CN101843200A - 温室自动化穴苗移植机 - Google Patents

Abstract

温室自动化穴苗移植机，属于设施农业自动化苗种移植设备领域。包括穴盘传送机构(2)、穴苗移植机构(6)。穴盘传送机构(2)安装在机架上，负责将穴盘传送到指定的移植工作位置；穴苗移植机构(6)将苗种从穴盘中夹取出来并传送到另一个空穴盘上方，然后植入；机架(4)下方放置控制箱(1)，控制箱(1)中设置有整机启停操纵按钮，并对以上各个机构进行统一控制。本发明可满足多种作物的幼苗移植；在移植工作中，只需要一名操作人员将装有苗种的穴盘和待植入的空穴盘放置到穴盘传送机构上，并将已经完成移植工作地穴盘从穴盘传送机构上取下；在移植工作完成后，还可以接入喷淋、消毒等其他工序。本发明自动化程度高，操作简单可靠。

Description

温室自动化穴苗移植机

技术领域

温室自动化穴苗移植机属于农业自动化设备领域。

背景技术

穴盘育苗技术是国外70年代发展起来的一种新技术，是指采用不同规格的专用穴盘为育苗容器，以草炭、蛭石、椰子皮、珍珠岩等轻质材料做与育苗基质，采用机械化精量播种，一次成苗的现代化育苗体系。与传统的育苗技术和方式，穴盘育苗技术在苗种成活率以及育苗的工业化都有着极大的优势，成为现代近代育苗发展最快的一种育苗方式。目前，温室苗种培育主要采用穴盘育苗方式。经过近年来的发展，穴盘的尺寸已经形成了一定的规格，穴盘的大小几乎相同，但穴盘格的数量不同，根据需要配置苗种的不同，穴盘格的数量从4-300不等。

温室自动化穴苗移植机的工作对象是种植在具有一定规格的穴盘中的幼苗。目前国内的穴苗移植还主要依靠人工来完成。虽然已有部分研究单位或高校开展了对穴盘苗自动化移植设备的研究，但都以部分机构为主要研究对象，未有能投入生产的自动化移植整机研制出来。国外对于自动化移植设备的研究较为成熟，已有相关设备投入到苗种移植工作中，但在传动机构方面仍存在一定的问题。国外的自动化移植设备多采用带式输送机来将穴盘运送到移植位置，而带式输送机的皮带也成为了穴苗移植的工作平台，但穴盘在皮带上的摆放位置却需要人工来纠正，这样就会增加移植工作的误差，一旦穴盘的位置偏离了移植工作要求的位置，就可能出现夹持器无法夹取苗种或夹持器与穴盘相冲突的问题。同时，国外的自动化移植设备多数采用皮带驱动单个夹持器运动，对于具有多个夹持器的自动化移植设备，需要多个皮带来驱动，并根据穴盘格间距的大小，由皮带来调节相邻两个夹持爪之间的间距。国外的夹持器多数采用单气缸作用，在夹取和放置苗种时就需要增设夹持器的上下运动传动机构。而夹持器的上下运动则一般采用丝杠或同步齿形带来驱动，这样就使传动结构复杂化，传动部分的成本也较高。

发明内容

为了提高秧苗成活率更高，本发明提供一种从穴盘到穴盘温室自动化穴苗移植机，通过输送带式机构和穴苗移植机构，可以自动、准确地将密盘的秧苗移植到疏盘。

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：设计一种温室自动化穴苗移植机，包括穴盘传送机构、穴苗移植机构，以及安装穴盘传送机构和穴苗移植机构的机架，其特征在于：所述穴盘传送机构包括两条平行设置的疏穴盘带式输送机和密穴盘带式输送机，且疏穴盘带式输送机或密穴盘带式输送机通过带式输送机高度调节机构固定在机架上；所述穴苗移植机构由横跨在疏穴盘带式输送机和密穴盘带式输送机上方的两条平行横向导轨及架设在两条横向导轨之间的株苗夹持器构成，且株苗夹持器可在导轨上移动，并可上下移动。疏穴盘带式输送机、密穴盘带式输送机、穴苗移植机构皆包含步进移动控制。

在疏穴盘带式输送机和密穴盘带式输送机的两侧分别安装有两排导向轮；疏穴盘带式输送机和密穴盘带式输送机的尽头分别设有疏穴盘带式输送机出端托板，密穴盘带式输送机出端托板。

所述疏穴盘带式输送机和密穴盘带式输送机皆由传送带、传送带)两端的从动轮端和主动轮端、以及传送带中部的支撑板构成，主动轮端由主动轮电机及减速器驱动。

所述从动轮端包括带有从动轮端轴承座沉孔的一对从动轮端轴承座、两端安装在从动轮端轴承座上的从动轮、将从动轮固定在从动轮端轴承座上的从动轮端轴承座盖板。从动轮端轴承座采用螺栓通过从动轮端轴承座沉孔固定在机架上。

所述从动轮包括从动轮轴、从动轮辊筒、从动轮辊筒挡片。从动轮辊筒套在从动轮轴外，与从动轮轴同轴，并通过从动轮辊筒两端的从动轮辊筒挡片与从动轮轴固定；从动轮轴的两端通过轴承固定在从动轮端轴承座内。

所述主动轮端包括带有主动轮端轴承座沉孔的一对主动轮端轴承座、两端安装在主动轮端轴承座上的主动轮、设置于主动轮一端的主动轮电机及减速器过渡法兰、主动轮电机及减速器、设置于减速器输出端的主动轮电机及减速器法兰。主动轮电机及减速器法兰与主动轮电机及减速器过渡法兰联接，主动轮端轴承座采用螺栓通过主动轮端轴承座沉孔固定在机架上。

所述主动轮包括主动轮轴、主动轮轴圆螺母、主动轮辊筒挡片、主动轮辊筒。主动轮辊筒套在主动轮轴外，与主动轮轴同轴，并通过主动轮辊筒两端的主动轮辊筒挡片与主动轮轴固定，主动轮辊筒挡片由旋于主动轮轴上的主动轮轴圆螺母锁紧；主动轮轴两端通过轴承固定在主动轮端轴承座内，其中较长的一端穿过主动轮端轴承座与主动轮电机及减速器联接。

所述带式输送机高度调节机构由安装在密穴盘带式输送机四角的手摇调节机构组成；每个手摇调节机构包括高度调节杆，以及由下至上依次接于高度调节杆上的调节座、锁死螺母、升降调节轴套、手柄摇杆。调节座通过螺纹旋接在调节杆上，锁死螺母通过螺纹旋套于调节杆上并能够与调节座拧紧，升降调节轴套通过滚动轴承组件套接在调节杆上，手柄摇杆采用型面连接的形式固接在调节杆上。其中，滚动轴承组件从外向内依次包括升降调节轴套孔用挡圈、升降调节轴套下轴承、升降调节轴套上轴承、升降调节轴承定位套，升降调节轴套孔用挡圈与升降调节轴套固接，升降调节轴承定位套与高度调节杆固接，升降调节轴套下轴承和升降调节轴套上轴承分别与升降调节轴套孔用挡圈和升降调节轴承定位套联接，升降调节轴套下轴承和升降调节轴套上轴承上、下错位联接；所述调节座固定在机架上，所述升降调节轴套固定在密穴盘带式输送机上。

所述机架通过可以调节高度的脚垫放置在地面上。

本装置的主要优点在于：只需要一名操作人员将待移植的穴盘放置到穴盘传送机构上，并将已经完成移植工作的穴盘从穴盘传送机构上取下并放置即可；由于带式输送机两侧设有导向轮，穴盘不会移位；高度调节机构可以使本装置适宜多种规格的的穴盘。机架上可以方便安装其它装置，可以在移植完成后接入喷淋、消毒等工序。本装置自动化程度较高，操作简单可靠。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的整机结构图

图2是图1所示优选实施例的穴盘传送机构及其机架的结构图

图3是图1所示优选实施例的带式输送机的结构图

图4是图1所示优选实施例的从动轮端的结构图

图5是图1所示优选实施例的从动轮辊筒的结构图

图6是图1所示优选实施例的主动轮端的结构图

图7是图1所示优选实施例的主动轮辊筒的结构图

图8是图1所示优选实施例的带式输送机高度调节机构的结构图

图9是图1所示优选实施例的带式输送机高度调节机构升降调节轴套的结构图

图10是图1所示优选实施例的带式输送机高度调节机构滚动轴承组件的结构图

图11是图1所示优选实施例的带式输送机高度调节机构升降调节杆的结构图

图12是图1所示优选实施例的带式输送机高度调节机构升降调节螺母的结构图

图13是图1所示优选实施例的夹持器及横向导轨运动的结构图。

图中：1、控制箱，2、穴盘传送机构，3、带式输送机高度调节机构，4、机架，6、穴苗移植机构，7、机架脚垫，8、疏穴盘带式输送机，9、密穴盘带式输送机，10、导向轮，11、待植入苗种的疏穴盘，12、待移植密穴盘，13、疏穴盘带式输送机出端托板，14、密穴盘带式输送机出端托板，15、从动轮端，16、传送带，17、传送带支撑板，18、主动轮端，19、从动轮端轴承座，20、从动轮端轴承座盖板，21、从动轮，22、从动轮端轴承座沉孔，23、从动轮轴，24、从动轮辊筒挡片，25、从动轮辊筒，26、主动轮端轴承座，27、主动轮端轴承座沉孔，28、主动轮，29、主动轮电机及减速器法兰，30、主动轮电机及减速器过渡法兰，31、主动轮电机及减速器，32、主动轮轴，33、主动轮轴圆螺母，34、主动轮辊筒挡片，35、主动轮辊筒，36、升降调节螺母，37、锁死螺母，38、高度调节杆，39、升降调节轴套，40、滚动轴承组件，41、手柄连杆，42、手柄，43、升降调节轴套的定位沉孔，44、升降调节轴套的装配孔，45、升降调节轴套孔用挡圈，46、升降调节轴套下轴承，47、升降调节轴套上轴承，48、升降调节轴承定位套，49、升降调节杆安装手柄连杆端，50、升降调节杆安装滚动轴承及调节轴套的轴颈，51、升降调节杆螺纹部分，52、升降调节螺母定位沉孔，53、升降调节螺母螺纹孔，54、横向导轨电机及减速器，55、横向导轨电机及减速器法兰，56、导轨座，57、横向导轨传动轴，58、横向导轨，59、同步齿形带，60、夹持器等间距运动机构，61、夹持器，62、横向导轨滑块。

具体实施方式

下面结合图1-图13对本发明作进一步说明：

本实施例包括控制箱1、穴盘传送机构2、带式输送机高度调节机构3、机架4、穴苗移植机构6。控制箱1放置在穴盘传送机构2下面，位于机架4的下部。穴盘传送机构2、穴苗移植机构6皆分别由各自的步进电机带动，控制箱1中包含控制步进电机的调节电路，设置有整机启停和操纵按钮，可对以上机构进行控制。

穴盘传送机构2放置在机架4上，穴盘传送机构2分为疏穴盘带式输送机8和密穴盘带式输送机9。其中密穴盘带式输送机9通过带式输送机高度调节机构3安装在机架4上。由于穴盘的高度有所不同，所以，需要对其中一个穴盘带式输送机的高度进行调节。本实施例中，在密穴盘带式输送机9上安装带式输送机高度调节机构3来调节带式输送机9的高度。

穴苗移植机构6安装在机架4的上层高出的部分，由横跨在疏穴盘带式输送机8和密穴盘带式输送机9上方的两条平行横向导轨58及架设在两条横向导轨58之间的株苗夹持器61构成。株苗夹持器61可在导轨63上移动，并可上下移动。株苗夹持器61在传动机构作用下，可以来回从一个带式输送机上方运动到另一个带式输送机上方。

机架通过下部的脚垫7放置在地面上，可以调节脚垫的高度，从而使整机能够平稳地放置在地面上。

疏穴盘带式输送机8的作用是将待植入苗种的疏穴盘11传送到指定的移植工作位置；密穴盘带式输送机9的作用是将待移植密穴盘12传送到指定的移植工作位置。所述的待植入苗种的疏穴盘11是指穴盘格尺寸较大的、穴盘格数较少的空穴盘；所述的待移植密穴盘12是指穴盘格尺寸较小的、穴盘格数较多的装满苗种的穴盘。本发明需要完成的工作是将苗种从待移植密穴盘12中取出，然后植入到待植入苗种的疏穴盘11中去，以使苗种获得更为充足的养分和适宜的生长空间。

在疏穴盘带式输送机8和密穴盘带式输送机9的两侧分别安装有两排导向轮10，其作用是当待植入苗种的疏穴盘11和待移植密穴盘12在传送带16上的放置歪斜时，导向轮10可以对位置进行纠正，而不需要人工来确定待植入苗种的疏穴盘11和待移植密穴盘12在传送带16上的位置。

在疏穴盘带式输送机8和密穴盘带式输送机9的尾端分别设置疏穴盘带式输送机出端托板13和密穴盘带式输送机出端托板14，其作用是当待植入苗种的疏穴盘11和待移植密穴盘12完成移植工作后由传送带传送至疏穴盘带式输送机出端托板13和密穴盘带式输送机出端托板14处放置，操作人员可以将其搬运到他处放置。

本实施例中，疏穴盘带式输送机8和密穴盘带式输送机9结构一样，皆包括从动轮端15、传送带16、带式输送机支撑板17、主动轮端18。主动轮端18为动力输入端，带动从动轮端15运动。当主动轮端18运转时，传送带16在从动轮端15的张紧下开始运动，从而将放置在传送带16上的待植入苗种的疏穴盘11和待移植密穴盘12传送到传送带支撑板17的位置上。传送带支撑板17的作用是支撑待移植工作的穴盘，避免穴盘移植工作过程中在传送带上产生振动。

如图4所示，从动轮端包括从动轮端轴承座19、从动轮端轴承座盖板20、从动轮21。从动轮端轴承座盖板20将从动轮轴23固定在从动轮端轴承座19的轴承内。从动轮端轴承座19采用螺栓通过从动轮端轴承座沉孔22固定在机架4上。

如图5所示，从动轮21包括从动轮轴23、从动轮辊筒挡片24、从动轮辊筒25。从动轮轴23安装在从动轮辊筒25内，并通过从动轮辊筒挡片25固定在从动滚辊筒25内。而从动轮轴23的两端则安装在从动轮端轴承座19的轴承内。从动轮端辊筒25在主动轮28的带动下依靠传送带16的张紧力转动。

如图6所示，主动轮端18包括主动轮端轴承座26、主动轮端轴承座沉孔27、主动轮28、主动轮电机及减速器法兰29、主动轮电机及减速器过渡法兰30、主动轮电机及减速器31。主动轮电机及减速器31通过主动轮电机及减速器过渡法兰30、主动轮电机及减速器法兰29与主动轮轴32联接起来，将主动轮电机及减速器31的动力传递给主动轮轴32。主动轮轴32通过轴承固定在主动轮端轴承座26上。主动轮端轴承座26采用螺栓通过主动轮端轴承座沉孔27固定在机架上。

如图7所示，主动轮28包括主动轮轴32、主动轮轴圆螺母33、主动轮辊筒挡片34、主动轮辊筒35。主动轮轴32通过主动轮轴圆螺母33、主动轮辊筒挡片34固定在主动轮辊筒35内。主动轮轴32两端通过轴承固定在主动轮端轴承座26内，其中较长的一端与主动轮电机及减速器31联接。

带式输送机高度调节机构3由四个位于密穴盘带式输送机9四角的手摇调节机构组成。手摇调节机构如图8-图12所示，包括升降调节螺母36、锁死螺母37、高度调节杆38、升降调节轴套39、手柄连杆41、手柄42。升降调节轴套39上设置有升降调节轴套的定位沉孔43和升降调节轴套的装配孔44。升降调节轴套39采用螺栓通过升降调节轴套的定位沉孔43固定在密穴盘带式输送机9上。滚动轴承组件40包括升降调节轴套孔用挡圈45、升降调节轴套下轴承46、升降调节轴套上轴承47、升降调节轴承定位套48。升降调节轴套孔用挡圈45和升降调节轴承定位套48将升降调节轴套下轴承46和升降调节轴套上轴承47固定在升降调节轴套的装配孔44内。升降调节轴承定位套48内有螺纹，可与高度调节杆38的轴颈50的螺纹部分配合，从而与升降调节轴套39固定在一起。高度调节杆38的轴端49采用型面连接的形式与手柄连杆41的一端联接在一起，手柄连杆41的另一端安装有手柄42，从而转动手柄即可转动高度调节杆38来调节密穴盘带式输送机9的高度。高度调节杆38螺纹部分51与升降调节螺母36的螺纹孔53配合。升降调节螺母36采用螺栓通过沉孔52固定在机架上。通过摇动手柄42转动高度调节杆38旋入到升降调节螺母36的螺纹孔53中的深度来调节升降调节轴套39的绝对高度，从而来调节带式输送机的高度。高度调节好后，将锁死螺母37与升降调节螺母36拧紧，来固定调整的高度。

如图13所示，穴苗移植机构6包括横向导轨电机及减速器54、横向导轨电机及减速器法兰55、导轨座56、横向导轨传动轴57、横向导轨58、同步齿形带59、横向导轨滑块62、夹持器61。横向导轨58为两条，平行设置，横跨在疏穴盘带式输送机8和密穴盘带式输送机9上方，横向导轨58两端固定在机架4上层凸出的部分。每个横向导轨58上面设有同步齿形带59。两条横向导轨58的一端通过横向导轨传动轴57接在一起。横向导轨电机及减速器54通过法兰55与导轨座连56接在一起，并将动力传入到横向导轨传动轴57。横向导轨传动轴57的转动可带动同步齿形带59移动。每个同步齿形带59上面固定一个横向导轨滑块62，当横向导轨电机及减速器54带动横向导轨传动轴57转动时，同步齿形带59在横向导轨传动轴57的传动下带动横向导轨滑块62在横向导轨58上滑动。夹持器61通过安装在两个横向导轨滑块62上面的夹持器等间距运动机构60悬在两条横向导轨58之间。本实施例中共设四个夹持器61，四个夹持器61形成一排，悬在两条横向导轨58之间，可同时通过同步齿形带59前后移动，通过夹持器等间距运动机构60左右移动，通过汽缸上下移动。

本发明的工作过程如下：当带式输送机9的高度调节完毕后，将待植入苗种的疏穴盘11和待移植密穴盘12放置在传送带16上。在主动轮电机及减速器31的带动下，传送带将待植入苗种的疏穴盘11和待移植密穴盘12传送到传送带支撑板17的位置上开始进行移植。同步齿形带59在横向导轨电机及减速器54的作用下将夹持器等间距运动机构60传送到密穴盘12上方，然后由夹持器61开始进行苗种的夹取。当夹取苗种完毕后，同步齿形带59将夹持器等间距运动机构60传送到疏穴盘11上方，由夹持器61对苗种进行插入工作。如此工作可完成苗种的自动化移植。

可根据自动移植的效率来设置双气缸作用联动机构的数量，根据穴盘的尺寸及放置方式，可增加带式输送机的宽度及横向导轨的长度。与目前已应用于生产的自动化移植设备相比，本发明减少了动力源的数量，并极大地简化了传动机构，优化了控制方案，降低了成本。

Claims (9)

1.温室自动化穴苗移植机，包括穴盘传送机构(2)、穴苗移植机构(6)，以及安装穴盘传送机构(2)和穴苗移植机构(6)的机架(4)，其特征在于：所述穴盘传送机构(2)包括两条平行设置的疏穴盘带式输送机(8)和密穴盘带式输送机(9)，且疏穴盘带式输送机(8)或密穴盘带式输送机(9)通过带式输送机高度调节机构(3)固定在机架上；所述穴苗移植机构(6)由横跨在疏穴盘带式输送机(8)和密穴盘带式输送机(9)上方的两条平行横向导轨(58)及架设在两条横向导轨(58)之间的株苗夹持器(61)构成，且株苗夹持器(61)可在导轨(63)上移动，并可上下移动；疏穴盘带式输送机(8)、密穴盘带式输送机(9)、穴苗移植机构(6)皆包含步进移动控制。

2.如权利要求1所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：在疏穴盘带式输送机(8)和密穴盘带式输送机(9)的两侧分别安装有两排导向轮(10)；疏穴盘带式输送机(8)和密穴盘带式输送机(9)的尽头分别设有疏穴盘带式输送机出端托板(13)，密穴盘带式输送机出端托板(14)。

3.如权利要求1或2所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述疏穴盘带式输送机(8)和密穴盘带式输送机(9)皆由传送带(16)、传送带(16)两端的从动轮端(15)和主动轮端(18)、以及传送带(16)中部的支撑板(17)构成，主动轮端(18)由主动轮电机及减速器(31)驱动。

4.如权利要求3所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述从动轮端(15)包括带有从动轮端轴承座沉孔(22)的一对从动轮端轴承座(19)、两端安装在从动轮端轴承座(19)上的从动轮(21)、将从动轮(21)固定在从动轮端轴承座(19)上的从动轮端轴承座盖板(20)；从动轮端轴承座(19)采用螺栓通过从动轮端轴承座沉孔(22)固定在机架(4)上。

5.如权利要求4所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述从动轮(21)包括从动轮轴(23)、从动轮辊筒(25)、从动轮辊筒挡片(24)；从动轮辊筒(25)套在从动轮轴(23)外，与从动轮轴(23)同轴，并通过从动轮辊筒(25)两端的从动轮辊筒挡片(24)与从动轮轴(23)固定；从动轮轴(23)的两端通过轴承固定在从动轮端轴承座(19)内。

6.如权利要求3所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述主动轮端(18)包括带有主动轮端轴承座沉孔(27)的一对主动轮端轴承座(26)、两端安装在主动轮端轴承座(26)上的主动轮(28)、设置于主动轮(28)一端的主动轮电机及减速器过渡法兰(30)、主动轮电机及减速器(31)、设置于减速器输出端的主动轮电机及减速器法兰(29)；主动轮电机及减速器法兰(29)与主动轮电机及减速器过渡法兰(30)联接，主动轮端轴承座(26)采用螺栓通过主动轮端轴承座沉孔(27)固定在机架(4)上。

7.如权利要求6所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述主动轮(28)包括主动轮轴(32)、主动轮轴圆螺母(33)、主动轮辊筒挡片(34)、主动轮辊筒(35)；主动轮辊筒(35)套在主动轮轴(32)外，与主动轮轴(32)同轴，并通过主动轮辊筒(35)两端的主动轮辊筒挡片(34)与主动轮轴(32)固定，主动轮辊筒挡片(34)由旋于主动轮轴(32)上的主动轮轴圆螺母(33)锁紧；主动轮轴(32)两端通过轴承固定在主动轮端轴承座(26)内，其中较长的一端穿过主动轮端轴承座(26)与主动轮电机及减速器(31)联接。

8.如权利要求1或2所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述带式输送机高度调节机构由安装在密穴盘带式输送机(9)四角的手摇调节机构组成；每个手摇调节机构包括高度调节杆(38)，以及由下至上依次接于高度调节杆(38)上的调节座(36)、锁死螺母(37)、升降调节轴套(39)、手柄摇杆(41)；

调节座(36)通过螺纹旋接在调节杆(38)上，锁死螺母(37)通过螺纹旋套于调节杆(38)上并能够与调节座(36)拧紧，升降调节轴套(39)通过滚动轴承组件(40)套接在调节杆(38)上，手柄摇杆(41)采用型面连接的形式固接在调节杆(38)上；

其中，滚动轴承组件(40)从外向内依次包括升降调节轴套孔用挡圈(45)、升降调节轴套下轴承(46)、升降调节轴套上轴承(47)、升降调节轴承定位套(48)，升降调节轴套孔用挡圈(45)与升降调节轴套(39)固接，升降调节轴承定位套(48)与高度调节杆(38)固接，升降调节轴套下轴承(46)和升降调节轴套上轴承(47)分别与升降调节轴套孔用挡圈(45)和升降调节轴承定位套(48)联接，升降调节轴套下轴承(46)和升降调节轴套上轴承(47)上、下错位联接；

所述调节座(36)固定在机架(4)上，所述升降调节轴套(39)固定在密穴盘带式输送机(9)上。

9.如权利要求1或2所述的温室自动化穴苗移植机，其特征在于：所述机架(4)通过可以调节高度的脚垫(7)放置在地面上。

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