CN106233900B - 一种钵苗移栽机分苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于设施农业中自动化移栽领域的一种钵苗移栽机分苗装置，包括安装架、直线传动装置、托杯开合装置、托杯移动装置、若干个托杯和控制系统；所述直线传动装置固定在所述安装架上；所述托杯开合装置安装在安装架上、且位于杯托的后面，托杯开合装置进程驱动杯托下部打开，回程将杯托下部关闭；所述托杯移动装置固定安装在直线传动装置上；所述托杯安装在托杯移动装置上；所述直线传动装置驱动托杯到达指定位置接受投苗爪抓取的钵苗；本发明结构简单、程序可控、可靠性高；电机驱动托杯左右移动，气缸推动托杯开合，托杯竖直向下，落苗姿态较好，落苗点位置也可以调节；能够实现在指定位置准确配苗，将苗分两行从托杯下口落苗的分苗动作。

Description

一种钵苗移栽机分苗装置

技术领域

本发明属于设施农业中自动化移栽领域，具体涉及一种钵苗移栽机分苗装置。

背景技术

目前机械化移栽已经得到了较大的发展，移栽机种类繁多，功能多样。但是一般都是通用型移栽机。由于各种蔬菜秧苗的尺寸及物理特性存在一定的差异，对栽植要求如行距、株距、同一垄栽植行数也不尽相同，将通用型移栽机大规模应用于我国各种类型的蔬菜田具有一定难度。穴盘苗从最开始的育苗到移栽，中间有许多重复性的劳动，手工连续作业容易对人产生疲劳，容易出现漏苗和其他问题。穴盘的移栽能否实现自动高速显得尤为关键。

多行移栽机，比如富来威公司研发的一种半自动油菜苗移栽机。这种分苗装置由小型的拖拉机提供动力，拖拉机与移栽机之间采用三点悬挂的方法进行联接，前端有开沟器，使用链条钳夹式栽植器，4个人乘坐在上面投苗，能够进行4行移栽，由人工将油菜苗投入到钳夹上方苗盒中，随着钳夹的运动油菜苗被夹持到圆盘上做圆周运动，转到最低点时送到已经开好的苗沟中，钳夹打开，秧苗落入沟中，随后被镇压轮覆土压密。

而单行移栽机国内普遍采用圆形转盘式，栽植的苗杯一般直径比秧苗略大，以保证下落顺畅。其工作原理如是利用槽轮机构或者不完全齿轮传递间歇运动，苗杯在圆盘内转动，为使秧苗在苗杯中转动不至一夹苗根,直接让秧苗底部与转盘相互摩擦运动容易夹苗根，在苗杯底部设计有活门机构，使活门在行至落苗缺口处自然打开，落苗完成后能够顺利关闭。

国内外更多的是采用多环形输送链式分苗机构，比如井关的两行半自动蔬菜移栽机，单人乘坐式，带环形托杯，一个人可以完成2行的栽植器栽植任务。环形托杯在输送链的作用下转动，到达栽植器上方时，通过特殊的触发装置，可实现奇偶数错开落苗，栽植的苗杯一般直径比钵苗略大，以保证下落顺畅。其转动所需要的动力较单行移栽机固定转盘式较大，并且这种形式所需苗杯较多，重量过重。

如果设计不尽合理、受力及运动仿真不准确，容易造成分苗机构链轮峰值受力过大，动力不足，或者造成动力的分配不均。因此设计一种全新的，简易的分苗机构具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种钵苗移栽机分苗装置，该装置能够实现在指定位置准确配苗，实现将苗分两行从托杯下口落苗的分苗动作。

本发明的技术方案是：一种钵苗移栽机分苗装置，包括安装架、直线传动装置、托杯开合装置、托杯移动装置、若干个托杯和控制系统；

所述直线传动装置包括电机、第一轴承座、第一轴承、联轴器、梯形丝杠、直线导轨、滑块、丝杠螺母、第二轴承座和第二轴承；所述直线导轨安装在安装架的一侧上，所述滑块安装在直线导轨上；所述第一轴承座和第二轴承座分别安装在安装架同一侧的两端；所述电机固定在第一轴承座上，第一轴承座内部装有第一轴承，电机的输出轴穿过第一轴承与联轴器左端连接，联轴器右端连接梯形丝杠的一端，梯形丝杠通过丝杠螺母穿过滑块，第二轴承座内部装有第二轴承，梯形丝杠的另一端穿过第二轴承；

所述托杯移动装置包括调节块和托杯移动架；所述调节块固定在滑块上，托杯移动架固定在调节块上；托杯固定在托杯移动架上；

所述托杯开合装置安装在安装架上、且位于托杯的后面，托杯开合装置的气缸进程驱动托杯下部打开，回程将托杯下部关闭；

所述控制系统包括PLC中央控制单元和装置执行单元；所述PLC中央控制单元包括电机控制模块和气缸控制模块；所述装置执行单元包括一个电机与气缸；所述PLC中央控制单元与装置执行单元相连；当电机到达设定位置，所述电机控制模块控制电机停止或前进，所述气缸控制模块控制气缸打开或闭合托杯的下端。

上述方案中，所述托杯开合装置包括气缸、气缸推杆和推杆附件；

所述气缸固定在安装架上，气缸推杆的一端固定在气缸的内部；所述推杆附件为杆状、且两端前面为曲面；所述推杆附件的背面中部安装在气缸推杆的另一端上；所述推杆附件的曲面的位置分别与托杯的后面对应。

上述方案中，所述托杯包括滚子、第三轴承、支撑杆、第一合页、托杯支架、托杯主体、第二合页、弹簧、托杯附件、第一合页口和第二合页口；

所述托杯主体通过托杯支架与托杯移动架连接；所述第一合页的下端与第一合页口的上端固定连接；所述第二合页的下端与第二合页口的上端固定连接，第一合页口和第二合页口闭合后呈倒三角形；

所述第一合页位于托杯支架下方、且与托杯主体下端的一边转动连接，所述支撑杆通过螺纹固定在第一合页上，第三轴承内置于支撑杆内部，滚子穿过第三轴承安装在支撑杆上；

所述第二合页与托杯主体下端的另一边转动连接，所述弹簧的两端分别固定在第一合页和第二合页同一侧的一端上，托杯附件的两端分别错位固定在第一合页和第二合页另一侧的一端上。

上述方案中，所述直线导轨固定在安装架的中间两个槽孔内，且可以在槽孔内左右移动。

上述方案中，所述托杯移动架内有槽孔，所述托杯通过槽孔固定在调节块上，托杯可以在槽孔内左右滑动。

上述方案中，所述托杯的个数为六个。

上述方案中，所述推杆附件左右两端的曲面的位置分别同时对准第一个托杯与第四个托杯或者第二个托杯与第五个托杯或者第三个托杯与第六个托杯。

本发明的有益效果是：

1.传统分苗装置，比如旋转托杯式分苗装置需要相当多的托杯进行旋转投苗，本装置创新性的采用左右反复移动式投苗方法，大大减少了不必要的托杯数，简化了结构，减轻了负载，减小设备动力需求。

2.本分苗装置相当多的地方采用PLC程序控制，能够实现定位投苗，定时投苗，精准度相对于传统机械联动式分苗装置来说大大提高。

3.本分苗装置电机驱动托杯左右移动，气缸推动托杯开合，托杯竖直向下，落苗姿态较好，落苗点位置也可以调节。

4.本分苗装置还可以根据实际情况增加或者减少旋杯数量，适应各种不一样的栽植情况，比如2行栽植或者4行栽植等等，通用性相比较传动分苗装置提高很多。

附图说明

图1是本发明一实施方式的移栽机分苗装置的结构示意图；

图2是本发明一实施方式的直线传动装置的结构示意图；

图3是本发明一实施方式的直线传动装置的俯视图；

图4是本发明一实施方式的直线传动装置的正视图；

图5是本发明一实施方式的托杯开合装置结构示意图；

图6是本发明一实施方式的气缸推杆示意图；

图7是本发明一实施方式的托杯左视图；

图8是本发明一实施方式的托杯右视图；

图9是本发明一实施方式的托杯下端局部示意图。

图中：1、安装架；2、直线传动装置；3、托杯开合装置；4、托杯移动装置；5、托杯；6、电机；7、第一轴承座；8、第一轴承；9、联轴器；10、梯形丝杠；11、直线导轨；12、滑块；13、丝杠螺母；14、第二轴承座；15、第二轴承；16、气缸；17、气缸推杆；18、推杆附件；19、调节块；20、托杯移动架；21、滚子；22、第三轴承；23、支撑杆；24、第一合页；25、托杯支架；26、托杯主体；27、第二合页；28、弹簧；29、托杯附件；30、第一合页口；31、第二合页口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示为本发明所述钵苗移栽机分苗装置的一种实施方式，所述钵苗移栽机分苗装置，包括安装架1、直线传动装置2、托杯开合装置3、托杯移动装置4、若干个托杯5和控制系统。所述直线传动装置2固定在所述安装架1上；所述托杯开合装置3安装在安装架1上、且位于托杯5的后面，托杯开合装置3进程驱动托杯5下部打开，回程将托杯5下部关闭；所述托杯移动装置4固定安装在直线传动装置2上；所述托杯5安装在托杯移动装置4上；所述直线传动装置2驱动托杯5到达指定位置接受投苗爪抓取的钵苗。

如图2所示，所述直线传动装置2包括电机6、第一轴承座7、第一轴承8、联轴器9、梯形丝杠10、直线导轨11、滑块12、丝杠螺母13、第二轴承座14和第二轴承15；所述直线导轨11通过螺钉固定安装在安装架1的一侧上，所述滑块12安装在直线导轨11上；所述第一轴承座7和第二轴承座14分别通过螺钉固定安装在安装架1同一侧的两端；所述电机6通过螺钉固定在第一轴承座7上，第一轴承座7内部装有第一轴承8，电机6的输出轴穿过第一轴承8与联轴器9左端连接，联轴器9右端连接梯形丝杠10的一端，梯形丝杠10通过丝杠螺母13穿过滑块12，第二轴承座14内部装有第二轴承15，梯形丝杠10的另一端穿过第二轴承15；所述直线导轨11固定在安装架1的中间2个槽孔内，且可以槽孔内左右移动，达到最佳的落苗点。

如图3和图4所示，所述托杯移动装置4包括调节块19和托杯移动架20；所述调节块19固定在滑块12上，托杯移动架20通过螺纹孔固定在调节块19上；托杯5固定在托杯移动架20上；所述托杯移动架20中央内有槽孔，所述托杯5通过槽孔固定在调节块19上，托杯5可以在槽孔内左右滑动，从而可以调节相应的托杯5的落苗位置。

如图5和图6所示，所述托杯开合装置3包括气缸16、气缸推杆17和推杆附件18。所述气缸16通过螺钉固定在安装架1上，气缸推杆17的一端通过螺纹固定在气缸16的内部；所述推杆附件18为杆状、且两端前面为光滑的曲面；所述推杆附件18的背面中部固定安装在气缸推杆17的另一端上；所述推杆附件18的曲面的位置分别与托杯5的后面对应。

如图7、8和9所示，所述托杯5包括滚子21、第三轴承22、支撑杆23、第一合页24、托杯支架25、托杯主体26、第二合页27、弹簧28、托杯附件29、第一合页口30和第二合页口31。

所述托杯主体26通过托杯支架25与托杯移动架20连接；所述第一合页24的下端与第一合页口30的上端通过焊接固定连接；所述第二合页27的下端与第二合页口31的上端通过焊接固定连接，当托杯5开合时，一起转动。第一合页口30和第二合页口31闭合后呈倒三角形。

所述第一合页24位于托杯支架25下方、且与托杯主体26下端的一边转动连接，所述支撑杆23通过螺纹固定在第一合页24上，第三轴承22内置于支撑杆23内部，滚子21穿过第三轴承22安装在支撑杆23上。所述气缸16推程阶段推动推杆附件18，推杆附件18接触到第三轴承22，轴承在推杆附件18的曲面上向上滑动，轴承带动第一合页24、第二合页27使托杯5下端打开。气缸推杆17返程时，第三轴承22沿推杆附件18表面向下滑动，托杯5闭合。

所述第二合页27与托杯主体26下端的另一边转动连接，所述弹簧28的两端分别固定在第一合页24和第二合页27同一侧的一端上，确保托杯5静止时的闭合状态。托杯附件29的两端分别错位固定在第一合页24和第二合页27另一侧的一端上、且呈45度角，确保托杯5开合时能一起张开。使托杯5在气缸16推动的情况下通过托杯附件29的连接力作用让第一合页口30和第二合页口31一起打开。气缸16回程时弹簧28拉住第一合页24和第二合页27使托杯5一起闭合。

所述控制系统包括PLC中央控制单元和装置执行单元；所述PLC中央控制单元包括电机控制模块和气缸控制模块；所述装置执行单元包括一个电机6与气缸16；所述PLC中央控制单元与装置执行单元相连；当电机6到达设定位置，所述电机控制模块控制电机6停止或前进，所述气缸控制模块控制气缸16打开或闭合托杯5的下端。

所述托杯5的个数为六个，六个托杯5分别通过托杯支架25均匀的固定在托杯移动架20上面相应的螺纹孔上。

所述推杆附件18左右两端的曲面的位置分别同时对准第一个托杯与第四个托杯或者第二个托杯与第五个托杯或者第三个托杯与第六个托杯。当气缸推动推杆附件18时，左右两端的曲面分别同时推动第一个托杯与第四个托杯或者第二个托杯与第五个托杯或者第三个托杯与第六个托杯，左右两边分别切除一部分保证接触不到其他的托杯5，保持只有2个托杯同时开合。

整个分苗过程是：分别将苗装进六个托杯5中，第一个托杯与第四个托杯通过给电机6输入动力，电机6转动梯形丝杠10，梯形丝杠10带动直线导轨11上面的滑块12移动，到达指定位置，控制系统的电机控制模块控制电机停止转动，气缸控制模块控制气缸16驱动气缸推杆17，推杆附件18两端的曲面分别同时推动第一个托杯与第四个托杯的推动第三轴承22使第一个托杯与第四个托杯下端的第一合页24第二合页27打开落苗，气缸16返程，推杆附件18回到初始位置，弹簧28通过拉力使第一个托杯与第四个托杯下端闭合，完成一次分苗动作；电机6继续转动，第二个托杯与第五个托杯在电机6驱动在直线导轨11上滑动，到达指定位置，电机6停止转动，气缸16启动打开第二个托杯与第五个托杯下端落苗，气缸16返程，第二个托杯与第五个托杯下端闭合；电机6继续转动，第三个托杯与第六个托杯在电机6驱动下在直线导轨11上滑动，到达指定位置，电机6停止转动，气缸16启动打开第三个托杯与第六个托杯下端落苗，气缸16返程，第三个托杯与第六个托杯下端闭合；当六个托杯5落苗结束后，电机6反转驱动托杯5回程重新装苗。周而复始，从而实现将苗在指定位置落苗的分苗目的。

本发明结构简单、程序可控、可靠性高，电机6驱动托杯5左右移动，气缸16推动托杯5开合，托杯5竖直向下，落苗姿态较好，落苗点位置也可以调节。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，包括安装架（1）、直线传动装置（2）、托杯开合装置（3）、托杯移动装置（4）、若干个托杯（5）和控制系统；

所述直线传动装置（2）包括电机（6）、第一轴承座（7）、第一轴承（8）、联轴器（9）、梯形丝杠（10）、直线导轨（11）、滑块（12）、丝杠螺母（13）、第二轴承座（14）和第二轴承（15）；所述直线导轨（11）安装在安装架（1）的一侧上，所述滑块（12）安装在直线导轨（11）上；所述第一轴承座（7）和第二轴承座（14）分别安装在安装架（1）同一侧的两端；所述电机（6）固定在第一轴承座（7）上，第一轴承座（7）内部装有第一轴承（8），电机（6）的输出轴穿过第一轴承（8）与联轴器（9）左端连接，联轴器（9）右端连接梯形丝杠（10）的一端，梯形丝杠（10）通过丝杠螺母（13）穿过滑块（12），第二轴承座（14）内部装有第二轴承（15），梯形丝杠（10）的另一端穿过第二轴承（15）；

所述托杯移动装置（4）包括调节块（19）和托杯移动架（20）；所述调节块（19）固定在滑块（12）上，托杯移动架（20）固定在调节块（19）上；托杯（5）固定在托杯移动架（20）上；

所述托杯开合装置（3）安装在安装架（1）上、且位于托杯（5）的后面，托杯开合装置（3）进程驱动托杯（5）下部打开，回程将托杯（5）下部关闭；

所述控制系统包括PLC中央控制单元和装置执行单元；所述PLC中央控制单元包括电机控制模块和气缸控制模块；所述装置执行单元包括一个电机（6）与气缸（16）；所述PLC中央控制单元与装置执行单元相连；当电机（6）到达设定位置，所述电机控制模块控制电机（6）停止或前进，所述气缸控制模块控制气缸（16）打开或闭合托杯（5）的下端。

2.根据权利要求1所述的钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，所述托杯开合装置（3）包括气缸（16）、气缸推杆（17）和推杆附件（18）；

所述气缸（16）固定在安装架（1）上，气缸推杆（17）的一端固定在气缸（16）的内部；所述推杆附件（18）为杆状、且两端前面为曲面；所述推杆附件（18）的背面中部安装在气缸推杆（17）的另一端上；所述推杆附件（18）的曲面的位置分别与托杯（5）的后面对应。

3.根据权利要求1所述的钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，所述托杯（5）包括滚子（21）、第三轴承（22）、支撑杆（23）、第一合页（24）、托杯支架（25）、托杯主体（26）、第二合页（27）、弹簧（28）、托杯附件（29）、第一合页口（30）和第二合页口（31）；

所述托杯主体（26）通过托杯支架（25）与托杯移动架（20）连接；所述第一合页（24）的下端与第一合页口（30）的上端固定连接；所述第二合页（27）的下端与第二合页口（31）的上端固定连接，第一合页口（30）和第二合页口（31）闭合后呈倒三角形；

所述第一合页（24）位于托杯支架（25）下方、且与托杯主体（26）下端的一边转动连接，所述支撑杆（23）通过螺纹固定在第一合页（24）上，第三轴承（22）内置于支撑杆（23）内部，滚子（21）穿过第三轴承（22）安装在支撑杆（23）上；

所述第二合页（27）与托杯主体（26）下端的另一边转动连接，所述弹簧（28）的两端分别固定在第一合页（24）和第二合页（27）同一侧的一端上，托杯附件（29）的两端分别错位固定在第一合页（24）和第二合页（27）另一侧的一端上。

4.根据权利要求1所述的钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，所述直线导轨（11）固定在安装架（1）的中间2个槽孔内，且可以在槽孔内左右移动。

5.根据权利要求1所述的钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，所述托杯移动架（20）内有槽孔，所述托杯（5）通过槽孔固定在调节块（19）上，托杯（5）可以在槽孔内左右滑动。

6.根据权利要求1所述的钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，所述托杯（5）的个数为六个。

7.根据权利要求6所述的钵苗移栽机分苗装置，其特征在于，推杆附件（18）左右两端的曲面的位置分别同时对准第一个托杯与第四个托杯或者第二个托杯与第五个托杯或者第三个托杯与第六个托杯。