CN105340437A - 一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于由随垄可调机架、旋转打塘机构、移栽深度可调机架、苗盘机构、育苗盘放置架、曲柄连杆移栽机构、控制系统、锂电池组、操控系统构成。其中锂电池、控制系统和操作系统位于机架后部，苗盘机构、曲柄连杆移栽机构固定在移栽深度可调机架上与育苗盘放置架安装在机架的机身上，旋转打塘机构位于机架的机身前方。同随垄可调机架可以手动根据垄高要求完成移栽机整体高度的升高或者降低。打塘机构是连续旋转打塘作业方式。移栽深度可调机架可以按要求独立调整烟苗根部栽植深度。移栽机启停，行走、移栽所有动作都通过控制系统控制，能在起好垄的烟田替代人工栽植工作。

Description

一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机

技术领域

本发明涉及机械自动化工业领域，特别地，使用于农业秧苗移栽种植的自动化设备。

背景技术

随着国家经济技术的快速发展，城镇务工的人员增加，导致务农人口减少与高龄化制约农业生产发展。农业机械化种植必然成为我国农业发展的重要方式。传统的烤烟移栽方法是在作垄后，农民用锄头将栽种田地全部挖好深塘，再逐一手工栽植烟苗。这种移栽方法不仅劳动强度大，移栽的速度慢，而且生产效率低下，移栽株距不稳定，而且对后期生长发育带来不良影响。更为重要的是，传统的人工挖塘移栽方法严重制约了种植规模的进一步扩大，单位面积的种植成本不仅非常高，而且也不会因扩大种植面积而降低，难以进一步提高种植的经济效益。

发明内容

本发明目的在于提供一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机；它具有轻便，结构简单，不需要专业人员操作的，适宜国内生产条件、可大面积推广使用。

本发明的结构是:一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机由随垄可调机架(1)、旋转打塘机构(2)、移栽深度可调机架(3)、苗盘机构(4)、育苗盘放置架(5)、曲柄连杆移栽机构(6)、控制系统(7)、锂电池组(8)和操控系统(9)构成；其中:锂电池(8)、控制系统(7)和操作系统(9)位于机架(1)后部，苗盘机构(4)、曲柄连杆移栽机构(6)固定在移栽深度可调机架(3)上与育苗盘放置架(5)安装在机架(1)的机身上，旋转打塘机构(2)位于机架(1)的机身前方。

所述的随垄可调机架(1)包括：机架(10)、前导向轮(11)、后驱动轮(12)、前轮曲柄(13)、曲柄连杆(14)、后轮曲柄(15)、调整滑块(16)、调整丝杆(17)、手柄(18)、后轮驱动电机(19)、减速箱(101)。通过旋转手柄(18)可以带动滑块(16)移动，与之连接的连杆，可以顺时针或逆时针摆动，从而实现机架整体的上升和下降。后轮自走驱动电机(19)通过控制系统(7)控制移栽机的前进、后退和转向的动作。后轮自走驱动电机(19)通过100倍的减速箱(101)与后驱动轮(12)连接，为后驱动轮(12)输出低转速大扭矩，来启动机器的前进以后退。减速箱(101)上有拨叉离合装置，脱开离合器后驱动轮(12)可自由转动，合起离合器后驱动轮(12)仅可在后轮自走驱动电机(19)带动情况下转动。

所述的旋转打塘机构(2)包括：机架(20)、打塘驱动电机(21)、电机带轮(22)、皮带(23)、导辊带轮(24)、导辊(25)、导块(26)、滚针(27)、往复丝杆(28)、打塘器(29)、钻头高位检测(201)、检测盘(202)、打塘驱动电机(21)提供动力，通过电机带轮(22)、皮带(23)、导辊带轮(24)把动力传递给导辊(25)。导辊(25)内部为镂空的矩形内腔，导块(26)形状是与导辊(25)内腔配合的矩形方块，导块(26)表面均匀分布滚针(27)，可减少导块(26)与导辊(25)内腔的磨损。导块(26)安装在往复丝杆(28)的一端，使往复丝杆(28)随导辊(26)同步旋转或停止。往复丝杆(28)另一端安装打塘器(29)，实现打塘功能。旋转打塘机构(2)是通过PLC电路(7)控制的，打塘检测(201)位于机架(2)的面板上，在往复丝杆(28)上装有检测盘(202)，每执行一次打塘动作，往复丝杆(28)回归至最高位时，打塘检测(201)检测到检测盘(202)的时，控制系统(7)可以接受记录信息，确定旋转打塘机构(2)是否完成了一个打塘循环。

所述的移栽深度可调机架(3)包括：机架(30)、导杆(31)、导杆座(32)、调整丝杆(33)、调整手柄(34)。导杆座(32)安装在随垄可调机架(1)上，通过导杆(31)连接机架(30)，调节丝杆(33)螺旋端连接在随垄可调机架(1)上，圆柱端与机架(30)相连，旋转调节丝杆上(33)的调节手柄(34)通过螺旋传动实现机架(30)的提升或下降。

所述的苗盘机构(4)由：旋转苗盘(40)、苗杯底盖导杆(41)、苗杯(42)、底盖弹簧(43)、苗杯底盖(44)、苗盘驱动电机(45)、电机安装板(46)、苗杯到位检测(47)构成。苗盘驱动电机(45)安装在电机安装板(46)上，苗盘驱动电机(45)输出端直接连苗盘(40)带动苗盘(40)旋转，在苗盘(40)上均分安装苗杯(42)，苗杯(42)底部的底盖(44)上安有弹簧(43)使底盖(44)在无阻档的时候能够自动打开。苗杯底盖导杆(41)置于苗杯(42)底部，功能是阻挡苗杯底盖(44)在非投苗位置打开，在投苗位置处，苗杯底盖导杆(41)设计缺口，当苗杯(42)旋转至此处，底盖(44)即可自动弹开供苗。苗杯到位检测(47)安装在电机安装板(46)上，每转动一个苗杯的位置，检测苗杯到位才会启动下游烟苗移栽机构的动作，确保供苗准确。

所述的育苗盘放置架(5)包括：育苗盘(50)、底座(51)、支撑杆(52)。育苗盘(50)用底座(51)安装在机架(1)上，使用时抬起育苗盘(50)并用支撑杆(52)支撑，不使用时放下支撑杆(52)即可放倒育苗盘(50)，节省空间。

所述的曲柄连杆移栽机构(6)包括：导苗座(60)、插苗驱动电机(61)、电机连杆(62)、导苗座连杆(63)、导杆(64)、导块(65)、栽植器(66)、栽植器开合拉杆(67)、栽植器连杆(68)、闭合拉簧(69)、拉钩(601)、拉钩拉簧(602)、打开顶杆(603)、闭合顶杆(604)、插植检测(605)。插苗驱动电机(61)通过电机连杆(62)和导苗座连杆(63)连接导苗座(60)，导苗座(60)使用导块(65)连接在导杆(64)上，当插苗驱动电机(61)输出旋转时，连杆带动导苗座(60)执行竖直上下的运动。栽植器(66)用栽植器连杆(68)与栽植器开合拉杆(67)连接，当插苗驱动电机(61)启动，插植器(66)运动到低位时，栽植器开合拉杆(67)接触到打开顶杆(603)，通过反作用力顶升开合拉杆(67)，以铰链连接的栽植器连杆(68)联动拉开栽植器(66)，同时位于导苗座(60)上部的拉钩(601)回缩并钩住栽植器开合拉杆(67)，拉钩拉簧(602)的作用是保证栽植器(66)可以一直处于打开的状态。当导苗座(60)随插苗驱动电机(61)回到高位时，位于上部的闭合顶杆(604)顶到拉钩(601)另一端，拉钩(601)即可会所打开，在闭合拉簧(69)的作用下栽植器即可恢复闭合状态。插苗驱动电机(61)上面安装有插植检测(605)，电机连杆(62)每旋转一圈，PLC电路(7)通过插植检测(605)记录栽植信息，控制每次动作都从栽植高位启动或结束。

所述的控制系统(7)包括：PLC控制器(70)，四通道模/数(A/D)转换模块(71)，四通道数/模(D/A)转换模块(72),左行走电机驱动器(73)，右行走电机驱动器(74)，苗盘电机驱动器(75)，打塘电机驱动器(76)，插苗电机驱动器(77)，直流48V到直流24V转换模块(78)，运行电流、电压变送模块(79)，熔断丝(701)，总电源开关(702)，接线端子(703)，操控系统(9)。PLC控制器(70),它是系统的逻辑和智能控制器，它接受操作者的相应指令，控制机器按操作者的要求运行，运行同时还要对机器的动作和状态进行监控，并把机器故障告知给操作者。四通道模/数(A/D)转换模块(71)，把来自操控系统(9)的速度给定量和来自运行电流、电压变送模块(79)的电压值和电流值，转换成数字量并传送给PLC。四通道数/模(D/A)转换模块(72)，把PLC发出的速度的数字量信号转换成模拟量信号，并发给左行走电机驱动器(73)，右行走电机驱动器(74)，打塘电机驱动器(76)，插苗电机驱动器(77)。左行走电机驱动器(73)，根据PLC的指令，对左行走电机的启动、停止、旋转速度、旋转方向进行控制。右行走电机驱动器(74)，根据PLC的指令，对右行走电机的启动、停止、旋转速度、旋转方向进行控制。苗盘电机驱动器(75)，根据PLC的指令，对苗盘电机的启动、停止、旋转速度进行控制。打塘电机驱动器(76)，根据PLC的指令，对打塘电机的启动、停止、旋转速度进行控制。插苗电机驱动器(77)，根据PLC的指令，对插苗电机的启动、停止、旋转速度进行控制。直流48V到直流24V转换模块(78),把锂电池组的50V高压转化成PLC和传感器使用的直流24V。运行电流、电压变送模块(79)，把运行电流值和电池电压值变换成符合四通道模/数(A/D)转换模块(71)输入规范的值。

所述的控制系统(7)具备智能记忆功能，在移栽过程中，当机器被正常停止时，机器会自动记忆停止时的移栽工序，当再启动机器时，机器会继续完成上次停机时的移栽工序。为确保机器的安全，机器会自己判断应不应该继续上次停机后的移栽工序。当在停机后，使用行走模式移动过机器，或者切断过电源。重启移栽模式后，机器将擦除记忆，重新开始一个新的移栽工序。对锂电池组(8)电量(电压)的判断，PLC控制器(70)能实时对锂电池组(8)的电量(电压)进行检查，当锂电池组(8)电量(电压)较低时，机器会没过一段时间(预设10分钟)给用户一个报警提示，故障编码显示器(98)会显示数字“7”，并正常停机一次。此时，机器在故障复位后还能继续使用，只是每过10分钟机器会重复上述报警一次。当故障编码显示器(98)显示数字“9”时，表示锂电池组(8)电量(电压)过低，为保护电池组(8)，机器将不能运行。运行参数的修改，为了机器使用的灵活性，机器的运行参数可以通过专用的通信器，进行修改。在专用的通信器上，可以检测到锂电池组(8)电量(电压)的电压值，机器的运行电流，机器的总运行时间、移栽时间和移栽株数。

所述的各个机构的驱动电机包括：后轮驱动电机(19)、打塘机构驱动电机(21)、苗盘驱动电机(45)、插苗机构驱动电机(61)。其中，后轮驱动电机(19)为350W48V的直流无刷电机,打塘机构驱动电机(21)为400W48V的直流无刷电机，苗盘驱动电机(61)为500W48V的直流无刷6倍减速电机。直流无刷电机相比有刷电机体积小，重量轻，寿命长，能效高。使用直流无刷电机，能有效减低机器的重量，减低机器耗电量，提高使用寿命。为了便于控制，苗盘驱动电机(45)选用小型48V30倍减速的步进电机。后轮驱动电机(19)的速度脉冲信号被用于株距的定位信号，这样不断可以提高定位精度，还可以省去额外的株距定位检查装置。

所述的操控系统(9)包括：电门锁(90)，启动/停止按钮(91)，复位按钮(92)，急停按钮(93)，前进后退控制旋钮(94)，模式选择开关(95)，株距选择开关(96)，速度调节旋钮(97)，故障编码显示器(98)，左转向开关(99)，右转向开关(901)。电门锁(90)，电门锁是一个钥匙开关，没有钥匙是不能打开此开关的。电门锁用来接通/关断机器的控制电源，电门锁没有打开，即使总电源开关(702)接通，机器也不能被使用，该功能用于防止他人或小孩擅自启动机器。启动/停止按钮(91)，是一个绿色带灯的按钮，它是一个双功能按钮，控制机器的启动和停止，按钮灯亮起时表明机器正处于运行状态，当机器在行走模式下运行时，按一下启动/停止按钮(91)，按钮指示灯熄灭，机器马上停止；当机器在移栽模式或调试模式下运行时，按一下启动/停止按钮(91)，按钮指示灯熄灭，机器不一定马上停止，要等机器运行完一个工序后机器才会停止。复位按钮(92)，是一个黄色无灯按钮，用于控制系统的故障复位和机器位置的复位。急停按钮(93)，急停按钮是一个红色自锁式按钮，在紧急情况下，压下急停按钮，急停按钮自锁在按下位置，机器立即停止运行，对机器的任何操作都是无效，直到急停按钮被释放。模式选择开关(95)，模式选择旋钮是一个三位置的旋转开关，用来却换机器的运行模式，该机器有三种运行模式：调试模式，行走模式，移栽模式。可以用按钮站上的模式选择开关(95)来进行模式切换。却换模式后要到下次启动机器时才会生效。

调试模式，该模式在机器调试的时候使用，机器运行在调试模式时，打塘机构(2)或者插苗机构(6)(包括苗盘机构4)做连续运行，而机器不能行走，机构运行的速度可以通过速度调节旋钮(97)来控制，可以通过方向控制旋钮(94)来选择需要调试的机构，当方向控制旋钮扭(94)向前进位置后，按启动/停止按钮(91)后，打塘机构(2)开始运行，机器的其它机构都不会运行。停止机器后，把方向按钮扭向后退位置后，启动机器，插苗机构(6)和苗盘机构(4)开始运行，机器的其它机构都不运行；

行走模式，行走模式用于机器的短距离运输和田间调头、倒车使用。机器的转向，机器在行走时可以用左转向开关(99)和右转向开关(901)来控制方向，捏住左转向开关(99)拉手时机器马上向左转向，捏住右转向开关(901)拉手时机器马上向右转向，为方便用户在短距离调头，本机器设有原地转向功能，在转向时捏住左(右)转向开关超过2秒后，机器就进行原地左(右)调头。机器的前进与后退，方向控制旋钮扭(94)到前进(后退)位置时，启动后机器向前(后)行走。机器在行走时，改变方向控制旋钮的位置，机器不改变行走方向，要到下次启动才会换向，在进行倒车操作时，为确保操作者的安全，机器设有缓慢(预设3秒)加速启动倒车的功能，让操作者有足以的时间避让。使用左转向开关(99)和右转向开关(901)停机，为提高机器操作的安全性，在驾驶机器时当用户双手同时捏住左转向开关(99)和右转向开关(901)，机器马上停止行走，若保持3秒后，机器自动停机，启动/停止按钮灯(91)熄灭。

移栽模式，移栽模式用于机器的正常作业，启动后机器自动的分步完成打塘、行走、插苗、一系列的移栽工序。株距选择开关(96)，株距选择开关是一个10位置的BCD码旋转编码开关，它用来改变机器移栽时的株距值，本机器预设有5个不同株距值。速度调节旋钮(97)，速度调节旋钮是一个绕线式的旋转电位器，它用来调节机器的运行速度。顺时针旋转加快机器运行速度，逆时针旋转降低机器运行速度。故障编码显示器(98)，它主要由一个红色的LED数码管，译码电路，DC-DC电路等组成，通过PLC的控制，它能显示数字0到9中的10种数字和6种符号，它负责显示机器的故障编码，来提示用户机器出现了什么故障，机器在正常状态下故障编码应是0。左转向开关(99)和右转向开关(901)，以电动自行车的左右拉手刹车开关通用，控制机器的左右转向。

本发明优点在于：能在已经起垄的烟田上，完成人工投苗，自动完成连续打塘和移栽的工作，而且保证移栽行距、株距、植入深度等达到烤苗农艺规定要求；移栽机轻巧，方便移动及运输，操作简单，符合人机工程原理；移栽行距、株距、深度等主要农艺参数在不改动机器的硬件前提下实现柔性化可调，以适应多种不同的生产条件；移栽效率超过人工移栽的8倍以上；烤烟苗植入率≥90％，成活率≥90％，直苗率≥90％，移栽稳定性高；全部零部件实现国产化，符合我国国情，结构简单可靠，维护保养方便，使用成本低廉，能在丘陵、山区和小地块和不平整的大地块上大量推广使用。使用锂电池作为动力源，保证充电一次，工作10小时以上，相比燃油动力，它充电成本较低，基本无噪音，无尾气，绿色环保无污染。

附图说明

图1是电动旋转打塘自行式烟苗移栽机的立体图，

图2是随垄可调机架(1)的示意图，

图3是旋转打塘机构(2)的示意图，

图4是移栽深度可调机架(3)的示意图，

图5是苗盘机构(4)的示意图，

图6是育苗盘放置架(5)的示意图，

图7是图8曲柄连杆移栽机构(6)的立体图，

图8是曲柄连杆移栽机构(6)的示意图，

图9是操作系统(9)的示意图。

其中：1-随垄可调机架、10-机架、11-前导向轮、12后驱动轮、13-前轮曲柄、14-曲柄连杆、15-后轮曲柄、16-调整滑块、17-调整丝杆、18-手柄、19-后轮自走驱动电机、2-旋转打塘机构、20-机架、21-电机、22-电机带轮、23-皮带、24-导辊带轮、25-导辊、26-导块、27-滚针、28-往复丝杆、29-打塘器、201-打塘检测、202-检测盘、3-移栽深度可调机架、30-机架、31-导杆、32-导杆座、33-调整丝杆、34-调整手柄、4-苗盘机构、40-旋转苗盘、41苗杯底盖导杆、42-苗杯、43-底盖弹簧、44-苗杯底盖、45-苗盘驱动电机，5-育苗盘放置架、50-育苗盘、51-底座、52-支撑杆、6-曲柄连杆移栽机构、60-导苗座、61-驱动电机、62-电机连杆、63-导苗座连杆、64-导杆、65-导块、66-栽植器、67-栽植器开合拉杆、68栽植器连杆、69-闭合拉簧、601-拉钩、602-拉钩拉簧、603-打开顶杆、604-闭合顶杆、605-插植检测，7-PLC电路、8-锂电池。

具体实施方式

实施例1：电动旋转打塘自行式烟苗移栽机置于旋耕起好垄的农田中，根据农田起垄规格，可旋转随垄可调机架上调节手柄升高或者降低移栽机的整体高度。符合实际起垄要求，确认锂电池与控制系统电路连接完好，把电门锁拨到“开”位，确认急停按钮已拔起，按下复位按钮，观察故障编码显示为“0”，证明移栽机控制系统处于正常状态，可以作业。把育苗盘放置架拉起，用支撑杆固定好位置，把盛满烟苗的苗盘放置在育苗盘放置架上，预先向苗杯中放置满烟苗准备作业。通过株距旋钮选取好株距，模式按钮置于移栽档位，按下启动/停止按钮，锂电池作为动力源，控制左右两个自走驱动电机的启动，导向轮护住垄边，移栽机自行向前移动，同时苗杯转盘开始旋转，盛有秧苗的苗杯转至落苗位置时，苗杯底盖自动打开，秧苗自动落入插植闭合的种苗鸭嘴内，苗杯转盘由一只减速步进电机直接驱动，栽植器每次旋转完成一次栽种，回到最高位置时，插植检测栽植器复位后，PLC电路控制启动苗盘电机旋转，当苗杯转盘下方的苗盘检测检测到苗杯到位时苗盘旋转停止。苗杯转盘每次都必须在栽植器回到最高位时开始旋转，这样能保证栽植器运行到高位时苗杯44刚好旋转到其正上方，秧苗才能准确即时地掉入栽植器内，移栽机前进工作时，置于移栽机构前方的旋转打塘机构预先开始打塘，该设备有八株距供用户选择，用户改变设备移栽时的行进速度时不会影响株距。此工功能实现机制是，PLC控制系统对自走驱动电机和驱动电机进行同步控制，保证驱动电机的转速与自走驱动电机的转速成一个固定的比率值运行，同步精度决定了株距的精度，改变此比率值就可改变移栽时的株距。闭合插植鸭嘴接到秧苗后，插入打好塘的垄上，当快插到种植深度时，鸭嘴打开把秧苗送入土中，之后鸭嘴提起完成插植。种植工序以此循环。在作业过程中，移栽机行走栽种速度可以通过旋转速度调节旋钮选择加速或减速。栽种过程中发现烟苗种植过深或过浅时，旋转移栽深度可调机架上的调节手柄，即可调整栽种深度。

本设备具有行走模式，空插模式和移栽模式三种运行模式。行走模式：此功能主要是为设备的短途运输和作业间的掉头换垄而设计的，在此模式下设备可以进行前进、后退、左右转向的操作，移栽机构、苗盘旋转、开搪机构运行被屏蔽而不会运行；空插模式：此功能主要用于设备的调试和复位，在此模式下只有苗盘机构、开搪机构、移栽机构同步协调运行，行走功能被屏蔽，机器不可以前进后退和转向；移栽模式：此功能是设备的正常作业状态，所有机构都可运行。

本设备株距调节功能：该设备有株距供用户选择，用户改变设备移栽时的行进速度时不会影响株距。此工功能实现机制是，PLC控制系统对行走电机14和移栽电机95进行同步控制，保证移栽电机的转速与行走电机14的转速成一个固定的比率值运行，同步精度决定了株距的精度，改变此比率值就可改变移栽时的株距。

本设备的操作：因为该设备的操作输入由一个按钮站和左右把手组成，按钮站可以实现设备的起停、复位、运行模式切换、速度调节、株距切换、紧急停机等操作，另外按钮站上还配有电门锁，用户可以用钥匙关闭控制电源，防止他人操作机器。按钮站面板上配有一位数码管，可以显示数字0到7，7种报警状态。左右把手12的作用是在对机器在行走模式下的左右转向的控制。

起动/停止按钮：为绿色带灯按钮，在电门锁打开，机器在任意模式下，按一下此按钮机器立即起动，按钮指示灯点亮。机器在行走模式下运行时，按一下此按钮，按钮指示灯熄灭，机器也立即停止。机器在移栽和空插模式下运行时，按一下此按钮，按钮指示灯熄灭，机器不立即停止，要等机器完成一次插秧工序“移栽器”运动到最高位，开搪旋转到起始位时机器才停止。这样设计的好处在于准停准起，使机器的再起动变得很快捷。

复位按钮：用于复位报警和对机器位置的复位，有报警并排除报警后，按一下复位按钮就可以消除报警提示。当机器出现位置报警时，常按复位按钮超过3秒(机器在停止状态下才有用)后机器主动进行位置复位，到位后机器自动停止，复位完成。

运行模式旋转开关：该开关为3位旋转开关，可选择移栽、行走、空插三种模式。对模式进行切换时，机器重起后模式切换才生效。也就是说，机器在运行中进行模式切换，机器不会改变当前模式，必须停止机器并再起动后机器才会进行模式变换，但如果是在停止状态下切换机器运行模式，机器起动即生效。这样设计的好处是，防止机器在运行中，因误操作或有意操作使机器突然切换运行模式而影响机器正常作业、造成设备损坏、造成安全事故。

株距调节：该开关为8个位置的旋转开关，用于移栽时秧苗株距的变更，该机器有8种株距可供选择。机器株距的变更同运行模式变更生效模式一样，必须停止机器并再起动后机器才会生效其意义在于，防止机器在移栽时不慎拨动旋钮，致使秧苗株距发生改变。

速度调节：为一只旋转电位器，顺时针旋转提高机器运行速度，逆时针旋转降低机器运行速度，三种运行模式下都可以通过旋转此旋钮来改变机器的运行速度，且立即生效。

急停按钮：红色蘑菇头按钮，是优先权最高的按钮，用于在出现紧急事故时快速停止机器。不管机器运行在任何模式、任何位置，拍下急停后机器都会立即停止，如果不释放急停开关，就不可起动和复位机器。

转向开关：转向开关有左右两个开关组成，分别安装在机器的左右把手上12。在操作时，操作者捏住一侧的开关机器就会向那一侧转向，当常捏一侧开关超过两秒后，机器会加快转向速度和幅度实现原地360度转向，当同时捏住左右两侧开关时机器立即停止行走，松开后恢复行走，若捏住超过两秒后机器将停止运行，松开开关后需重新起动机器。只有在行走功能下才可以进行左右转向的操作。

本设备参数的修改：该设备有20多个参数可以进行修改。修改参数需要两个条件：①、进行培训的技术人员才可以修改，②要用专用的触摸屏以PLC进行通信连接，再触摸屏上进行修改。通过修改参数可以改变机器三种模式下运行的最高、最低速度，苗盘以“鸭嘴”的同步率，各株距间隔值，各株距下开搪位置偏差值等。注意：参数修改功能是为了方便设备的调试而设置的，在正常使用下无需更改参数。

其中：电池使用锂电池作为动力源，保证充电一次，工作5小时以上，PLC电路分别控制左右两个驱动电机14的启动、停止和正反转，控制移栽机的前进和转向工作。控制移栽以行走速度的同步。

本发明能在已经起垄覆膜的烟田上，完成人工投苗，自动移栽的工作，移栽行距、株距、植入深度等达到烤苗农艺规定要求；移栽机轻巧，方便移动及运输，操作简单，符合人机工程原理；其移栽行距、株距、深度等主要农艺参数在不改动机器的硬件前提下实现柔性化可调，以适应多种不同的生产条件；移栽效率超过人工移栽的8倍以上；烤烟苗植入率≥90％，成活率≥90％，直苗率≥90％；全部零部件实现国产化，符合我国国情，结构简单可靠，维护保养方便，使用成本低廉，能在丘陵、山区和小地块和不平整的大地块上大量推广使用。使用锂电池作为动力源，保证充电一次，工作5小时以上，相比燃油动力，它充电成本较低，基本无噪音，无尾气，绿色环保无污染。

Claims (10)

1.一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于由随垄可调机架(1)、旋转打塘机构(2)、移栽深度可调机架(3)、苗盘机构(4)、育苗盘放置架(5)、曲柄连杆移栽机构(6)、控制系统(7)、锂电池组(8)和操控系统(9)构成；其中:锂电池(8)、控制系统(7)和操作系统(9)位于机架(1)后部，苗盘机构(4)、曲柄连杆移栽机构(6)固定在移栽深度可调机架(3)上后与育苗盘放置架(5)共同安装在机架(1)的机身上，旋转打塘机构(2)位于机架(1)的机身前方。

2.根据权利要求1所述的电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述随垄可调机架(1)包括机架(10)、前导向轮(11)、后驱动轮(12)、前轮曲柄(13)、曲柄连杆(14)、后轮曲柄(15)、调整滑块(16)、调整丝杆(17)、手柄(18)、后轮驱动电机(19)和减速箱(101)；通过旋转手柄(18)带动滑块(16)移动，让与之滑块(16)连接的连杆顺时针或逆时针摆动，完成机架整体的上升和下降；后轮自走驱动电机(19)通过控制系统(7)控制整台移栽机的前进、后退和转向动作；后轮驱动电机(19)通过减速箱(101)与后驱动轮(12)连接，为后驱动轮(12)输出低转速、大扭矩来启动机器的前进或者后退；减速箱(101)上有拨叉离合装置，脱开/断开离合器后驱动轮(12)可自由转动，合起/打开离合器后驱动轮(12)仅可在后轮自走驱动电机(19)带动情况下转动。

3.根据权利要求1所述的电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述旋转打塘机构(2)包括机架(20)、打塘驱动电机(21)、电机带轮(22)、皮带(23)、导辊带轮(24)、导辊(25)、导块(26)、滚针(27)、往复丝杆(28)、打塘器(29)、钻头高位检测(201)和检测盘(202)；打塘驱动电机(21)提供动力，通过电机带轮(22)、皮带(23)、导辊带轮(24)将动力传递给导辊(25)；导辊(25)内部为镂空的矩形内腔，导块(26)形状与导辊(25)内腔配合的矩形方块匹配，导块(26)表面均匀分布滚针(27)，可减少导块(26)与导辊(25)内腔的磨损；导块(26)安装在往复丝杆(28)的一端，使往复丝杆(28)随导辊(26)同步旋转或停止；往复丝杆(28)另一端安装打塘器(29)，实现打塘功能；旋转打塘机构(2)通过PLC电路(7)控制，打塘检测(201)位于机架(2)的面板上，在往复丝杆(28)上装有检测盘(202)，每执行一次打塘动作，往复丝杆(28)回归至最高位时，打塘检测(201)检测到检测盘(202)时，控制系统(7)可接受记录信息，确定旋转打塘机构(2)是否完成了一个打塘循环。

4.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述的移栽深度可调机架(3)包括机架(30)、导杆(31)、导杆座(32)、调整丝杆(33)和调整手柄(34)；导杆座(32)安装在随垄可调机架(1)上，通过导杆(31)连接机架(30)，调节丝杆(33)螺旋端连接在随垄可调机架(1)上，调节丝杆(33)圆柱端与机架(30)相连，旋转调节丝杆上(33)的调节手柄(34)通过螺旋传动实现机架(30)的提升或下降。

5.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述苗盘机构(4)由旋转苗盘(40)、苗杯底盖导杆(41)、苗杯(42)、底盖弹簧(43)、苗杯底盖(44)、苗盘驱动电机(45)、电机安装板(46)和苗杯到位检测(47)构成；苗盘驱动电机(45)安装在电机安装板(46)上，苗盘驱动电机(45)输出端直接连苗盘(40)带动苗盘(40)旋转，在苗盘(40)上均分安装苗杯(42)，苗杯(42)底部的底盖(44)上安有弹簧(43)使底盖(44)在无阻档的时候能够自动打开；苗杯底盖导杆(41)置于苗杯(42)底部，苗杯底盖导杆(41)作用是阻挡苗杯底盖(44)在非投苗位置打开，在投苗位置处，苗杯底盖导杆(41)设计有一个缺口，当苗杯(42)旋转至此处，底盖(44)即可自动弹开供苗；苗杯到位检测(47)安装在电机安装板(46)上，每转动一个苗杯的位置，检测苗杯到位才会启动下游烟苗移栽机构的动作，确保供苗准确。

6.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述育苗盘放置架(5)由育苗盘(50)、底座(51)和支撑杆(52)组成；育苗盘(50)和底座(51)安装在机架(1)上，使用时抬起育苗盘(50)并用支撑杆(52)支撑，不使用时放下支撑杆(52)即可放倒育苗盘(50)。

7.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述的曲柄连杆移栽机构(6)包括导苗座(60)、插苗驱动电机(61)、电机连杆(62)、导苗座连杆(63)、导杆(64)、导块(65)、栽植器(66)、栽植器开合拉杆(67)、栽植器连杆(68)、闭合拉簧(69)、拉钩(601)、拉钩拉簧(602)、打开顶杆(603)、闭合顶杆(604)和插植检测(605)；插苗驱动电机(61)通过电机连杆(62)和导苗座连杆(63)连接在导苗座(60)上，导苗座(60)经过导块(65)连接在导杆(64)上，当插苗驱动电机(61)输出旋转时，连杆带动导苗座(60)执行竖直上下的运动；栽植器(66)、栽植器连杆(68)与栽植器开合拉杆(67)连接，当插苗驱动电机(61)启动，插植器(66)运动到低位时，栽植器开合拉杆(67)接触到打开顶杆(603)，通过反作用力顶升开合拉杆(67)，以铰链连接的栽植器连杆(68)联动拉开栽植器(66)，同时位于导苗座(60)上部的拉钩(601)回缩并钩住栽植器开合拉杆(67)，拉钩拉簧(602)的作用是保证栽植器(66)可以一直处于打开的状态；当导苗座(60)随插苗驱动电机(61)回到高位时，位于上部的闭合顶杆(604)顶到拉钩(601)另一端，拉钩(601)即可会所打开，在闭合拉簧(69)的作用下栽植器即可恢复闭合状态；插苗驱动电机(61)上面安装有插植检测(605)，电机连杆(62)每旋转一圈，PLC电路(7)通过插植检测(605)记录栽植信息，控制每次动作都从栽植高位启动或结束。

8.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述的控制系统(7)包括PLC控制器(70)，四通道模/数(A/D)转换模块(71)，四通道数/模(D/A)转换模块(72),左行走电机驱动器(73)，右行走电机驱动器(74)，苗盘电机驱动器(75)，打塘电机驱动器(76)，插苗电机驱动器(77)，直流48V到直流24V转换模块(78)，运行电流、电压变送模块(79)，熔断丝(701)，总电源开关(702)，接线端子(703)和操控系统(9)；其中PLC控制器(70)是系统的逻辑和智能控制器，它接受操作者的相应指令，控制机器按操作者的要求运行，运行同时还要对机器的动作和状态进行监控，并把机器故障告知给操作者；四通道模/数(A/D)转换模块(71)，将来自操控系统(9)的速度给定量和来自运行电流、电压变送模块(79)的电压值和电流值，转换成数字量并传送给PLC控制器(70)；四通道数/模(D/A)转换模块(72)，把PLC控制器(70)发出的速度的数字量信号转换成模拟量信号，并发给左行走电机驱动器(73)、右行走电机驱动器(74)、打塘电机驱动器(76)和插苗电机驱动器(77)；左行走电机驱动器(73)根据PLC控制器(70)的指令，对左行走电机的启动、停止、旋转速度、旋转方向进行控制；右行走电机驱动器(74)根据PLC控制器(70)的指令，对右行走电机的启动、停止、旋转速度、旋转方向进行控制；苗盘电机驱动器(75)根据PLC控制器(70)的指令，对苗盘电机的启动、停止、旋转速度进行控制；打塘电机驱动器(76)根据PLC控制器(70)的指令，对打塘电机的启动、停止、旋转速度进行控制；插苗电机驱动器(77)根据PLC控制器(70)的指令，对插苗电机的启动、停止、旋转速度进行控制；直流48V到直流24V转换模块(78)将锂电池组的50V高压转化成PLC控制器(70)和传感器使用的直流24V；运行电流、电压变送模块(79)，把运行电流值和电池电压值变换成符合四通道模/数(A/D)转换模块(71)输入规范的值。

9.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述的控制系统(7)具备智能记忆功能，在移栽过程中，当机器被正常停止时，机器会自动记忆停止时的移栽工序，当再启动机器时，机器会继续完成上次停机时的移栽工序；为确保机器的安全，机器会自己判断应不应该继续上次停机后的移栽工序；当在停机后，使用行走模式移动过机器，或者切断过电源；重启移栽模式后，机器将擦除记忆，重新开始一个新的移栽工序；对锂电池组(8)电量或电压的判断，PLC控制器(70)能实时对锂电池组(8)的电量或电压进行检查，当锂电池组(8)电量或电压较低时，机器会没过一段时间(预设10分钟)给用户一个报警提示，故障编码显示器(98)会显示数字“7”，并正常停机一次；此时，机器在故障复位后还能继续使用，只是每过10分钟机器会重复上述报警一次；当故障编码显示器(98)显示数字“9”时，表示锂电池组(8)电量(电压)过低，为保护电池组(8)，机器将不能运行；运行参数的修改，为了机器使用的灵活性，机器的运行参数可以通过专用的通信器，进行修改。在专用的通信器上，可以检测到锂电池组(8)电量或电压的电压值，机器的运行电流，机器的总运行时间、移栽时间和移栽株数。

10.根据权利要求1所述的一种电动旋转打塘自行式烟苗移栽机，其特征在于所述各个机构的驱动电机包括后轮驱动电机(19)、打塘机构驱动电机(21)、苗盘驱动电机(45)和插苗机构驱动电机(61)；其中后轮驱动电机(19)为350W、48V的直流无刷电机,打塘机构驱动电机(21)为400W、48V的直流无刷电机，苗盘驱动电机(61)为500W、48V的直流无刷6倍减速电机；直流无刷电机相比有刷电机体积小，重量轻，寿命长，能效高；使用直流无刷电机，能有效减低机器的重量，减低机器耗电量，提高使用寿命；为了便于控制，苗盘驱动电机(45)选用小型48V30倍减速的步进电机；后轮驱动电机(19)的速度脉冲信号被用于株距的定位信号，这样不断可以提高定位精度，还可以省去额外的株距定位检查装置；

所述的操控系统(9)包括电门锁(90)，启动/停止按钮(91)，复位按钮(92)，急停按钮(93)，方向控制旋钮(94)，模式选择开关(95)，株距选择开关(96)，速度调节旋钮(97)，故障编码显示器(98)，左转向开关(99)和右转向开关(901)；电门锁(90)，电门锁是一个钥匙开关，没有钥匙是不能打开此开关的。电门锁用来接通/关断机器的控制电源，电门锁没有打开，即使总电源开关(702)接通，机器也不能被使用，该功能用于防止他人或小孩擅自启动机器；启动/停止按钮(91)，是一个绿色带灯的按钮，它是一个双功能按钮，控制机器的启动和停止，按钮灯亮起时表明机器正处于运行状态，当机器在行走模式下运行时，按一下启动/停止按钮(91)，按钮指示灯熄灭，机器马上停止；当机器在移栽模式或调试模式下运行时，按一下启动/停止按钮(91)，按钮指示灯熄灭，机器不一定马上停止，要等机器运行完一个工序后机器才会停止；复位按钮(92)，是一个黄色无灯按钮，用于控制系统的故障复位和机器位置的复位；急停按钮(93)，急停按钮是一个红色自锁式按钮，在紧急情况下，压下急停按钮，急停按钮自锁在按下位置，机器立即停止运行，对机器的任何操作都是无效，直到急停按钮被释放；模式选择开关(95)，模式选择旋钮是一个三位置的旋转开关，用来却换机器的运行模式，该机器有三种运行模式：调试模式，行走模式，移栽模式；可以用按钮站上的模式选择开关(95)来进行模式切换，换模式后要到下次启动机器时才会生效；

调试模式在机器调试的时候使用，机器运行在调试模式时，打塘机构(2)或者插苗机构(6)(包括苗盘机构4)做连续运行，而机器不能行走，机构运行的速度可以通过速度调节旋钮(97)来控制，可以通过方向控制旋钮(94)来选择需要调试的机构，当方向控制旋钮扭(94)向前进位置后，按启动/停止按钮(91)后，打塘机构(2)开始运行，机器的其它机构都不会运行。停止机器后，把方向按钮扭向后退位置后，启动机器，插苗机构(6)和苗盘机构(4)开始运行，机器的其它机构都不运行；

行走模式用于机器的短距离运输和田间调头、倒车使用。机器的转向，机器在行走时可以用左转向开关(99)和右转向开关(901)来控制方向，捏住左转向开关(99)拉手时机器马上向左转向，捏住右转向开关(901)拉手时机器马上向右转向，为方便用户在短距离调头，设有原地转向功能，在转向时捏住左(右)转向开关超过2秒后，机器就进行原地左(右)调头。机器的前进与后退，方向控制旋钮扭(94)到前进(后退)位置时，启动后机器向前(后)行走；机器在行走时，改变方向控制旋钮的位置，机器不改变行走方向，要到下次启动才会换向，在进行倒车操作时，为确保操作者的安全，机器设有缓慢(预设3秒)加速启动倒车的功能，让操作者有足以的时间避让；使用左转向开关(99)和右转向开关(901)停机，为提高机器操作的安全性，在驾驶机器时当用户双手同时捏住左转向开关(99)和右转向开关(901)，机器马上停止行走，若保持3秒后，机器自动停机，启动/停止按钮灯(91)熄灭；

移栽模式，移栽模式用于机器的正常作业，启动后机器自动的分步完成打塘、行走、插苗、一系列的移栽工序。株距选择开关(96)，株距选择开关是一个10位置的BCD码旋转编码开关，它用来改变机器移栽时的株距值，本机器预设有5个不同株距值；速度调节旋钮(97)，速度调节旋钮是一个绕线式的旋转电位器，它用来调节机器的运行速度。顺时针旋转加快机器运行速度，逆时针旋转降低机器运行速度。故障编码显示器(98)，它主要由一个红色的LED数码管，译码电路，DC-DC电路等组成，通过PLC的控制，它能显示数字0到9中的10种数字和6种符号，它负责显示机器的故障编码，来提示用户机器出现了什么故障，机器在正常状态下故障编码应是0；左转向开关(99)和右转向开关(901)，以电动自行车的左右拉手刹车开关通用，控制机器的左右转向。