CN110476659B - 一种自动化的营养钵播种装填生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化的营养钵播种装填生产线，涉及农业设备领域，包括输送系统、播种机构、压实机构以及取料机构，所述输送系统用于输送营养钵，所述播种机构、压实机构及取料机构均安装于输送系统上，播种机构用于实现营养钵的播种和装填基质的工作，压实机构用于实现对播种机构处理后的营养钵内的上层基质进行压实和打孔处理，所述取料机构有两个且对称设置于输送系统的两侧，用于将压实后的营养钵转移至下一工位，本发明实现了营养钵的一次装填基质、播种、二次装填基质、喷洒、压实打孔五个过程，整个过程实现了流水化作业，提高了生产效率，节约了人力成本。

Description

一种自动化的营养钵播种装填生产线

技术领域

本发明属于农业设备领域，具体涉及一种自动化的营养钵播种装填生产线。

背景技术

营养钵，其质地多为塑料制作，纸杯大小的多用于育种、育苗、花盆大小的多用于温室种植。黑色塑料营养钵具有白天吸热、夜晚保温护根、保肥作用，干旱时节具有保水作用；用营养钵育种、育苗便于集中培育和移栽，显著提高经济效益，广泛用于花卉、蔬菜、瓜果等农业种植。

为了满足育苗的需求，需要将配好的基质及种子分别按序装入营养钵内，传统的装填方式是采用人工一个个装填，劳动强度大，效率低。随着科学的不断发展，现有技术中也出现了一些机械化的装填设备，但是大部分仍然采用的是半自动化的方式，且设备结构较为复杂，成本高。另外，相当一部分的设备采用的是分布式装填方法，即播种和装填基质是分步进行，采用两套机构，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化的营养钵播种装填生产线，以解决上述提到的现有技术中导致的上述缺陷。

一种自动化的营养钵播种装填生产线，包括输送系统、播种机构、压实机构以及取料机构，所述输送系统用于输送营养钵，所述播种机构、压实机构及取料机构均安装于输送系统上，播种机构用于实现营养钵的播种和装填基质的工作，压实机构用于实现对播种机构处理后的营养钵内的上层基质进行压实和打孔处理，所述取料机构有两个且对称设置于输送系统的两侧，用于将压实后的营养钵转移至下一工位；

所述播种机构包括机架、进料斗、堵板、驱动组件以及喷洒组件，所述进料斗有若干个并沿着机架的长度方向等距设置，进料斗的底部设有排料口，所述堵板位于排料口的下方且堵板的顶面与排料口的底面共面，堵板的侧面与机架的内侧面平行，堵板的顶面设有导向套，导向套内滑动连接有导向柱，导向柱的两端连接至机架的内壁上，驱动组件连接至堵板并驱动堵板在水平方向上来回移动，以实现排料口的开合，所述喷洒组件还通过联动组件连接至驱动组件，以实现喷洒组件的间歇式喷洒；

优选的，所述输送系统包括输送架、输送辊、输送带以及输送电机，输送辊至少有两个且转动连接于输送架的内侧，输送带安装于输送辊之间，其中一端的输送辊的转轴连接有从动轮，从动轮通过皮带连接有主动轮，主动轮连接至输送电机的输出端。

优选的，所述喷洒组件包括单向阀一、单向阀二、水管以及软管，所述单向阀一、单向阀二分别安装于水管的上下两端，且单向阀一与单向阀二的流向相同，所述软管连接至单向阀一的入口端，水管通过侧板固定于机架的一端，水管的侧面连接有进气管，所述进气管通过支撑板一安装于侧板的下方。

优选的，所述驱动组件包括电机、凸轮、安装板以及导向轮，所述电机安装于机架的顶部且其输出端连接至凸轮，所述安装板安装于堵板上，所述导向轮转动连接于安装板一端的转轴上且导向轮与凸轮抵接，所述导向柱上远离凸轮的一侧套设有复位弹簧，复位弹簧的两端分别与机架的内壁、导向套抵接，机架的侧面设有供凸轮移动的缺口。

优选的，所述联动组件包括连杆、活塞以及支撑板二，所述连杆的一端转动连接于凸轮的端面上，连杆的另一端铰接于活塞的一端，活塞的另一端穿过支撑板二滑动连接于进气管内，支撑板二安装于机架的内壁上，当凸轮的最远端与导向轮之间的距离最大时，所述的连杆与堵板的侧面平行。

优选的，所述压实机构包括压实支架、压实气缸以及压头，压实支架安装于输送架上，压实气缸安装于压实支架的顶部且其输出端连接至压头，压头的底面设有若干呈周向排列的打孔柱。

优选的，所述取料机构包括L形支撑板、U形支撑板、回转支撑台、取料板以及旋转电机，所述L形支撑板安装于输送架的外侧，U形支撑板通过导向杆滑动连接于L形支撑板的上方且U形支撑板的底部还连接有限位柱，所述回转支撑台通过转轴转动连接于U形支撑板的上部，转轴的下端连接有从动齿轮，从动齿轮啮合有主动齿轮，主动齿轮连接至旋转电机的输出端，旋转电机安装于U形支撑板的下部，U形支撑板的下部还连接至气缸一的输出端，取料板的一端设有U形的取料缺口且其另一端连接至气缸二的输出端，取料板上位于气缸二的一侧还连接有两个对称设置的横杆，横杆的另一端穿过回转支撑台并与其滑动连接。

优选的，所述水管的轴心与相邻的进料斗的轴心之间的距离等于相邻两个进料斗的轴心之间的距离。

优选的，中间的进料斗用于盛放种子，两侧的进料斗用于盛放基质，且中间的进料斗的排料口的尺寸小于两侧的进料斗的排料口的尺寸。

优选的，所述输送带的外侧表面上设有用于对营养钵进行定位的定位圈，其采用橡胶制成。

优选的，所述单向阀二的出口端还连接有喷头。

本发明的优点在于：

(1)本发明的播种机构通过设置多个进料斗，实现了播种、装填基质动作的同步进行，以便于实现连续化、自动化装填，且借助于喷洒组件，能够在装填结束后向营养钵内喷洒一定量的水，有助于种子的发育；通过设置的压实机构，能够对上层基质进行压实操作，提高了其表面平整度，同时通过打上一些透气孔，有利于种子吸收水分和氧气。

(2)本发明的输送系统采用输送带方式，结构简单，成本低廉，易于装配，且通过设置的定位圈，方便对营养钵进行定位，避免其发生位置的偏移。

(3)本发明的驱动组件既能实现堵板的来回移动以实现排料口的开合，进行播种和装填基质，还能够带动联动组件运作，实现喷洒操作的同步进行，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2、图3为本发明中播种机构不同视角的结构示意图。

图4、图5为本发明中播种机构去掉机架后的不同视角的结构示意图。

图6为本发明中输送系统的内部示意图。

图7为本发明中压实机构的结构示意图。

图8为本发明的输送末端部分的俯视图。

图9为本发明中取料机构的结构示意图。

图10为本发明中取料机构的主视图。

图11为本发明中U形支撑板及回转支撑台部分的装配图。

其中，1-输送系统，11-输送架，12-输送辊，13-输送带，14-输送电机，15-从动轮，16-主动轮，17-定位圈，2-播种机构，21-机架，22-进料斗，23-堵板，24-驱动组件，241-电机，242-凸轮，243-安装板，244-导向轮，25-喷洒组件，251-单向阀一，252-单向阀二，253-水管，254-软管，255-喷头，256-进气管，257-支撑板一，258-侧板，26-联动组件，261-连杆，262-活塞，263-支撑板二，27-缺口，28-导向柱，29-导向套，210-复位弹簧，3-压实机构，31-压实支架，32-压实气缸，33-压头，34-打孔柱，4-取料机构，41-L形支撑板，42-U形支撑板，43-回转支撑台，44-取料板，45-旋转电机，46-导向杆，47-限位柱，48-转轴，49-从动齿轮，410-主动齿轮，411-气缸一，412-气缸二，413-取料缺口，414-横杆。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图11所示，一种自动化的营养钵播种装填生产线，包括输送系统1、播种机构2、压实机构3以及取料机构，所述输送系统1用于输送营养钵，所述播种机构2、压实机构3及取料机构均安装于输送系统1上，播种机构2用于实现营养钵的播种和装填基质的工作，压实机构3用于实现对播种机构2处理后的营养钵内的上层基质进行压实和打孔处理，所述取料机构4有两个且对称设置于输送系统1的两侧，用于将压实后的营养钵转移至下一工位；

所述播种机构2包括机架21、进料斗22、堵板23、驱动组件24以及喷洒组件25，所述进料斗22有若干个并沿着机架21的长度方向等距设置，进料斗22的底部设有排料口，所述堵板23位于排料口的下方且堵板23的顶面与排料口的底面共面，堵板23的侧面与机架21的内侧面平行，堵板23的顶面设有导向套29，导向套29内滑动连接有导向柱28，导向柱28的两端连接至机架21的内壁上，驱动组件24连接至堵板23并驱动堵板23在水平方向上来回移动，以实现排料口的开合，所述喷洒组件25还通过联动组件26连接至驱动组件24，以实现喷洒组件25的间歇式喷洒；

在本实施例中，所述输送系统1包括输送架11、输送辊12、输送带13以及输送电机14，输送辊12至少有两个且转动连接于输送架11的内侧，输送带13安装于输送辊12之间，其中一端的输送辊12的转轴连接有从动轮15，从动轮15通过皮带连接有主动轮16，主动轮16连接至输送电机14的输出端，所述输送带13的外侧表面上设有用于对营养钵进行定位的定位圈17，其采用橡胶制成。

在本实施例中，所述喷洒组件25包括单向阀一251、单向阀二252、水管253以及软管254，所述单向阀一251、单向阀二252分别安装于水管253的上下两端，且单向阀一251与单向阀二252的流向相同，所述软管254连接至单向阀一251的入口端，水管253通过侧板258固定于机架21的一端，水管253的侧面连接有进气管256，所述进气管256通过支撑板一257安装于侧板258的下方，所述进气管256为90度弯管。所述单向阀二52的出口端还连接有喷头55，以实现均匀喷水。

在本实施例中，所述驱动组件24包括电机241、凸轮242、安装板243以及导向轮244，所述电机241安装于机架21的顶部且其输出端连接至凸轮242，所述安装板243安装于堵板23上，所述导向轮244转动连接于安装板243一端的转轴上且导向轮244与凸轮242抵接，所述导向柱28上远离凸轮242的一侧套设有复位弹簧210，复位弹簧210的两端分别与机架21的内壁、导向套29抵接。复位弹簧210用于驱动堵板23复位，凸轮242用于驱动堵板23做水平横向移动，机架21的侧面设有供凸轮242移动的缺口27。

在本实施例中，所述联动组件26包括连杆261、活塞262以及支撑板二263，所述连杆261的一端转动连接于凸轮242的端面上凸轮242的端面上设有与连杆261相配合的连接柱，连杆261的另一端铰接于活塞262的一端，活塞262的另一端穿过支撑板二263滑动连接于进气管256内，支撑板二263安装于机架21的内壁上，当凸轮242的最远端与导向轮244之间的距离最大时，所述的连杆261与堵板23的侧面平行。

在本实施例中，所述压实机构3包括压实支架31、压实气缸32以及压头33，压实支架31安装于输送架11上，压实气缸32安装于压实支架31的顶部且其输出端连接至压头33，压头33的底面设有若干呈周向排列的打孔柱34。

在本实施例中，所述取料机构4包括L形支撑板41、U形支撑板42、回转支撑台43、取料板44以及旋转电机45，所述L形支撑板41安装于输送架11的外侧，U形支撑板42通过导向杆46滑动连接于L形支撑板41的上方且U形支撑板42的底部还连接有限位柱47，所述回转支撑台43通过转轴48转动连接于U形支撑板42的上部，转轴48具体是通过轴承转动连接于U形支撑板42上，转轴48的下端连接有从动齿轮49，从动齿轮49啮合有主动齿轮410，主动齿轮410连接至旋转电机45的输出端，旋转电机45安装于U形支撑板42的下部，U形支撑板42的下部还连接至气缸一411的输出端，取料板44的一端设有U形的取料缺口413且其另一端连接至气缸二412的输出端，取料板44上位于气缸二412的一侧还连接有两个对称设置的横杆414，横杆414的另一端穿过回转支撑台43并与其滑动连接。

在本实施例中，所述水管253的轴心与相邻的进料斗22的轴心之间的距离等于相邻两个进料斗22的轴心之间的距离。

在本实施例中，中间的进料斗22用于盛放种子，两侧的进料斗22用于盛放基质，且中间的进料斗22的排料口的尺寸小于两侧的进料斗22的排料口的尺寸。

在本实施例中，所述进料斗22均采用ABS塑料制成，机架21采用金属材料，以保证其结构的刚度和强度。

工作过程及原理：

将播种机构安装于输送系统1的输送架11上，使得播种机构2中的进料斗22和水管253位于输送带13的正上方，接着启动输送系统，输送带13驱动其上的营养钵做步进运动(输送电机14采用步进电机或伺服电机)，与此同时，电机241驱动凸轮242旋转，凸轮242抵着导向轮244并驱动堵板223水平移动，当其中一个营养钵到达排料口的正下方时，此时的堵板23处于完全打开状态，能够顺畅的排料、播种，而在此刻，连杆261与进气管256的距离最短并驱动活塞262压缩进气管256的空气和水，水经由单向阀二252排出，最终喷洒在营养钵内，完成一个流程；接着，凸轮242继续旋转，当凸轮242的最远端与导向轮244的距离最远时，此时的堵板23完全将排料口堵住，而连杆261与进气管256之间的距离也最大，活塞262向外抽离导致进气管256内的压力变小，位于水管253上方的单向阀一251打开，软管254内的水流入水管253内并被单向阀一251堵住，存储起来，以待下次喷洒；最后，营养钵到达压头的正下方时，压实气缸32伸出，驱动压头33向下移动，对上层的基质进行压实和打孔处理。营养钵继续顺着输送带13移动至输送带13的末端，即取料工位，其中一个取料机构4启动，取料板44在气缸二412的作用下伸出，取料缺口413穿过营养钵并位于营养钵上端翻边的下方，接着气缸一411伸出，将U形支撑板42顶起一段距离，取料板44随机将营养钵抬起，然后回转电机45驱动主动齿轮410、从动齿轮49、回转支撑台43以及取料板44旋转180度，营养钵到达输送系统1一侧的下一工位处(一共有2个，图中未示出)，接着气缸一411、气缸二412依次缩回，营养钵被转移至下一工位上，旋转电机45再驱动取料板44到达朝向输送带13的一侧。在其中一个取料机构4转移走营养钵的同时，另一个取料机构4处于待工作状态，两者交替取料，以提高生产效率。

如此，经过以上步骤，营养钵依次经过三个进料斗22、一个喷头255和一个压头34，依次实现了一次装填基质、播种、二次装填基质、喷洒、压实打孔五个过程，整个过程实现了流水化作业。其中，二次装填基质的作用在于覆盖种子，避免其裸露在外面。

由于营养钵的上端面具有一定面积，故堵板23在开合的过程中，绝大部分种子和基质会落入到营养钵内。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于，包括输送系统（1）、播种机构（2）、压实机构（3）以及取料机构（4），所述输送系统（1）用于输送营养钵，所述播种机构（2）、压实机构（3）及取料机构（4）均安装于输送系统（1）上，播种机构（2）用于实现营养钵的播种和装填基质的工作，压实机构（3）用于实现对播种机构（2）处理后的营养钵内的上层基质进行压实和打孔处理，所述取料机构（4）有两个且对称设置于输送系统（1）的两侧，用于将压实后的营养钵转移至下一工位；

所述播种机构（2）包括机架（21）、进料斗（22）、堵板（23）、驱动组件（24）以及喷洒组件（25），所述进料斗（22）有若干个并沿着机架（21）的长度方向等距设置，进料斗（22）的底部设有排料口，所述堵板（23）位于排料口的下方且堵板（23）的顶面与排料口的底面共面，堵板（23）的侧面与机架（21）的内侧面平行，堵板（23）的顶面设有导向套（29），导向套（29）内滑动连接有导向柱（28），导向柱（28）的两端连接至机架（21）的内壁上，驱动组件（24）连接至堵板（23）并驱动堵板（23）在水平方向上来回移动，以实现排料口的开合，所述喷洒组件（25）还通过联动组件（26）连接至驱动组件（24），以实现喷洒组件（25）的间歇式喷洒；

所述输送系统（1）包括输送架（11）、输送辊（12）、输送带（13）以及输送电机（14），输送辊（12）至少有两个且转动连接于输送架（11）的内侧，输送带（13）安装于输送辊（12）之间，其中一端的输送辊（12）的转轴连接有从动轮（15），从动轮（15）通过皮带连接有主动轮（16），主动轮（16）连接至输送电机（14）的输出端；

所述喷洒组件（25）包括单向阀一（251）、单向阀二（252）、水管（253）以及软管（254），所述单向阀一（251）、单向阀二（252）分别安装于水管（253）的上下两端，且单向阀一（251）与单向阀二（252）的流向相同，所述软管（254）连接至单向阀一（251）的入口端，水管（253）通过侧板（258）固定于机架（21）的一端，水管（253）的侧面连接有进气管（256），所述进气管（256）通过支撑板一（257）安装于侧板（258）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：所述驱动组件（24）包括电机（241）、凸轮（242）、安装板（243）以及导向轮（244），所述电机（241）安装于机架（21）的顶部且其输出端连接至凸轮（242），所述安装板（243）安装于堵板（23）上，所述导向轮（244）转动连接于安装板（243）一端的转轴上且导向轮（244）与凸轮（242）抵接，所述导向柱（28）上远离凸轮（242）的一侧套设有复位弹簧（210），复位弹簧（210）的两端分别与机架（21）的内壁、导向套（29）抵接，机架（21）的侧面设有供凸轮（242）移动的缺口（27）。

3.根据权利要求2所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：所述联动组件（26）包括连杆（261）、活塞（262）以及支撑板二（263），所述连杆（261）的一端转动连接于凸轮（242）的端面上，连杆（261）的另一端铰接于活塞（262）的一端，活塞（262）的另一端穿过支撑板二（263）滑动连接于进气管（256）内，支撑板二（263）安装于机架（21）的内壁上，当凸轮（242）的最远端与导向轮（244）之间的距离最大时，所述的连杆（261）与堵板（23）的侧面平行。

4.根据权利要求1所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：所述压实机构（3）包括压实支架（31）、压实气缸（32）以及压头（33），压实支架（31）安装于输送架（11）上，压实气缸（32）安装于压实支架（31）的顶部且其输出端连接至压头（33），压头（33）的底面设有若干呈周向排列的打孔柱（34）。

5.根据权利要求1所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：所述取料机构（4）包括L形支撑板（41）、U形支撑板（42）、回转支撑台（43）、取料板（44）以及旋转电机（45），所述L形支撑板（41）安装于输送架（11）的外侧，U形支撑板（42）通过导向杆（46）滑动连接于L形支撑板（41）的上方且U形支撑板（42）的底部还连接有限位柱（47），所述回转支撑台（43）通过转轴（48）转动连接于U形支撑板（42）的上部，转轴（48）的下端连接有从动齿轮（49），从动齿轮（49）啮合有主动齿轮（410），主动齿轮（410）连接至旋转电机（45）的输出端，旋转电机（45）安装于U形支撑板（42）的下部，U形支撑板（42）的下部还连接至气缸一（411）的输出端，取料板（44）的一端设有U形的取料缺口（413）且其另一端连接至气缸二（412）的输出端，取料板（44）上位于气缸二（412）的一侧还连接有两个对称设置的横杆（414），横杆（414）的另一端穿过回转支撑台（43）并与其滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：所述水管（253）的轴心与相邻的进料斗（22）的轴心之间的距离等于相邻两个进料斗（22）的轴心之间的距离。

7.根据权利要求1所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：中间的进料斗（22）用于盛放种子，两侧的进料斗（22）用于盛放基质，且中间的进料斗（22）的排料口的尺寸小于两侧的进料斗（22）的排料口的尺寸。

8.根据权利要求1所述的一种自动化的营养钵播种装填生产线，其特征在于：所述输送带（13）的外侧表面上设有用于对营养钵进行定位的定位圈（17），其采用橡胶制成，所述单向阀二（252）的出口端还连接有喷头（255）。

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