CN108575224B - 一种自顶开投苗栽植装置 - Google Patents

Abstract

发明提供一种自顶开投苗栽植装置，包括平移升降单元、栽植单元和接苗单元；所述栽植单元后挂在所述平移升降单元上，所述接苗单元位于所述栽植单元上方；本发明能够实现苗杯存苗、自顶开投苗、升降栽植、变换行距、投苗检测等动作。该装置机械结构简单，组装拆卸方便；运用平移升降单元，能适应任一株距下不同作物的栽植要求；采用接苗单元和栽植单元协调配合，实现栽植器自顶开投苗，使得投苗、栽苗动作有序；采用传感器技术协调配合，自动识别接苗杯有无苗，使得装置能自动开始和停止动作，节约能源。

Description

一种自顶开投苗栽植装置

技术领域

本发明属于农业机械领域，尤其涉及一种自顶开投苗栽植装置。

背景技术

移栽是农作物生产的一种常见方式，首先在苗床或者穴盘里培养小苗，待壮苗后移植到大田。采用育苗移栽法可实现大小苗分开栽植，苗能保持合理的行距、株距，利于田间农艺管理，同时可避免直播法出苗不整齐、疏密不一、生长速度不一致等问题。但如果采用人工的方式进行移栽费工、费时、增加成本，尤其是规模化种植中需机械化移植作业。

栽植装置是移栽机的核心系统。栽植装置是把分苗器或人工送来的钵苗，通过栽植器植入大田。国内对栽植装置的研究早在20世纪50年代未60年代初就已经开始，研制了多种类型的栽植机构。如一种行距可调行星轮式栽植装置，申请号：201610891079.0，只需松动中心轮支板两侧型卡槽处紧固螺栓上螺母及行星架凸台处的紧定螺钉，即可调节行星轮系中心轮及行星轮系在栽植转轴上的位置，达到变换行距的目的，这种栽植装置结构复杂、机器庞大，不能作为栽植单元配置不同的移栽机，且装置本身不能升降栽植，适应性不强。

现代化设施内需要轻简型的作业装置替代人工完成种植作业，即要实现钵苗栽植具备移栽基本功能，操作简便，动作有序，安全可靠，且价格低廉。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种自顶开投苗栽植装置，可实现苗杯存苗、自顶开投苗、升降栽植、变换行距、投苗检测等动作，结构简单，组装拆卸方便。

本发明的技术方案是：一种自顶开投苗栽植装置，包括平移升降单元、栽植单元和接苗单元；

所述栽植单元后挂在所述平移升降单元上，栽植单元包括安装板、栽植器、顶杆、动力装置和覆土轮；所述安装板与平移升降单元的滑块紧固连接，平移升降单元可带动安装板平移和升降；所述栽植器安装在安装板的一侧；所述顶杆连接在所述栽植器一侧；所述动力装置安装在安装板另一侧；动力装置输出轴通过所述联轴器与所述栽植器动力驱动部分连接；所述覆土轮安装在栽植器前端；

所述接苗单元位于所述栽植单元上方，接苗单元包括接苗斗、固定板、光轴、合页和传感器；所述接苗斗安装在所述固定板上、且与固定板的中心通孔连通；两个所述光轴分别安装在固定板左右两侧；合页位于固定板的中心通孔下方，合页包括左开合页和右开合页，所述左开合页与左侧光轴连接，所述右开合页与右侧光轴连接；所述传感器安装在接苗斗内壁上；所述顶杆能接触合页，将左开合页和右开合页顶开。

上述方案中，所述平移升降单元包括机架、滑槽板、滑台座、锁紧器、滑块、滚珠丝杠和手轮；

所述滑槽板的一侧与机架的一侧连接；所述滑台座的一侧下方平直可拆卸的安装在所述滑槽板另一侧的水平行程槽内，滑台座的一侧上方可拆卸的安装在滑槽板上；所述锁紧器安装在所述滑台座上方；所述滑块与所述滑台座的另一侧滑动连接；所述滚珠丝杠的一端从上到下依次穿过锁紧器、滑台座和滑块并与滑台座下方紧固连接；所述手轮紧固在所述滚珠丝杠另一端。

上述方案中，所述动力装置下端铰接动力安装架。

上述方案中，所述覆土轮通过覆土轮安装架安装在栽植器前端；

所述覆土轮安装架一端与栽植器连接，另一端与两个覆土轮活动铰接。

上述方案中，两个所述光轴的一端分别安装前耳，两个光轴的另一端分别安装左后耳和右后耳；所述左开合页两侧分别与左侧光轴的前耳和左后耳固定连接，所述右开合页两侧分别与右侧光轴的前耳和右后耳固定连接；

所述左后耳与上关节轴承的一端转动副连接，所述右后耳与下关节轴承的一端转动副连接；所述上关节轴承的另一端和下关节轴承的另一端分别与双头螺栓两端移动副连接；两个所述前耳之间通过弹簧连接。

上述方案中，还包括左水平杆和右水平杆；

所述左水平杆和右水平杆的一端分别活动铰接在固定板上，另一端分别与竖直杆的一端垂直安装；竖直杆的另一端竖直安装在所述栽植器的两侧上。

上述方案中，所述左水平杆和所述右水平杆的一端均开有水平行程槽，竖直杆的一端分别可拆卸的安装在水平行程槽内；

所述栽植器两侧开有竖直行程槽，所述竖直杆的另一端可拆卸的安装在竖直行程槽内。

上述方案中，所述滑台座的一侧上方通过挂架悬挂在所述滑槽板上，滑台座的一侧下方通过螺栓活动连接在所述滑槽板另一侧的水平行程槽内；

所述滑台座另一侧上有两个竖直行程槽，所述滑块两端嵌入这两个竖直行程槽、且可在竖直行程槽内滑动。

上述方案中，所述接苗斗的落苗口正对所述栽植器的入土栽植部分最上行工位。

上述方案中，两个所述覆土轮沿栽植方向外八字安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过所述滑台座前侧上方的两个挂架以及下方的螺栓与滑槽板连接，将栽植器作为一个整体后挂在机架上，机械结构简单，拆卸组装方便。

2、本发明所述滑槽板上有横向的行程槽，左右调节滑台座在滑槽板行程槽内平直安装位置，再用螺栓锁紧，栽植器也就左右移动一定距离，随之改变的就是栽植距离，使所述栽植器具有不同的栽植成行距离。

3、本发明通过调节所述手柄让所述滑块在行程槽有效范围内移动，随之改变所述栽植器相对垄面的高度，再用锁紧器锁紧，使所述栽植器具有不同的栽植深度，实现升降栽植。

4、本发明所述栽植器两侧开有竖向的行程槽，上下调节所述两个竖直杆在行程槽内的竖直安装位置，改变所述栽植器的接苗工位与最上行工位的竖直距离，使所述开合页具有不同的落苗角度。

5、本发明所述左水平杆和右水平杆上均开有纵向行程槽，前后调节所述左水平杆和右水平杆与所述两个竖直杆的安装位置，即改变所述接苗单元在水平面上的安装位置，确保接苗斗的投苗口正对栽植器的入土栽植部分最上行工位，提高投苗准确率。

6、本发明所述顶杆接触到所述左开合页，随着栽植器继续向上运动，驱动开合页在关节轴承的作用下打开投苗后，开合页在弹簧的作用下复位闭合；采用纯机械结构，使接苗、投苗、栽苗的操作顺畅。

7、本发明所述传感器用来投苗检测，判断接苗斗中是否有苗，接苗斗有苗时，触发栽植器向上运动顶开开合页，完成投苗动作，接苗斗无苗时，超过人工放苗时间后，栽植器停止运动；运用传感器进行投苗检测，让栽植器能自动识别开始和停止动作，节约能源。

附图说明

图1是本发明所述一种自顶开投苗栽植装置的结构示意图。

图2是本发明所述平移升降单元的结构示意图。

图3是本发明所述栽植单元的结构示意图。

图4是本发明所述接苗单元的结构示意图。

图5是本发明所述栽植器向上运动和向下运动的状态图，其中(a)和(b)分别表示向上运动的状态；(c)和(d)分别表示向下运动的状态。

图中：1、手轮；2、锁紧器；3、滚珠丝杠；4、挂架；5、滑槽板；6、机架；7、滑台座；8、动力装置；9、安装板；10、动力安装架；11、联轴器；12、栽植器；13、覆土轮；14、覆土轮安装架；15、顶杆；16、右开合页；17、光轴；18、右后耳；19、下关节轴承；20、双头螺栓；21、左开合页；22、上关节轴承；23、左后耳；24、固定板；25、接苗斗；26、传感器；27、前耳；28、右水平杆；29、竖直杆；30、左水平杆；31、滑块。

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所示为本发明所述一种自顶开投苗栽植装置的一种实施方式，所述自顶开投苗栽植装置包括平移升降单元、栽植单元和接苗单元。

如图2所示，所述平移升降单元包括机架6、挂架4、滑槽板5、滑台座7、锁紧器2、滑块31、滚珠丝杠3、手轮1；所述滑槽板5的一侧刚性连接在所述机架6后侧；所述滑台座7前侧下方平直安装在所述滑槽板5的行程槽内，前侧上方与两个所述挂架4活动铰接；所述锁紧器2安装在所述滑台座7上方；所述滑块31与所述滑台座7滑动连接；所述滚珠丝杠3从上到下依次穿过锁紧器2、滑台座7和滑块31并与滑台座7下方紧固连接；所述手轮1紧固在所述滚珠丝杠3最上方。

如图3所示，所述栽植单元位于所述平移升降单元后方，包括安装板9、栽植器12、顶杆15、联轴器11、动力安装架10、动力装置8、覆土轮13、覆土轮安装架14；所述安装板9与所述滑块31紧固连接；所述栽植器12通过螺栓安装在所述安装板9左侧；所述顶杆15刚性连接在所述栽植器12左侧；所述动力装置8安装在所述安装板9右侧，其输出轴通过所述联轴器11与所述栽植器12动力驱动部分连接；所述动力安装架10铰接在所述动力装置8下端；所述覆土轮安装架14位于栽植单元左侧，前端与栽植器12刚性连接，后端与所述两个覆土轮13活动铰接。

如图4所示，所述接苗单元位于所述栽植单元上方，包括接苗斗25、固定板24、光轴17、前耳27、左后耳23、右后耳18、合页、上关节轴承22、下关节轴承19、双头螺栓20、传感器26、左水平杆30、右水平杆28、竖直杆29；所述接苗斗25刚性嵌在所述固定板24中间圆孔内；所述两个光轴17横穿所述固定板24下方左右两侧孔，光轴17两端与固定板24等距；所述两个前耳27分别套在两个光轴17一端，所述左后耳23和右后耳18分别套在两个光轴17的另一端；合页位于固定板24的中心通孔下方，合页包括左开合页21和右开合页16，所述左开合页21分别与左侧所述光轴17的两侧耳朵刚性连接，所述右开合页16刚性连接在右侧所述光轴17上的两侧耳朵上，开合页和与其连接的耳朵始终保持垂直；所述上关节轴承22与所述左后耳23的上孔以转动副形式连接；所述下关节轴承19与所述右后耳18的下孔以相同形式连接；所述双头螺栓20两端以移动副形式与所述上关节轴承22和所述下关节轴承19分别连接；所述传感器26安装在接苗斗25内壁上；所述左水平杆30和右水平杆28的一端分别活动铰接在所述接苗单元的固定板24上，另一端垂直安装在所述两个竖直杆29上；所述两个竖直杆29的另一端竖直安装在所述栽植器12两侧。

所述滑台座7前侧上方通过两个所述挂架4悬挂在所述滑槽板5上，其下端通过螺栓活动连接在所述滑槽板5的横向行程槽内。

所述滑台座7上有两个竖直行程槽，所述滑块31两端嵌入这两个行程槽。

所述栽植器12两侧开有竖直行程槽，所述的两个竖直杆29通过螺栓连接安装在行程槽内；所述左水平杆30和所述右水平杆28的一端均开有水平行程槽，分别通过螺栓连接安装在所述的两个竖直杆29上。

两个所述的前耳27上均开有小孔，两个小孔之间用复位弹簧连接。

所述双头螺栓20一端为正牙，另一端为反牙；所述上关节轴承22和所述下关节轴承19的螺纹分别是正牙和反牙，双头螺栓20正牙的一端与上关节轴承22通过移动副连接，反牙一端与下关节轴承19以相同形式连接。

所述接苗斗25的落苗口正对所述栽植器12的入土栽植部分最上行工位。

两个所述覆土轮13沿栽植方向外八字安装，归拢土壤，对栽植后的钵苗进行培土。

所述动力装置8是电机、气动马达、液压马达中任一种。

所述传感器26是光电传感器26、电容式接近传感器26中能检测所述接苗斗25中是否有苗的任一种。传感器26与控制单元电连接，将检测到接苗斗25中是否有苗的信息发送到控制单元，控制单元根据信息控制栽植器12的工作。

在移栽前，调节滑台座7在滑槽板5行程槽内平直安装位置，改变栽植器12相距垄沟的距离，使装置有合适的行距；调节手轮1和锁紧器2，改变栽植器12相对垄面的高度，使栽植器12有合适的栽植深度。

开始移栽时，如图5中的(a)所示，状态a中将钵苗放入接苗斗25中，传感器26检测到接苗斗25中有苗，控制单元控制栽植器12开始向上运动；如图5中的(b)状态b所示，栽植器12到达接苗工位，顶杆15开始接触左开合页21，栽植器12继续向上运动，顶杆15驱动开合页在关节轴承的作用下打开；如图5中的(c)所示，状态c所示，栽植器12运动至最上行工位，此时开合页打开到最大落苗角度，栽植器12承接接苗单元释放的钵苗，准备带着钵苗向下运动，开合页在弹簧的作用下开始复位闭合；如图5中的(d)所示，状态d所示，栽植器12运动至栽植工位，即最下行工位，将钵苗植入土壤。随后，覆土轮13对栽植后的钵苗进行培土压实。如此循环反复，接苗单元按需接苗和投苗给栽植单元进行栽植作业，直到完成钵苗定植任务。当栽植器12检测到接苗斗25无苗时，且超过人工放苗时间后，栽植装置自动停止运动。

该装置机械结构简单，组装拆卸方便；运用平移升降单元，能适应任一株距下不同作物的栽植要求；采用接苗单元和栽植单元协调配合，实现栽植器自顶开投苗，使得投苗、栽苗动作有序；采用传感器技术协调配合，自动识别接苗杯有无苗，使得装置能自动开始和停止动作，节约能源。本发明可用在钵苗移栽领域。

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)

1.一种自顶开投苗栽植装置，其特征在于，包括平移升降单元、栽植单元和接苗单元；

所述平移升降单元包括机架(6)、滑槽板(5)、滑台座(7)、锁紧器(2)、滑块(31)、滚珠丝杠(3)和手轮(1)；

所述滑槽板(5)的一侧与机架(6)的一侧连接；所述滑台座(7)的一侧下部平直可拆卸的安装在所述滑槽板(5)另一侧的水平行程槽内，滑台座(7)的一侧上部可拆卸的安装在滑槽板(5)上；所述锁紧器(2)安装在所述滑台座(7)上方；所述滑块(31)与所述滑台座(7)的另一侧滑动连接；所述滚珠丝杠(3)的一端从上到下依次穿过锁紧器(2)、滑台座(7)和滑块(31)并与滑台座(7)下方紧固连接；所述手轮(1)紧固在所述滚珠丝杠(3)另一端；

所述栽植单元后挂在所述平移升降单元上，栽植单元包括安装板(9)、栽植器(12)、顶杆(15)、动力装置(8)和覆土轮(13)；所述安装板(9)与平移升降单元的滑块(31)紧固连接，平移升降单元可带动安装板(9)平移和升降；所述栽植器(12)安装在安装板(9)的一侧；所述顶杆(15)连接在所述栽植器(12)一侧；所述动力装置(8)安装在安装板(9)另一侧；动力装置(8)输出轴通过联轴器(11)与所述栽植器(12)动力驱动部分连接；所述覆土轮(13)安装在栽植器(12)前端；

所述接苗单元位于所述栽植单元上方，接苗单元包括接苗斗(25)、固定板(24)、光轴(17)、合页和传感器(26)；所述接苗斗(25)安装在所述固定板(24)上、且与固定板(24)的中心通孔连通；两个所述光轴(17)分别安装在固定板(24)左右两侧；合页位于固定板(24)的中心通孔下方，合页包括左开合页(21)和右开合页(16)，所述左开合页(21)与左侧光轴(17)连接，所述右开合页(16)与右侧光轴(17)连接；所述传感器(26)安装在接苗斗(25)内壁上；所述顶杆(15)能接触合页，将左开合页(21)和右开合页(16)顶开；

还包括左水平杆(30)和右水平杆(28)；所述左水平杆(30)和右水平杆(28)的一端分别活动铰接在固定板(24)上，另一端分别与竖直杆(29)的一端垂直安装；竖直杆(29)的另一端竖直安装在所述栽植器(12)的两侧上；所述左水平杆(30)和所述右水平杆(28)的一端均开有水平行程槽，竖直杆(29)的一端分别可拆卸的安装在水平行程槽内；所述栽植器(12)两侧开有竖直行程槽，所述竖直杆(29)的另一端可拆卸的安装在竖直行程槽内。

2.根据权利要求1所述的自顶开投苗栽植装置，其特征在于，所述动力装置(8)下端铰接动力安装架(10)。

3.根据权利要求1所述的自顶开投苗栽植装置，其特征在于，所述覆土轮(13)通过覆土轮安装架(14)安装在栽植器(12)前端；

所述覆土轮安装架(14)一端与栽植器(12)连接，另一端与两个覆土轮(13)活动铰接。

4.根据权利要求1所述的自顶开投苗栽植装置，其特征在于，两个所述光轴(17)的一端分别安装前耳(27)，两个光轴(17)的另一端分别安装左后耳(23)和右后耳(18)；所述左开合页(21)两侧分别与左侧光轴(17)的前耳(27)和左后耳(23)固定连接，所述右开合页(16)两侧分别与右侧光轴(17)的前耳(27)和右后耳(18)固定连接；

所述左后耳(23)与上关节轴承(22)的一端转动副连接，所述右后耳(18)与下关节轴承(19)的一端转动副连接；所述上关节轴承(22)的另一端和下关节轴承(19)的另一端分别与双头螺栓(20)两端移动副连接；两个所述前耳(27)之间通过弹簧连接。

5.根据权利要求1所述的自顶开投苗栽植装置，其特征在于，所述滑台座(7)的一侧上部通过挂架(4)悬挂在所述滑槽板(5)上，滑台座(7)的一侧下部通过螺栓活动连接在所述滑槽板(5)另一侧的水平行程槽内；

所述滑台座(7)另一侧上有两个竖直行程槽，所述滑块(31)两端嵌入这两个竖直行程槽、且可在竖直行程槽内滑动。

6.根据权利要求1所述的自顶开投苗栽植装置，其特征在于，所述接苗斗(25)的落苗口正对所述栽植器(12)的入土栽植部分最上行工位。

7.根据权利要求1所述的自顶开投苗栽植装置，其特征在于，两个所述覆土轮(13)沿栽植方向外八字安装。

Images