CN103444329B - 一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钵苗移栽机穴盘输送定位方法：首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置入口处放入供苗盘和植苗盘，然后驱动输送装置，将供苗盘和植苗盘第一排穴孔中心移送至移栽机取苗爪工作平面位置；停止穴盘输送，调整传动链上霍尔传感器感应片使其与霍尔传感器感应头对齐，确定穴盘输送装置的零点位置；启动移栽机取苗、植苗动作，当取苗爪取完一排苗或植满一排苗时，穴盘输送装置自动将供苗盘或植苗盘向前移动一排穴孔，取苗爪开始下一排取苗或植苗；当取苗爪取完一盘苗或植满一盘苗时，穴盘输送装置自动将供苗盘或植苗盘向前移动一个穴盘输送推板间隔距离L1，取苗爪进行下一盘取苗或植苗。该方法输送定位精度高、稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于设施农业中的自动化移栽领域，尤其是一种专门用于穴盘苗移栽机的输送定位装置及方法。
技术背景
穴盘育苗是一个新的行业，是20世纪70年代在国际上发展起来的一项新型育苗技术，穴盘育苗与常规育苗方式相比，具有省工﹑省力﹑成苗快﹑节约资源﹑成本低﹑效率高﹑便于管理以及保护农业生态环境等优点，主要应用于烟草﹑花卉﹑蔬菜和树木的育苗。穴盘鱼苗中为了保证作物有适当的空间以促进其扎根和生长，需要将穴盘钵苗从高密度盘向低密度盘间的移栽，及穴盘向花盆间的移栽。穴盘钵苗移栽虽然很简单，但需要大量的手工作业,并且连续工作容易疲劳，生产效率低，难以实现大面积作业，制约了穴盘育苗技术的发展。为此，研究穴盘钵苗高速自动移栽机显得尤为重要，其对于提高劳动生产率，降低劳动强度,促进穴盘育苗技术的发展具有重要意义。
穴盘钵苗自动移栽机技术的研究始于上个世纪80年代，目前主要有两种实现方式，一种是以工业机器人为本体的穴盘钵苗自动移栽机，另一种是开发独立机电系统的穴盘钵苗自动移栽机。1987年，KUTZ等人研究了基于Puma560移栽机器人的可行性。1992年，KC.Ting等人研究了基于ADEPT-SCARA四自由度移栽机器人。1999年Ryu等人设计了一套专用的机电设备，研制出了移栽机器人。2010年3月，沈阳农业大学邱立春等人发明了一种穴盘苗移栽的自动移栽机。结构简单，方便，但效率较低，精度不高。
穴盘输送装置定位装置及方法是穴盘钵苗移栽机的重要组成部分，现阶段穴盘钵苗移栽机输送装置多采用带传动，传感器定位，如2010年高国华等人申请的发明专利，名称为温室自动化穴苗移栽机，申请号为201010194836.1。带传动容易产生滑动，影响钵苗输送的精准度，实际应用种问题很多。针对这种情况，本发明提出了一种可靠地穴盘苗输送定位装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种穴盘输送和定位方法，用于由输送平台、链传动、输送导轨、传感器等组成的穴盘钵苗移栽输送定位装置，提高钵苗输送的精准度和穴盘苗移栽作业质量。
为了解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种用于穴盘钵苗移栽机的穴盘输送和定位方法，其特征在于包括以下步骤：
一种钵苗移栽机穴盘输送定位方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，调整第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)至初始工作位置；
第二步，确定穴盘输送装置的零点位置：当第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)调整到初始工作位置后，保持输送链(9)和传动链(13)不动，手动调整传动链装置中两霍尔传感器感应片(16)在两传动链(13)上的位置，使两霍尔传感器感应片(16)分别与两霍尔传感器(17)的感应头对齐，此时输送链(9)和传动链(13)所处位置定义为零点位置；
第三步，在输送平台(15)上铺放供苗盘(4)和植苗盘(3)：在穴盘输送装置零点位置确定后，依次在第一组供苗盘(4)和植苗盘(3)后面的每个穴盘输送推板(5)处放入供苗盘(4)和植苗盘(3)，并使每个穴盘输送推板(5)分别和供苗盘(4)、植苗盘(3)保持接触，由于传动链(13)每转动一周，输送链(9)带动穴盘走过一个穴盘输送推板间隔距离L1，所以每个穴盘的相对位置也已确定；
第四步，进行单排穴盘苗移栽：启动移栽机取苗装置，取苗爪(25)从供苗盘(4)第一排穴孔中依次取苗，然后将苗依次植入植苗盘(3)第一排穴孔中；
第五步，进行穴盘单排步进输送：当取苗爪(25)取完供苗盘(4)一排穴盘苗时，控制器启动供苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机(20)，伺服电机(20)依据供苗盘(4)两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D(23)转动一个角度，使供苗盘(4)向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机(20)转动，取苗爪(25)开始下一排苗的取苗；当取苗爪(25)植满植苗盘(3)的一排穴孔时，控制器启动植苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机(20)，伺服电机(20)依据植苗盘(3)两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D(23)转动一个角度，使植苗盘(3)向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机(20)转动，取苗爪(25)开始下一排穴孔的植苗；
第六步，进行穴盘整盘输送：当取苗爪(25)取完供苗盘(4)中所有穴盘苗后，控制器驱动供苗盘一侧输送装置中的伺服电机(20)转动，由此驱动输送链(9)上的穴盘输送推板(5)向前移动，穴盘输送推板(5)推动输送平台(15)上的供苗盘(4)也向前移动，直至伺服电机(20)驱动传动链(13)上的霍尔传感器感应片(16)再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机(20)停止转动，此时输送链(9)上的穴盘输送推板(5)刚好将下一盘供苗盘的第一排穴盘苗推送至移栽机构取苗爪(25)的工作平面(21)内，取苗爪开始下一盘供苗盘(4)的取苗作业；当取苗爪(25)将植苗盘(3)中所有穴孔植入穴盘苗后，控制器驱动植苗盘一侧的输送装置中的伺服电机(20)转动，由此驱动输送链(9)上的穴盘输送推板(5)向前移动，穴盘输送推板(5)推动输送平台(15)上的植苗盘(3)也向前移动，直至伺服电机(20)驱动传动链(13)上的霍尔传感器感应片(16)再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机(20)停止转动，此时输送链(9)上的穴盘输送推板(5)刚好将下一盘植苗盘(3)的第一排穴盘孔推送至移栽机构取苗爪(25)的工作平面(21)内，取苗爪开始下一盘植苗盘(3)的植苗作业。
所述的调整第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)至初始工作位置，具体为：首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置的输送平台(15)入口处放入供苗盘(4)和植苗盘(3)，穴盘输入检测传感器(7)检测到有穴盘输入，从而启动驱动伺服电机(20)，伺服电机(20)驱动传动链(13)转动，传动链(13)带动输送链(9)转动，安装在输送链(9)上的穴盘输送推板(5)推动植苗盘(3)和供苗盘(4)向前移动，直至供苗盘(4)和植苗盘(3)第一排穴孔中心线同处于移栽机构取苗爪(25)工作平面(21)内，然后停止伺服电机(20)转动，此时第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)在输送平台(15)上的初始工作位置便已确定。
进行循环作业步骤：每完成一次供苗盘(4)或植苗盘(3)的整盘向前输送，便在钵苗移栽机两穴盘输送装置的入口处分别置入一供苗盘(4)或植苗盘(3)，穴盘输送装置重复第四步、第五步和第六步骤，实现移栽机的循环作业。
本发明具有有益效果。本发明采用了链传动、穴盘输送推板、输送导轨结构，以及传感器检测技术，实现穴盘输送定位，方法简单，定位精度高、输送稳定可靠。
附图说明
图1输送装置总体示意图；
图2链传动示意图；
图3穴盘输送导向装置示意图。
图中：1.台架 2.穴盘输入检测传感器 3.植苗盘 4.供苗盘 5.穴盘输送推板 6.横梁 7.内侧穴盘输送导轨 8.外侧穴盘输送导轨 9.输送链 10.滑块 11.横梁支架 12.滑槽 13.传动链 14.螺钉15.输送平台 16.感应片 17.霍尔传感器 18.链轮A 19.轴 20.伺服电机 21.移栽机构工作平面22.链轮C 23.链轮D 24.链轮B 25.取苗爪
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一台穴盘钵苗移栽机设有两套穴盘输送定位装置，两套装置结构相同，平行布置，每套穴盘输送定位装置由输送台架1、输送平台15、穴盘输入检测传感器2、穴盘输送导向装置、水平输送链装置、传动链装置组成。其中，输送平台15固定安装在输送台架1两侧支架内，穴盘输入检测传感器2安装在输送台架1外侧支架入口处，供苗盘4和植苗盘3分别放置在两套并列穴盘输送定位装置中的输送平台15上。
如图1和图3所示，穴盘输送导向装置由内侧穴盘输送导轨7、外侧穴盘输送导轨8、横梁6、横梁支架11组成；2个以上的横梁6沿穴盘输送方向平行布置，横梁6由横梁支架11支撑；横梁6上设有滑槽12，滑槽12内装有可移动的滑块10，内侧穴盘输送导轨7和外侧穴盘输送导轨8分别与滑块10联接，滑块10通过螺钉14固定在滑槽12内，松开滑块10上的螺钉14，滑块14可以在滑槽12内移动，滑块14在滑槽12内的移动带动内侧穴盘输送导轨7、外侧穴盘输送导轨8移动，从而调整内侧穴盘输送导轨7与外侧穴盘输送导轨8之间的宽度，以适应不同宽度的穴盘。
如图2所示，水平输送链装置由输送链9、链轮A18、链轮B24、穴盘输送推板5组成，输送链9、链轮A18、链轮B24分别安装在输送台架1的两侧，穴盘输送推板5按等距离L1均匀安装在输送台架1两侧输送链9上，穴盘输送推板5之间的间隔距离L1大于穴盘的长度。
如图2所示，传动链装置由传动链13、链轮C22、链轮D23、伺服电机20、霍尔传感器感应片16、霍尔传感器17组成，整套装置安装在输送台架1的外侧；链轮C22和输送链装置中的主动链轮A18同轴安装；伺服电机20与传动链装置中主动链轮D23同轴安装；霍尔传感器感应片16安装在传动链13上，霍尔传感器17安装在输送台架1外侧，与霍尔传感器感应片16相对应，但不接触。
传动链装置中链轮D23和链轮C22传动比为1:1，输送链装置中链轮A18和链轮B24传动比为1:1；水平输送链装置中链轮A18、链轮B24的半径R1、传动链装置中链轮C22、链轮D23的半径R2、穴盘输送推板5间隔距离L1、传动链的长度L2满足：的条件，依据这一条件，伺服电机20驱动传动链装置上的传动链13每转动一周，带动输送链9及输送链9上的穴盘推板向前走过一个推板间隔距离L1，同时传动链13上的霍尔传感器感应片16与霍尔传感器17接近一次，霍尔传感器17得到一次感应信号。
本发明的工作过程如下：
a.首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置的输送平台15入口处放入供苗盘4和植苗盘3，穴盘输入检测传感器7检测到有穴盘输入，从而启动驱动伺服电机20，伺服电机20驱动传动链13转动，传动链13带动输送链9转动，安装在输送链9上的穴盘输送推板5推动植苗盘3和供苗盘4向前移动，直至供苗盘4和植苗盘3第一排穴孔中心线同处于移栽机构取苗爪25工作平面21内，然后停止伺服电机20转动；
b.当第一组供苗盘4、植苗盘3调整到初始工作位置后，保持输送链9和传动链13不动，手动调整传动链装置中两霍尔传感器感应片16在两传动链13上的位置，使两霍尔传感器感应片16分别与两霍尔传感器17的感应头对齐，此时输送链9和传动链13所处位置定义为零点位置；
c.在穴盘输送装置零点位置确定后，依次在第一组供苗盘4和植苗盘3后面的每个穴盘输送推板5处放入供苗盘4和植苗盘3，并使每个穴盘输送推板5分别和供苗盘4、植苗盘3保持接触，由于传动链13每转动一周，输送链9带动穴盘走过一个穴盘输送推板间隔距离L1，所以每个穴盘的相对位置也已确定；
d.启动移栽机取苗装置，取苗爪25从供苗盘4第一排穴孔中依次取苗，然后将苗依次植入植苗盘3第一排穴孔中；
e.当取苗爪25取完供苗盘4一排穴盘苗时，控制器启动供苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机20，伺服电机20依据供苗盘4两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D23转动一个角度，使供苗盘4向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机20转动，取苗爪25开始下一排苗的取苗；当取苗爪25植满植苗盘3的一排穴孔时，控制器启动植苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机20，伺服电机20依据植苗盘3两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D23转动一个角度，使植苗盘3向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机20转动，取苗爪25开始下一排穴孔的植苗；
f.当取苗爪25取完供苗盘4中所有穴盘苗后，控制器驱动供苗盘输送装置一侧的伺服电机20转动，由此驱动输送链9上的穴盘输送推板5向前移动，穴盘输送推板5推动输送平台15上的供苗盘4也向前移动，直至伺服电机20驱动传动链13上的霍尔传感器感应片16再次和霍尔传感器17的感应头对齐，霍尔传感器17得到感应信号，并控制伺服电机20停止转动，此时输送链9上的穴盘输送推板5刚好将下一盘供苗盘的第一排穴盘苗推送至移栽机构取苗爪25的工作平面21内，取苗爪开始下一盘穴盘苗的取苗作业；当取苗爪25将植苗盘3中所有穴孔植入穴盘苗后，控制器驱动植苗盘输送装置一侧的伺服电机20转动，由此驱动输送链9上的穴盘输送推板9向前移动，穴盘输送推板5推动输送平台15上的植苗盘3也向前移动，直至伺服电机20驱动传动链13上的霍尔传感器感应片16再次和霍尔传感器17的感应头对齐，霍尔传感器17得到感应信号，并控制伺服电机20停止转动，此时输送链9上的穴盘输送推板5刚好将下一盘植苗盘3的第一排穴盘孔推送至移栽机构取苗爪25的工作平面21内，取苗爪开始下一盘植苗盘3的植苗作业；
g.每完成一次供苗盘4或植苗盘3的整盘向前输送，便在钵苗移栽机两穴盘输送装置的入口处分别置入一供苗盘4或植苗盘3，穴盘输送装置重复d、e、f步骤，实现移栽机的循环作业。
Claims (3)
1.一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，调整第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）至初始工作位置；
第二步，确定穴盘输送装置的零点位置：当第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）调整到初始工作位置后，保持输送链（9）和传动链（13）不动，手动调整传动链装置中两霍尔传感器感应片（16）在两传动链（13）上的位置，使两霍尔传感器感应片（16）分别与两霍尔传感器(17)的感应头对齐，此时输送链（9）和传动链（13）所处位置定义为零点位置；
第三步，在输送平台（15）上铺放供苗盘（4）和植苗盘（3）：在穴盘输送装置零点位置确定后，依次在第一组供苗盘（4）和植苗盘（3）后面的每个穴盘输送推板（5）处放入供苗盘（4）和植苗盘（3），并使每个穴盘输送推板（5）分别和供苗盘（4）、植苗盘（3）保持接触，由于传动链（13）每转动一周，输送链（9）带动穴盘走过一个穴盘输送推板间隔距离L1，所以每个穴盘的相对位置也已确定；
第四步，进行单排穴盘苗移栽：启动移栽机取苗装置，取苗爪（25）从供苗盘（4）第一排穴孔中依次取苗，然后将苗依次植入植苗盘（3）第一排穴孔中；
第五步，进行穴盘单排步进输送：当取苗爪(25)取完供苗盘（4）一排穴盘苗时，控制器启动供苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机（20），伺服电机（20）依据供苗盘（4）两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D（23）转动一个角度，使供苗盘（4）向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机（20）转动，取苗爪（25）开始下一排苗的取苗；当取苗爪（25）植满植苗盘（3）的一排穴孔时，控制器启动植苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机（20），伺服电机（20）依据植苗盘（3）两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D（23）转动一个角度，使植苗盘（3）向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机（20）转动，取苗爪（25）开始下一排穴孔的植苗；
第六步，进行穴盘整盘输送：当取苗爪（25）取完供苗盘（4）中所有穴盘苗后，控制器驱动供苗盘一侧输送装置中的伺服电机（20）转动，由此驱动输送链（9）上的穴盘输送推板（5）向前移动，穴盘输送推板（5）推动输送平台（15）上的供苗盘（4）也向前移动，直至伺服电机（20）驱动传动链（13）上的霍尔传感器感应片（16）再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机（20）停止转动，此时输送链（9）上的穴盘输送推板（5）刚好将下一盘供苗盘的第一排穴盘苗推送至移栽机构取苗爪（25)的工作平面（21）内，取苗爪开始下一盘供苗盘（4）的取苗作业；当取苗爪（25）将植苗盘（3）中所有穴孔植入穴盘苗后，控制器驱动植苗盘一侧的输送装置中的伺服电机（20）转动，由此驱动输送链（9）上的穴盘输送推板（5）向前移动，穴盘输送推板（5）推动输送平台（15）上的植苗盘（3）也向前移动，直至伺服电机（20）驱动传动链（13）上的霍尔传感器感应片（16）再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机（20）停止转动，此时输送链（9）上的穴盘输送推板（5）刚好将下一盘植苗盘（3）的第一排穴盘孔推送至移栽机构取苗爪（25)的工作平面（21）内，取苗爪开始下一盘植苗盘（3）的植苗作业。
2.如权利要求1所述的一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法，其特征在于：所述的调整第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）至初始工作位置，具体为：首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置的输送平台（15）入口处放入供苗盘（4）和植苗盘（3），穴盘输入检测传感器（7）检测到有穴盘输入，从而启动驱动伺服电机（20），伺服电机（20）驱动传动链（13）转动，传动链（13）带动输送链（9）转动，安装在输送链（9）上的穴盘输送推板（5）推动植苗盘（3）和供苗盘（4）向前移动，直至供苗盘（4）和植苗盘（3）第一排穴孔中心线同处于移栽机构取苗爪（25）工作平面（21）内，然后停止伺服电机（20）转动，此时第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）在输送平台（15）上的初始工作位置便已确定。
3.如权利要求1所述的一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法，其特征在于可进行循环作业：每完成一次供苗盘（4）或植苗盘（3）的整盘向前输送，便在钵苗移栽机两穴盘输送装置的入口处分别置入一供苗盘（4）或植苗盘（3），穴盘输送装置重复第四步、第五步和第六步骤，实现移栽机的循环作业。
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