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1、(10)申请公布号 CN 102763510 A (43)申请公布日 2012.11.07 CN 102763510 A *CN102763510A* (21)申请号 201210234531.8 (22)申请日 2012.07.06 A01C 7/18(2006.01) A01C 7/20(2006.01) (71)申请人 山东农业大学 地址 271018 山东省泰安市岱宗大街 61 号 申请人 国家海洋局第一研究所 (72)发明人 张晓辉 张学雷 刘雷 (54) 发明名称 浅海海底植被修复播种机 (57) 摘要 本发明涉及一种浅海海底植被修复播种机， 由水下播种装置、 输送装置、 提升机构。
2、、 排种系统、 机架、 PLC 控制系统组成 ； 本发明将海草种子 （如 大叶藻种子） 通过步进电机驱动排种轴带动排种 轮将箱体内的海草种子通过漏斗和褶皱管进入三 通， 在不锈钢自吸泵的作用下将三通中的海草种 子通过输种管进入到水下播种装置播入浅海海 底 ； 种子之间的行距通过连接环在连接排种管上 的位置来调节， 种子的粒距可通过船速、 步进电机 的转速以及他们之间的相互配合来完成 ； 播深是 通过调节排种管与连接环之间的相对位置和调节 块和调节片的配合来实现无级的调节， 本发明可 适应海底不同的海域情况。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种浅海海底植被修复播种机， 其特征在于包括水下播种装置、 输送装置、 提升机 构、 排种系统、 机架和 PLC 控制系统 ； 所述的水下播种装置包括横滑板 a、 横滑板 b、 竖支撑 板 a、 竖支撑板 b、 连接管、 连接覆板、 连接排种管、 覆板、 调节片、 调节块、 排种管和连接环 ； 所述的输送装置包括不锈钢自吸泵、 分配器、 输种管和三通 ； 所述的提升机构包括提升电机 和卷筒 ； 所述的排种系统包括步进电机、 排种轴、 窝眼式排种器、 褶皱管、 漏斗、 内箱体、。
4、 左侧 支撑板和右侧支撑板 ； 所述的覆板呈 T 形， T 形上端两侧高中间低成凹型， T 形下端呈圆弧 型 ； 以浅海海底植被修复播种机前进的方向即覆板 T 形下端朝向为前端， 横滑板 a 和横滑 板 b 分别水平平行放置并固定在覆板覆板呈凹形端即后端的两侧， 竖支撑板 a 和竖支撑板 b 用不锈钢焊条分别垂直焊接在横滑板 a 和横滑板 b 沿水平放置方向的中线上 ； 两个竖支 撑板的整体形状呈椭圆形， 但竖支撑板 a 和竖支撑板 b 与横滑板 a 和横滑板 b 焊接的一端 即底端成一直线形 ； 在竖支撑板 a 和竖支撑板 b 上前端及中间的位置分别设有两个孔 ； 连 接管的两端穿过竖支撑板。
5、 a 和竖支撑板 b 前端相对应的孔与竖支撑板 a 和竖支撑板 b 连接 固定 ； 连接覆板两端分别穿过竖支撑板 a 和竖支撑板 b 中间对应的孔与竖支撑板 a 和竖支 撑板 b 连接固定， 且覆板前端与连接覆板中间连接固定， 使覆板前端面上扬呈圆弧状 ； 竖支 撑板 a 和竖支撑板 b 前端均与其平行安装有一个调节槽， 调节槽上设有两条凹槽， 凹槽之 间的宽度与调节块上两个固定孔之间的宽度对等 ； 调节块中心位置有一中心孔， 在中心孔 的两侧对称的位置有两个固定孔， 调节块通过两个固定孔与竖支撑板上的调节槽连接， 且 调节块可以沿调节槽上下移动， 通过调节固定孔在凹槽内的位置控制调节块在调节。
6、槽上的 位置 ； 在调节块中心孔和任一个固定孔之间上下等距离设置三个调节孔 ； 连接排种管与排 种管通过连接环垂直连接， 连接环的位置可调 ； 连接排种管两端分别焊接一个调节片， 并保 持两个调节片的方向一致， 且连接排种管两端穿过调节块中心的孔与调节块连接但可以转 动， 便于调节调节片的位置 ； 调节片通过三个调节孔与调节块连接， 通过改变调节片与不同 调节孔的连接可以调整调节片在调节块上的位置以改变排种管的倾角 ； 不锈钢自吸泵与机 架固定连接， 卷筒通过轴承座固定连接在机架上， 卷筒与提升电机通过联轴器 a 连接， 提升 电机通过提升电机底座固定在机架 ； 左侧支撑板和右侧支撑板平行安装。
7、在内箱体的两侧， 与内箱体组成种子箱放置种子 ； 左侧支撑板和右侧支撑板下端通过折弯折成 L 形固定在机 架上， 起到支撑内箱体的作用 ； 窝眼式排种器安装在内箱体底部的安装孔上并与漏斗连接 相通， 漏斗与褶皱管上端连接 ； 支撑板与左侧支撑板和右侧支撑板垂直连接固定 ； 三通固 联在支撑板上， 三通分别连接褶皱管下端、 分配器出水口和输种管一端 ； 不锈钢自吸泵出水 管与分配器入水口连接， 分配器固连在机架上 ； 输种管另一端与排种管连接 ； 排种轴穿过 窝眼式排种器中的排种轮 ； 步进电机通过固定法兰与左侧支撑板连接， 并通过联轴器 b 与 排种轴连接 ； GPS 模块通过信号线与 PLC。
8、 控制系统连接， PLC 控制系统通过信号线与步进电 机连接。 权 利 要 求 书 CN 102763510 A 2 1/4 页 3 浅海海底植被修复播种机 ( 一） 技术领域 0001 本发明涉及一种浅海海底植被修复播种机， 特别涉及一种浅海海底植被修复领域 使用的播种机械。 （二） 背景技术 0002 海草床是热带和温带重要的海洋生态系统， 是许多海洋动物的栖息地、 生存场所 和食物来源地 , 具有重要的生态系统服务价值。20 世纪以来 , 全世界的海草床衰退严重， 仅1993年到2003年间约有2.6104km消失， 达到15%， 开展海草床的生态恢复已迫在眉睫。 0003 目前海草床的。
9、修复以移植为主， 而种植方法很少。美国在 2004 年发明了 Underwater Seagrass Seeding Apparatus， 该播种机是以胶质作为流体， 种子在胶体混合 均匀后在泵的作用下播入海床。该方法存在着播种前要进行种子和胶质的混合， 另外胶质 还需要低温保存， 造成了能源和劳动力的浪费。 而国内目前没有相关方面的报道， 因此研制 经济适用适合浅海海底植被种植的播种机械对海洋生态环境的保护和海洋资源的可持续 性发展具有十分重要的意义。 （三） 发明内容 0004 本发明提供了一种浅海海底植被修复播种机， 可以节省人力、 提高劳动生产率。 本 发明对各浅滩海域情况适应性强， 。
10、可实现连续、 高效、 智能化作业。 0005 一种浅海海底植被修复播种机， 包括水下播种装置、 输送装置、 提升机构、 排种系 统、 机架和 PLC 控制系统 ； 所述的水下播种装置包括横滑板 a、 横滑板 b、 竖支撑板 a、 竖支撑 板 b、 连接管、 连接覆板、 连接排种管、 覆板、 调节片、 调节块、 排种管和连接环 ； 所述的输送 装置包括不锈钢自吸泵、 分配器、 输种管和三通 ； 所述的提升机构包括提升电机和卷筒 ； 所 述的排种系统包括步进电机、 排种轴、 窝眼式排种器、 褶皱管、 漏斗、 内箱体、 左侧支撑板和 右侧支撑板 ； 所述的覆板呈 T 形， T 形上端两侧高中间低成凹。
11、型， T 形下端呈圆弧型 ； 以浅海 海底植被修复播种机前进的方向即覆板 T 形下端 （安装时覆板与地面平行放置） 朝向为前 端 ： 横滑板 a 和横滑板 b 分别水平平行放置并固定在覆板呈凹形端即后端的两侧 ； 竖支撑 板 a 和竖支撑板 b 用不锈钢焊条分别垂直焊接在横滑板 a 和横滑板 b 沿水平放置方向的中 线上 ； 两个竖支撑板的整体形状呈椭圆形， 但竖支撑板a和竖支撑板b与横滑板a和横滑板 b 焊接的一端即底端成一直线形 ； 竖支撑板 a 和竖支撑板 b 的上前端及中间的位置均设有 两个孔 ； 连接管的两端穿过竖支撑板 a 和竖支撑板 b 前端相对应的孔与竖支撑板 a 和竖支 撑板。
12、 b 连接固定 ； 连接覆板两端分别穿过竖支撑板 a 和竖支撑板 b 中间对应的孔与竖支撑 板a和竖支撑板b连接固定， 且覆板前端与连接覆板中间连接固定， 使覆板前端面上扬呈圆 弧状 ； 竖支撑板a和竖支撑板b的前端均沿其水平方向与其平行安装有一个调节槽， 调节槽 上设有两条凹槽， 凹槽之间的宽度与调节块上两个固定孔之间的宽度对等 ； 所述调节块中 心位置有一中心孔， 在中心孔的两侧对称的位置有两个固定孔， 调节块通过两个固定孔与 竖支撑板上的调节槽连接， 且调节块可以沿调节槽上下移动， 通过调节固定孔在凹槽内的 说 明 书 CN 102763510 A 3 2/4 页 4 位置控制调节块在调。
13、节槽上的位置 ； 在调节块中心孔和任一个固定孔之间上下等距离设置 三个调节孔 ； 连接排种管与排种管通过连接环垂直连接， 连接环的位置可调 ； 连接排种管 两端分别焊接一个调节片， 并保持两个调节片的方向一致， 且连接排种管两端穿过调节块 中心的孔与调节块连接但可以转动， 便于调节调节片的位置 ； 调节片通过三个调节孔与调 节块连接， 通过改变调节片与不同调节孔的连接可以调整调节片在调节块上的位置以改变 排种管的倾角 ； 不锈钢自吸泵与机架固定连接， 卷筒通过轴承座固定连接在机架上， 卷筒与 提升电机通过联轴器 a 连接， 提升电机通过提升电机底座固定在机架 ； 左侧支撑板和右侧 支撑板平行安。
14、装在内箱体的两侧， 与内箱体组成种子箱放置种子 ； 左侧支撑板和右侧支撑 板下端通过折弯折成 L 形固定在机架上， 起到支撑内箱体的作用 ； 窝眼式排种器安装在内 箱体底部的安装孔上并与漏斗连接相通， 漏斗与褶皱管上端连接 ； 支撑板与左侧支撑板和 右侧支撑板垂直连接固定 ； 三通固联在支撑板上， 三通分别连接褶皱管下端、 分配器出水口 和输种管一端 ； 不锈钢自吸泵出水管与分配器入水口连接， 分配器固连在机架上 ； 输种管 另一端与排种管连接 ； 排种轴穿过窝眼式排种器中的排种轮 ； 步进电机通过固定法兰与左 侧支撑板连接， 并通过联轴器 b 与排种轴连接 ； GPS 模块通过信号线与 PL。
15、C 控制系统连接， PLC 控制系统通过信号线与步进电机连接。 0006 本发明可适应海底不同的海域情况。 横滑板前端设计为圆弧， 具有仿形性， 有利于 通过情况特殊的海域， 比如说不平坦的海底， 水下播种装置能顺利的通过该区域。 0007 本发明可根据需要调节行距。 行距是通过连接环上的紧固螺钉改变连接环在连接 排种管上的相对位置来改变排种管的位置调节的。 0008 本发明可根据需要进行调节播深。播深有四种调节方式 ： 一是通过连接环上的紧 固螺钉使排种管向上或向下移动， 改变播深 ； 二是保持排种管的位置不变， 调节块有三个调 节孔， 通过改变调节片在调节块上的位置改变排种管的倾角， 从而。
16、改变播深 ； 三是通过上下 移动调节块， 从而改变其播深 ； 四是通过一和二两种方式的配合来实现播深的无极调节的。 0009 本发明可根据需要调节种子的粒距。种子粒距的调节在这里有三种方式 ： 一是通 过 PLC 系统输入指令改变步进电机的转速调节粒距 ; 二是通过改变船的速度调节粒距 ； 三 是通过 PLC 系统输入指令改变步进电机的转速和船的速度进行调节。另外还可以保持种子 粒距的一致性， 当船速改变时， GPS 模块会实时的测定船速， PLC 系统改变步进电机的转速 改变种子播种速度， 从而使粒距保持一致性。本发明可减少种子在浅海海底的损失。海草 种子播入浅海海底后， 覆板马上将排种管前。
17、行划开的沟用海底基质抹平覆盖， 避免了鱼类 的取食， 同时还避免了种子随海洋洋流的飘散， 减少了种子的损失。 （四） 附图说明 0010 图 1 是整体结构示意图 ； 0011 图 2 是水下播种装置主视结构示意图 ； 0012 图 3 是水下播种装置俯视结构示意图 ； 0013 图 4 是水下播种装置左视结构示意图 ； 0014 图 5 是 GPS 模块结构示意图 ； 0015 图中 ： 1. 绳索， 2. 机架， 3. 提升电机， 4. 联轴器 a， 5. 轴承座， 6. 支撑板， 7. 步进电 机， 8. 固定法兰， 9. 联轴器 b， 10. 左侧支撑板， 11. 内箱体， 12. 窝。
18、眼式排种器， 13. 排种轴， 说 明 书 CN 102763510 A 4 3/4 页 5 14. 右侧支撑板， 15. 漏斗， 16. 褶皱管， 17. 三通， 18. 分配器， 19. 不锈钢自吸泵， 20. 输种 管， 21.卷筒， 22.竖支撑板a， 23.横滑板a， 24.连接管， 25.横滑板b， 26.竖支撑板b， 27.连 接覆板， 28. 调节块， 29. 调节片， 30. 连接排种管， 31. 排种管， 32. 连接环， 33. 覆板， 34.GPS 模块。 0016 （五） 具体的实施方式 0017 本发明主要用于浅海海底各类海草的播种， 根据本发明的提供的装置， 下面。
19、将参 照图 1 说明本发明浅海海底植被修复播种原理。 0018 如图 1、 图 2、 图 3 和图 4 所示， 本发明有以下部分组成， 本装置以播种前行的方向 为前端， 以装置在水面上的方向为上部 ： 0019 （1） 水下播种装置 ： 横滑板 a 和横滑板 b 与覆板水平平行放置并固定在覆板呈凹 形端即后端的两侧， 竖支撑板 a 和竖支撑板 b 用不锈钢焊条分别垂直焊接在横滑板 a 和横 滑板 b 沿水平放置方向的中线上 ； 竖支撑板 a 和竖支撑板 b 成平行关系， 覆板 33 的前端与 连接覆板27用螺栓连接 ； 竖支撑板a 22和竖支撑板b 26在前端与中间上部的位置有两个 孔， 分别。
20、与连接管 24、 连接覆板 27 连接并通过两端螺母紧固 ； 连接排种管 30 两端与调节片 29焊接为一个整体， 连接排种管30固定连接在调节块28中心的孔并保持相对转动， 调节块 28 通过固定孔与竖支撑板上的调节槽连接固定。调节片 29 通过螺栓与调节块 28 上调节 孔中的一个孔固定， 调节块 28 与竖支撑板之间用螺栓连接， 连接排种管 30 与排种管 31 通 过连接环32连接 ； 行距是通过调节环32上的紧固螺钉改变其在连接排种管30上的相对位 置来改变排种管 31 的位置调节的 ； 播深有四种调节方式 ： 一是通过调节环 32 上的紧固螺 钉使排种管 31 向上或向下移动， 调。
21、节其播深 ； 二是调节块 28 有三个调节孔， 通过调节片 29 在调节块28上的位置改变排种管31的倾角， 从而改变播深 ； 三是通过以上两种方式的配合 来实现无极调节。 0020 （2） 输送装置， 包括不锈钢自吸泵 19 通过自带电机底座与机架 2 固联， 分配器 18 的入水口与不锈钢自吸泵 19 的出水口连接， 分配器 18 的出水口与三通 17 后端连结， 分配 器 18 用螺栓固联在机架 2 上， 输种管 20 一端与三通 17 前端连结， 输种管 20 另一端与排种 管 30 通过喉箍紧固， 三通 17 固联在支撑板 6 上。 0021 （3） 提升机构， 包括卷筒 21 通过。
22、轴承座 5 固定连接在机架上， 卷筒与提升电机 3 通 过联轴器 a4 连接， 并通过提升电机底座固定用螺栓固联在机架 2。 0022 （4） 排种系统， 包括左侧支撑板 10 和右侧支撑板 14 与内箱体 11 连接组成种子箱 放置种子， 左侧支撑板 10 和右侧支撑板 14 下端 L 形用螺栓固定在机架 2 上 ； 步进电机 7 通 过固定法兰 8 与左侧支撑板 10 对应的安装孔连接， 并通过联轴器 b9 与排种轴 13 连接， 排 种轴 13 穿过窝眼式排种器 12 中的排种轮 ； 四个窝眼式排种器 12 通过螺栓与内箱体 11 底 部的相应的安装孔连接， 四个漏斗 15 分别与对应窝。
23、眼式排种器 12 连接， 四个褶皱管 16 上 端分别与相对应漏斗 15 连接， 四个三通 17 与分别相对应的褶皱管 16 下端连接， 三通 17 通 过螺栓固定在支撑板 6。 0023 控制系统的实现， 首先通过软件进行编程， 由数据线写入 PLC 控制器， 通过对按钮 的操作实现工作过程。 0024 本发明提供了两个优选实施例， 下面以海草大叶藻播种四行为实施例， 但不用限 制本发明的范围 ： 说 明 书 CN 102763510 A 5 4/4 页 6 0025 实施例 1 ： 0026 本发明通过绳索 1 一端与卷筒 21 相连， 绳索另一端与水下播种机构连接用 U 型卡 固定。工作。
24、时将机架以上部分放置于船舱内， 将水下播种装置放置于船尾并通过提升装置 上的提升电机 3 驱动卷筒 21 将水下播种装置慢慢放置于浅海海底。随着船的前行， GPS 模 块 34 测得信号在 PLC 控制系统处理下， 给步进电机 7 信号使其驱动排种轴 13 带动窝眼式 排种器 12 里面的排种轮， 内箱体 11 里面的大叶藻种子随着排种轮的转动落入到漏斗 15， 漏斗 15 里面的大叶藻种子通过褶皱管 16 进入三通 17。于此同时不锈钢自吸泵 19 工作， 水流通过分配器 18 将海水均匀的分配到三通 17， 水流通过三通 17 进入四个输种管 20 内， 三通 17 中的种子随着水流的流动。
25、进入通过输种管 20 进入到排种管 31， 大叶藻种子通过排 种管31播入浅海海底， 覆板33随着水下播种机构的前行， 将大叶藻种子覆盖， 降低其损失。 种子粒距的调节是通过 PLC 系统输入指令改变步进电机 7 的转速调节粒距 ; 二是通过改变 船的速度调节粒距 ； 三是通过 PLC 系统输入指令改变步进电机 7 的转速和船的速度进行调 节。另外还可以保持种子粒距的一致性， 当船速改变时， GPS 模块 34 实时的测定船速， PLC 系统改变步进电机 7 的转速改变种子播种速度， 从而使粒距保持一致性。 0027 横滑板具有高度的仿形性， 不受海底地形的限制， 有效地提升了本发明的实用性，。
26、 提高播种效率。 0028 实施例 2 ： 0029 本发明通过绳索 1 一端与卷筒 21 相连， 绳索另一端与水下播种机构连接用 U 型卡 固定。工作时将机架以上部分放置于船舱内， 将水下播种机构放置于船尾 ； 随着船的前行， GPS模块34测得信号在PLC控制系统处理下， 给步进电机7信号使其驱动排种轴13带动窝 眼式排种器 12 里面的排种轮， 内箱体 11 里面的大叶藻种子随着排种轮的转动落入到漏斗 15， 漏斗 15 里面的大叶藻种子通过褶皱管 16 进入三通 17。于此同时不锈钢自吸泵 19 工 作， 水流通过分配器 18 将海水均匀的分配到三通 17， 水流通过三通 17 进入四个输种管 20 内， 三通17中的种子随着水流的流动进入通过输种管20进入到排种管31， 大叶藻种子通过 排种管 31 播入水面， 种子落入浅海海底。 0030 本实例以播种四行为例， 本发明同时播种行数不局限于四行， 可根据实际需要对 装置进行增加或者减少。 说 明 书 CN 102763510 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102763510 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102763510 A 8 3/3 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 102763510 A 9 。