1.本发明涉及农业精密播种技术，特别是一种高速精密排种器及其排种方法。
背景技术：2.高速精密播种技术是指在高速作业(15km/h及以上)下利用精密播种机将精确数量的合格种子按照农艺要求播种到符合作物生长要求的土壤中的预定位置。气吸式排种器依靠负压完成吸种、携种和排种过程，相较于机械式排种器在高速作业下能够保持更好的排种性能。是否能够提供稳定可控的负压是影响气吸式排种器排种性能的关键因素，现有技术中气吸式排种器吸种所需负压主要来源于拖拉机后动力输出轴(pto)驱动式风机或液压马达驱动式风机。在田间复杂的作业环境条件下，pto驱动式风机提供的负压易受拖拉机发动机转速变化而产生波动，容易导致漏播和重播的现象发生，影响播种精度。液压马达驱动式风机转速不受拖拉机发动机转速影响相比pto驱动式风机具有更好的负压稳定性。但两者同属于集中式供气结构，均采用多分支气管为播种机上每个排种器提供负压，容易导致压力分配不均匀的现象发生。气管分支多且总长度较长，气流压力沿程损失大，造成风机功率损耗大，工作效率低。
3.气吸式排种器负压自给技术是一种通过排种器内部配备的风机或其他负压发生装置提供吸种所需的负压的技术，由于省去了多分支气管结构，降低了气流压力的沿程损失，各排种器负压单独控制互不干扰，避免了同一作业机组种各排种器压力分配不均匀的现象发生，有利于提高播种机在高速作业时的播种精度。现有技术中的排种器产生的负压受播种机前进速度和地轮滑移影响导致负压控制精度低且存在波动性；缺乏对气力式排种器进行降低污染物排放的环境友好型设计。
技术实现要素：4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种高速精密排种器及其排种方法。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种高速精密排种器，其中，包括：
6.种子室外壳；
7.气吸室外壳，与所述种子室外壳连接，并与所述种子室外壳共同围合成排种工作区，所述排种工作区包括充种区、清种区、携种区和排种区；
8.排种驱动电机，安装在所述气吸室外壳上，并位于所述排种工作区内；
9.排种盘，与所述排种驱动电机连接，位于所述排种工作区内并靠近所述种子室外壳一侧设置，与所述种子室外壳共同围合成种子室，所述排种盘上靠近外缘处均布多个排种型孔；
10.双弧形清种刷，对应于所述排种盘设置于所述清种区，用于清理所述排种型孔处吸附的多余种子，保留单孔单粒种子进入投种区；
11.卸种机构，设置于所述气吸室外壳内，用于顶出所述排种型孔吸附的种子并使所
述种子落入导种管内；
12.负压室密封垫，设置于所述气吸室外壳内，并与所述排种盘紧密贴合形成密闭的气吸室；
13.负压风机，与所述气吸室外壳的进风口密封连接，用于提供吸种所需负压；
14.负压传感器，安装在所述气吸室外壳上，用于检测并反馈所述气吸室内的负压值；以及
15.正压管，一端与所述负压风机的出风口连接，所述正压管的另一端与所述种子室外壳的正压吹种口连接，用于为脱离所述排种盘的种子提供正压气流。
16.上述的高速精密排种器，其中，还包括挡种板，所述种子室外壳内侧设置有挡板安装槽，所述挡种板安装在所述挡板安装槽上，用于阻挡种子直接由所述充种区向所述排种区运动，所述挡种板包括挡种主体和挡种刷毛，所述挡种刷毛安装在所述挡种主体上并与所述排种盘紧密贴合。
17.上述的高速精密排种器，其中，所述种子室外壳上设置有种箱连接板、进种口和排种口，所述进种口上方设置有上凸形限流板，用于限制进入所述种子室的种子流量；所述排种口设置在所述种子室外壳下方并与所述导种管连接，所述排种口包括种子通道和气流通道，种子脱离所述排种盘后进入所述种子通道，并经过所述导种管落入种床，所述气流通道与所述正压风管连接，以对进入所述导种管的种子进行气流输送。
18.上述的高速精密排种器，其中，所述双弧形清种刷包括内种刷座、内种刷毛、外种刷座和外种刷毛，所述内种刷毛和外种刷毛分别对应安装在所述内种刷座和外种刷座上；所述内种刷座和外种刷座分别安装在所述种子室外壳的内侧，所述内种刷毛和外种刷毛分布于所述排种型孔两侧，所述内种刷毛和外种刷毛末端的间距等于所播种子的平均粒径。
19.上述的高速精密排种器，其中，所述双弧形清种刷还包括内种刷弹簧片和外种刷弹簧片，所述内种刷座和外种刷座分别通过所述内种刷弹簧片和外种刷弹簧片安装在所述种子室外壳内侧的清种刷安装座上。
20.上述的高速精密排种器，其中，靠近所述种子室一侧的所述排种型孔为半圆柱和半圆台组合结构，每个所述排种型孔的一侧均设置有扰种板，所述扰种板为圆弧形凸台；靠近所述气吸室一侧的所述排种型孔为喇叭口形的变径结构，靠近所述种子室一侧的孔径小于靠近所述气吸室一侧的孔径。
21.上述的高速精密排种器，其中，所述排种驱动电机为直流伺服云台电机，所述排种驱动电机内部集成驱动器，并支持can总线通讯进行转速调节。
22.上述的高速精密排种器，其中，所述负压室密封垫为弹性橡胶材质，所述负压室密封垫底部安装于所述气吸室外壳内侧的密封垫安装槽内，所述气吸室密封垫顶部与所述排种盘紧密贴合。
23.上述的高速精密排种器，其中，所述卸种机构包括卸种轴和卸种轮，所述卸种轮安装在所述卸种轴上，所述卸种轴安装在所述气吸室外壳内侧，所述卸种轴与所述气吸室外壳之间设置有弹簧，所述弹簧用于使所述卸种轴与所述排种盘紧密贴合；所述卸种轮的外缘设置有圆锥形突起，所述圆锥形突起与所述排种型孔啮合，所述卸种轮在啮合作用下随所述排种盘转动完成卸种。
24.为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种高速精密排种器的排种方法，其
中，包括如下步骤：
25.s100、种箱内的种子经过上凸形限流板后由进种口进入种子室，挡种板阻挡种子在充种区内形成种群；
26.s200、启动负压风机，使气吸室内形成负压环境，种子室与大气连通处于常压状态，排种型孔两侧形成压力差，当负压稳定后，搭载高速精密排种器的播种机开始前进作业，排种驱动电机同时启动，使得排种盘逆时针转动并随播种机前进速度进行自适应调节；
27.s300、充种：排种盘转动，扰种板对种群上层种子产生扰动，使所述种群保持流动，保证排种型孔周围的种子被负压气流吸附；
28.s400、清种：受负压气流的吸附和扰种板的托附和夹持作用，吸附在排种型孔处的种子脱离种群随排种盘一起逆时针转动由充种区ⅰ进入清种区ⅱ，清种区ⅱ的双弧形清种刷将型孔处多余的种子刷掉，保证每个排种型孔只吸附一粒种子，被刷掉的种子重新回到充种区ⅰ；
29.s500、排种：被排种型孔吸附的种子经过携种区ⅲ进入排种区ⅳ，卸种轮将排种型孔处吸附的种子顶出排种型孔，种子失去负压气流的吸附作用，在自身重力作用下落入排种口的种子通道；
30.s600、种子包衣粉尘随负压气流从排种型孔处经过气吸室，进入涡轮叶片顶部负压区并流向涡轮叶片四周边缘处的正压区形成正压气流，正压气流由涡轮叶片经过正压管和种子室外壳下方正压连接口，进入排种口的气流通道；以及
31.s700、包含种子包衣粉尘的正压气流随种子一同进入导种管，在排出导种管后随种子一同被土壤覆盖完成覆土过程。
32.本发明的技术效果在于：
33.本发明解决了现有气吸式排种器高速作业时排种精度低和粒距稳定性差以及种子包衣粉尘向空气中排放易造成污染等问题，集成排种盘伺服电驱和涡轮风机供压功能为一体，提高了粒距控制稳定性，实现高速高精度排种的同时减少了污染物排放，环境友好，满足了大田复杂作业环境下高速精播与绿色种植的农艺需求。具体包括：
34.1)采用负压自给技术，通过排种器内置负压风机的方式提供吸种所需负压，省去了集中式气力系统的多分支气管结构，降低了气流压力的沿程损失，各排种器负压单独控制互不干扰，避免了同一作业机组各排种器压力分配不均匀的现象发生，有利于提高播种机在高速作业时的播种精度；
35.2)采用的负压风机为直流无刷涡轮风机，相比于现有技术中采用的轴流风机能够在相同功耗下产生更大的负压真空度，且体积更小，便于内置于排种器内部，集成度更高且控制精度更高，直流无刷涡轮风机配备编码器进行转速反馈，在驱动器控制下能够实现更加精确的转速调控，实现气吸室负压真空度可根据作业需求动态调节；
36.3)采用环境友好型的正压气流通道结构，包含种子包衣粉尘等有害物质的正压气流自负压风机排出后不直接排出大气，经过正压风管、种子室外壳排种口和种子同时进入导种管，在排出导种管后又随种子一同被土壤覆盖，避免扩散到空气中造成大气污染，实现了高效种植与环境保护的协调统一。
37.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
38.图1为本发明一实施例的结构示意图；
39.图2为本发明一实施例的种子室外壳外侧结构示意图；
40.图3a为本发明一实施例的种子室外壳内侧结构示意图；
41.图3b为图3a的b-b剖视图；
42.图4为本发明一实施例的双弧形清种刷结构示意图；
43.图5为本发明一实施例的挡种板结构示意图；
44.图6为本发明一实施例靠近种子室一侧的排种盘结构示意图；
45.图7为本发明一实施例靠近气吸室一侧的排种盘结构示意图；
46.图8为本发明一实施例的卸种机构主视图；
47.图9为图8的俯视图；
48.图10为本发明一实施例的气吸室密封垫结构示意图；
49.图11为本发明一实施例的气吸室外壳内侧结构示意图；
50.图12为图11的气吸室外壳外侧结构示意图；
51.图13为本发明一实施例的负压风机结构示意图。
52.其中，附图标记
53.1种子室外壳
54.11进种口
55.12种箱连接板
56.13上凸形限流板
57.14排种口
58.15挡板安装槽
59.16清种刷安装座
60.17正压连接口
61.18种子通道
62.19气流通道
63.2双弧形清种刷
64.21外种刷座
65.22外种刷毛
66.23外种刷弹簧片
67.24内种刷座
68.25内种刷毛
69.26内种刷弹簧片
70.3挡种板
71.31挡种主体
72.32挡种刷毛
73.4排种盘
74.41排种型孔
75.42扰种板
76.43安装孔
77.44中心定位轴
78.5卸种机构
79.51卸种轴
80.52卸种轮
81.53弹簧
82.54定位销轴
83.55限位销
84.6气吸室密封垫
[0085]ⅰ充种区
[0086]ⅱ清种区
[0087]ⅲ携种区
[0088]ⅳ排种区
[0089]
7排种驱动电机
[0090]
8气吸室外壳
[0091]
81密封垫安装槽
[0092]
82电机安装槽
[0093]
83卸种轮槽
[0094]
84弹簧固定槽
[0095]
85卸种安装座
[0096]
86出风口
[0097]
87进风口
[0098]
88负压传感器安装孔
[0099]
89负压风机安装座
[0100]
9正压管
[0101]
10负压传感器
[0102]
110负压风机
[0103]
111涡轮叶片
[0104]
112电机输出轴
[0105]
113直流无刷有感电机
具体实施方式
[0106]
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
[0107]
在本发明的描述中需要理解的是，术语“上”“下”“左”“右”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了方便描述本发明的结构和操作方式，而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解为对本发明的限制。
[0108]
参见图1，图1为本发明一实施例的结构示意图。本发明的高速精密排种器，包括：种子室外壳1；气吸室外壳8，通过螺栓与所述种子室外壳1固定连接，并与所述种子室外壳1
共同围合成排种工作区，所述排种工作区包括充种区ⅰ、清种区ⅱ、携种区ⅲ和排种区ⅳ四个区域；排种驱动电机7，底部安装在所述气吸室外壳8上电机安装槽82处，并位于所述排种工作区内，其顶部通过螺栓与排种盘4固定，用于驱动排种盘4转动；所述排种驱动电机7优选为24v直流伺服云台电机，所述排种驱动电机7内部集成驱动器，并支持can总线通讯进行转速调节；排种盘4，通过螺栓与所述排种驱动电机7顶面固定连接，位于所述排种工作区内并靠近所述种子室外壳1一侧设置，与所述种子室外壳1共同围合成种子室，所述排种盘4上靠近外缘处均布多个排种型孔41；双弧形清种刷2，对应于所述排种盘4设置于种子室外壳1内侧的清种区ⅱ，用于清理所述排种型孔41处吸附的多余种子，保留单孔单粒种子进入投种区；卸种机构5，设置于所述气吸室外壳8内侧卸种安装座85处，用于顶出所述排种型孔41吸附的种子并使所述种子落入导种管内；负压室密封垫，设置于所述气吸室外壳8内侧密封垫安装槽81内，其顶部与所述排种盘4紧密贴合形成密闭的气吸室；负压风机110，设置于气吸室外壳8外侧风机安装座处，顶部与所述气吸室外壳8的密封垫安装槽81的进风口87密封连接，用于为气吸室提供吸种所需负压；负压传感器10，安装在所述气吸室外壳8上负压传感器安装孔88处，用于检测并反馈所述气吸室内的负压值；以及正压管9，一端与所述负压风机110的出风口86连接，所述正压管9的另一端与所述种子室外壳1的正压吹种口连接，用于为脱离所述排种盘4的种子提供正压气流，正压气流中包含种子包衣粉尘的有害物质伴随种子进入导种管，在脱离导种管后随种子同时被土壤覆盖，避免扩散到空气中造成大气污染。
[0109]
参见图2-图3b，图2为本发明一实施例的种子室外壳1外侧结构示意图，图3a为本发明一实施例的种子室外壳1内侧结构示意图，图3b为图3a的b-b剖视图。本实施例的所述种子室外壳1上设置有种箱连接板12、进种口11和排种口14，种子室外壳1通过螺栓与种箱进行连接，连接处设有进种口11，所述进种口11上方设置有上凸形限流板13，用于限制由种箱进入所述种子室的种子流量，避免种群密集堆积，有助于改善充种效果；所述排种口14设置在所述种子室外壳1下方，其末端与所述导种管连接，所述排种口14包括种子通道18和气流通道19，种子脱离所述排种盘4后进入所述种子通道18，并经过所述导种管落入种床，排种口14气流通道19上方设有正压连接口17，用于连接正压风管，所述气流通道19与所述正压风管连接，负压风机110出风口86产生的正压气流经正压风管和正压连接口17进入所述排种口14气流通道19，以对进入所述导种管的种子进行气流输送。
[0110]
参见图4，图4为本发明一实施例的双弧形清种刷2结构示意图。所述双弧形清种刷2包括内种刷座24、内种刷毛25、外种刷座21和外种刷毛22，所述内种刷毛25和外种刷毛22分别对应安装在所述内种刷座24和外种刷座21上；所述内种刷座24和外种刷座21分别安装在所述种子室外壳1的内侧，种子室外壳1内侧设有清种刷安装座16，清种刷安装座16下方设有挡板安装槽15，用于固定挡种板3。所述内种刷毛25和外种刷毛22各有四组，分布于所述排种型孔41两侧，用于清除清理排种型孔41处吸附的多余种子；所述内种刷毛25和外种刷毛22末端的间距等于所播种子的平均粒径，可根据所播种子粒径改变对内种刷毛25和外种刷毛22进行调整，以保证清种效果。其中，所述双弧形清种刷2还包括内种刷弹簧片26和外种刷弹簧片23，所述内种刷座24和外种刷座21分别通过螺栓固定于内种刷弹簧片26和外种刷弹簧片23中间位置，所述内种刷弹簧片26和外种刷弹簧片23两端通过螺栓安装固定于所述种子室外壳1内侧的清种刷安装座16上。通过内种刷弹簧片26和外种刷弹簧片23的弹
力作用可使内外种刷与所述排种盘4紧密贴合，提高清种效果。
[0111]
参见图5，图5为本发明一实施例的挡种板3结构示意图。本实施例中，还可包括挡种板3，所述种子室外壳1内侧设置有挡板安装槽15，所述挡种板3安装固定在所述挡板安装槽15上，用于阻挡种子直接由所述充种区ⅰ向所述排种区ⅳ运动，所述挡种板3包括挡种主体31和挡种刷毛32，所述挡种刷毛32安装在所述挡种主体31上并与所述排种盘4紧密贴合，避免种子从刷毛和排种盘4间隙中穿过，并有效减少挡种板3与所述排种盘4之间的摩擦阻力，降低排种盘4转动时所产生的负载转矩。
[0112]
参见图6及图7，图6为本发明一实施例靠近种子室一侧的排种盘4结构示意图，图7为本发明一实施例靠近气吸室一侧的排种盘4结构示意图。本实施例中，靠近所述种子室一侧的所述排种型孔41为半圆柱和半圆台组合的异性型孔结构，每个所述排种型孔41的一侧均设置有扰种板42，所述扰种板42为圆弧形凸台，在排种盘4转动时能够起到扰动种群，提高充种效率的效果；靠近所述气吸室一侧的所述排种型孔41为喇叭口形的变径结构，靠近所述种子室一侧的孔径小于靠近所述气吸室一侧的孔径，有助于在风机转速不变的情况下提升型孔处负压真空度。排种盘4靠近气吸室一侧设有中心定位轴44，与排种驱动电机7上顶面定位孔进行配合，所述排种盘4中心定位轴44外侧分布四个安装孔43，通过螺栓固定于排种驱动电机7上顶面。
[0113]
参见图8及图9，图8为本发明一实施例的卸种机构5主视图，图9为图8的俯视图。所述卸种机构5包括卸种轴51和卸种轮52，所述卸种轮52安装在所述卸种轴51上，所述卸种轴51通过定位销轴54固定安装在所述气吸室外壳8内侧卸种安装座85处，气吸室外壳8内侧对应该卸种安装座85设置有卸种轮槽83，定位销轴54上设置有限位销55，所述卸种轴51与所述气吸室外壳8内侧弹簧固定槽84之间设置有弹簧53，所述弹簧53用于在弹簧预紧力的作用下使所述卸种轴51与所述排种盘4紧密贴合，保证卸种轴51与排种型孔41始终处于啮合状态；所述卸种轮52为弹性橡胶材质，其外缘设置有圆锥形突起，所述圆锥形突起与所述排种型孔41啮合，当排种盘4转动时，卸种轮52在啮合作用下随排种盘4转动，完成卸种。
[0114]
参见图10，图10为本发明一实施例的气吸室密封垫6结构示意图。本实施例的所述负压室密封垫优选为弹性橡胶材质，所述负压室密封垫底部安装于所述气吸室外壳8内侧的密封垫安装槽81内，所述密封垫安装槽81末端设有进风口87，用于连接负压风机110和气吸室；所述密封垫安装槽81中间设有负压传感器10安装口，用于固定负压传感器10；所述气吸室密封垫6顶部与所述排种盘4紧密贴合，共同构成密封性良好的气吸室，降低吸种所需负压值。
[0115]
参见图11及图12，图11为本发明一实施例的气吸室外壳8内侧结构示意图，图12为图11的气吸室外壳8外侧结构示意图。所述气吸室外壳8外侧设有风机安装座，用于固定负压风机110，所述风机安装座外部设有出风口86，用于连接正压管9。所述负压传感器10与所述气吸室外壳8采用螺栓连接，连接处设有橡胶密封o型圈，用于增加连接处的密封性。即密封垫安装槽81设置在气吸室外壳8内侧，用于固定气吸室密封垫6，所述密封垫安装槽81末端设有进风口87，用于连接负压风机110和气吸室；负压传感器安装孔88设置在密封垫安装槽81中间位置，用于固定负压传感器10；负压传感器安装孔88与负压传感器10采用螺栓连接，连接处设有橡胶密封o型圈，用于增加负压传感器安装孔88处的密封性。
[0116]
参见图13，图13为本发明一实施例的负压风机110结构示意图。所述负压风机110
包括涡轮叶片111、电机输出轴112、直流无刷有感电机113，通过直流无刷驱动器可对风机转速进行调控，所述负压风机110内部配备霍尔传感器，可实时反馈风机转速。直流无刷有感电机113边缘处开设有4个安装孔，通过螺栓连接固定于气吸室外壳8外侧的负压风机安装座89处；直流无刷有感电机113通过电机输出轴112驱动涡轮叶片111转动产生负压气流。当涡轮叶片111转动时，涡轮叶片111顶部会形成负压区，涡轮叶片111四周边缘处为正压区，气流从负压区流向正压区。
[0117]
工作时，高速精密排种器采用密封性良好的正压气流通道19，种子室内的种子由于受摩擦或碰撞作用，种子表层覆盖的包衣会脱落形成微小颗粒悬浮，在种子被吸附在排种型孔41的过程中，包含种子包衣粉尘等有害物质会随负压气流从排种型孔41处经过气吸室密封垫6，进入涡轮叶片111顶部负压区并流向涡轮叶片111四周边缘处的正压区形成正压气流，正压气流由涡轮叶片111经过正压管9和种子室外壳1下方正压连接口17，进入种子室外壳1的气流通道19，并随种子同时进入导种管，在排出导种管后随种子一同被土壤覆盖，避免扩散到空气中造成大气污染。
[0118]
本发明高速精密排种器的排种方法，包括如下步骤：
[0119]
步骤s100、种箱内的种子经过上凸形限流板13的限流作用后，由进种口11进入种子室，由于挡种板3的阻挡作用，种子并不会由充种区
ⅰⅰ
直接进入投种区ⅳ，而是在在充种区
ⅰⅰ
内形成数量适宜的种群；
[0120]
步骤s200、启动负压风机110，使气吸室内形成负压环境，种子室与大气连通处于常压状态，排种型孔41两侧形成压力差，当负压稳定后，搭载高速精密排种器的播种机开始前进作业，排种驱动电机7同时启动，使得排种盘4逆时针转动并随播种机前进速度进行自适应调节；
[0121]
步骤s300、充种步骤：排种盘4在转动的过程中与种群进行接触，排种盘4上的扰种板42对种群上层种子产生一定的扰动效果，使堆积的种群保持一种“流动”状态，降低种子之间的接触阻力，提高充种效率，使得型孔周围的种子更易被负压气流吸附，完成充种过程；
[0122]
步骤s400、清种步骤：受型孔负压气流的吸附作用和扰种板42的托附和夹持作用，吸附在型孔处的种子脱离种群随排种盘4一起逆时针转动由充种区
ⅰⅰ
进入清种区
ⅱⅱ
，清种区
ⅱⅱ
的双弧形清种刷2将型孔处多余的种子刷掉，保证每个型孔只吸附一粒种子，被刷掉的种子重新回到充种区
ⅰⅰ
，完成清种过程；
[0123]
步骤s500、排种步骤：被排种型孔41吸附的种子经过携种区ⅲ进入排种区ⅳ，卸种轮52将排种型孔41处吸附的种子顶出排种型孔41，种子失去负压气流的吸附作用，在自身重力作用下落入排种口14的种子通道18，完成排种过程；
[0124]
步骤s600、包含种子包衣粉尘等有害物质会随负压气流从排种型孔41处经过气吸室，进入涡轮叶片111顶部负压区并流向涡轮叶片111四周边缘处的正压区形成正压气流，正压气流由涡轮叶片111经过正压管9和种子室外壳1下方正压连接口17，进入排种口14的气流通道19；以及
[0125]
步骤s700、包含种子包衣粉尘等有害物质的正压气流随种子一同进入导种管，在排出导种管后随种子一同被土壤覆盖完成覆土过程，避免种子包衣粉尘等有害物质扩散到空气中造成大气污染。
[0126]
本发明的高速精密排种器采用密封性良好的正压气流通道19，负压风机110排出的包含种子包衣粉尘等有害物质的正压气流经所述正压风管和所述种子室外壳1排种口14和种子同时进入导种管，在排出导种管后随种子一同被土壤覆盖。采用负压自给技术，集成排种盘4伺服电驱和涡轮风机供压功能为一体，采用环境友好型的正压气流通道19结构，实现了高效种植与环境保护的协调统一。
[0127]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
技术特征：1.一种高速精密排种器，其特征在于，包括：种子室外壳；气吸室外壳，与所述种子室外壳连接，并与所述种子室外壳共同围合成排种工作区，所述排种工作区包括充种区、清种区、携种区和排种区；排种驱动电机，安装在所述气吸室外壳上，并位于所述排种工作区内；排种盘，与所述排种驱动电机连接，位于所述排种工作区内并靠近所述种子室外壳一侧设置，与所述种子室外壳共同围合成种子室，所述排种盘上靠近外缘处均布多个排种型孔；双弧形清种刷，对应于所述排种盘设置于所述清种区，用于清理所述排种型孔处吸附的多余种子，保留单孔单粒种子进入投种区；卸种机构，设置于所述气吸室外壳内，用于顶出所述排种型孔吸附的种子并使所述种子落入导种管内；负压室密封垫，设置于所述气吸室外壳内，并与所述排种盘紧密贴合形成密闭的气吸室；负压风机，与所述气吸室外壳的进风口密封连接，用于提供吸种所需负压；负压传感器，安装在所述气吸室外壳上，用于检测并反馈所述气吸室内的负压值；以及正压管，一端与所述负压风机的出风口连接，所述正压管的另一端与所述种子室外壳的正压吹种口连接，用于为脱离所述排种盘的种子提供正压气流。2.根据权利要求1所述的高速精密排种器，其特征在于，还包括挡种板，所述种子室外壳内侧设置有挡板安装槽，所述挡种板安装在所述挡板安装槽上，用于阻挡种子直接由所述充种区向所述排种区运动，所述挡种板包括挡种主体和挡种刷毛，所述挡种刷毛安装在所述挡种主体上并与所述排种盘紧密贴合。3.根据权利要求1或2所述的高速精密排种器，其特征在于，所述种子室外壳上设置有种箱连接板、进种口和排种口，所述进种口上方设置有上凸形限流板，用于限制进入所述种子室的种子流量；所述排种口设置在所述种子室外壳下方并与所述导种管连接，所述排种口包括种子通道和气流通道，种子脱离所述排种盘后进入所述种子通道，并经过所述导种管落入种床，所述气流通道与所述正压风管连接，以对进入所述导种管的种子进行气流输送。4.根据权利要求1或2所述的高速精密排种器，其特征在于，所述双弧形清种刷包括内种刷座、内种刷毛、外种刷座和外种刷毛，所述内种刷毛和外种刷毛分别对应安装在所述内种刷座和外种刷座上；所述内种刷座和外种刷座分别安装在所述种子室外壳的内侧，所述内种刷毛和外种刷毛分布于所述排种型孔两侧，所述内种刷毛和外种刷毛末端的间距等于所播种子的平均粒径。5.根据权利要求4所述的高速精密排种器，其特征在于，所述双弧形清种刷还包括内种刷弹簧片和外种刷弹簧片，所述内种刷座和外种刷座分别通过所述内种刷弹簧片和外种刷弹簧片安装在所述种子室外壳内侧的清种刷安装座上。6.根据权利要求1或2所述的高速精密排种器，其特征在于，靠近所述种子室一侧的所述排种型孔为半圆柱和半圆台组合结构，每个所述排种型孔的一侧均设置有扰种板，所述扰种板为圆弧形凸台；靠近所述气吸室一侧的所述排种型孔为喇叭口形的变径结构，靠近
所述种子室一侧的孔径小于靠近所述气吸室一侧的孔径。7.根据权利要求1或2所述的高速精密排种器，其特征在于，所述排种驱动电机为直流伺服云台电机，所述排种驱动电机内部集成驱动器，并支持can总线通讯进行转速调节。8.根据权利要求1或2所述的高速精密排种器，其特征在于，所述负压室密封垫为弹性橡胶材质，所述负压室密封垫底部安装于所述气吸室外壳内侧的密封垫安装槽内，所述气吸室密封垫顶部与所述排种盘紧密贴合。9.根据权利要求1或2所述的高速精密排种器，其特征在于，所述卸种机构包括卸种轴和卸种轮，所述卸种轮安装在所述卸种轴上，所述卸种轴安装在所述气吸室外壳内侧，所述卸种轴与所述气吸室外壳之间设置有弹簧，所述弹簧用于使所述卸种轴与所述排种盘紧密贴合；所述卸种轮的外缘设置有圆锥形突起，所述圆锥形突起与所述排种型孔啮合，所述卸种轮在啮合作用下随所述排种盘转动完成卸种。10.一种高速精密排种器的排种方法，其特征在于，包括如下步骤：s100、种箱内的种子经过上凸形限流板后由进种口进入种子室，挡种板阻挡种子在充种区内形成种群；s200、启动负压风机，使气吸室内形成负压环境，种子室与大气连通处于常压状态，排种型孔两侧形成压力差，当负压稳定后，搭载高速精密排种器的播种机开始前进作业，排种驱动电机同时启动，使得排种盘逆时针转动并随播种机前进速度进行自适应调节；s300、充种：排种盘转动，扰种板对种群上层种子产生扰动，使所述种群保持流动，保证排种型孔周围的种子被负压气流吸附；s400、清种：受负压气流的吸附和扰种板的托附和夹持作用，吸附在排种型孔处的种子脱离种群随排种盘一起逆时针转动由充种区ⅰ进入清种区ⅱ，清种区ⅱ的双弧形清种刷将型孔处多余的种子刷掉，保证每个排种型孔只吸附一粒种子，被刷掉的种子重新回到充种区ⅰ；s500、排种：被排种型孔吸附的种子经过携种区ⅲ进入排种区ⅳ，卸种轮将排种型孔处吸附的种子顶出排种型孔，种子失去负压气流的吸附作用，在自身重力作用下落入排种口的种子通道；s600、种子包衣粉尘随负压气流从排种型孔处经过气吸室，进入涡轮叶片顶部负压区并流向涡轮叶片四周边缘处的正压区形成正压气流，正压气流由涡轮叶片经过正压管和种子室外壳下方正压连接口，进入排种口的气流通道；以及s700、包含种子包衣粉尘的正压气流随种子一同进入导种管，在排出导种管后随种子一同被土壤覆盖完成覆土过程。
技术总结一种高速精密排种器及其排种方法，该高速精密排种器包括：种子室外壳；气吸室外壳，与该种子室外壳共同围合成排种工作区；排种驱动电机，安装在该气吸室外壳上；排种盘，与该排种驱动电机连接，与该种子室外壳共同围合成种子室，该排种盘上靠近外缘处均布多个排种型孔；双弧形清种刷，对应排种盘设置于该种子室内；卸种机构，设置于该气吸室外壳内；负压室密封垫，与该排种盘紧密贴合形成密闭的气吸室；负压风机，与该气吸室外壳的进风口密封连接；负压传感器，安装在该气吸室外壳上；以及正压管，一端与该负压风机的出风口连接，另一端与该种子室外壳的正压吹种口连接。本发明还提供了该高速精密排种器的排种方法。高速精密排种器的排种方法。高速精密排种器的排种方法。
技术研发人员：牛康 郑元坤 赵博 周利明 张巍朋 陈凯康 白圣贺
受保护的技术使用者：中国农业机械化科学研究院集团有限公司
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/11/1
