CN102523803A - 一种穴盘苗自动移栽机 - Google Patents

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本发明公开了一种穴盘苗自动移栽机，包括移箱机构（1）、穴盘支架（2）、穴盘（3）、取苗爪（4）、滚子（5）、取苗滑动块（6）、导向槽（7）、连杆机构、凸轮Ⅰ（13）、凸轮Ⅱ（14）、主轴（15）、摆杆Ⅲ（18）、植苗器（19）。本发明结构简单，取苗机构和植苗机构通过一根主动轴上的两个凸轮协调运动来完成取苗和植苗，简化了机构。该机构操作简便，能较好地实现田间移栽要求，可靠性高。

Description

一种穴盘苗自动移栽机
技术领域
本发明涉及旱地移栽机械技术领域，特指一种能完成自动取苗和植苗的穴盘苗自动移栽机。 
背景技术
移栽是作物种植的发展趋势之一，不仅可以为幼苗生产提供良好的环境条件，达到优质高产的目的，而且可以提高土地利用率，降低劳动强度，提高经济效益和社会效益。目前，国内的蔬菜移栽机都是以人工喂苗的半自动为主，其移栽效率不高，用工量大，且漏栽率和缺苗率随栽植频率的提高而增加。而自动移栽机由移箱机构、取苗机构、栽植机构等组成，实现自动供苗、自动取苗、自动栽苗的功能，具有工作效率高，劳动强度小的特点，是今后蔬菜移栽机发展的主要趋势。半自动移栽机已实现使用栽植器将秧苗移栽到土中的功能，如专利CN201010510711.5公开了一种适合鸭嘴式植苗器接苗、带苗、打穴放苗的植苗运动轨迹以及满足该轨迹的植苗机构。而实现自动取苗所需的机构还处于研究阶段，如专利CN201010510119.5公布了一种穴盘苗移栽机取苗机构，由差动齿轮连杆组合机构和槽型凸轮组成，该机构可驱动取苗爪沿特定路径从穴盘中夹取秧苗、带苗至投苗位置放苗。然而这种由齿轮连杆和凸轮组成的取苗机构仍显得结构复杂，设计困难。 
发明内容
本发明目的是提供一种结构简单的穴盘苗自动移栽机，其取苗机构仅由凸轮机构和连杆机构组成，可实现取苗爪从穴盘中按一定角度插入穴孔中夹取苗，然后带苗至投苗位置放苗，植苗器将接到的苗移栽到土中，完成移栽任务。 
本发明的技术方案是： 
一种穴盘苗自动移栽机，主要由移箱机构、移箱支架、穴盘、取苗爪、滚子、取苗滑动块、导向槽、连杆机构、摆杆Ⅱ支架、凸轮Ⅰ、凸轮Ⅱ、主轴、主轴支架、摆杆Ⅲ支架、摆杆Ⅲ、植苗器、连杆支架组成。所述连杆机构由摆杆Ⅰ、连杆Ⅰ、摆杆Ⅱ、连杆Ⅱ组成，连杆Ⅱ的一端与取苗滑动块转动副连接，连杆Ⅱ的另一端与摆杆Ⅱ转动副连接；所述凸轮Ⅰ、凸轮Ⅱ以一定距离固结在主轴上；所述摆杆Ⅰ一端用转动副与连杆支架连接，摆杆Ⅰ与凸轮Ⅰ高副接触；所述凸轮Ⅰ和连杆机构形成凸轮连杆组合机构；所述取苗滑动块与两个滚子用转动副连接，两滚子卡在导向槽内，取苗滑动块和取苗爪固定连接；所述凸轮Ⅱ与摆杆Ⅲ高副接触，形成摆动凸轮机构；所述摆杆Ⅲ一端与摆杆Ⅲ机架转动副连接，另一端与植苗器固定连接；所述穴盘放置于移箱支架上，移箱支架和移箱机构固定连接，与取苗爪配合，完成取、放苗。 
上述连杆机构的摆杆Ⅰ、连杆Ⅰ、摆杆Ⅱ、连杆Ⅱ四个杆之间通过转动副依次连接，摆杆Ⅱ的拐点处和摆杆Ⅱ支架传动副连接。 
上述导向槽由直线Ⅰ、过渡圆弧线和直线Ⅱ分段组成，两直线段的夹角α在110°~170°之间。通过改变尺寸可得到不同的取苗轨迹。 
上述凸轮连杆组合机构和摆动凸轮机构，凸轮Ⅰ和摆杆Ⅰ配合，凸轮Ⅱ和摆杆Ⅲ配合。在主轴沿顺时针方向转过一圈时，摆杆Ⅰ和摆杆Ⅲ运动状态如下表所示： 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
上述连杆机构，摆杆Ⅰ的摆角范围为10°~40°，摆杆Ⅱ的摆角范围为30°~80°，连杆Ⅱ的杆长范围为100~300mm。按如上的设置参数，所述取苗爪直线运动范围L为200~400mm，转过的角度β范围为50°~90°。
按上述条件设计的穴盘苗移栽机构，当驱动主轴沿顺时针方向旋转时，取苗爪在凸轮连杆组合机构的作用下沿着导向槽运动，进行取苗、带苗、放苗位置放苗、返回取苗四个动作；同时，植苗器和取苗爪配合完成接苗、带苗、打穴放苗和返回接苗四个动作。当取苗爪运动到导向槽末端时进行取苗，植苗器在接苗位置准备接苗；取苗爪取完苗带苗至放苗位置将苗投入到植苗器中；取苗爪放完苗返回取苗过程中，植苗器进行植苗；在取苗爪下次放苗前，植苗器返回到接苗位置，穴盘在移箱机构的带动下，横向移动到下个穴孔，准备下一个循环，当穴盘一行苗取完后，移箱机构驱动穴盘换到下一行，继续进行取苗、栽苗。 
本发明的优点在于：该移栽机取苗机构和植苗机构与现有的穴盘苗移栽机相比结构大大简化，又能按导向槽设定的路径以一定角度进行定点取苗和投苗；取苗机构和植苗机构通过一根主动轴上的两个凸轮协调运动来完成取苗和植苗，简化了传动部件。该机构操作简便，能较好地实现田间移栽要求；整体结构简单，使用方便，造价低廉，可靠性高。 
附图说明
图1是本发明的一种穴盘苗自动移栽机结构图。 
图2是本发明的机构装配轴测图。 
图3是本发明的取苗爪安装图一。 
图4是本发明的取苗爪安装图二。 
图5是本发明的导向槽线段组成图。 
图6是本发明的取苗爪运动位置图。 
图中：1. 移箱机构  2. 移箱支架  3. 穴盘  4. 取苗爪  5.滚子  6. 取苗滑动块  7. 导向槽  7-1. 直线Ⅰ  7-2. 过渡圆弧线  7-3. 直线Ⅱ  8. 连杆Ⅱ  9. 摆杆Ⅱ  10. 摆杆Ⅱ支架  11. 连杆Ⅰ  12. 摆杆Ⅰ  13. 凸轮Ⅰ  14. 凸轮Ⅱ  15. 主轴  16. 主轴支架  16-1. 左主轴支架  16-2. 右主轴支架  17. 摆杆Ⅲ支架  18. 摆杆Ⅲ  19. 植苗器  20. 连杆支架。   
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明： 
如图1所示，本发明由移箱机构1、移箱支架2、穴盘3、取苗爪4、滚子5、取苗滑动块6、导向槽7、连杆Ⅱ8、摆杆Ⅱ9、摆杆Ⅱ支架10、连杆Ⅰ11、摆杆Ⅰ12、凸轮Ⅰ13、凸轮Ⅱ14、主轴15、主轴支架16、摆杆Ⅲ支架17、摆杆Ⅲ18、植苗器19、连杆支架20组成。其中连杆Ⅱ8、摆杆Ⅱ9、连杆Ⅰ11、摆杆Ⅰ12构成连杆机构；连杆Ⅱ8的一端与取苗滑动块6转动副连接，连杆Ⅱ8的另一端与摆杆Ⅱ9转动副连接；凸轮Ⅰ13和凸轮Ⅱ14以一定距离固结在主轴上；摆杆Ⅰ12的一端用转动副与连杆支架20连接，摆杆Ⅰ12与凸轮Ⅰ13高副接触；凸轮Ⅰ13和连杆机构构成凸轮连杆组合机构；取苗滑动块6与两个滚子5用转动副连接，两滚子5卡在导向槽7内，取苗滑动块6上固定连接取苗爪4；凸轮Ⅱ14与摆杆Ⅲ18高副接触；摆杆Ⅲ18的一端与摆杆Ⅲ机架转动副连接，另一端与植苗器19固定连接；凸轮Ⅱ14和摆杆Ⅲ18构成摆动凸轮机构；穴盘3放置于移箱支架2上，与取苗爪3配合，完成取苗。在驱动主动轴沿顺时针方向旋转时，凸轮Ⅰ13推动摆杆Ⅰ12，凸轮Ⅱ14推动摆杆Ⅲ18，取苗爪4从穴盘3中取苗，然后放入到植苗器19中，植苗器19接到苗后栽植到土里，每取完一次苗，在移箱机构1的带动下，穴盘3移动到下个穴孔位置，当取完一行苗后，穴盘3自动换到下一行。
如图2所示，是本发明的机构装配轴测图。 
如图3、4所示，取苗爪4、滚子5、取苗滑动块6、导向槽7的位置关系图。取苗滑动块6的两滚子5卡在导向槽7内，取苗爪4和取苗滑动块6固定连接。取苗爪4在取苗滑动块6的运动下，沿着导向槽7的路径运动。 
如图5所示，本发明的导向槽7由直线Ⅰ7-1、过渡圆弧线7-2和直线Ⅱ7-3分段组成，直线Ⅰ和直线Ⅱ的夹角α在110°~170°之间。 
如图6所示，取苗爪4沿导向槽7运动过程中的位姿变换图。取苗爪直线运动范围L为200~400mm，转过的角度β范围为50°~90°。 

Claims (4)

1.一种穴盘苗自动移栽机，包括移箱机构（1）、移箱支架（2）、穴盘（3）、取苗爪（4）、滚子（5）、 取苗滑动块（6）、导向槽（7）、连杆机构、摆杆Ⅱ支架（10）、凸轮Ⅰ（13）、凸轮Ⅱ（14）、主轴（15）、主轴支架（16）、摆杆Ⅲ支架（17）、摆杆Ⅲ（18）、植苗器（19）、连杆支架（20）；所述连杆机构包括连杆Ⅱ（8）、摆杆Ⅱ（9）、连杆Ⅰ（11）、摆杆Ⅰ（12），连杆Ⅱ（8）的一端与取苗滑动块（6）转动副连接，连杆Ⅱ（8）的另一端与摆杆Ⅱ（9）转动副连接，所述摆杆Ⅰ（12）的一端通过连杆Ⅰ（11）连接；所述凸轮Ⅰ（13）、凸轮Ⅱ（14）固结在主轴（15）上；所述摆杆Ⅰ（12）的另一端用转动副与连杆支架（20）连接，摆杆Ⅰ（12）与凸轮Ⅰ（13）高副接触；所述凸轮Ⅰ（13）和连杆机构形成凸轮连杆组合机构；所述取苗滑动块（6）与两个滚子（5）用转动副连接，两滚子（5）卡在导向槽（7）内，取苗滑动块（6）上固定连接取苗爪（4）；所述凸轮Ⅱ（14）与摆杆Ⅲ（18）高副接触；所述摆杆Ⅲ（18）一端与摆杆Ⅲ机架（17）转动副连接，摆杆Ⅲ（18）另一端与植苗器（19）固定连接；所述穴盘（3）放置于移箱支架（2）上，移箱支架（2）和移箱机构（1）固定连接，与取苗爪（3）配合，完成取、放苗。
2.  根据权利要求1所述的一种穴盘苗自动移栽机，其特征在于：所述凸轮Ⅰ（13）和摆杆Ⅰ（12）配合，所述凸轮Ⅱ（14）和摆杆Ⅲ（18）配合，当主轴（15）沿顺时针方向转过一圈时，所述凸轮Ⅰ（13）、凸轮Ⅱ（14）轮廓曲线需使得摆杆Ⅰ（12）和摆杆Ⅲ（18）的运动状态满足如下表所示运动条件：
Figure RE-RE-DEST_PATH_IMAGE002
   根据权利要求1所述的一种穴盘苗自动移栽机，其特征在于：所述导向槽（7）由直线Ⅰ（7-1）、过渡圆弧线（7-2）和直线Ⅱ（7-3）分段组成，直线Ⅰ与直线Ⅱ的夹角α在110°~170°之间。
3.  根据权利要求1所述的一种穴盘苗自动移栽机，其特征在于：所述凸轮连杆组合机构，其摆杆Ⅰ（12）的摆角范围为10°~40°，摆杆Ⅱ（9）的摆角范围为30°~80°，连杆Ⅱ（8）的杆长范围为100~300mm。
4.  根据权利要求4所述的一种穴盘苗自动移栽机，其特征在于：所述取苗爪（4）直线运动范围L为200~400mm，转过的角度β范围为50°~90°。
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