CN102934557A - 一种穴盘苗自动移栽取放苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种穴盘苗自动移栽取放苗装置，主要由凸轮进给机构、圆锥滑块、四根机械手指、机械手指限位块9、夹取针14、牵引闸线11、闸线牵拉装置、弹簧12、支撑杆19、机架等组成；四根机械手指在凸轮进给机构推动下可绕关节处张开，在弹簧力作用下捏合，每个机械手指上装有可以缩进伸出的夹取针，通过四根夹取针伸出机械手指插进穴盘苗钵体捏紧取苗，通过四根夹取针缩进机械手指脱离穴盘苗钵体松开放苗。本发明的特点在于完全借助机械运动实现四根机械手指开合和四根夹取针的伸缩，结构简单，灵活性好，提高取苗成功率，减少伤苗，可应用于穴盘苗移栽领域。

Description

一种穴盘苗自动移栽取放苗装置

技术领域

本发明涉及穴盘苗自动移栽机械领域，特指一种应用于穴盘育苗自动移栽的取放苗装置。

背景技术

工厂化穴盘育苗是现代农业、工厂化农业的先驱，已成为现代蔬菜和花卉产业的龙头，与之配套的育苗移栽技术装备还无法满足种苗产业化大发展。虽然我国已经研制开发出钳夹式、链夹式、挠性圆盘式、吊杯式、导苗管式等各型蔬菜穴盘苗移栽机，但这些移栽机停留在半机械作业水平，需要配备相当人力进行人工取苗、投苗等操作，只是做到了省力但不省工，穴盘苗自动移栽机的研究在积极探索中。

目前，国内学者对自动移栽机的研究主要集中在取苗机构的研发上，根据取苗要求规划取苗轨迹，所设计的取苗机构满足插穴取苗要求，如浙江理工大学研发的非圆齿轮行星轮系移栽机构（申请号：201110270973.3、201110270977.1、201010104378.8）、江苏大学研发的旋转摆动式移苗装置（申请号：201110342232.1）、南京农业大学研发的翻转式气动取苗装置（申请号：201110180467.5）等，但这些研究处于实验室阶段，尚未到生产实用。事实上，利用刚性构件自动高效夹取柔性穴盘苗，是一个刚柔多体复合作用过程，对取苗机构上取苗末端执行器的设计要求极为严格，否则即便到达取苗位置，由于夹取方式不当也会使取苗成功率很低，无法满足生产实际需要。

国外设施内穴盘苗自动移载机广泛采用气动或电-气结合的方式取苗，如荷兰Pic-O-Mat PC系列自动移载机、意大利Transplanter RW系列移栽机等，结构上均为四个夹取针，通过夹取针插入穴盘苗钵体取苗，在取苗速度和取苗质量方面表现良好，但需要配备空压机、电磁阀、其他气动控制元件等，结构复杂，系统成本大，难以应用到旱地作物自动移载机上。对于旱地穴盘苗自动移载，普遍采用凸轮推动两片秧针夹取穴盘苗，这种取苗方式对育苗工艺要求较高。此外，我国的穴盘育苗基质主要以草本泥炭为主，再混合蛭石、珍珠岩等辅料，所培育的穴盘苗钵体柔韧性差，两针夹持容易夹碎。为此，可以借鉴设施内穴盘苗自动移载机取苗末端执行器的结构，采用机械方式实现四针捏紧夹取穴盘苗钵体，满足我国穴盘苗自动移载要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种穴盘苗自动移栽取放苗装置，完全依靠机械运动，且利用四针夹取和释放穴盘苗，在简化结构、降低系统成本的同时，减少取苗过程对苗的损失且提高取苗的成功率。

本发明的技术方案如下：

一种穴盘苗自动移栽取放苗装置，由四根几何参数相同的可以摆转的机械手指构成，其特征在于：还包括凸轮进给机构、圆锥滑块、四根机械手指、机械手指限位块9、夹取针14、牵引闸线11、闸线牵拉装置、弹簧12、支撑杆19、机架；所述四根机械手指在凸轮进给机构推动下可绕开有滑槽的机械手指关节7安装孔摆转，通过收紧弹簧8捏紧；还包括安装于所述机械手指上可沿机械手指方向在机械手指内通过牵引闸线11和弹簧12联合作用实现伸缩的穿过夹取针套筒13在所述机械手指关节7滑槽内滑动的夹取针14；所述的机械手指由固结在所述的机械手指关节7上的闸线冒10、穿过所述的闸线冒10系附在与所述夹取针14紧固的螺栓16上的牵引闸线11、两端分别挂在所述的螺栓16和螺栓15上的弹簧12、与所述的闸线冒10沿同一平面固接安装在所述机械手指关节7上滚轮17所构成；所述的凸轮进给机构推动机械手手指张开，凸轮2固结在凸轮轴23上，随凸轮轴23旋转，推杆滑套杆5、圆锥块18、安装板21构成凸轮进给机构滚轮推杆从动件，滚轮3安装在推杆4的末端，与凸轮2高副接触，推杆4另一端固结圆锥块18，从而构成滚轮推杆，推杆滑套杆5固定在安装板21上，推杆4与推杆滑套杆5构成移动副，在凸轮2的推动下往复移动，圆锥块18顶着4个对称布局的滚轮17，当圆锥块18尖端顶着滚轮17，机械手指在收紧弹簧8作用下捏紧，当圆锥块18底面顶着滚轮17，机械手指关节张开，从而实现捏紧取苗和张开放苗。

所述夹取针14的牵拉动作，主要由曲柄圆盘24、连杆25、安装板26、滑杆27、牵引闸线28、销轴29和30组成；由曲柄圆盘24、连杆25、安装板26、滑杆27、销轴29和30构成曲柄滑块，安装有四根牵引闸线28的滑杆27固定于所述曲柄滑块上，在沿直径方向设置于曲柄圆盘24上的滑槽内的销轴30移动改变曲柄长度，从而实现滑杆27不同的往复移动距离；与所述滑杆27连接的牵引闸线28与所述夹取针14连接的牵引闸线11固接在一起。

本发明具有有益效果。该穴盘苗自动移栽取放苗装置具有四根可以活动的机械手指，利用牵引闸线牵拉实现夹取针伸缩，通过凸轮进给机构实现手指开合，动作完全靠机械方式实现，结构简单，灵活性高；取苗动作时四根机械手指呈张开状态，一旦到取苗位置，四根夹取针伸出插进穴盘苗体，与此同时四根机械手指收合抓取穴盘苗，既保证了取苗成功率，又减少伤苗情况的发生。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

图1是本发明的整体结构简图。

图2是机械手指简图。

图3是机械手指闸线牵拉装置简图。

图4是机械手指骨架简图。

图5是机械手指圆锥滑块简图。

如图1所示，图中标号分别代表：1、21.安装版  2.凸轮  3、17.滚轮  4.推杆  5.推杆滑套杆  6.销轴  7.机械手指关节  8.收紧弹簧  9.机械手指限位块  10.闸线冒  11.牵引闸线  12.弹簧  13.夹取针套筒  14.夹取针  15、16、22.螺栓  18.圆锥块  19.支撑杆  20.四指吊架  23.凸轮轴

如图3所示，图中标号分别代表：24.曲柄圆盘  25.连杆  26.安装版  27.滑杆  28.牵引闸线29、30.销轴。

具体实施方式

如图1所示，本发明整体结构由凸轮进给机构、圆锥滑块、机械手指关节、机械手指限位块、夹取针、牵引闸线、闸线牵拉装置、弹簧、支撑杆、机架等组成。其中各运动副及零部件的具体布置如下。

机械手指是取苗末端执行器的关键部件，直接影响取苗质量。本发明的机械手指的构造，如图2所示。主要由机械手指关节7、闸线冒10、牵引闸线11、弹簧12、夹取针套筒13、夹取针14、螺栓（15、16）、滚轮17组成。闸线冒10固结在机械手指关节7上，牵引闸线11穿过闸线冒10系敷在螺栓16上，螺栓16与夹取针14紧固，弹簧12一端挂在螺栓16上，另一端挂在螺栓15上，机械手指关节7在机械手指取苗一端开有滑槽，夹取针14穿过夹取针套筒13可在机械手指关节7的滑槽内滑动。在牵引闸线11的牵拉作用下，夹取针14缩进夹取针套筒13内，当夹取针14失去牵引闸线11的牵拉作用，在弹簧12作用下夹取针套筒13伸出夹取针14。

本发明的机械手指闸线牵拉装置实现夹取针14牵拉作用，如图3所示。主要由曲柄圆盘24、连杆25、安装板26、滑杆27、牵引闸线28、销轴（29、30）组成。曲柄圆盘24、连杆25、安装板26、滑杆27、销轴（29、30）构成曲柄滑块机构，销轴30的安装位置可在曲柄圆盘24上移动，从而改变曲柄长度，实现滑杆27不同的往复移动距离。滑杆27安装四根牵引闸线28，牵引闸线28与牵引闸线11连系在一起，通过拉动或放松牵引闸线28带动牵引闸线11，从而实现夹取针14伸缩。

本发明的取苗末端执行器由四根机械手指组成，沿机械手指骨架中心线对称布置在所述机械手指骨架上，如图4所示，由四指吊架20、支撑杆19、机械手指限位块9组成。四根机械手指安装在四指吊架20上，构成手指关节，可灵活转动。每根机械手指关节7活动在机械手指限位块9的槽内，保证捏紧抓取姿态。四根机械手指靠收紧弹簧8收合，夹取针14对穴盘苗钵体的抓取力主要来自收紧弹簧8，这对软硬不同的穴盘苗具有适应性，软钵体时四根夹取针14紧紧捏合，将钵体牢牢捏住，硬钵体时四根夹取针14松弛捏合，保持夹持状态。

本发明的凸轮进给机构完成机械手手指关节张开或捏紧，主要由凸轮2、凸轮轴23、滚轮（3、17）、推杆4、推杆滑套杆5、圆锥块18、安装板21组成。凸轮2固结在凸轮轴23上，随凸轮轴23旋转，滚轮3、推杆4、推杆滑套杆5、圆锥块18、安装板2）构成凸轮进给机构滚轮推杆从动件，滚轮3安装在推杆4的末端，与凸轮2高副接触，推杆4另一端固结圆锥块18，从而组成滚轮推杆，如图5所示。推杆滑套杆5固定在安装板21上，推杆4与推杆滑套杆5构成移动副，在凸轮2的推动下往复移动，圆锥块18顶着4个对称布局的滚轮17。当圆锥块18尖端顶着滚轮17，机械手指在收紧弹簧8作用下捏紧，当圆锥块18底面顶着滚轮17，机械手指关节张开，从而实现捏紧取苗和张开放苗。

本发明的取苗末端执行器工作过程为：根据穴盘苗的大小、苗态调整好取苗末端执行器的对穴姿态和开合程度，当取苗末端执行器取苗时，四根夹取针14伸出插进穴盘苗钵体，同时圆锥块18放弃对顶滚轮17，四根机械手指在收紧弹簧8力作用下捏紧抓取穴盘苗。当取苗末端执行器放苗时，圆锥块18顶开滚轮17，撑开四根机械手指，使机械手指呈张开状态，同时四根夹取针14缩进夹取针套筒13里，从而达到抓放穴盘苗的目的。

本发明具有有益效果。通过夹取针14插入钵体捏紧抓取穴盘苗，插入点小，抓取力对称，这对钵体破坏性较小，极大地提到取苗质量。本发明中的机械手指开合程度取决于圆锥块18的顶入程度和圆锥块18的形状，当圆锥块18顶入较深时，撑大四根机械手指，以满足不同尺寸大小的穴盘苗夹取，增强了取苗末端执行器的灵活性。本发明的取苗末端执行器在执行取苗动作时四根机械手指呈张开状态，一旦到取苗位置，四根夹取针14伸出插进穴盘苗体，与此同时四根机械手指收合抓取穴盘苗，既保证了取苗成功率，又减少伤苗情况的发生。

Claims (2)

1.一种穴盘苗自动移栽取放苗装置，由四根几何参数相同的可以摆转的机械手指构成，其特征在于：还包括凸轮进给机构、圆锥滑块、四根机械手指、机械手指限位块（9）、夹取针（14）、牵引闸线(11)、闸线牵拉装置、弹簧(12)、支撑杆(19)、机架；所述四根机械手指在凸轮进给机构推动下可绕开有滑槽的机械手指关节（7）安装孔摆转，通过收紧弹簧8捏紧；还包括安装于所述机械手指上可沿机械手指方向在机械手指内通过牵引闸线（11）和弹簧（12）联合作用实现伸缩的穿过夹取针套筒（13）在所述机械手指关节（7）滑槽内滑动的夹取针（14）；所述的机械手指由固结在所述的机械手指关节（7）上的闸线冒（10）、穿过所述的闸线冒（10）系附在与所述夹取针（14）紧固的螺栓（16）上的牵引闸线（11）、两端分别挂在所述的螺栓（16）和螺栓（15）上的弹簧（12）、与所述的闸线冒（10）沿同一平面固接安装在所述机械手指关节（7）上滚轮（17）所构成；所述的凸轮进给机构推动机械手手指张开，凸轮（2）固结在凸轮轴（23）上，随凸轮轴（23）旋转，推杆滑套杆（5）、圆锥块（18）、安装板（21）构成凸轮进给机构滚轮推杆从动件，滚轮（3）安装在推杆（4）的末端，与凸轮（2）高副接触，推杆（4）另一端固结圆锥块（18），从而构成滚轮推杆，推杆滑套杆（5）固定在安装板（21）上，推杆（4）与推杆滑套杆（5）构成移动副，在凸轮（2）的推动下往复移动，圆锥块（18）顶着4个对称布局的滚轮（17），当圆锥块（18）尖端顶着滚轮（17），机械手指在收紧弹簧（8）作用下捏紧，当圆锥块（18）底面顶着滚轮（17），机械手指关节张开，从而实现捏紧取苗和张开放苗。

2.如权利要求1所述的一种穴盘苗自动移栽取放苗装置，其特征在于：所述夹取针（14）的牵拉动作，主要由曲柄圆盘（24）、连杆（25）、安装板（26）、滑杆（27）、牵引闸线（28）、销轴（29、30）组成；由曲柄圆盘（24）、连杆（25）、安装板（26）、滑杆（27）、销轴（29、30）构成曲柄滑块，安装有四根牵引闸线（28）的滑杆（27）固定于所述曲柄滑块上，在沿直径方向设置于曲柄圆盘（24）上的滑槽内的销轴（30）移动改变曲柄长度，从而实现滑杆（27）不同的往复移动距离；与所述滑杆（27）连接的牵引闸线（28）与所述夹取针（14）连接的牵引闸线（11）固接在一起。

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