CN104782289A - 钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器。包括步进电机、联轴器、支板、撑杆、丝杆、螺旋滑套、升降块、连杆、导杆、导向板、退苗板、苗铲；四支撑杆两端分别与支板、导向板连接，丝杆两端通过轴承安装在支板、导向板中心，并通过联轴器连接与步进电机输出轴连接；苗铲固定在支导杆上，四支导杆穿过导向板并与导向板构成移动副，四支连杆一端升降块铰链连接，另一端与四支导杆铰链连接；退苗板固定在导向板下方。本发明的四个苗铲伸入穴孔基本形成包裹式结构，能够对穴孔中松散的无苗基质或有子叶期钵体幼苗完整取出，通过苗铲与退苗板配合将同龄子叶期钵体幼苗移入空穴中，实现补苗，提高育苗效率，为蔬菜钵苗动化移栽无缺苗穴盘苗。

Description

钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器

技术领域

    本发明涉及钵体幼苗移植机械手末端执行器，尤其涉及一种钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器。

背景技术

穴盘育苗技术是一种利用不同规格的穴盘作育苗容器，采用机械化精量播种的现代化育苗方法，适宜规模化、商业化和工厂化生产。但由于每个孔穴种子与基质差异以及培养环境影响等因素，不能保证所有穴孔内的种子均可发芽，当前穴盘中约有15%的穴孔出现无苗，补苗是现代农业工厂化穴盘育苗的重要环节。。而全自机械化移栽中，自动取苗机构按序取出钵体成苗，取至穴盘中无苗的穴孔不能取到钵苗，使定植的田地出现大量无苗区，影响移栽机的效果，也造成宝贵田间资源的浪费。但目前现有工厂化育苗过程中，只有在播种、成苗移栽定植方面有一定程度的机械化，而在钵苗培养的过程中穴孔缺苗的补苗工序均依靠手工作业完成，劳动量大，不能适时完成，造成穴盘内出现较多的无苗穴，不能为机械化移植提供整齐、完整的幼苗，严重影响了钵苗的机械化自动移栽，当前工厂育苗系统急需要开发一种自动化补苗装置。

钵体苗缺苗检查与自动补苗系统可以实现子叶期穴盘缺苗检查、定位等部件研制，补苗机械手末端执行器采用成苗的针式取苗爪，但针式取苗爪夹取对象是根系发达使基质成团的育成钵苗，而对于子叶期的钵体幼苗，根系较小，穴孔内基质松散，针式取苗爪无法取出；如果在幼苗再生长大一段时间补苗，钵体苗根系与基质成团性提高，但出现了不同穴孔幼苗叶相互重叠、遮挡无法识别缺苗穴孔，使机械化自动补苗工作无法进行。补苗机械手末端执行器是钵体苗缺苗检查与自动补苗系统的重要部件，研发能够将穴盘上无苗穴孔中的基质完整地取出，将同龄备用苗的基质和幼苗一体取出并补出对应无苗、无基质的穴孔的补苗机械手末端执行器是整机研发与可靠工作的关键。

发明内容

本发明的目的为了克服钵苗培养的过程中补苗手工作业效率低、难以适时完成、传统育成苗取苗机械手末端器不能取出子叶期钵体苗的缺点，提供一种钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器包括步进电机、联轴器、支板、撑杆、丝杆、螺旋滑套、升降块、连杆、导杆、导向板、退苗板、苗铲、控制器；支板为旋转90度的“U”形结构；升降块为“井”形中心开孔结构，升降块套接固定在螺旋滑套上，螺旋滑套与丝杆构成螺旋配合；丝杆的下端通过轴承安装在导向板的中心，丝杆的上部通过轴承安装在支板的中心；导向板沿圆周均匀设有四个导向孔和四个定位孔，导向孔和定位孔呈间隔分布，导向孔和定位孔的分度圆中心与导向板中心重合，且导向孔中心、导向板中心、定位孔中心的连接夹角为度；四支导杆穿过导向板的导向孔并与导向板构成移动副；四支连杆一端分别与升降块的“井”形四个凸出部分铰链连接，四支连杆另一端分别与四支导杆的上端铰链连接；四个苗铲分别固定在四支导杆的下端，且苗铲与导杆成一直线；四支撑杆的一端垂直固定在支板下部，四支撑杆的另一端分别固定在导向板的定位孔中，支板中心与导向板中心的连线和撑杆平行；步进电机固定在支板内侧，丝杆的上端伸入支板内，步进电机的输出轴与丝杆的上端通过联轴器连接；退苗板固定在导向板下方，退苗板的中心与导向板中心重合，步进电机由控制器控制。

所述导向板的四个导向孔倾斜开设，四个导向孔形成的空间锥台的锥度与培育钵体苗穴盘穴孔的锥度相同。所述苗铲横截面为“L”形，“L”形夹角与育钵体苗穴盘的穴孔四个角的角度一致。所述退苗板下部设有四个横截面为“L”形的挡土板，四个挡土板的下端延伸至苗铲槽的内部并与苗铲内侧保持固定的间隙。

本发明具有的有益效果是：通过与穴盘穴孔四角角度一致的四个“L”形苗铲伸入穴孔，对穴孔中的无苗基质或有子叶期幼苗的钵体苗基本形成包裹式结构，实现将松散的基质或子叶期钵体幼苗取出；在无苗穴孔中放入时，苗铲将同龄子叶期钵体幼苗移入空穴中，苗铲缩回，退苗板从四角阻挡钵体幼苗上升，实现补苗，不仅提高了育苗效率，也为蔬菜钵苗机械化自动化移栽提供了良好的技术支持。

附图说明

图1是钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器的主视图；

图2是钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器的A—A剖视图

图3是钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器导向板的俯视图；

图4是钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器的三维图；

图中：步进电机1、联轴器2、支板3、撑杆4、丝杆5、螺旋滑套6、升降块7、连杆8、导杆9、导向板10、退苗板11、苗铲12、控制器13、导向孔14、定位孔15。

具体实施方式

    下面结合附图和实例对本产品作进一步说明 。

 如图所示，钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器包括步进电机1、联轴器2、支板3、撑杆4、丝杆5、螺旋滑套6、升降块7、连杆8、导杆9、导向板10、退苗板11、苗铲12、控制器13；支板3为旋转90度的“U”形结构；升降块7为“井”形中心开孔结构，升降块7套接固定在螺旋滑套6上，螺旋滑套6与丝杆5构成螺旋配合；丝杆5的下端通过轴承安装在导向板10的中心，丝杆5的上部通过轴承安装在支板3的中心；导向板10沿圆周均匀设有四个导向孔14和四个定位孔15，导向孔14和定位孔15呈间隔分布，导向孔14和定位孔15的分度圆中心与导向板10中心重合，且导向孔14中心、导向板10中心、定位孔15中心的连接夹角为45度；四支导杆9穿过导向板10的导向孔14并与导向板10构成移动副；四支连杆8一端分别与升降块7的“井”形四个凸出部分铰链连接，四支连杆8另一端分别与四支导杆9的上端铰链连接；四个苗铲12分别固定在四支导杆9的下端，且苗铲12与导杆9成一直线；四支撑杆4的一端垂直固定在支板3下部，四支撑杆4的另一端分别固定在导向板10的定位孔15中，支板3中心与导向板10中心的连线和撑杆4平行；步进电机1固定在支板3内侧，丝杆5的上端伸入支板3内，步进电机1的输出轴与丝杆5的上端通过联轴器2连接；退苗板11固定在导向板10下方，退苗板11的中心与导向板10中心重合，步进电机1由控制器13控制。

所述导向板10的四个导向孔14倾斜开设，四个导向孔14形成的空间锥台的锥度与培育钵体苗穴盘穴孔的锥度相同。所述苗铲12横截面为“L”形，“L”形夹角与育钵体苗穴盘的穴孔四个角的角度一致。所述退苗板11下部设有四个横截面为“L”形的挡土板，四个挡土板的下端延伸至苗铲12槽的内部并与苗铲12内侧保持固定的间隙。

步进电机1通过控制器13控制其转向，从而控制导杆9、苗铲12伸出、收缩，实现取苗和放苗。

本发明的工作过程：第一步，缺苗基质取出：钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器移动至待取穴盘苗上方并接近无苗穴孔后，控制器13控制步进电机1旋转，从而带动螺旋滑套6、升降块7下移，升降块7通过连杆8带动导杆9在导向板10内以特定的角度向下运动，从而使苗铲12插入穴盘的穴孔中，穴孔中的钵苗被四只苗铲12包裹，控制器13控制步进电机1停止运转；第二步，投放无苗基质：钵体蔬菜幼苗补苗机械手将末端执行器移动至规定位置后，控制器13控制步进电机1反转，连杆8带动导杆9在导向板10内以特定的角度向上运动，带动苗铲12向上运动，而包裹在苗铲12中无苗基质受退苗板11阻挡不能移动，被退出到指定位置；第三步，取出备用钵苗：钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器移动至备用穴盘苗上方并接近钵苗后，按上述第一步方法取出备用钵苗；第四步，补苗：钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器移动至第一步中已取出无苗基质的穴盘穴孔上方，末端执行器继续下行并伸入至穴孔中，然后按第二步方法将备用苗放入无苗穴中，实现补苗。

Claims (4)

1.钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器，其特征在于：包括步进电机（1）、联轴器（2）、支板（3）、撑杆（4）、丝杆（5）、螺旋滑套（6）、升降块（7）、连杆（8）、导杆（9）、导向板（10）、退苗板(11)、苗铲(12)、控制器(13)；支板（3）为旋转90度的“U”形结构；升降块（7）为“井”字形中心开孔结构，升降块（7）套接固定在螺旋滑套（6）上，螺旋滑套（6）与丝杆（5）构成螺旋配合；丝杆（5）的下端通过轴承安装在导向板（10）的中心，丝杆（5）的上部通过轴承安装在支板（3）的中心；导向板（10）沿圆周均匀设有四个导向孔（14）和四个定位孔（15），导向孔（14）和定位孔（15）呈间隔分布，导向孔（14）和定位孔（15）的分度圆中心与导向板（10）中心重合，且导向孔（14）中心、导向板（10）中心、定位孔（15）中心的连接夹角为45度；四支导杆（9）穿过导向板（10）的导向孔（14）并与导向板（10）构成移动副；四支连杆（8）一端分别与升降块7的“井”形四个凸出部分铰链连接，四支连杆8另一端分别与四支导杆（9）的上端铰链连接；四个苗铲（12）分别固定在四支导杆（9）的下端，且苗铲（12）与导杆（9）成一直线；四支撑杆（4）的一端垂直固定在支板（3）下部，四支撑杆（4）的另一端分别固定在导向板（10）的定位孔（15）中，支板（3）中心与导向板（10）中心的连线和撑杆（4）平行；步进电机（1）固定在支板（3）内侧，丝杆（5）的上端伸入支板（3）内，步进电机（1）的输出轴与丝杆（5）的上端通过联轴器（2）连接；退苗板（11）固定在导向板（10）下方，退苗板（11）的中心与导向板（10）中心重合，步进电机（1）由控制器（13）控制。

2.根据权利要求1所述的钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器，其特征在于：所述导向板（10）的四个导向孔（14）倾斜开设，四个导向孔（14）形成的空间锥台的锥度与培育钵体苗穴盘穴孔的锥度相同。

3.根据权利要求1所述的钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器，其特征在于：所述苗铲（12）横截面为“L”形，“L”形夹角与育钵体苗穴盘的穴孔四个角的角度一致。

4.根据权利要求1所述的钵体蔬菜幼苗补苗机械手末端执行器，其特征在于：所述退苗板（11）下部设有四个横截面为“L”形的挡土板，四个挡土板的下端延伸至苗铲（12）槽的内部并与苗铲（12）内侧保持固定的间隙。