板12和后箱板13的下部组合成的截面形状为菱形。本实施例中，设计成菱形底部的作用在于：增加料箱1的内部排料顺畅性和彻底性，避免料箱1内四周物料的挂壁，以及中间下降速度过快，造成供料不稳，无法配合螺旋排料机构2实现稳定定量排料等。

在本发明一实施例中，所述料箱1的内壁上设置有涂层，所述涂层包括聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料。如此，利用涂层优异的耐热性、化学惰性、耐磨性和低摩擦系数等特点，可以有效避免料箱1内的物料挂壁，减少物料的卡滞等。

参阅图6-12所示，在本发明一实施例中，所述螺旋排料机构2包括安装支架21、排料电机22、排料管24和绞龙轴25。

所述安装支架21固定安装在所述料箱1的下方；本实施例中，所述安装支架21可以通过螺钉穿过前箱板12和后箱板13的底部固定孔进行固定连接，同时，用六个前箱板固定螺钉将螺旋排料机构2固定在前箱板12侧壁上，排料管24穿嵌在后箱板13侧壁的圆孔内。

排料电机22经排料电机支架23固定在所述安装支架21上，且所述排料电机22与自动控制系统4相连接；

所述排料管24上设有进料口241和出料口242，所述进料口241与所述料箱1的底部相连通，所述出料口242经导料口243与所述播撒机构3相连接，所述导料口243通过导料口固定螺钉244与所述安装支架21固定连接；其中，所述排料管24上设有支撑法兰245，所述支撑法兰245通过前箱板固定螺钉246与所述前箱板12固定连接；

绞龙轴25的两端分别经轴承26安装在所述排料管24的内部，所述绞龙轴25上设置有绞龙27，且所述绞龙轴25的一端还经联轴器28与所述排料电机22相连接。

本实施例中，在工作时，料箱1内的物料通过排料管24的进料口241进入螺旋排料机构2的内部，排料电机22驱动绞龙轴25和绞龙27旋转，定量推动物料移向出料口242，在物料自重的作用下，经导料口243进入播撒机构3中。

在本发明一实施例中，所述排料电机22的外部设有排料电机罩210，所述排料电机罩210通过排料电机固定螺钉29固定在所述安装支架21上。如此，可以提高防护效果和安全性，减少安全隐患的发生。

参阅图13-17所示，在本发明一实施例中，所述播撒机构3包括圆盘盖31、播撒电机33和甩料盘35。

圆盘盖31经圆盘盖固定螺钉32固定在所述安装支架21的下方；

播撒电机33经电机固定螺钉34固定安装在所述安装支架21的底部，且所述播撒电机33的上部穿过所述圆盘盖31的中心位置；

甩料盘35设置在所述圆盘盖31的下方，所述甩料盘35与所述圆盘盖31围合成一连续负压腔，且所述甩料盘35上表面设有多个甩料盘叶片36，多个所述甩料盘叶片36将所述连续负压腔分割成甩料通道；其中，所述甩料盘35还与所述播撒电机33相连接，所述播撒电机33能够驱动所述甩料盘35旋转，使物料经甩料通道被定向抛出。

本实施例中，播撒电机33为无刷电机，其转子由螺钉连接甩料盘35，带动甩料盘35高速旋转；播撒电机33的定子由四个电机固定螺钉34固定在安装支架21上，同时，穿过圆盘盖31的中心孔。播撒机构3的功能是将螺旋排料机构2输送来的颗粒肥料或种子等，均匀撒布出去，播撒电机33驱动甩料盘35高速旋转，甩料盘35上的甩料盘叶片36与静止的圆盘盖31构成连续负压腔，使物料在自重和负压的作用下落至甩料盘35上，在离心力的作用下，沿甩料盘叶片36定向抛洒出去。

在本发明一实施例中，多个所述甩料盘叶片36沿同一倾斜方向等间隔地设置在所述甩料盘35的上表面。本实施例中，甩料盘35上的四个甩料盘叶片36的位置夹角固定，通过调控播撒电机33的转速，可以实现不同物料在作业前进方向上的均匀播撒。

参阅图18所示，在本发明一实施例中，所述自动控制系统4包括：

物料选择开关41，用于人工选择物料种类；

数据库42，用于存储并读取出每种物料对应的播撒作业农艺要求；

作业速度采集模块43，用于采集牵引设备的前进作业速度数据；

播撒自动控制模块44，用于根据播撒作业农艺要求和前进作业速度数据，输出转速控制信号至电子调速器45；

电子调速器45，用于接收所述转速控制信号，并控制所述播撒机构3的播撒电机33按设定转速旋转，且所述电子调速器45还能够通过防堵排堵模块46控制所述螺旋排料机构2的排料电机22进行排堵或按照设定转速旋转。

本实施例中，根据物料选择开关41选定需要播撒的物料种类，从自带的数据库42中读取出对应的播撒作业农艺要求，即单位面积用物料量k、播撒幅宽B(实际存储的是甩料盘35的转速)；然后，根据作业幅宽B要求，输出播撒电机33的转速控制信号，通过电子调速器45，使播撒电机33按设定转速旋转。同时，播撒自动控制模块44实时读取牵引设备的前进速度数据(通过编码器测量拖拉机行走轮的转速，再计算得出前进速度)，通过公式计算出当前作业速度下绞龙27的转速，通过电子调速器45，调整排料电机22的转速，实现排料量的控制。

需要说明的是，本发明中的所谓定量播撒就是作业过程中，无论动力牵引设备作业速度如何变化，对于某一颗粒肥料或作物种子，单位面积田块的施肥量或播种用种量始终保持固定数值，播撒量可分别由下列公式(1)和(2)计算出：

W＝A·n·t·P (1)

W＝v·t·B·k (2)

式中：W为播撒量，即螺旋排料机构2排出播撒到田块上的物料重量；A为绞龙27旋转一圈排出物料的体积，由绞龙27的设计参数决定，是常数；n是绞龙27的转速；t为播撒时间；P为物料的容重，即单位体积内的物料重量；v为作业前进速度；B为播撒幅宽；k为单位面积施肥量或播种量，由农艺要求决定。

将公式(1)代入公式(2)可得公式(3)如下：

针对某一物料，为了保证播撒均匀性，甩料盘35的最佳转速是由试验测得，是固定的，这样播撒幅宽也就是固定的，即B为常数；由上所述可知，对某一物料播撒作业时，A、P和B均为常数，为了实现定量播撒作业，即作业过程中k始终保持不变，绞龙转速n必须随作业前进速度v的变化而改变。因此，通过过公式(3)即可计算出当前作业速度下绞龙27的转速。

本发明中，螺旋排料机构2是利用物料的重力及其与排料管24管壁所产生的摩擦力，使物料不随旋转的绞龙27叶片旋转，而是沿着绞龙轴25的轴向移动，达到输送物料的功能，适用于无粘性的小颗粒物料。当物料由于种种原因存在细小坚硬、粘性或易缠绕等杂物时，极易造成螺旋排料机构2的卡滞或堵塞，导致输料停止或不稳定。

本发明中，防堵排堵模块46的自动防堵排堵功能都是由硬件电路完成，具有运行稳定可靠，抗干扰能力强等优点。其原理如下：实时监测排料电机22的负载电流，当螺旋排料机构2的发生卡滞或堵塞时，排料电机22的负载电流会瞬间增大，此时，自动控制系统4立刻切断排料电机22的供电，同时，通过供电换向电路给排料电机22反向供电，使排料电机22驱动绞龙27反向旋转，推出造成卡滞或堵塞的杂物。当排料电机22反向旋转平稳后，供电换向电路自动切换供电方向，使排料电机22继续正向旋转，进行正常排料。

参阅图19所示，具体地，在本发明一实施例中，所述防堵排堵模块46包括：

双刀双掷继电器K1，用于对所述螺旋排料机构2的排料电机22转向进行切换；本实施例中，排料电机22可以为直流减速电机等。

高分子聚合物正系数温度元件F1，一端与所述双刀双掷继电器K1相连接，所述高分子聚合物正系数温度元件F1的另一端接地；本实施例中，高分子聚合物正系数温度元件F1(PPTC,Polymeric Positive Temperature Coefficient),又称自恢复保险丝(Resettable Fuse)或聚合物保险丝(Polyfuse)。PPTC在正常电流情况下呈现低电阻，约数mΩ到数Ω之间。在过载电流时，电阻急剧升高，从而保护后端电路。由于具有优异的可恢复特性，用于过电流保护时，在故障消除之后，电路可自动恢复到导通状态。

第一光电耦合器OP1，所述第一光电耦合器OP1的第1脚与第一限流电阻R1的一端、第一滤波电容C1的一端相连接，所述第一限流电阻R1的另一端与所述高分子聚合物正系数温度元件F1的一端相连接，所述第一滤波电容C1的另一端接地；所述第一光电耦合器OP1的第3脚接地；本实施例中，第一限流电阻R1用于限制电路的电流。

第二光电耦合器OP2，所述第二光电耦合器OP2的第1脚与所述第一光电耦合器OP1的第2脚相连接，所述第二光电耦合器OP2的第2脚接地；本实施例中，第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2在本电路中主要作为光电开关。

第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极与所述第一光电耦合器OP1的第4脚相连接，所述第一三极管Q1的集电极接地，所述第一三极管Q1的发射极接地与三色状态指示灯LED1的第4脚相连接；其中，所述第一三极管Q1的基极与发射极之间连接有第一上拉电阻R2，所述第一三极管Q1的基极与集电极之间连接有第二滤波电容C2；

第二三极管Q2，所述第二三极管Q2的基极与所述第二光电耦合器OP2的第4脚相连接，所述第二三极管Q2的发射极接地，其中，所述第二三极管Q2的基极经第二上拉电阻R4与24V电源相连接，所述第二三极管Q2的基极与发射极之间连接有第三滤波电容C3；本实施例中，第一上拉电阻R2和第二上拉电阻R4用于稳定第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极电平。

第三三极管Q3，所述第三三极管Q3的基极与第二限流电阻R3的一端相连接，所述第三三极管Q3的集电极接地与三色状态指示灯LED1的第2脚相连接，所述第三三极管Q3的发射极与所述第二三极管Q2的集电极相连接，其中，所述第三三极管Q3的基极和发射极之间连接有第四滤波电容C4；本实施例中，第二限流电阻R3用于限制电路的电流。第一滤波电容C1,第二滤波电容C2,第三滤波电容C3和第四滤波电容C4均为滤波电容,其主要用于去除电路中的干扰和毛刺信号。第一三极管Q1优选为PNP型三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3为NPN型三极管，均作为三色状态指示灯LED1的驱动管。

霍尔开关型料位传感器S1，用于感知料箱1是否有物料，所述霍尔开关型料位传感器S1的第1脚与24V电源相连接，所述霍尔开关型料位传感器S1的第2脚与所述第三三极管Q3的发射极、所述第二三极管Q2的集电极相连接，所述霍尔开关型料位传感器S1的第3脚与所述第二限流电阻R3的另一端和三色状态指示灯LED1的第3脚相连接，其中，所述三色状态指示灯LED1的第1脚接24V电源。本实施例中，三色状态指示灯LED1的内部采用共阳连接，即公共电源正极，本电路定义绿灯为料箱1有物料且装置工作正常，黄灯为料箱1缺少物料且装置工作正常，红灯为螺旋排料机构2发生卡滞或堵塞并正在自动清堵。

本发明中，所述防堵排堵模块46的供电为直流24伏(+24V)，双刀双掷继电器K1的驱动线圈内阻一般都是1KΩ左右，正常作业时，+24V的电流通过双刀双掷继电器K1的常态触点供给排料电机22，回流是通过双刀双掷继电器K1的另一个常态触点流向继电器线圈和高分子聚合物正系数温度元件F1。由于正常情况下，高分子聚合物正系数温度元件F1的电阻远远小于双刀双掷继电器K1的继电器线圈的内阻，所以，回流都是通过高分子聚合物正系数温度元件F1流回+24V的负极。在螺旋排料机构2存在卡滞或堵塞的时候，排料电机22的驱动电流极速增加，当电流超过高分子聚合物正系数温度元件F1的最大工作电流时，高分子聚合物正系数温度元件F1的内阻瞬时加大，达到数MΩ，远大于双刀双掷继电器K1线圈的内阻，此时，排料电机22驱动电流的回流则通过双刀双掷继电器K1的线圈流回+24V负极，由此，双刀双掷继电器K1必然产生触点动作，常态触点断开，工作触点吸合，改变排料电机22的供电方向，进行排堵作业，即排料绞龙27反向旋转，推出卡堵的物料。

在排堵作业时，排料电机22反向旋转工作电流为电机正常电流，远小于高分子聚合物正系数温度元件F1的最大工作电流，因此，高分子聚合物正系数温度元件F1自动逐步降低内阻。当高分子聚合物正系数温度元件F1的内阻降到小于双刀双掷继电器K1线圈电阻的时候，流经双刀双掷继电器K1线圈的电流不再支撑继电器触点动作，双刀双掷继电器K1立刻恢复常态触点吸合，工作触点断开，排料电机22恢复正常排料旋转，即正向旋转。由此，完成自动防堵排堵动作。

上述自动防堵排堵功能是硬件电路自动完成，并没有给出人机交互的信息，不利于装置使用者改进物料，提高作业效率。因此，本自动防堵排堵电路提供了排料状态显示功能，即通过三色状态指示灯LED1实时提示装置的工作状态。

具体地，正常播撒作业时，高分子聚合物正系数温度元件F1的内阻非常小，所以其与第一限流电阻R1公共端的电压值也非常小，此电压值在第一限流电阻R1,第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2构成的串联电路上产生的电流也就非常小，不足以使第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2导通，即此时，第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2处于截止状态。在第一上拉电阻R2的作用下，第一三极管Q1处于截止状态，红色灯灭。在第二上拉电阻R4的作用下，第二三极管Q2处于导通状态，因此，霍尔开关型料位传感器S1的3脚与第三三极管Q3的发射极公共端电压值为0V，如果料箱1有物料，霍尔开关型料位传感器S1内部霍尔开关闭合，即2脚和3脚导通，绿灯负极电压为0V，此时，绿灯亮；如果料箱1没有物料时，霍尔开关型料位传感器S1内部霍尔开关截止，2脚的电压值为+24V，绿灯灭，此时，流经第二限流电阻R3的电流使得第三三极管Q3导通，黄灯负极电压为0V，黄灯亮。

当发生物料卡滞或堵塞时，电机驱动电流迅速加大，导致高分子聚合物正系数温度元件F1内阻增大至近似截止，所以其与第一限流电阻R1公共端的电压值接近+24V，此电压值在第一限流电阻R1,第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2构成的串联电路上产生的电流使第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2导通，即第一光电耦合器OP1和第二光电耦合器OP2的输出端导通，此时，第二三极管Q2截止，霍尔开关型料位传感器S1和第三三极管Q3处于供电回路失效，即绿灯和黄灯灭；同时，第一三极管Q1导通，使红灯负极电压为0V，红灯亮，进行防堵排堵过程提示。

在本发明一实施例中，所述排料电机22与瞬态二极管D1相连接，所述双刀双掷继电器K1与开关二极管D2相连接。本实施例中，瞬态二极管D1在电路中能够抑制排料电机22启停时产生的瞬态高能量的电能冲击；开关二极管D2能够消除双刀双掷继电器K1的驱动线圈的反向电流。

综上所述，本发明具有以下优点：

1)、本发明的排种速度能够根据作业行走速度实时自动调整，作业行走速度快，排种就快，作业行走速度慢，排种就慢；在实际生产作业时，作业行走速度是一直在变化的，而常规装置的排种速度不变。

2)、本发明具有自动防堵排堵功能，其通过纯硬件实现，且具有状态指示，成本低，可靠，反应快。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，包括：

料箱(1)，所述料箱(1)用于装载物料；

螺旋排料机构(2)，所述螺旋排料机构(2)设置在所述料箱(1)的底部；

播撒机构(3)，所述播撒机构(3)与所述螺旋排料机构(2)相连接，所述螺旋排料机构(2)能够将料箱(1)内的物料输送至所述播撒机构(3)，所述播撒机构(3)能够将物料抛洒出去；

自动控制系统(4)，分别与所述螺旋排料机构(2)和播撒机构(3)相连接，所述自动控制系统(4)能够根据作业速度驱动所述螺旋排料机构(2)和播撒机构(3)调节排料和抛撒速度，使单位面积内的播撒量和作业幅宽恒定，且所述自动控制系统(4)还能够判断所述螺旋排料机构(2)是否产生壅堵，并在发生壅堵时控制所述螺旋排料机构(2)进行排堵；

所述自动控制系统(4)包括：

物料选择开关(41)，用于人工选择物料种类；

数据库(42)，用于存储并读取出每种物料对应的播撒作业农艺要求；

作业速度采集模块(43)，用于采集牵引设备的前进作业速度数据；

播撒自动控制模块(44)，用于根据播撒作业农艺要求和前进作业速度数据，输出转速控制信号至电子调速器(45)；

电子调速器(45)，用于接收所述转速控制信号，并控制所述播撒机构(3)的播撒电机(33)按设定转速旋转，且所述电子调速器(45)还能够通过防堵排堵模块(46)控制所述螺旋排料机构(2)的排料电机(22)进行排堵或按照设定转速旋转；

所述防堵排堵模块(46)包括：

双刀双掷继电器(K1)，用于对所述螺旋排料机构(2)的排料电机(22)转向进行切换；

高分子聚合物正系数温度元件(F1)，一端与所述双刀双掷继电器(K1)相连接，所述高分子聚合物正系数温度元件(F1)的另一端接地；

第一光电耦合器(OP1)，所述第一光电耦合器(OP1)的第1脚与第一限流电阻(R1)的一端、第一滤波电容(C1)的一端相连接，所述第一限流电阻(R1)的另一端与所述高分子聚合物正系数温度元件(F1)的一端相连接，所述第一滤波电容(C1)的另一端接地；所述第一光电耦合器(OP1)的第3脚接地；

第二光电耦合器(OP2)，所述第二光电耦合器(OP2)的第1脚与所述第一光电耦合器(OP1)的第2脚相连接，所述第二光电耦合器(OP2)的第2脚接地；

第一三极管(Q1)，所述第一三极管(Q1)的基极与所述第一光电耦合器(OP1)的第4脚相连接，所述第一三极管(Q1)的集电极接地，所述第一三极管(Q1)的发射极接地与三色状态指示灯(LED1)的第4脚相连接；其中，所述第一三极管(Q1)的基极与发射极之间连接有第一上拉电阻(R2)，所述第一三极管(Q1)的基极与集电极之间连接有第二滤波电容(C2)；

第二三极管(Q2)，所述第二三极管(Q2)的基极与所述第二光电耦合器(OP2)的第4脚相连接，所述第二三极管(Q2)的发射极接地，其中，所述第二三极管(Q2)的基极经第二上拉电阻(R4)与24V电源相连接，所述第二三极管(Q2)的基极与发射极之间连接有第三滤波电容(C3)；

第三三极管(Q3)，所述第三三极管(Q3)的基极与第二限流电阻(R3)的一端相连接，所述第三三极管(Q3)的集电极接地与三色状态指示灯(LED1)的第2脚相连接，所述第三三极管(Q3)的发射极与所述第二三极管(Q2)的集电极相连接，其中，所述第三三极管(Q3)的基极和发射极之间连接有第四滤波电容(C4)；

霍尔开关型料位传感器(S1)，所述霍尔开关型料位传感器(S1)的第1脚与24V电源相连接，所述霍尔开关型料位传感器(S1)的第2脚与所述第三三极管(Q3)的发射极、所述第二三极管(Q2)的集电极相连接，所述霍尔开关型料位传感器(S1)的第3脚与所述第二限流电阻(R3)的另一端和三色状态指示灯(LED1)的第3脚相连接，其中，所述三色状态指示灯(LED1)的第1脚接24V电源；

所述排料电机(22)与瞬态二极管(D1)相连接，所述双刀双掷继电器(K1)与开关二极管(D2)相连接。

2.如权利要求1所述的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，所述料箱(1)包括前箱板(12)、后箱板(13)和两块侧板(11)；

所述前箱板(12)和后箱板(13)相对设置；

两个所述侧板(11)分别设置在所述前箱板(12)和后箱板(13)的两侧，使所述侧板(11)、前箱板(12)和后箱板(13)组合成箱状；

其中，所述前箱板(12)和后箱板(13)的下部向内折弯并具有第一折弯角度α，所述第一折弯角度α为150°-160°；所述侧板(11)的下部向内折弯并具有第二折弯角度β，第二折弯角度β为120°-130°；且所述侧板(11)、前箱板(12)和后箱板(13)的下部组合成的截面形状为菱形。

3.如权利要求2所述的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，所述料箱(1)的内壁上设置有涂层，所述涂层包括聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料。

4.如权利要求3所述的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，所述螺旋排料机构(2)包括：

安装支架(21)，所述安装支架(21)固定安装在所述料箱(1)的下方；

排料电机(22)，经排料电机支架(23)固定在所述安装支架(21)上，且所述排料电机(22)与自动控制系统(4)相连接；

排料管(24)，所述排料管(24)上设有进料口(241)和出料口(242)，所述进料口(241)与所述料箱(1)的底部相连通，所述出料口(242)经导料口(243)与所述播撒机构(3)相连接，所述导料口(243)通过导料口固定螺钉(244)与所述安装支架(21)固定连接；其中，所述排料管(24)上设有支撑法兰(245)，所述支撑法兰(245)通过前箱板固定螺钉(246)与所述前箱板(12)固定连接；

绞龙轴(25)，两端分别经轴承(26)安装在所述排料管(24)的内部，所述绞龙轴(25)上设置有绞龙(27)，且所述绞龙轴(25)的一端还经联轴器(28)与所述排料电机(22)相连接。

5.如权利要求4所述的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，所述排料电机(22)的外部设有排料电机罩(210)，所述排料电机罩(210)通过排料电机固定螺钉(211)固定在所述安装支架(21)上。

6.如权利要求4或5所述的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，所述播撒机构(3)包括：

圆盘盖(31)，经圆盘盖固定螺钉(32)固定在所述安装支架(21)的下方；

播撒电机(33)，经电机固定螺钉(34)固定安装在所述安装支架(21)的底部，且所述播撒电机(33)的上部穿过所述圆盘盖(31)的中心位置；

甩料盘(35)，设置在所述圆盘盖(31)的下方，所述甩料盘(35)与所述圆盘盖(31)围合成一连续负压腔，且所述甩料盘(35)上表面设有多个甩料盘叶片(36)，多个所述甩料盘叶片(36)将所述连续负压腔分割成甩料通道；其中，所述甩料盘(35)还与所述播撒电机(33)相连接，所述播撒电机(33)能够驱动所述甩料盘(35)旋转，使物料经甩料通道被定向抛出。

7.如权利要求6所述的自动防堵排堵螺旋输送播撒装置，其特征在于，多个所述甩料盘叶片(36)沿同一倾斜方向等间隔地设置在所述甩料盘(35)的上表面。

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