CN101306532A - 穴盘苗移植装置及其中的移植机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种结构实现，性能可靠，且成本低廉的穴盘苗移植装置中的移植机械手。该移植机械手，包括均布在一圆周上三个或三个以上的手指、与手指上端转动连接的手指架、与所述圆周均同轴的凸轮槽盘和径向导向盘；在凸轮槽盘的周向均匀开有与手指数量相同的凸轮槽；各凸轮槽的中心线到凸轮槽盘轴线的距离逐渐增大或减小；设置在手指架上的转动机构与凸轮槽盘连接以带动凸轮槽盘绕其轴线转动；设置在手指架上的径向导向盘上均匀开有与手指数量相同的径向槽；各手指分别穿过凸轮槽和径向槽。

Description

穴盘苗移植装置及其中的移植机械手
技术领域
本发明涉及一种用于穴盘苗移植装置及其中的移植机械手。
背景技术
穴盘苗移植装置是对种植在穴盘中的蔬菜和花卉幼苗进行移植的装置。移植机械手是穴盘苗移植装置的核心工作部件，其涉及集农艺、机械、控制及计算机技术为一体。由于农业生产环境的特殊性，应用于工业领域的机械手无法直接满足农业作业的要求。目前，公知的农业用移植机械手，都是以气动驱动，并在移植机械手的夹持机构上采用从上向下斜插式或水平夹紧式，采用气动驱动的移植机械手虽然手部结构简单紧凑，但需要有气源提供，既增加成本，又增加设备体积，且不便于移动作业
发明内容
本发明的目的是提供一种结构实现，性能可靠，且成本低廉的穴盘苗移植装置中的移植机械手。
该移植机械手，包括均布在一圆周上三个或三个以上的手指、与手指上端转动连接的手指架、与所述圆周均同轴的凸轮槽盘和径向导向盘；在凸轮槽盘的周向均匀开有与手指数量相同的凸轮槽；各凸轮槽的中心线到凸轮槽盘轴线的距离逐渐增大或减小；设置在手指架上的转动机构与凸轮槽盘连接以带动凸轮槽盘绕其轴线转动；设置在手指架上的径向导向盘上均匀开有与手指数量相同的径向槽；各手指分别穿过凸轮槽和径向槽。
由于手指分别穿过凸轮槽和径向槽，所以当转动机构带动凸轮槽盘转动时，手指只能沿径向槽在径向运动，实现手指的同时张开或合拢。该机构采用转动机构带动手指开合，能够做到结构简化巧妙，性能可靠，且成本低廉。所述转动机构可采用步进电机。
本发明同时提供了一种穴盘苗移植装置，包括机架，可相对于机架水平移动的水平移动部件、设置在水平移动部件上可相对于水平移动部件垂直移动的垂直移动部件，在上设置上述移植机械手，移植机械手中手指垂直布置。
由于本穴盘苗移植装置具有水平移动部件、垂直移动部件及移植机械手，所以移植机械手即可在水平移动部件的带动下水平移动，也可在垂直移动部件的带动下垂直移动。该穴盘苗移植装置的一个完整工作循环一般包括以下8个动作：1.移植机械手从原位开始，在垂直移动部件的带动下向下运动，刺入穴盘苗的泥土中；2.转动机构动作，凸轮槽盘转动，使得手指合拢，夹紧穴盘苗；3.移植机械手在垂直移动部件的带动下向上运动，将幼苗从穴盘中拔起，回到原位；4.移植机械手抓住幼苗在水平移动部件的带动下水平移动，从原位移送到移栽位置；5.移植机械手在垂直移动部件的带动下向下运动，将手中的幼苗植入移植盆中；6.转动机构动作，凸轮槽盘转动，使得手指张开，松苗；7.移植机械手在垂直移动部件的带动下向上运动，移植机械手拔出，回到移栽位置，8.移植机械手在水平移动部件的带动下水平移动，从移栽位置再回到原位。
垂直移动部件实现垂直移动的结构属于现有技术，如可通过丝杠螺母机构相对于水平移动部件实现垂直移动。
水平移动部件与与机架的结构属于现有技术，如水平移动部件通过丝杠传动机构与机架连接。该丝杠传动机构包括导轨、丝杠、带动丝杠转动的动力机构；水平移动部件由导轨支撑，并与丝杠啮合。
为了实现穴盘和移植盆的传送，上述穴盘苗移植装置还包括由设置在机架上用于传送穴盘和移植盆的传送带、带动传送带移动的传动机构，传送带在移植机械手的下方，传送带和水平移动部件的移动方向相垂直。
附图说明
图1是实施例的移植流程图
图2是实施例的结构示意图
图3是图2的左视图
图4是移植机械手的结构示意图
图5是图4的左视图
图6是凸轮槽盘的结构示意图
图7是套筒底示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
参见图2、3所示的穴盘苗移植装置，水平设置在机架34上用于传送穴盘的传送带21上放置穴盘，水平设置在机架上用于传送移植盆的传送带22上放置移栽盆，电机23和电机24均为步进电机，各自通过皮带传动机构使传送带21和传送带22移动，从而实现穴盘和移栽盆的间歇进给。传送带21、22、电机23、24等组成苗盘输送系统。
参见图4、5所示移植机械手，由转动机构(步进电机)7、凸轮槽盘8、四根手指9、带有底面的套筒10和套筒上盖11组成。步进电机7和套筒10固连在套筒上盖11上，步进电机7的轴与凸轮槽盘8相连。步进电机7的轴及凸轮槽盘8的轴线与套筒轴线重合。参见图6、7，凸轮槽盘上沿周向均匀开有四个尺寸和形状一样的凸轮槽31，沿顺时针方向各凸轮槽的中心线到凸轮槽盘轴线的距离逐渐减小。套筒底(径向导向盘)32上均匀开有四个尺寸和形状一样且沿径向方向延伸的径向槽33。均布在以套筒轴线为轴线的圆周上的四根手指9上端转动连在套筒上盖11上，四根手指9下端依次穿过凸轮槽盘8上的凸轮槽和套筒底上的径向槽而伸出来。步进电机7转动带动凸轮槽盘8同步转动，凸轮槽盘8和套筒底上的径向槽迫使四根手指9同步张开或合拢，实现松苗和抓苗动作。
当凸轮槽盘8转动时，由于套筒底上的径向槽的作用，四根手指9只能在径向运动，不会因为凸轮槽盘8的旋转运动而发生扭转，由此就可以控制四根手指的正常开合。凸轮槽盘8逆时针转动四个手指张开，凸轮槽盘8顺时针转动四个手指合拢。
参见图2、3，V型滑块(水平移动部件)3通过丝杠传动机构与机架连接。丝杠传动机构包括V型导轨4、丝杠2、带动丝杠转动的动力机构(步进电机)1。步进电机1、丝杠2和V型导轨4安装在机架的顶部。V型滑块由导轨支撑，并与丝杠啮合；V型滑块上设置垂直移动部件。
V型滑块3的下面固连着步进电机5，步进电机5的下面通过丝杠螺母机构6与上下滑动架25相连。步进电机5、丝杠螺母机构6和上下滑动架25组成可垂直移动部件。上下滑动架25下方固定连接套筒上盖11。手指9垂直布置。
步进电机1正反转动带动丝杠2的转动，V型滑块3与丝杠2啮合，随丝杠2的转动而做水平运动。为了防止丝杠2在竖直方向受力，V型滑块3由V型导轨4所支撑并在其上面来回滑动，并带动由移植机械手和垂直移动部件作横向往返运动，实现移苗动作。步进电机5的转动带动丝杠螺母机构6中的丝杠转动，丝杠上的螺母做上下运动，由此就带动上下滑动架25上下运动，连接在上下滑动架25上的移植机械手35就上下运动，实现拔苗和插苗动作。步进电机7带动凸轮槽盘8同步转动，由于凸轮槽和径向槽的作用使得四根手指9同时张开或合拢，实现抓苗和松苗动作。苗盘输送系统安装在机架的下部，其上放置穴盘和移栽盆，苗盘输送系统实现穴盘和移栽盆的间歇输送进给，每次进给的距离可以调整，以适应不同规格的穴盘和移栽盆。移植机械手悬吊在机架的上方，具有竖直和水平运动，实现穴盘苗的拔取和移植。
传送带21、22的移动方向相平行，均与V型滑块(水平移动部件)3的移动方向相垂直。移植机械手35安装在机架的上方，能沿着竖直和水平方向移动，实现拔苗、植苗和移苗的动作；移植机械手的四根手指可以张开和合拢，实现抓苗和松苗动作。
参见图1，穴盘苗移植装置的一个完整工作循环包括8个动作：1.移植机械手从原位开始，向下运动，刺入穴盘苗的泥土中；2.手指合拢，夹紧穴盘苗；3.移植机械手向上运动，将幼苗从穴盘中拔起，回到原位；4.移植机械手抓住幼苗从原位水平运动移送到移栽位置；5.移植机械手向下运动，将手中的幼苗植入移植盆中；6.手指张开，松苗；7.移植机械手拔出，回到移栽位置，8.移植机械手再水平运动回到原位。
本发明的有益效果是：
1、采用步进电机驱动的针式夹持移植机械手，实现高速无损移苗：
2、合理控制移植机械手移苗时的动作，减少在移栽过程中对幼苗对象的损伤；
3、采用对称的四根手指抓苗，抓取牢靠，移苗过程中幼苗不会脱落；
4、手指的开合由简单的机械结构实现，设计巧妙，控制容易，性能可靠，且成本低廉；
5、整个移植过程全程自动化，操作简单，移植效率高，特别适合温室使用。

Claims (8)

1.移植机械手，包括均布在一圆周上三个或三个以上的手指，其特征是：它还包括与手指上端转动连接的手指架、与所述圆周均同轴的凸轮槽盘和径向导向盘；在凸轮槽盘的周向均匀开有与手指数量相同的凸轮槽；各凸轮槽的中心线到凸轮槽盘轴线的距离逐渐增大或减小；设置在手指架上的转动机构与凸轮槽盘连接以带动凸轮槽盘绕其轴线转动；设置在手指架上的径向导向盘上均匀开有与手指数量相同的径向槽；各手指分别穿过凸轮槽和径向槽。
2.根据权利要求1所述的移植机械手，其特征是：所述手指架由带有底面的套筒和套筒上盖组成；套筒与所述圆周同轴；手指和转动机构连接在套筒上盖上；套筒底即为径向导向盘。
3.根据权利要求1所述的移植机械手，其特征是：所述转动机构为步进电机。
4.穴盘苗移植装置，包括机架，可相对于机架水平移动的水平移动部件、设置在水平移动部件上可相对于水平移动部件垂直移动的垂直移动部件，其特征是：在垂直移动部件上设置有权利要求1所述的移植机械手，移植机械手中手指垂直布置。
5.根据权利要求4所述的穴盘苗移植装置，其特征是：垂直移动部件通过丝杠螺母机构实现垂直移动。
6.根据权利要求4所述的穴盘苗移植装置，其特征是：水平移动部件通过丝杠传动机构与机架连接。
7.根据权利要求6所述的穴盘苗移植装置，其特征是：丝杠传动机构包括导轨、丝杠、带动丝杠转动的动力机构；水平移动部件由导轨支撑，并与丝杠啮合。
8.根据权利要求4所述的穴盘苗移植装置，其特征是：它还包括由设置在机架上用于传送穴盘和移植盆的传送带、带动传送带移动的传动机构，传送带在移植机械手的下方，传送带和水平移动部件的移动方向相垂直。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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