CN104919954A - 一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置及方法，该装置主要包括钵苗铲、传送单元、检测传感器、控制器、分苗单元、侧板和支架；传送单元包括伺服电机、传动轴、传送带、张紧轴以及轴承，分苗单元包括分苗杆、复位弹簧、导向柱以及支座；操作人员用钵苗铲将钵苗放入传送单元，控制器控制伺服电机驱动传送带并带动钵苗运动，当栽植器接苗桶上升至接苗位置时，分苗杆在栽植器控制下弹出并同时驱动伺服电机带动钵苗向前运动，钵苗在重力作用下接苗桶，分苗杆在钵苗下落瞬间将钵苗喂入姿态扶正，以提高钵苗栽植质量。本发明使移栽机械作业过程中钵苗的输送和分苗实现了自动化，避免了传统人工喂苗频繁重复动作的过度疲劳和怕漏苗造成的神经紧张，不仅结构简单、操作便捷，而且提高了栽植效率和质量。

Description

一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种高效的钵苗喂送机构，该机构应用于蔬菜、花卉等钵苗移栽机中，属于农业机械技术领域。

背景技术

钵苗移栽主要优点如下：①缩短生长周期，有利茬口安排，提高土地利用率；②移栽后钵苗根系发达，可为后续管理等环节提供便利条件。蔬菜、花卉生产一直是一项劳动密集型产业，由于没有合适的配套机械，其劳动力成本占生产成本的50％以上，人工移栽作业劳动强度大，作业效率低，移栽质量差，且难以实现大面积移栽，进而导致生产规模小，生产效益低，制约我国蔬菜、花卉种植业的发展。机械化移栽能降低劳动强度、提高作业效率和钵苗成活率，还能提高经济效益和社会效益，与直接播种相比具有很大的优势，越来越受到蔬菜、花卉生产者的青睐。

喂苗机构的作用就是把钵苗实时送入栽植器中，现有半自动移栽机喂苗机构大都采用旋转托杯机构，一次只能喂入一棵幼苗，且不能间断操作；人工喂苗时劳动强度大，且人易疲倦而造成漏苗，降低移栽质量；受人工操作影响，移栽速度较慢。全自动移栽机拥有一套自动喂苗机构，移栽速度增快，且不需要人工喂苗，但整个机构比较复杂，成本很高，不适用于中小规模用户。

发明专利“用于穴盘苗移栽的自动取喂苗机构 (申请号为201210317407.8)”公开了一种用于穴盘苗移栽的自动取喂苗机构，其包括移位机构、支架、滑杆、连杆机构和夹苗机构，支架设置于移位机构上，实现支架在取苗和喂苗动作之间的位置转换，滑杆一端插装于可在支架上滑槽内移动的滑套内，另一端与夹苗机构连接，通过移位机构实现夹苗机构在取苗和喂苗工序位置之间的转换，通过连杆机构控制滑杆和夹苗机构转动，并实现苗夹的闭合和张开，该装置结构较复杂，生产成本较高，且其夹苗机构在夹苗过程中并不能精确定位钵苗位置，容易导致漏苗。发明专利“机械喂苗移栽机（申请号为2011101335051）”公开了一种替代人工向机械投苗系统投苗杯中喂苗的机械喂苗移栽机，可将穴盘内的苗一次多颗同步移入机械喂苗机构，喂苗机构由移栽机电控系统自动控制，以提高移栽作业速度和效率、降低生产成本，但其喂苗机构设计复杂、部件较多，此外，其采用传动链连续传动，会在两次喂放钵苗时产生不连续现象，导致钵苗落入托杯时的托杯与钵苗配合时间的错误会造成钵苗漏栽，降低移栽质量。

发明内容

本发明针对当前移栽机喂苗机构的缺陷和不足，提出一种结构简单、高效可调移栽机钵苗喂苗系统及喂苗方法，通过一次放入多棵钵苗，减小操作工人的劳动强度，提高喂苗系统效率和移栽机的栽植效率，并可通过扶正钵苗喂苗姿态提高移栽机栽植钵苗的质量。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，该装置包括钵苗铲、传送单元、控制器、侧板以及支架；所述装置的传送单元包括伺服电机、传动轴、传送带、张紧轴及轴承，伺服电机与传动轴联接，张紧轴与传动轴使传送带处于张紧状态，传送单元通过伺服电机驱动传动轴与传动带运动实现钵苗运送；其特征在于：所述装置还含有用于一次将多株钵苗放入传送单元的钵苗铲、用于分苗和扶正钵苗喂入姿态的分苗单元、以及用于检测钵苗是否到达分苗位置并发送信息的检测传感器；所述的分苗单元包括分苗杆、支座、复位弹簧、调节板、导向柱、闸线以及套管，分苗杆和导向柱分别与调节板固接，且都穿过支座上的导向孔，与导向孔的关系是轴向滑动配合，支座通过螺栓或焊接固接于侧板上。

本发明提供的可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述装置包含用于一次将多株钵苗放入传送单元的分苗铲；固接安装于侧板上钵苗预喂苗位置的、用于检测钵苗是否到位的检测传感器；通过控制器驱动伺服电机，当传感器未检测到钵苗时，控制器驱动伺服电机运转将钵苗运送到分苗杆旁的预喂苗位置等待喂苗；当传感器检测到钵苗到达分苗杆旁的预喂苗位置，或预喂苗位置有钵苗时，则使伺服电机停止，以免传送带的运转损伤钵苗。

本发明提供的可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述装置的控制还包含用于分苗杆运动的控制来自栽植器的直接控制（如本发明提及的由栽植器通过闸线与套管的控制），以及根据栽植器运动通过协调匹配计算的间接控制；所述的伺服电机的控制器的控制信号既接受来自检测传感器的，又接受来自分苗单元、即栽植器部分的，以避免操作者直接喂苗时怕漏苗造成的神经紧张；所述的钵苗铲可一次将多株钵苗放入传送单元，以避免操作人员直接喂苗时的频繁重复动作造成的过度疲劳。

本发明提供的移栽机钵苗喂苗系统的分苗单元的闸线控制结构，其特征在于：闸线位于导向柱和分苗杆的中间，导向柱和分苗杆与支座上导向孔的配合为滑动导向配合，其间隙不能过大或过小，分苗杆可在导向孔中轴向自由运动，以保证分苗杆的自由弹出与复位；分苗单元安装于传送单元的较低一端，其闸线由栽植器控制，当栽植器的接苗桶运动至分苗杆下方的接苗位置时，栽植器通过闸线控制分苗杆弹出，同时使伺服电机运转，驱动传动带带动钵苗向前运动，钵苗运动到传送带末端时在重力作用下喂入栽植器接苗杯，在钵苗下落瞬间弹出的分苗杆还会扶正钵苗的喂苗姿态，以利于喂苗动作的实现并提高钵苗移栽质量。

本发明有益效果如下：与现有技术相比，操作人员可一次将多株钵苗放入传送单元，避免操作者直接喂苗时的频繁重复动作和怕漏苗的神经紧张造成的过度疲劳；结构简单，操作便利，减小劳动强度；节约人力，降低成本，提高移栽效率和移栽质量，并为自动化机械移栽提供基础。

   附图说明

图1是操作者将钵苗移入传送系统使用的钵苗铲的示意图。

图2是本发明可自动调节钵苗喂苗速度装置的结构示意图。

图3是本发明可自动调节钵苗喂苗速度装置的传送单元结构示意图。

图4是本发明可自动调节钵苗喂苗速度装置的分苗单元结构示意图。

图5是用于机械自动移栽的穴盘钵苗图。

图6是钵苗移栽机动力及栽植器的结构示意图。

图中：1.钵苗铲；2.分苗单元；2-1.分苗杆；2-2支座；2-3.复位弹簧；2-4.调节板；2-5.导向柱；2-6.闸线；2-7.套管；3.检测传感器；4.传送单元；4-1.传送带；4-2.轴承；4-3.张紧轴；4-4.传动轴；4-5.电机；5.支架；6.控制器；7.侧板；8.钵苗；9.钵苗穴盘；10.栽植主动臂；11.接苗桶；12.开合机构；13.鸭嘴；14. 闸线位置开关；15. 栽植从动臂；16. 动力输入轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理和工作过程做进一步的说明。                                                 

图1为本发明一种可自动调节钵苗喂苗速度装置中钵苗铲1的结构示意图，钵苗铲1便于操作者一次快速将多株钵苗放入运送钵苗的传送单元4中。

图2为本发明提供的一种可自动调节钵苗喂苗速度装置的结构示意图，该装置含有用于运送钵苗的传送单元4、便于钵苗快速放入和运送的侧板7、用于将喂苗系统安装固定于移栽机的支架5；含有用于分苗和扶正钵苗喂入姿态的分苗单元2和用于检测钵苗是否到达分苗位置的检测传感器3；还含有用于驱动伺服电机的控制器6，该控制器6既接受来自检测传感器3的信号，又接受来自分苗单元2、即栽植器部分的信号，以避免操作者直接喂苗时怕漏苗造成的神经紧张。

图3为本发明钵苗喂苗系统的传送单元结构图，传送单元4包括伺服电机4-5、传动轴4-4、传送带4-1、张紧轴4-3以及轴承4-2，伺服电机4-5与传动轴4-4联接，传动带4-1安装于传动轴4-4和张紧轴4-3上，传动轴4-4与张紧轴4-3的两端通过轴承4-2安装于两侧的侧板7，伺服电机4-5可通过传动轴4-4与传动带4-1驱动钵苗移动。传送单元4结构简单，且可方便操作者一次放入多株钵苗，以减轻频繁重复动作导致的过度疲劳

图4为本发明钵苗喂苗系统的分苗单元2结构图，分苗单元2包括分苗杆2-1、支座2-2、复位弹簧2-3、调节板2-4、导向柱2-5、闸线2-6以及套管2-7，分苗杆2-1和导向柱2-5通过螺栓或焊接分别与调节板2-4固接，且都穿过支座2-2上的导向孔，与导向孔是轴向滑动配合关系，整个分苗单元2通过支座2-2固接于侧板7上，支座2-2与侧板7的固接采用螺栓联接或焊接。

所述的分苗单元2的闸线2-6位于导向柱2-5和分苗杆2-1的中间，以利于分苗动作的实现；所述的分苗杆2-1的分苗动作由栽植器通过闸线2-6套管2-7控制，分苗杆2-1弹出分苗时还会扶正即将喂入栽植器导苗桶的钵苗的喂苗姿态，提高钵苗移栽质量。

本发明移栽机钵苗喂苗系统的喂苗过程，按如下步骤进行：

a）、首先，由操作者利用钵苗铲1一次将多株钵苗放入传送单元4的传动带4-1上，检测传感器3将检测信息发送至控制器5，进而驱动伺服电机4-5通过传动轴4-4、传动带4-1使钵苗移动至档苗杆前的预喂苗位置，此时检测传感器3检测到钵苗并将信息发送至控制器6，控制器6使伺服电机4-5停止运转。

b）、其次，移栽机栽植器在运行至分苗杆2-1下方的接苗位置时，使闸线2-6收缩，在套管2-7和导向柱2-5的作用下弹出分苗杆2-1；同时向控制器6发送信息使伺服电机4-5转过一个钵苗位置；位于传送带4-1末端预喂苗位置的钵苗在传送带4-1作用下向前移动，并在重力作用下落入栽植器的接苗桶11，实现喂苗；在钵苗下落瞬间，弹出的分苗杆2-1通过阻挡钵苗的茎叶而扶正钵苗的喂入姿态，进而提高钵苗移栽质量。

c）、然后，移栽机栽植器接苗、运行过接苗位置后，使闸线2-6放松，分苗杆2-1在复位弹簧2-3的作用下回复至阻挡钵苗位置，直至栽植器再次运行至分苗杆2-1下方的接苗位置；同时，检测传感器3检测到钵苗后将信息发送至控制器6，并使伺服电机4-5停止运转，等待下次喂苗。至此，喂苗系统完成一个完整的钵苗喂苗过程，并开始下一个循环。

d）、最后，操作者将前一组钵苗放入传送单元4后同时准备好下一组钵苗，待机放入传送单元4的传动带4-1上，使待移栽钵苗能连续喂入。按如上次序即实现移栽机钵苗喂苗系统的机械连续喂苗，并可使移栽速度可大于每分钟60株，不仅降低工人的劳动强度和移栽作业的劳动成本，而且提高移栽机的工作效率。

Claims (9)

1.一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，该装置主要包括传送单元（4）、控制器（6）、侧板（7）以及支架（5）；所述装置的传送单元（4）包括伺服电机（4-5）、传动轴（4-4）、传送带（4-1）、张紧轴（4-3）以及轴承（4-2），伺服电机（4-5）与传动轴（4-4）联接，张紧轴（4-3）与传动轴（4-4）使传送带（4-1）处于张紧工作状态，传送单元（4）通过伺服电机（4-5）驱动传动轴（4-4）与传动带（4-1）运动实现钵苗运送；所述装置的控制器（6）用于控制传送单元（4）的伺服电机（4-5）；其特征在于：所述装置包含用于一次移送多株钵苗的钵苗铲（1）、包含用于分苗和扶正钵苗喂入姿态的分苗单元（2）和用于检测钵苗是否到达分苗位置的检测传感器（3）；所述的分苗单元（2）包括分苗杆（2-1）、支座（2-2）、复位弹簧（2-3）、调节板（2-4）、导向柱（2-5）、闸线（2-6）以及套管（2-7），分苗杆（2-1）和导向柱（2-5）分别与通过螺栓或焊接与调节板（2-4）固接，且都穿过支座（2-2）上的导向孔，与导向孔的关系是轴向滑动配合，支座（2-2）通过螺栓或焊接固接于侧板（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述装置用于检测钵苗是否到位的检测传感器（3）固接安装于侧板（7）上的钵苗预喂苗位置，并向控制器发送指令使伺服电机（4-5）运转和停止；当传感器（3）未检测到钵苗时，则发出指令使伺服电机（4-5）运转将钵苗运送到预喂苗位置的分苗杆（2-1）处等待喂苗；当传感器（3）检测到钵苗到达预喂苗位置、或预喂苗位置有钵苗时，则发出指令使伺服电机（4-5）停止运转，以免传送带（4-1）运转损伤钵苗。

3.根据权利要求1所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述传送单元（4）可由操作者一次放入多株钵苗，以减轻频繁重复动作导致的过度疲劳；所述传送单元（4）的伺服电机（4-5）可由步进电机或数控液压马达或气压马达代替。

4.根据权利要求1所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述的侧板（7）翻折为喇叭状，以便于操作者将钵苗放入传送单元（4）的传动带（4-1）上，所述的侧板（7）也可以为直边而不翻折。

5.根据权利要求1所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述分苗单元（2）安装于传送单元（4）的侧板（7）上的较低一端，其闸线（2-6）由安装于栽植器的闸线位置开关（14）控制，当栽植器的接苗桶（11）运动至分苗杆下方的接苗位置时，闸线位置开关（14）通过闸线（2-6）控制分苗杆（2-1）弹出，同时驱动伺服电机（4-5）通过驱动传送带（4-1）带动钵苗向前移动；所述的通过闸线（2-6）与套管（2-7）对分苗杆（2-1）喂苗动作的闸线机械控制可由位置开关或传感器控制代替。

6.根据权利要求5所述的分苗单元（2）的闸线控制结构，其特征在于：闸线（2-6）位于导向柱（2-5）和分苗杆（2-1）的中间，导向柱（2-5）和分苗杆（2-1）与支座（2-2）上的导向孔为滑动导向配合关系，其间隙不能过大或过小，可在孔中做轴向自由运动，以保证分苗杆（2-1）的自由弹出与复位和喂苗动作的顺利实现；所述的分苗杆（2-1）在弹出喂苗时还会扶正即将落入栽植器导苗桶的钵苗的姿态，以提高钵苗移栽质量。

7.根据权利要求1-5所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述的装置还包含分苗杆（2-1）运动的控制来自栽植器的直接控制，如本发明提及的由栽植器通过闸线（2-6）与套管（2-7），或根据栽植器运动通过协调匹配计算的间接控制；所述的分苗杆（2-1）弹出后，对钵苗起扶正作用，也可向其他方向让开而不起扶苗作用，或者增加其他装置或零件对钵苗的喂入姿态进行扶正；所述的伺服电机（4-5）的控制器（6）的控制信号既接受来自检测传感器（3），又接受来自分苗单元（2）、即栽植器部分，以避免操作者直接喂苗时怕漏苗造成的神经紧张。

8.根据权利要求1、2、3、4、5或7所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于：所述的钵苗喂苗装置可2组、3组或3组以上组合使用，以实现钵苗的多行移栽。

9.根据权利要求1所述的一种可自动调节钵苗喂苗速度的装置，其特征在于该交换方按如下步骤进行：

a）操作者首先利用钵苗铲（1）一次将多株钵苗放入传送单元（4）的传动带（4-1）上，检测传感器（3）将检测信息发送至控制器（6），进而驱动伺服电机（4-5）通过传动轴（4-4）、传动带（4-1）使钵苗移动至分苗杆（2-1）前的预喂苗位置，此时检测传感器（3）检测到钵苗后将信息发送至控制器（6），控制器（6）使伺服电机（4-5）停止运转；

b）移栽机栽植器在运行至分苗杆（2-1）下方的接苗位置时，使闸线（2-6）收缩，在套管（2-7）和导向柱（2-5）的作用下弹出分苗杆（2-1）；同时向控制器（6）发送信息使伺服电机（4-5）转过一个钵苗位置；位于传送带（4-1）末端预喂苗位置的钵苗在传送带（4-1）作用下向前移动，并在重力作用下落入栽植器的接苗桶（11），实现喂苗；在钵苗下落瞬间，弹出的分苗杆（2-1）通过阻挡钵苗的茎叶而扶正钵苗的喂入姿态，进而提高钵苗移栽质量；

c）移栽机栽植器接苗、运行过接苗位置后，使闸线（2-6）放松，分苗杆（2-1）在复位弹簧（2-3）的作用下回复至阻挡钵苗位置，直至栽植器再次运行至分苗杆（2-1）下方的接苗位置；同时，检测传感器（3）检测到钵苗后将信息发送至控制器（6），并使伺服电机（4-5）停止运转，等待下次喂苗；

至此，喂苗系统完成一个完整的钵苗喂苗过程，并开始下一个循环；

d）操作者将前一组钵苗放入传送单元（4）后同时准备好下一组钵苗，待机放入传送单元（4）的传动带（4-1）上，使待移栽钵苗能连续喂入；

按如上次序即实现移栽机钵苗喂苗系统的机械连续喂苗。