CN107683662B - 水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机，它主要由：穴盘苗架、送盘输送带、穴盘夹紧机构、水箱、穴盘平面驱动机构、穴盘集盘装置、集盘导向杆、集盘步进电动机、集盘输送带、移栽工作台、穴盘定位机构、高压水管、穴盘夹紧拉杆、滑道机构等构成。穴盘苗架安装在机架上，穴盘放置在移栽工作台上，集盘输送带上装有集盘驱动轴和集盘步进电动机，集盘导向杆装在穴盘集盘装置上，穴盘夹紧机构上装有滑道机构，穴盘平面驱动手臂上端与穴盘平面驱动机构相连接。该方案设计的移栽机适用于旱作垄上多种作物移栽，在栽植过程中，只需人工将穴盘苗放到送盘输送带上即可，一次性完成开沟、自动栽植、覆土作业，能自动送盘并定位夹紧。

Description

水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机

技术领域：本发明涉及一种水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机。

背景技术：目前，国内没有旱田秧苗移栽机，仍然是以半自动化为主，即人工投苗自动栽植，人工集盘，浪费了大量的劳动力，而且机器笨重，操作不灵活，栽植效率低，国外现有的自动化移栽机结构极其复杂，成本昂贵，多数移栽机采取硬质材料取苗手自动配合顶出机构取苗，伤根严重，缓苗期长，不利于增产增收，而且移栽机没有智能识别穴盘是否缺苗装置，存在一定的漏苗率，钵苗在移栽机上传输距离大，导致土钵松散，影响秧苗栽植的直立成度。

发明内容：本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机，它主要解决了国内没有旱田秧苗移栽机，仍然是以半自动化为主，机器笨重，操作不灵活，栽植效率低及国外现有的自动化移栽机结构极其复杂，成本昂贵，多数移栽机采取硬质材料取苗手自动配合顶出机构取苗，伤根严重，缓苗期长，移栽机没有智能识别穴盘是否缺苗装置，存在一定的漏苗率，钵苗在移栽机上传输距离大，导致土钵松散，影响秧苗栽植的直立成度等问题。本发明的目的是这样实现的，水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机由：穴盘苗架、送盘输送带、机架、穴盘夹紧机构、水箱、穴盘平面驱动机构、穴盘集盘装置、集盘导向杆、集盘驱动轴、集盘步进电动机、集盘输送带、地轮、集盘从动辊、集盘轴承、移栽工作台、穴盘定位机构、高压水管、穴盘、摄像头、送盘导向板、送盘步进电动机、送盘主动辊、送盘从动轴、送盘轴承、操作工作台、牵引轴、牵引架、穴盘夹紧拉杆、滑道机构、滑道连接板A、滑道连接板B、穴盘夹紧丝杠、穴盘夹紧丝杠螺母、穴盘夹紧步进电机、十字轴万向节、穴盘夹紧丝杠架、穴盘夹紧手臂、滑道连接板C、X方向伺服电动机、X方向伺服电动机丝杠架、X方向伺服电动机丝杠、X方向伺服电动机丝杠螺母、Y方向伺服电动机、Y方向伺服电动机丝杠、穴盘平面驱动手臂、穴盘定位微型步进电动机、穴盘定位电机架、穴盘定位驱动齿轮、穴盘定位齿条、Y方向伺服电动机丝杠螺母、Y方向伺服电动机丝杠架、X方向导轨、X方向导轨架构成。穴盘苗架安装在机架上，送盘输送带通过送盘从动轴、送盘轴承与机架相连接，送盘输送带的下端装有送盘主动辊和送盘步进电动机，送盘导向板装在机架上，并与送盘输送带在同一水平面上，移栽工作台安装在机架上，穴盘放置在移栽工作台上，高压水管与水箱相连接，安装在机架上，并位于穴盘的上端，集盘输送带通过集盘轴承安装在机架上，集盘从动辊安装在集盘轴承上，集盘输送带上装有集盘驱动轴和集盘步进电动机，集盘导向杆装在穴盘集盘装置上，穴盘夹紧机构通过支架安装在机架上，穴盘夹紧机构上装有滑道机构，在滑道机构上分别装有穴盘夹紧手臂、穴盘夹紧拉杆、穴盘夹紧丝杠、穴盘夹紧丝杠架，穴盘夹紧丝杠上装有穴盘夹紧步进电机，穴盘夹紧拉杆的后端装有十字轴万向节，十字轴万向节上装有穴盘夹紧丝杠螺母，滑道机构上装有滑道连接板A、滑道连接板B、滑道连接板C，穴盘平面驱动机构安装在机架上，X方向伺服电动机、X方向伺服电动机丝杠架、X方向伺服电动机丝杠、X方向伺服电动机丝杠螺母、Y方向伺服电动机、Y方向伺服电动机丝杠、Y方向伺服电动机丝杠螺母、Y方向伺服电动机丝杠架、X方向导轨、X方向导轨架分别安装在穴盘平面驱动机构上，穴盘定位机构、穴盘定位微型步进电动机、穴盘定位电机架分别安装在穴盘平面驱动手臂上，穴盘定位驱动齿轮安装在穴盘定位微型步进电动机上，穴盘定位齿条安装在穴盘平面驱动手臂内，穴盘定位齿条与穴盘定位驱动齿轮相啮合，穴盘平面驱动手臂上端通过Y方向伺服电动机丝杠螺母与Y方向伺服电动机丝杠相连接，牵引架通过牵引轴与机架相连接，操作工作台、穴盘集盘装置、摄像头、地轮分别安装在机架上。该方案设计的移栽机适用于旱作垄上多种作物移栽，在栽植过程中，只需人工将穴盘苗放到送盘输送带上即可，一次性完成开沟、自动栽植、覆土作业，能自动送盘并定位夹紧，自动栽植，自动收集空盘，能实现单行大于120株/分钟的栽植速度，能自动识别即将栽植的下一株秧苗是否缺苗，如果缺苗可以自动直接跳过当前空穴而进行下一株栽植，从而实现智能栽植，移栽对象包括各种蔬菜和玉米等，针对不同作物只需更换相应的穴盘并调整移栽机相应的控制参数即可，不需要改变任何机械结构，该移栽机采用水柱顶出式可对穴苗根部进行精准定量施水，节约水资源，缩短了缓苗期，或是不需要缓苗，保证了秧苗的成活率，机器结构简单，成本低，操作使用灵活方便。

附图说明：

附图1是本发明水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机的结构示意图。

附图2是本发明水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机穴盘夹紧机构的结构示意图。

附图3是本发明水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机穴盘平面驱动机构的结构示意图。

1—穴盘苗架 2—送盘输送带 3—机架 4—穴盘夹紧机构

5—水箱 6—穴盘平面驱动机构 7—穴盘集盘装置 8—集盘导向杆

9—集盘驱动轴 10—集盘步进电动机 11—集盘输送带 12—地轮

13—集盘从动辊 14—集盘轴承 15—移栽工作台 16—穴盘定位机构

17—高压水管 18—穴盘 19—摄像头 20—送盘导向板

21—送盘步进电动机 22—送盘主动辊 23—送盘从动轴

24—送盘轴承 25—操作工作台 26—牵引轴 27—牵引架

28—穴盘夹紧拉杆 29—滑道机构 30—滑道连接板A 31—滑道连接板B

32—穴盘夹紧丝杠 33—穴盘夹紧丝杠螺母 34—穴盘夹紧步进电机

35—十字轴万向节 36—穴盘夹紧丝杠架 37—穴盘夹紧手臂

38—滑道连接板C 39—X方向伺服电动机 40—X方向伺服电动机丝杠架

41—X方向伺服电动机丝杠 42—X方向伺服电动机丝杠螺母

43—Y方向伺服电动机 44—Y方向伺服电动机丝杠 45—穴盘平面驱动手臂

46—穴盘定位微型步进电动机 47—穴盘定位电机架 48—穴盘定位驱动齿轮

49—穴盘定位齿条 50—Y方向伺服电动机丝杠螺母 51—Y方向伺服电动机丝杠架

52—X方向导轨 53—X方向导轨架

具体实施方式：下面结合附图详细说明本发明的最佳实施例，水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机由：穴盘苗架1、送盘输送带2、机架3、穴盘夹紧机构4、水箱5、穴盘平面驱动机构6、穴盘集盘装置7、集盘导向杆8、集盘驱动轴9、集盘步进电动机10、集盘输送带11、地轮12、集盘从动辊13、集盘轴承14、移栽工作台15、穴盘定位机构16、高压水管17、穴盘18、摄像头19、送盘导向板20、送盘步进电动机21、送盘主动辊22、送盘从动轴23、送盘轴承24、操作工作台25、牵引轴26、牵引架27、穴盘夹紧拉杆28、滑道机构29、滑道连接板A30、滑道连接板B31、穴盘夹紧丝杠32、穴盘夹紧丝杠螺母33、穴盘夹紧步进电机34、十字轴万向节35、穴盘夹紧丝杠架36、穴盘夹紧手臂37、滑道连接板C38、X方向伺服电动机39、X方向伺服电动机丝杠架40、X方向伺服电动机丝杠41、X方向伺服电动机丝杠螺母42、Y方向伺服电动机43、Y方向伺服电动机丝杠44、穴盘平面驱动手臂45、穴盘定位微型步进电动机46、穴盘定位电机架47、穴盘定位驱动齿轮48、穴盘定位齿条49、Y方向伺服电动机丝杠螺母50、Y方向伺服电动机丝杠架51、X方向导轨52、X方向导轨架53构成。穴盘苗架1安装在机架3上，送盘输送带2通过送盘从动轴23、送盘轴承24与机架3相连接，送盘输送带2的下端装有送盘主动辊22和送盘步进电动机21，送盘导向板20装在机架3上，并与送盘输送带2在同一水平面上，移栽工作台15安装在机架3上，穴盘18放置在移栽工作台15上，高压水管17与水箱5相连接，安装在机架3上，并位于穴盘18的上端，水箱5与外接泵相接连，集盘输送带11通过集盘轴承14安装在机架3上，集盘从动辊13安装在集盘轴承14上，集盘输送带11上装有集盘驱动轴9和集盘步进电动机10，集盘导向杆8装在穴盘集盘装置7上，穴盘夹紧机构4通过支架安装在机架3上，穴盘夹紧机构4上装有滑道机构29，在滑道机构29上分别装有穴盘夹紧手臂37、穴盘夹紧拉杆28、穴盘夹紧丝杠32、穴盘夹紧丝杠架36，穴盘夹紧丝杠32上装有穴盘夹紧步进电机34，穴盘夹紧拉杆28的后端装有十字轴万向节35，十字轴万向节35上装有穴盘夹紧丝杠螺母33，滑道机构29上装有滑道连接板A30、滑道连接板B31、滑道连接板C38，穴盘平面驱动机构6安装在机架3上，X方向伺服电动机39、X方向伺服电动机丝杠架40、X方向伺服电动机丝杠41、X方向伺服电动机丝杠螺母42、Y方向伺服电动机43、Y方向伺服电动机丝杠44、Y方向伺服电动机丝杠螺母50、Y方向伺服电动机丝杠架51、X方向导轨52、X方向导轨架53分别安装在穴盘平面驱动机构6上，穴盘定位机构16、穴盘定位微型步进电动机46、穴盘定位电机架47分别安装在穴盘平面驱动手臂45上，穴盘定位驱动齿轮48安装在穴盘定位微型步进电动机46上，穴盘定位齿条49安装在穴盘平面驱动手臂45内，穴盘定位齿条49与穴盘定位驱动齿轮48相啮合，穴盘平面驱动手臂45上端通过Y方向伺服电动机丝杠螺母50与Y方向伺服电动机丝杠44相连接，牵引架27通过牵引轴26与机架3相连接，操作工作台25、穴盘集盘装置7、摄像头19、地轮12分别安装在机架3上。

工作原理：穴盘18采用新型硬质、倾斜、等径穴孔且没有底面，将穴盘18放到一个带有圆孔（孔径大于穴盘孔径，穴苗通过该孔落入栽植沟中）的移栽工作台15上，穴盘夹紧机构4对穴盘18定位并夹紧后由穴盘平面驱动机构6驱动穴盘在移栽工作台15上进行平面移动，使得即将栽植的穴苗孔对准移栽工作台15上的圆孔，此时由电磁阀控制的高压水管17喷出水柱，自上向下顶出穴苗，通过移栽工作台15圆孔落入栽植沟中。

穴盘夹紧手臂37与滑道机构29接触，在滑道内运动，穴盘夹紧手臂37末端有导向切角，该切角对穴盘定位有导向作用，滑道轨迹有直线段和圆弧度段两端组成，当穴盘夹紧手臂37在圆弧段末端时，穴盘夹紧手臂37被抬起，此时装载穴盘18，当穴盘夹紧手臂37从圆弧末端运动到直线段时，穴盘夹紧手臂37推动穴盘18直到夹紧。

穴盘夹紧拉杆28两端分别装有十字轴万向节35，一端与穴盘夹紧手臂37相连，另一端与穴盘夹紧丝杠螺母33相连，穴盘夹紧步进电机34通过穴盘夹紧丝杠螺母33驱动穴盘夹紧手臂37在滑道内运动。

当需要定位时，穴盘定位齿条49伸出，穴盘定位齿条49背面的穴盘定位边组成直角面，同时该穴盘18的对顶角由穴盘夹紧手臂37定位，当穴盘夹紧手臂37运动到夹紧位置时，完成穴盘18的定位及夹紧，由穴盘驱动臂37驱动穴盘18在穴盘移栽工作台15上进行平面移动，当完成该盘穴18苗栽植时，穴盘定位齿条49缩回，同时穴盘夹紧手臂37松开，穴盘18由下一个穴盘18顶出穴盘移栽工作台15，推到集盘输送带11上，由穴盘集盘装置7收集。

工作中，穴盘18平放在移栽工作台15上，与工作台面接触，穴盘夹紧手臂37的穴盘定位边底面与移栽工作台15留有5mm间隙，其目的是避免脱落在移栽工作台15上的穴苗基质残渣在定位中夹在穴盘18与穴盘定位边之间而影响定位精度，在工作过程中高压水管17相对机架3固定不动，穴盘定位机构16、穴盘夹紧机构4由穴盘平面机构6驱动，在移栽工作台15上移动，穴盘18被送到进行栽植之间有一小段时间是停放在准备区等待的，此时穴盘18相对机架3静止，由安装在机架3上的摄像头19对整个穴盘18进行拍照，然后用软件系统进行图像处理，分析整个穴盘18的缺苗情况并记录在存储器中，当对穴盘18进行栽植时，控制系统读取缺苗信息，直接将空穴跳过。

Claims (1)

1.一种水柱顶出式穴苗作物自动智能移栽机，它由：穴盘苗架（1）、送盘输送带（2）、机架（3）、穴盘夹紧机构（4）、水箱（5）、穴盘平面驱动机构（6）、穴盘集盘装置（7）、集盘导向杆（8）、集盘驱动轴（9）、集盘步进电动机（10）、集盘输送带（11）、地轮（12）、集盘从动辊（13）、集盘轴承（14）、移栽工作台（15）、穴盘定位机构（16）、高压水管（17）、穴盘（18）、摄像头（19）、送盘导向板（20）、送盘步进电动机（21）、送盘主动辊（22）、送盘从动轴（23）、送盘轴承（24）、操作工作台（25）、牵引轴（26）、牵引架（27）、穴盘夹紧拉杆（28）、滑道机构（29）、滑道连接板A（30）、滑道连接板B（31）、穴盘夹紧丝杠（32）、穴盘夹紧丝杠螺母（33）、穴盘夹紧步进电机（34）、十字轴万向节（35）、穴盘夹紧丝杠架（36）、穴盘夹紧手臂（37）、滑道连接板C（38）、X方向伺服电动机（39）、X方向伺服电动机丝杠架（40）、X方向伺服电动机丝杠（41）、X方向伺服电动机丝杠螺母（42）、Y方向伺服电动机（43）、Y方向伺服电动机丝杠（44）、穴盘平面驱动手臂（45）、穴盘定位微型步进电动机（46）、穴盘定位电机架（47）、穴盘定位驱动齿轮（48）、穴盘定位齿条（49）、Y方向伺服电动机丝杠螺母（50）、Y方向伺服电动机丝杠架（51）、X方向导轨（52）、X方向导轨架（53）构成，其特征在于：穴盘苗架（1）安装在机架（3）上，送盘输送带（2）通过送盘从动轴（23）、送盘轴承（24）与机架（3）相连接，送盘输送带（2）的下端装有送盘主动辊（22）和送盘步进电动机（21），送盘导向板（20）装在机架（3）上，并与送盘输送带（2）在同一水平面上，移栽工作台（15）安装在机架（3）上，穴盘（18）放置在移栽工作台（15）上，高压水管（17）与水箱（5）相连接，安装在机架（3）上，并位于穴盘（18）的上端，集盘输送带（11）通过集盘轴承（14）安装在机架（3）上，集盘从动辊（13）安装在集盘轴承（14）上，集盘输送带（11）上装有集盘驱动轴（9）和集盘步进电动机（10），集盘导向杆（8）装在穴盘集盘装置（7）上，穴盘夹紧机构（4）通过支架安装在机架（3）上，穴盘夹紧机构（4）上装有滑道机构（29），在滑道机构（29）上分别装有穴盘夹紧手臂（37）、穴盘夹紧拉杆（28）、穴盘夹紧丝杠（32）、穴盘夹紧丝杠架（36），穴盘夹紧丝杠（32）上装有穴盘夹紧步进电机（34），穴盘夹紧拉杆（28）的后端装有十字轴万向节（35），十字轴万向节（35）上装有穴盘夹紧丝杠螺母（33），滑道机构（29）上装有滑道连接板A（30）、滑道连接板B（31）、滑道连接板C（38），穴盘平面驱动机构（6）安装在机架（3）上，X方向伺服电动机（39）、X方向伺服电动机丝杠架（40）、X方向伺服电动机丝杠（41）、X方向伺服电动机丝杠螺母（42）、Y方向伺服电动机（43）、Y方向伺服电动机丝杠（44）、Y方向伺服电动机丝杠螺母（50）、Y方向伺服电动机丝杠架（51）、X方向导轨（52）、X方向导轨架（53）分别安装在穴盘平面驱动机构（6）上，穴盘定位机构（16）、穴盘定位微型步进电动机（46）、穴盘定位电机架（47）分别安装在穴盘平面驱动手臂（45）上，穴盘定位驱动齿轮（48）安装在穴盘定位微型步进电动机（46）上，穴盘定位齿条（49）安装在穴盘平面驱动手臂（45）内，穴盘定位齿条（49）与穴盘定位驱动齿轮（48）相啮合，穴盘平面驱动手臂（45）上端通过Y方向伺服电动机丝杠螺母（50）与Y方向伺服电动机丝杠（44）相连接，牵引架（27）通过牵引轴（26）与机架（3）相连接，操作工作台（25）、穴盘集盘装置（7）、摄像头（19）、地轮（12）分别安装在机架（3）上。