CN102138379B - 穴盘苗稀植移钵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穴盘苗稀植移钵装置。在顶板上安装两个顶部安装件，顶板的下表面等距安装三块导轨安装板，两根圆形导轨连接三块导轨安装板，每两块导轨安装板之间的两根圆形导轨上各布置两块滑块，每个滑块分别安装一个移钵抓手；中间的导轨安装板两短边侧分别固定安装定位附件，靠近中间的导轨安装板两侧分别安装定位附件，靠近中间的导轨安装板两侧的滑块上分别装有短程气缸，远离中间的导轨安装板两侧的滑块上分别装有长程气缸，长程气缸和短程气缸分别连接各自的定位附件。本发明结构简单，能够快速、准确地完成四个移钵抓手的等变距动作，从而实现四爪并行作业，将穴盘苗移栽到更大的穴盘或者花盆中，提高移钵作业的效率。

Description

穴盘苗稀植移钵装置

技术领域

本发明涉及设施农业内穴盘苗自动化作业系统，尤其是涉及一种穴盘苗稀植移钵装置。

背景技术

设施农业使得农作物对环境的依赖性大大降低，已广泛应用与蔬菜与花卉的培养。在作物生长过程中，作物需要的光热、空间、养分都会逐渐增大，需要将不健康的劣质苗剔除，同时将健康的苗移栽到更大的穴盘或花盆继续培养，即稀植移钵作业。设施内高温、高湿的环境，加之移钵作业的高强度和重复性，迫切需要开发自动化移钵作业机具来替代传统的手工作业。

为了实现温室内移钵作业的自动化，国内外许多学者做了相关的研究。早期的移钵机是以工业机器人为本体来实现特定的移钵作业。Kutz(1987)设计了以Puma 560为本体的苗圃移栽机器人。Ting(1992)等人研发了基于ADEPT-SCARA四自由度工业机器人的移栽机。这种移栽机普遍存在造价高傲，通用性差，效率较低，以及难以与流水作业系统配套等缺点。后来逐渐发展为具有独立的机电系统的移栽机。K.H.Ryu(2001)等人借助笛卡尔坐标系开发出一种育苗移栽机器人，其机械手由步进电机、气缸、气动卡盘和夹取指组成。W.C.Choi(2001)研制出一种蔬菜移栽机，其移栽机械手由五杆形成的路径发生器、夹取指针和指针驱动器3部分构成。国外一些大型园艺公司(如：荷兰Visser公司、澳大利亚Transplant Systems公司、美国RAPID公司)，已开发了成熟的穴盘苗移钵机。其产品往往具有配套的流水作业系统及相关机具，移钵作业时多爪并行工作，移钵效率和准确率很高。

国内的穴盘苗移钵机具的研制起步较晚，二十世纪九十年代后期有部分高校开始了相关研究。1996年吉林农业大学范云翔等设计了一种温室全自动移栽机，只适用于秧苗类幼苗，末端执行器为真空投苗装置。2007年浙江大学蒋焕煜等研制了一种基于机器视觉的幼苗移栽系统，末端执行器为一个气动的移钵抓手。2009年南京农业大学王超群等研制的移栽机由单个机械手、框架和输送系统组成，机械手动作由电机驱动。2009年沈阳农业大学田素博等设计了一种穴盘苗自动移栽机，首次提出了一种多爪并行移钵作业的装置，通过气缸驱动弹性带实现气动机械手的变距动作。

目前国内的研究往往还集中于单棵穴盘苗的移钵作业，缺少多爪并行移钵的装置。而单爪移钵的效率太低，难以满足穴盘苗自动化作业的产业化。开发简单、可靠、实用的多爪稀植移钵作业装置，对于加速推动我国穴盘苗自动化作业进程意义重大。

发明内容

为了解决单爪移钵的效率太低，难以满足穴盘苗自动化作业的产业化，本发明的目的在于提供一种穴盘苗稀植移钵装置。

本发明采用的技术方案如下：

本发明在长方形的顶板上表面对称安装两个顶部安装件，顶板的下表面等距安装三块导轨安装板，两根圆形导轨连接三块导轨安装板，每两块导轨安装板之间的两根圆形导轨上各布置两块滑块，每个滑块下表面中心孔中分别安装一个移钵抓手；中间的导轨安装板两短边侧分别固定安装第一、第二定位附件，位于中间导轨安装板一侧的一块中间滑块的一短边侧固定安装第三定位附件，位于中间导轨安装板另一侧的另一块中间滑块的一短边侧固定安装第四定位附件，第三定位附件与第四定位附件分别位于圆形导轨的两侧；位于中间导轨安装板一侧的一块中间滑块的另一短边侧固定安装一个短程气缸，气缸活塞杆上连接第一活塞杆附件，位于中间导轨安装板另一侧的另一块中间滑块的另一短边侧固定安装另一个短程气缸，气缸活塞杆上连接第二活塞杆附件；远离中间导轨安装板一侧的一块外侧滑块在第三定位附件的同侧固定安装一个长程气缸，气缸活塞杆上连接第三活塞杆附件，远离中间导轨安装板另一侧的另一块外侧滑块在第四定位附件的同侧固定安装一个长程气缸，气缸活塞杆上连接第四活塞杆附件，第一、第二、第三、第四活塞杆附件的凹槽部分分别嵌入对应的第一、第二、第三、第四定位附件的U形槽中。

所述的长程气缸的行程是所述的短程气缸的行程的两倍。

本发明具有的有益效果是：

本发明结构简单，能够快速、准确地完成四个移钵抓手的等变距动作，从而实现四爪并行作业，将穴盘苗移栽到更大的穴盘或者花盆中，提高移钵作业的效率。

附图说明

图1是本发明整体结构立体示意图。

图2是本发明整体机构的主视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图3中定位附件的示意图。

图5是图3中活塞杆附件的示意图。

图中：1.顶板，2.顶部安装件，3.导轨安装板，4.短程气缸，5.长程气缸，6.滑块，7.圆形导轨，8.螺母，9.定位附件，10.活塞杆附件，11.螺栓，12.移钵抓手。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明在长方形的顶板1上表面对称安装两个顶部安装件2，用于将本发明安装到穴盘苗移钵机的机械臂上，顶板1的下表面等距安装三块导轨安装板3，两根圆形导轨7连接三块导轨安装板3，每两块导轨安装板3之间的两根圆形导轨7上各布置两块滑块6，每个滑块6下表面中心孔中分别安装一个移钵抓手12；中间的导轨安装板3两短边侧分别用螺栓11固定安装第一、第二定位附件9，位于中间导轨安装板3一侧的一块中间滑块6的一短边侧固定安装第三定位附件9，位于中间导轨安装板3另一侧的另一块中间滑块6的一短边侧固定安装第四定位附件9，第三定位附件9与第四定位附件9分别位于圆形导轨7的两侧。位于中间导轨安装板3一侧的一块中间滑块6的另一短边侧固定安装一个短程气缸4，气缸活塞杆上螺纹联接螺母8和第一活塞杆附件10，位于中间导轨安装板3另一侧的另一块中间滑块6的另一短边侧固定安装另一个短程气缸4，气缸活塞杆上螺纹螺纹联接螺母8和第二活塞杆附件10；远离中间导轨安装板3一侧的一块外侧滑块6在第三定位附件9的同侧固定安装一个长程气缸5，气缸活塞杆上螺纹联接螺母8和第三活塞杆附件10，远离中间导轨安装板3另一侧的另一块外侧滑块6在第四定位附件9的同侧固定安装一个长程气缸5，气缸活塞杆上螺纹联接螺母8和第四活塞杆附件10，第一、第二、第三、第四活塞杆附件10的凹槽部分分别嵌入对应的第一、第二、第三、第四定位附件9的U形槽中。

所述的长程气缸5的行程是所述的短程气缸4的行程的两倍。气缸的行程根据具体的需要确定，气缸的气源通过电磁阀进行控制。

如图4所示，定位附件9侧面有两个螺孔，用于固定定位附件9，螺孔之间有一个U形槽，用于定位活塞杆附件10。

如图5所示，活塞杆附件10一端有一个螺孔，用于固定气缸活塞杆，另一端包含一段环形槽，环形槽的长度等于定位附件9的宽度，安装时将环形槽嵌入定位附件9的U形槽中。

本发明的工作原理：

短程气缸4与长程气缸5动作前，移钵抓手12的间距等于待移栽穴盘的穴孔间距。当机械臂将移钵抓手12定位于待移钵穴盘苗上方时，机械臂带动穴盘苗移钵装置向下动作，移钵抓手12插入穴盘苗基质中，之后移钵抓手12动作抓取穴盘苗，机械臂再带动穴盘苗移钵装置向上动作，将穴盘苗从穴盘中取出。当机械臂向目标穴盘或者花盆移动的同时，短程气缸4与长程气缸5同时动作，使四个移钵抓手12的等间距变大，间距变化为目标穴盘穴孔的间距或者花盆的间距。当移钵抓手12到达目标位置时，机械臂带动穴盘苗移钵装置向下动作，移钵抓手12定位于目标栽植孔中，之后移钵抓手12动作放下穴盘苗，将穴盘苗植入目标穴盘或者花盆中。

移钵抓手12的结构，见名称为“穴盘苗移钵系统末端执行器”，专利号为“ZL200910099294.7”的发明专利中已有详细描述。

Claims (2)

1.一种穴盘苗稀植移钵装置，其特征在于：在长方形的顶板上表面对称安装两个顶部安装件，顶板的下表面等距安装三块导轨安装板，两根圆形导轨连接三块导轨安装板，每两块导轨安装板之间的两根圆形导轨上各布置两块滑块，每个滑块下表面中心孔中分别安装一个移钵抓手；中间的导轨安装板两短边侧分别固定安装第一、第二定位附件，位于中间导轨安装板一侧的一块中间滑块的一短边侧固定安装第三定位附件，位于中间导轨安装板另一侧的另一块中间滑块的一短边侧固定安装第四定位附件，第三定位附件与第四定位附件分别位于圆形导轨的两侧；位于中间导轨安装板一侧的一块中间滑块的另一短边侧固定安装一个短程气缸，气缸活塞杆上连接第一活塞杆附件，位于中间导轨安装板另一侧的另一块中间滑块的另一短边侧固定安装另一个短程气缸，气缸活塞杆上连接第二活塞杆附件；远离中间导轨安装板一侧的一块外侧滑块在第三定位附件的同侧固定安装一个长程气缸，气缸活塞杆上连接第三活塞杆附件，远离中间导轨安装板另一侧的另一块外侧滑块在第四定位附件的同侧固定安装一个长程气缸，气缸活塞杆上连接第四活塞杆附件，第一、第二、第三、第四活塞杆附件的凹槽部分分别嵌入对应的第一、第二、第三、第四定位附件的U形槽中。

2.根据权利要求1所述的一种穴盘苗稀植移钵装置，其特征在于：所述的长程气缸的行程是所述的短程气缸的行程的两倍。

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