CN110771323B - 一种移栽机穴盘输送装置及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移栽机穴盘输送装置及其定位方法，涉及自动化移栽技术领域，包括用于对穴盘进行支撑限位的穴盘输送架以及分别用于实现穴盘纵向输送和横向进给的纵向输送机构和横向进给机构，还包括用于在取苗装置取苗时下压固定穴盘的穴盘压杆机构。本发明通过链条驱动限位于穴盘下方的穴盘挡条运动，以实现穴盘在重力作用下沿穴盘托板的下滑运动，该种进给方式进给平稳、精度高，不易卡盘；穴盘压杆机构为活动式结构，穴盘到达取苗位置时，压杆轴驱动压杆向下转动压住穴盘，防止取苗爪在取苗过程中将穴盘带离穴盘输送装置，取完苗后，压杆轴驱动压杆向上转动离开穴盘，穴盘继续进给，避免了穴盘卡盘导致的输送中断问题。

Description

一种移栽机穴盘输送装置及其定位方法

技术领域

本发明涉及自动化移栽技术领域，具体涉及一种用于输送穴盘的输送装置及其定位方法。

背景技术

自动蔬菜钵苗移栽机是一种以拖拉机地盘为基础搭建的实现蔬菜钵苗自动化栽植的农用设备，一般包括穴盘的输送装置，取苗装置、栽植装置和覆土装置。穴盘输送装置是将人工上料的穴盘输送至取苗位置的装置，穴盘装置将穴盘输送到位后，由取苗装置通过苗爪将钵苗抓取，投入到栽植装置中，然后再由栽植装置将钵苗栽入土壤中，最后由覆土装置将土壤覆盖至栽植位置。由此可见穴盘装置是为移栽作业供给钵苗的机构，穴盘装置能否高效、准确地供给钵苗，直接影响自动蔬菜钵苗移栽机的移栽效率。

现有的移栽机普遍使用传动轴作为穴盘的传送工具，该输送当方式是将穴盘底部相邻的两行间的空隙卡在传动轴上，链条带动传动轴移动实现进给，由于穴盘材质具有挠性，故人工摆放穴盘时候，穴盘易发生形变，从而导致穴盘相邻两行的空隙位置不确定，容易出现卡盘的现象，难以快速摆放到位；同时，传动轴硬度较高，且其半径为定值，无法随穴盘间隙的大小变化，容易产生传动间隙，导致穴盘传动不平稳；此外，在传动过程中，穴盘的位移精度难以保证。目前，实际使用中，一般通过设置固定压条来实现穴盘的压盘，但设置压条后穴盘易被压条卡住，影响其纵向进给。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

专利1：

申请号：201510549899.7，申请日：2015.12.09，授权公告日：2015.12.09，本发明提出了一种钵苗移栽机穴盘输送装置。该装置能够适应不同规格的穴盘，通过光电传感器检测，能够实现穴盘纵向进给每次进给一排。通过调节油压缓冲器的位置，能够实现穴盘横向运动的距离以适应不同规格穴盘不同的横向移动距离。该装置横向运动可调，适应性强，纵向进给由传感器与步进电机控制，进给准确。

但该专利两侧限位不可调节，无法适应穴盘的制造误差，同时采用固定结构的压盘机构，穴盘经过该压盘机构容易卡住，此外，输送方式是将穴盘底部的间隙卡在挂杆上，穴盘在人工上料时易形变，上料安装难度较大。

专利2：

申请号：201710518576.0，申请日：2017.06.30，授权公告日：2017.11.07，本发明提供了一种钵苗移栽机精确送苗控制系统及方法，包括送苗移箱机构，对射式红外传感器、移盘气缸、移盘步进电机、编码器。对射式红外传感器识别钵苗苗盘是否移动到制定取苗位置；移盘气缸控制横向移箱，确保苗盘整行苗全部取出；步进电机带动主动链轮轴转动实现苗盘纵向移动，编码器用于检测苗盘实际下移量，进行反馈控制，提高下移精度，防止苗爪出现扎盘现象，保证苗盘可二次利用。该钵苗移栽机精确送苗控制系统简单灵活，易于控制，位置定位精度高，适应不同规格苗盘、不同个数的成排取苗机构。

但该专利光电传感器检测的是穴盘的斜面，穴盘本身尺寸存在误差及形变，同时对于不同规格的穴盘，没有给出定位补偿，其定位精度不高。

通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合没有破坏本发明的创造性。

发明内容

本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种移栽机穴盘输送装置。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种移栽机穴盘输送装置，包括用于支撑的底架，还包括用于对穴盘进行支撑限位的穴盘输送架以及分别用于实现所述穴盘纵向输送和横向进给的纵向输送机构和横向进给机构，两个直长条板状结构的输送架侧板平行设置，并通过设于两者之间的各方管连接为整体，穴盘托板安装固定于各所述方管上，两个所述输送架侧板顶部各设一个穴盘定位板，构成所述穴盘输送架，所述穴盘输送架整体倾斜设置，并通过与两个所述输送架侧板连接的各导向轴连接固定于所述底架上，两个所述输送架侧板与各所述导向轴之间形成滑动副；

所述纵向输送机构为链条式输送结构，其输出端为连接于其链条上的穴盘挡条，所述穴盘挡条位于两个所述穴盘定位板之间，其输送方向为紧贴所述穴盘托板上表面由上至下滑动；穴盘置于所述穴盘托板上，所述穴盘挡条与所述穴盘托板位于下方的底边紧贴，气缸安装于所述底架上，其输出端通过气缸连接件与所述输送架侧板连接，构成所述横向进给机构。

进一步的，所述纵向输送机构包括步进电机、两个链轮轴、四个链轮、两个链条及所述穴盘挡条，两个链轮轴平行设置，并分别通过轴承座与两个所述输送架侧板转动连接，每个所述链轮轴两端各设有一个所述链轮，两个所述链条分别与位于同侧的两个所述链轮配合连接；所述步进电机安装于所述输送架侧板上，其输出端通过联轴器与位于下方的一个所述链轮轴连接；所述穴盘挡条水平设置，其两端分别通过链条连接件与两个所述链轮连接。

进一步的，还包括对射式光电传感器，所述对射式光电传感器设于两个所述输送架侧板内侧，位于所述穴盘进给到位状态下所述穴盘挡条下端位置。

进一步的，所述联轴器为双膜片联轴器。

进一步的，还设有穴盘压杆机构，压杆轴固定板连接固定于所述气缸对侧的输送架侧板上，压杆气缸安装固定所述压杆轴固定板上，压杆轴通过直线轴承安装于所述压杆轴固定板上，摆杆前端与所述压杆轴固连，末端与所述压杆气缸的输出端转动连接，各压杆安装于所述压杆轴上，构成所述穴盘压杆机构；所述压杆轴水平设于所述穴盘上方。

进一步的，所述压杆轴为螺纹轴，各所述压杆通过其顶部设置的螺栓配合安装于所述压杆轴上。

进一步的，所述压杆轴固定板通过螺栓安装于所述输送架侧板上，其安装高度可调。

进一步的，所述压杆轴固定板上直立开设长孔，所述螺栓放松时可在所述长孔内上下滑动。

进一步的，两个所述穴盘定位板通过螺栓分别与两个输送架侧板可调节连接。

一种穴盘输送装置的定位方法，包括以下步骤：

步骤一，步进电机通过链条驱动穴盘挡条运动至上料位置，操作人员将穴盘置于穴盘托板上，并使其位于下方的底边紧贴所述穴盘挡条；

步骤二，进行纵向进给，所述步进电机通过所述链条驱动所述穴盘挡条沿所述穴盘托板向下移动，所述穴盘在重力作用下紧贴所述穴盘挡条向下跟随滑动，所述穴盘挡条移动至对射式光电传感器位置时，穴盘挡条停止移动，进入脉冲补偿阶段；

步骤三，所述步进电机进行脉冲补偿进给，补偿进给对应的脉冲数ΔA满足：

其中，ΔL为所述穴盘相对于标准穴盘的补偿位移量，P_B为链轮转动一周进给的位移量，θ_S为步进电机步距角。

本发明提供了一种移栽机穴盘输送装置，具有以下有益效果：

1、利用步进电机通过链条驱动限位于穴盘下方的穴盘挡条运动，以实现穴盘在重力作用下沿穴盘托板的下滑运动，进而实现穴盘的纵向进给，该种进给方式进给平稳、精度高，不易卡盘；

2、穴盘压杆机构为活动式结构，穴盘到达取苗位置时，压杆轴驱动压杆向下转动压住穴盘，防止取苗爪在取苗过程中将穴盘带离穴盘输送装置，取完苗后，压杆轴驱动压杆向上转动离开穴盘，穴盘继续进给，避免了穴盘卡盘导致的输送中断问题；

3、两个穴盘定位板之间的距离可调，压杆轴固定板的高度可调，同时通过步进电机实现定位脉冲补偿，适用于各种型号、尺寸的穴盘，实用性好。

4、上料时只需将穴盘的前端靠在穴盘挡杆上即可，无需人工将穴盘相邻两行的间隙对准传动轴的位置，便于人工上料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为发明拆除穴盘后的结构示意图；

图3为本发明穴盘压杆机构的结构示意图；

图4为本发明脉冲补偿定位的补偿位移量示意图。

图中：

1、底架；2、穴盘输送架，21、导向轴，22、输送架侧板，23、穴盘托板，24、穴盘定位板；3、纵向输送机构，31、步进电机，32、链轮轴，33、链轮，34、链条，35、穴盘挡条，36、对射式光电传感器；4、横向进给机构，41、气缸；5、穴盘压杆机构，51、压杆轴固定板，52、压杆气缸，53、摆杆，54、直线轴承，55、压杆轴，56、压杆；6、穴盘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图3所示，其结构关系为：包括用于支撑的底架1，还包括用于对穴盘6进行支撑限位的穴盘输送架2以及分别用于实现穴盘6纵向输送和横向进给的纵向输送机构3和横向进给机构4，两个直长条板状结构的输送架侧板22平行设置，并通过设于两者之间的各方管连接为整体，穴盘托板23安装固定于各方管上，两个输送架侧板22顶部各设一个穴盘定位板24，构成穴盘输送架2，穴盘输送架2整体倾斜设置，并通过与两个输送架侧板22连接的各导向轴21连接固定于底架1上，两个输送架侧板22与各导向轴21之间形成滑动副；

纵向输送机构3为链条式输送结构，其输出端为连接于其链条上的穴盘挡条35，穴盘挡条位于两个穴盘定位板24之间，其输送方向为紧贴穴盘托板23上表面由上至下滑动；穴盘6置于穴盘托板23上，穴盘挡条35与穴盘托板23位于下方的底边紧贴，用于限制穴盘6沿穴盘托板23向下滑动；

气缸41安装于底架1上，其输出端通过气缸连接件与输送架侧板22连接，构成横向进给机构4；横向进给机构4用于驱动整个穴盘输送架2沿导向轴21滑动，进而实现放置于穴盘托板23上的穴盘6的横向进给。

优选的，纵向输送机构包括步进电机31、两个链轮轴32、四个链轮33、两个链条34及穴盘挡条35，两个链轮轴32平行设置，并分别通过轴承座与两个输送架侧板22转动连接，每个链轮轴32两端各设有一个链轮33，两个链条34分别与位于同侧的两个链轮33配合连接；步进电机31安装于输送架侧板22上，其输出端通过联轴器与位于下方的一个链轮轴32连接；穴盘挡条35水平设置，其两端分别通过链条连接件与两个链轮33连接。

优选的，还包括对射式光电传感器36，对射式光电传感器36设于两个输送架侧板22内侧，位于穴盘6进给到位状态下穴盘挡条35下端位置。

优选的，联轴器为双膜片联轴器。

优选的，还设有穴盘压杆机构5，压杆轴固定板51连接固定于气缸41对侧的输送架侧板22上，压杆气缸52安装固定压杆轴固定板51上，压杆轴55通过直线轴承54安装于压杆轴固定板51上，摆杆53前端与压杆轴55固连，末端与压杆气缸52的输出端转动连接，各压杆56安装于压杆轴55上，构成穴盘压杆机构5；压杆轴55水平设于穴盘6上方；各压杆56在摆杆53末端下摆时压紧于穴盘6上，上摆时脱离与穴盘6的接触。

优选的，压杆轴55为螺纹轴，各压杆56通过其顶部设置的螺栓配合安装于压杆轴55上，各压杆56之间的相对位置可调。

优选的，压杆轴固定板51通过螺栓安装于输送架侧板22上，其安装高度可调。

优选的，压杆轴固定板51上直立开设长孔，螺栓放松时可在长孔内上下滑动。

优选的，两个穴盘定位板24通过螺栓分别与两个输送架侧板22可调节连接，可通过调整螺栓实现两个穴盘定位板24之间距离的调节，进而更好地适应不同的穴盘6的横向尺寸。

具体使用时，包括以下步骤：

步骤一，步进电机31通过链条34驱动穴盘挡条35运动至上料位置，操作人员将穴盘6置于穴盘托板23上，并使其位于下方的底边紧贴穴盘挡条35；

步骤二，进行纵向进给，步进电机31通过链条34驱动穴盘挡条35沿穴盘托板23向下移动，穴盘6在重力作用下紧贴穴盘挡条35向下跟随滑动，穴盘挡条35移动至对射式光电传感器36位置时，穴盘挡条35停止移动，进入脉冲补偿阶段；

步骤三，步进电机31进行脉冲补偿进给，补偿进给对应的脉冲数ΔA满足：

其中，ΔL为穴盘6相对于标准穴盘的补偿位移量，P_B为链轮33转动一周进给的位移量，θ_S为步进电机步距角。

ΔL的确定如图3所示，图中A为对射式光电传感器36的位置，左侧穴盘为标准穴盘，其位于最下方的孔与穴盘挡板35下端的距离为L₁，实际使用的穴盘6位于最下方的孔与穴盘挡板35下端的距离与L₁的差值即为ΔL。

需要明确的是，实际使用的穴盘6最下方的孔与穴盘挡板35下端的距离应当大于ΔL。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移栽机穴盘输送装置，包括用于支撑的底架(1)，其特征在于：还包括用于对穴盘(6)进行支撑限位的穴盘输送架(2)以及分别用于实现所述穴盘(6)纵向输送和横向进给的纵向输送机构(3)和横向进给机构(4)，两个直长条板状结构的输送架侧板(22)平行设置，并通过设于两者之间的各方管连接为整体，穴盘托板(23)安装固定于各所述方管上，两个所述输送架侧板(22)顶部各设一个穴盘定位板(24)，构成所述穴盘输送架(2)，所述穴盘输送架(2)整体倾斜设置，并通过与两个所述输送架侧板(22)连接的各导向轴(21)连接固定于所述底架(1)上，两个所述输送架侧板(22)与各所述导向轴(21)之间形成滑动副；

所述纵向输送机构(3)为链条式输送结构，其输出端为连接于其链条上的穴盘挡条(35)，所述穴盘挡条位于两个所述穴盘定位板(24)之间，其输送方向为紧贴所述穴盘托板(23)上表面由上至下滑动；穴盘(6)置于所述穴盘托板(23)上，所述穴盘挡条(35)与所述穴盘托板(23)位于下方的底边紧贴，气缸(41)安装于所述底架(1)上，其输出端通过气缸连接件与所述输送架侧板(22)连接，构成所述横向进给机构(4)；

所述纵向输送机构(3)的步进电机(31)通过链条(34)驱动穴盘挡条(35)运动至上料位置，操作人员将所述穴盘(6)置于所述穴盘托板(23)上，并使其位于下方的底边紧贴所述穴盘托板(23)；随后所述所述步进电机(31)通过所述链条(34)驱动所述穴盘挡条(35)沿所述穴盘托板(23)向下移动，所述穴盘(6)在重力作用下紧贴所述穴盘挡条(35)向下跟随滑动。

2.根据权利要求1所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：所述纵向输送机构包括步进电机(31)、两个链轮轴(32)、四个链轮(33)、两个链条(34)及所述穴盘挡条(35)，两个链轮轴(32)平行设置，并分别通过轴承座与两个所述输送架侧板(22)转动连接，每个所述链轮轴(32)两端各设有一个所述链轮(33)，两个所述链条(34)分别与位于同侧的两个所述链轮(33)配合连接；所述步进电机(31)安装于所述输送架侧板(22)上，其输出端通过联轴器与位于下方的一个所述链轮轴(32)连接；所述穴盘挡条(35)水平设置，其两端分别通过链条连接件与两个所述链轮(33)连接。

3.根据权利要求2所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：还包括对射式光电传感器(36)，所述对射式光电传感器(36)设于两个所述输送架侧板(22)内侧，位于所述穴盘(6)进给到位状态下所述穴盘挡条(35)下端位置。

4.根据权利要求2所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：所述联轴器为双膜片联轴器。

5.根据权利要求1所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：还设有穴盘压杆机构(5)，压杆轴固定板(51)连接固定于所述气缸(41)对侧的输送架侧板(22)上，压杆气缸(52)安装固定所述压杆轴固定板(51)上，压杆轴(55)通过直线轴承(54)安装于所述压杆轴固定板(51)上，摆杆(53)前端与所述压杆轴(55)固连，末端与所述压杆气缸(52)的输出端转动连接，各压杆(56)安装于所述压杆轴(55)上，构成所述穴盘压杆机构(5)；所述压杆轴(55)水平设于所述穴盘(6)上方。

6.根据权利要求5所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：所述压杆轴(55)为螺纹轴，各所述压杆(56)通过其顶部设置的螺栓配合安装于所述压杆轴(55)上。

7.根据权利要求5所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：所述压杆轴固定板(51)通过螺栓安装于所述输送架侧板(22)上，其安装高度可调。

8.根据权利要求7所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：所述压杆轴固定板(51)上直立开设长孔，所述螺栓放松时可在所述长孔内上下滑动。

9.根据权利要求1所述的一种移栽机穴盘输送装置，其特征在于：两个所述穴盘定位板(24)通过螺栓分别与两个输送架侧板(22)可调节连接。

10.根据权利要求3所述的一种移栽机穴盘输送装置的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，步进电机(31)通过链条(34)驱动穴盘挡条(35)运动至上料位置，操作人员将穴盘(6)置于穴盘托板(23)上，并使其位于下方的底边紧贴所述穴盘挡条(35)；

步骤二，进行纵向进给，所述步进电机(31)通过所述链条(34)驱动所述穴盘挡条(35)沿所述穴盘托板(23)向下移动，所述穴盘(6)在重力作用下紧贴所述穴盘挡条(35)向下跟随滑动，所述穴盘挡条(35)移动至对射式光电传感器(36)位置时，穴盘挡条(35)停止移动，进入脉冲补偿阶段；

步骤三，所述步进电机(31)进行脉冲补偿进给，补偿进给对应的脉冲数ΔA满足：

其中，ΔL为所述穴盘(6)相对于标准穴盘的补偿位移量，P_B为链轮(33)转动一周进给的位移量，θ_S为步进电机步距角。

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