CN109729795A - 一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将幼苗从200孔的穴盘(长540mm*宽280mm*高43mm)中取出并移栽到育苗钵盆中的装置，具体涉及一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其中穴盘输送机构(5)包括直线模组(51)和穴盘固定件(52)，移栽机构(1)包括铝型材机架(28)、移栽臂(2)、移栽机械手(35)、打坑成穴机构(4)，穴盘输送机构(5)配合移栽机构(1)工作负责穴盘的向前输送，每移栽一排穴盘苗，穴盘输送机构将穴盘向前输送一个穴位；移栽机构(1)负责将穴盘苗从栽植密集的穴盘内移栽到钵盆内，降低移栽成本，提高移栽效率。

Description

一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构

技术领域

本发明涉及一种将幼苗从200孔的穴盘(长540mm*宽280mm*高43mm)中取出并移栽到钵盆中的机构，具体涉及一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构。

背景技术

移栽是生产和培育花卉的重要环节之一，目前盆花移栽作业主要依靠人工完成，传统人工移栽存在耗费工时效率低、劳动强度大、作业环境恶劣、移栽成本高、无法连续生产，而随着我国人民生活水平的提高和人口老龄化趋势的加剧，劳动力大量短缺。因此，研究花卉移栽自动化装备，提升智能水平，解放劳动力迫在眉睫，实现农机与农艺的结合、移栽技术与工厂化育苗生产的配合已经成为我国农业机械化发展亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机穴盘输送及移栽机构，结构简单，成本较低，使用性能可靠，移栽过程中能实现精准从穴盘中抓苗并将花卉幼苗移栽到钵盆中，以机器代替人工，节约劳动力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，包括铝型材机架28、移栽臂2、打坑成穴机构4、移栽机械手35和穴盘输送机构5；移栽臂2固定在铝型材机架1上，气缸连接板21与双轴气缸26通过螺栓连接，同时移栽臂横梁连接板21与移栽臂2通过直角连接件25连接，在双轴气缸26的带动下在竖直方向上做直线往复运动；打坑成穴机构4通过铝型材机架28固连在移栽臂2的前一个工位，穴盘输送机构5安装在整机机架行进方向上的右侧，与移栽机构配合，一穴一穴精准前进，完成移栽动作。

打坑成穴机构4由打坑气缸41和打坑头42组成，打坑气缸41拉伸完成打坑成穴动作。穴盘输送机构5由直线模组51和穴盘固定件52组成，其中直线模组51包括密封风琴60和滚珠丝杠副61，穴盘输送机构5与移栽机构3配合，穴盘固定件52由X、Y方向定位框架62和Z方向定位压板63组成，通过螺栓螺母固定连接。穴盘输送机构5与移栽机构1配合，穴盘固定件52限制住穴盘的X、Y、Z方向，使其固定不动，直线模组(51)在PLC控制驱动配套步进电机的作用下一穴一穴精准前进，精准完成移栽动作。

移栽臂2还包括：竖直运动部件和水平移动部件，其中竖直运动部件包括圆柱滑轨22、滑块连接件23和竖直滑块2)、直角连接件25、移栽臂横梁连接板21和双轴气缸(26)双轴气缸26驱动移栽臂在两侧竖直圆柱滑轨22的导向作用下垂直上下运动；水平移动部件包括：移栽臂安装横梁3、电机驱动机构31、同步齿形带32、微型导轨33、精密滚子链34、移栽机械手35、同步带轮36、限位开关37、微型滑块38、主动滑块39和从动滑块310，电机驱动机构31固定在铝型材机架1，微型滑块38固定在微型导轨33上，主动滑块39和从动滑块310固连在微型滑块38上并在微型导轨33上水平运动，移栽机械手35固定在主动滑块39和从动滑块310上。同步齿形带32在电机驱动机构31的作用下，带动移栽机械手35在水平方向上实现水平移动，完成取苗、放苗动作。

精密滚子链34通过精密滚子链安装螺栓314固定主动滑块39和从动滑块310，精密滚子链34精确控制主动滑块39和从动滑块310之间的距离，精密滚子链34带动从动滑块310水平运动。滚子链的长度即为放苗工作时所需的移栽机械手之间的指定距离。

同步齿形带32通过同步带夹紧螺栓313带动主动滑块39，同步齿形带32与主动滑块39之间没有相对运动。

初始位置的限位开关37固定在铝型材机架1上，精准控制移栽机构中开合滑块的位置。

移栽机械手35包括：气缸315、气缸固定板316、移栽针317、移栽针固定块318和弹簧319，气缸315固定在汽缸固定板316上，移栽针固定块318固定在气缸315轴端，移栽针317固定在移栽针固定块318上，弹簧319连接两个所述移栽针317。

电机驱动机构31包括：同步带轮安装板311、同步带连接轴312同步带轮36和轴承3133，同步带连接轴312连接同步带轮，同步齿形带32通过同步带轮的转动水平运动，同步带轮安装板311固定在电机驱动机构31上，步进电机通过轴承3133带动同步带连接轴312转动从而带动同步齿形带32运动。

其工作原理是：

穴盘输送机构将穴盘输送到位，装好土的钵盆先通过打坑成穴机构4，钵盆继续前进当运动到移栽机构1的正下方时，此时双轴气缸26处于压缩状态，电机驱动机构31驱动同步齿形带32带动第一个与同步带咬紧的滑块在紧密滚子链34的拉动下拉动十个移栽机械手35在限位开关的作用下，到达穴盘的正上方；双轴气缸导向机构2带动移栽机构向下运动，当移栽机械爪离穴盘苗坨表面3mm时，气缸推动移栽针318向下运动，移栽针318夹紧穴盘苗坨；双轴气缸导向机构2带动移栽机构向上运动，同步带带动开合机构展开，此时移栽机械手移动到钵盆正上方，移栽机械手爪将穴盘内第一排花苗移栽到钵盆内，依此类推连续工作，由人工放置穴盘苗、取下空穴盘以辅助移栽机完成移栽作业。

本发明的有益效果：

(1)盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机穴盘输送及移栽机构的设计有助于提高种苗出芽率，大大节约种子，使种苗业主可以放心采用价格很高的优良种子，同时降低了成本。

(2)盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机穴盘输送及移栽机构的设计有利于实现机械化生产，提高了种子的利用率与作业质量，移栽后每穴中基质填装量一致，播种深浅相差无几，压实程度、覆盖深度等都很接近，提高了育苗的品质。

(3)考虑移栽时影响钵盆变形的因素，分析移栽手作业时穴盘的受力情况，探讨移栽手入土角度、速度等因素对钵盆直立情况的影响，进而改进完善移栽手机构，实现精准移栽且钵盆不倾倒变形。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的双轴气缸与移栽机构连接图；

图3为本发明的移栽臂结构图；

图4为本发明的移栽机构与竖直机架连接图；图5为本发明的移栽机构结构示意图；

图6为本发明的步进电机与同步齿形带连接图；

图7为本发明的移栽机构连接关系放大图；

图8为发明的同步带夹紧螺栓与精密滚子链安装螺栓结构示意图；

图9为本发明的主动滑块图；

图10为本发明的精密滚子链图；

图11为本发明的夹紧状态的移栽机械手结构图；

图12为本发明的张开状态的移栽机械手结构图；

图13为本发明的打坑成穴机构结构图；

图14为本发明的穴盘输送机构机构图。

图1中28、铝型材机架；2、移栽臂；1、移栽机构；3、移栽臂安装横梁；35、移栽机械手

图2中25、直角连接件；21、移栽臂横梁连接板

图3中2、移栽臂；

图4中22、圆柱滑轨；23、滑块连接件；24竖直滑块；

图5中31、电机驱动机构；32、同步齿形带、33、微型导轨；34、精密滚子链；35、移栽机械手；36、同步带轮；37、初始位置限位开关；38、微型滑块；39、主动滑块；310、从动滑块；

图6中311、同步带轮安装板；312、同步带连接轴；3133、轴承；

图7中33、微型导轨；35、移栽机械手；

图8中313、同步带夹紧螺栓；314、精密滚子链安装螺栓；

图12中315、气缸；316、气缸固定板；317、移栽针；318、移栽针固定块；319、弹簧；

图13中41、打坑气缸；42、打坑头；

图14中51、直线模组；52、穴盘固定件；60、密封风琴罩；61、滚珠丝杠副；62、X、Y方向定位框架；63、Z方向定位压板；

具体实施方式

实施例1

如图1-图4所示，一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，包括铝型材机架28为机架的龙门移栽机构上固定两根圆柱滑轨22，四个竖直滑块24分别连接在两根圆柱滑轨22上，竖直滑块24上方固连滑块连接件23，进而滑块连接件23通过螺栓固定连接移栽机构1，移栽臂2通过滑块24的导向作用能实现上下滑动；双轴气缸26固定在铝型材机架1上，移栽臂横梁连接板21与双轴气缸2通过8个螺栓连接，同时移栽臂横梁连接板21与移栽机构横梁通过3个直角连接件25与移栽臂2连接，通过连接板移栽臂2可以在双轴气缸26的带动下在竖直方向上做直线往复运动；

如图5-图12所示，电机驱动机构31固定在铝型材机架28上，微型滑块38固定于微型导轨33上，通过紧固螺栓预紧，同步齿形带32安装在两根微型导轨33之间，通过同步带轮36以及同步带连接轴312与同步带夹紧螺栓313传动连接，步进电机驱动同步齿形带32，实现同步齿形带32在水平方向的往复运动；

一组十个开合滑块与两根水平微型导轨33通过微型滑块38连接，第一个滑块为主动滑块39，同步齿形带32通过同步带夹紧螺栓313带动主动滑块39，同步齿形带32与主动滑块39之间没有相对运动。

其余九个滑块为从动滑块310，同步齿形带32与从动滑块210之间没有夹紧机构，存在相对运动。十个开合滑块之间通过没有弹性指定距离的9个精密滚子链34连接，其中精密滚子链34通过螺栓314连接。十个移栽机械手35分别固连在十组开合滑块上，精密滚子链的作用是精确控制10个移栽机械手35之间开合的距离，滚子链的长度即为放苗工作时所需的移栽机械手之间的指定距离；

移栽臂2左右两端极限位置有两个限位开关，十个滑块在限位开关37的作用下，当最右端第十个从动滑块触碰到最右端限位开关时，十个移栽机械手35在穴盘苗正上方的第一排十个穴中心正上方合紧，此时精密滚子链34处于松弛状态；双轴气缸26下降，气缸315的气杆拉伸，10个移栽机械手35夹紧苗坨，实现抓苗动作；双轴气缸26上升，通过同步齿形带32的拉动，最左端第一个主动滑块39触碰到最左侧限位开关时，十个移栽机械手35在钵盆中心的正上方十个滑块分开，此时精密滚子链34处于绷紧状态，双轴气缸26下降，气缸315的气杆收缩，十个移栽机械手35张开，实现放苗动作；

移栽机械手35由气缸315，气缸固定板316，移栽针317，移栽针固定块318、弹簧319组成，移栽机械手通过气缸315的伸缩与移栽针设计的固定倾斜角度通过弹簧的拉伸与收缩特性来实现夹紧与张开。

如图13所示，打坑成穴机构4通过铝型材机架1固连在移栽机构的前一个工位，钵盆输送至打坑成穴机构4下方时，打坑气缸41拉伸，打坑头42插入基质内完成打坑动作；

穴盘输送机构5安装在整机机架行进方向上的右侧，与移栽机构1配合，穴盘固定件52限制住穴盘的X、Y、Z方向，使其固定不动，直线模组51在PLC控制驱动下一穴一穴精准前进，精准完成移栽动作。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其中穴盘输送机构(5)包括直线模组(51)和穴盘固定件(52)，移栽机构(1)包括铝型材机架(28)、移栽臂(2)、移栽机械手(35)、打坑成穴机构(4)，其特征在于，在行进方向上安装在机架左侧的移栽机构(1)与安装在机架右侧的穴盘输送机构并行放置，配合工作，穴盘输送机构(5)首先将穴盘输送到位，当移栽机构(1)中的打坑成穴机构(4)完成打坑动作后，钵盆向前输送一个工位，此时移栽臂(2)带动移栽机械手(35)水平运动至穴盘苗第一排十个苗坨的正上方完成取苗动作，随后移栽臂(2)带动移栽机械手(35)反向运动至十个钵盆正上方，完成放苗动作，与此同时穴盘机构(5)向前输送一个穴的距离，如此往复循环，实现盆栽花卉穴盘苗的移栽动作。

2.根据权利要求1所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述的移栽臂(2)包括竖直运动部件：圆柱滑轨(22)、滑块连接件(23)和竖直滑块(24)、直角连接件(25)、移栽臂横梁连接板(21)和双轴气缸(26)；水平移动部件：移栽臂安装横梁(3)、同步齿形带(32)、微型导轨(33)、精密滚子链(34)、限位开关(37)、微型滑块(38)、主动滑块(39)和从动滑块(310)。其中双轴气缸(26)固定在铝型材机架(28)上，移栽臂横梁连接板(21)与双轴气缸(26)通过螺栓连接，同时移栽臂横梁连接板(21)与移栽臂(2)通过直角连接件(25)连接，滑块连接件(23)固定在竖直滑块(24)，在双轴气缸26的带动下所述竖直滑块(24)在圆柱滑轨(22)上上下滑动；水平方向上，两根微型导轨(33)水平固连在移栽臂安装横梁(3)上，同步齿形带(32)在两个微型导轨(33)中间穿过，限位开关(37)安装于横梁左右两侧，10组微型滑块(38)与微型导轨(33)配合安装，1个主动滑块(39)和9个从动滑块(310)固连在10组微型滑块(38)上，1个主动滑块(39)和9个从动滑块(310)之间通过精密滚子链(34)连接，滑块在同步带的水平往复运动过程中实现水平方向的位移。

3.根据权利要求1所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述移栽机械手(35)包括气缸(315)、气缸固定板(316)、移栽针(317)、移栽针固定块(318)和弹簧(319)，所述气缸(315)固定在气缸固定板(316)上，所述移栽针固定块(318)固定在气缸(315)轴端，所述移栽针(317)固定在移栽针固定块(318)上，所述弹簧(319)连接两个所述移栽针(317)，10个移栽机械手通过螺栓固连在1个主动滑块(39)和9个从动滑块(310)上。

4.根据权利要求1所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述打坑成穴机构(4)包括打坑气缸(41)和打坑头(42)组成，打坑气缸(41)拉伸完成打坑成穴动作。

5.根据权利要求1所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述穴盘输送机构(5)由直线模组(51)和穴盘固定件(52)组成，其中直线模组(51)包括密封风琴罩(60)和滚珠丝杠副(61)，穴盘输送机构(5)与移栽机构(3)配合，穴盘固定件(52)由X、Y方向定位框架(62)和Z方向定位压板(63)组成，限制住穴盘的X、Y、Z方向，使其固定不动，直线模组(51)在PLC控制驱动下一穴一穴精准前进，精准完成移栽动作。

6.根据权利要求3所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述初始位置的限位开关(37)固定在移栽臂(2)上的左右两端，精准控制移栽机构中开合滑块的位置。

7.根据权利要求3所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述电机驱动机构(31)包括同步带轮安装板(311)、同步带连接轴(312)、同步带轮(36)和轴承(3133)，所述同步带连接轴(312)连接同步带轮(36)，所述同步齿形带(32)通过同步带轮的转动水平运动，同步带轮安装板(311)固定在电机驱动机构(31)上，步进电机通过同步带夹紧螺栓(313)带动同步带连接轴(312)转动从而带动同步齿形带(32)运动。

8.根据权利要求3所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述精密滚子链(34)通过精密滚子链安装螺栓(314)固定主动滑块(39)和从动滑块(310)，精密滚子链(34)精确控制主动滑块(39)和从动滑块(310)之间的距离，精密滚子链(34)带动从动滑块(310)水平运动，精密滚子链(34)的滚子链长度即为放苗工作时所需的移栽机械手之间的指定距离。

9.根据权利要求1所述的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的穴盘输送及移栽机构，其特征在于，所述同步齿形带(32)通过同步带夹紧螺栓(313)带动主动滑块(39)，同步齿形带(32)与主动滑块(39)之间没有相对运动。