CN111247917B - 一种全自动钵苗移取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动钵苗移取装置，包括固定机架、穴盘苗储放机构、整排取苗结构、穴盘间歇进给机构、循环式钵苗点投机构。各机构按照自身功能与结构安装在固定机架上，穴盘苗储放机构焊接在循环式钵苗点投机构下方的固定机架上，整排取苗机构安装在固定机架的右上方，穴盘间歇进给机构安装在整排取苗机构的正下方，为取苗机构时刻提供整排的待夹取钵苗，循环式钵苗点投机构安装在固定机架的上方即整排取苗机构的左下方，整排的接苗托接取来自取苗机构的钵苗并计数。本装置能够一次性完成整排钵苗的夹取、移送、投苗等多项作业，工作效率高，实用性强，为实现钵苗的高速移取提供技术支持。

Description

一种全自动钵苗移取装置

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体是一种全自动钵苗移取装置。

背景技术

随着经济的发展，人工成本逐年上升。依赖人工投苗的半自动移栽机工作强度大，工作效率较低。全自动移栽机摆脱了人工投苗，提高了移栽作业的工作效率。取苗装置作为全自动移栽机的核心结构，其工作质量直接影响着移栽作业效率的高低。虽然全国各地均对取苗机构有所研究，但是最终的作业效果均未达到高速的作业标准。

中国专利申请CN 110073786 A公开了一种移栽机连续取喂苗装置，包含有机架、传动系统、循环轨道组件和挂锁机构，循环轨道组件安装在机架下方，包含有循环轨道、导向环、推位机构和限位机构；挂锁机构位于循环轨道组件下方，包含有安装座、纵向复位机构、横向复位机构、限位螺栓、末端执行组件和移位机构；传动系统安装在循环轨道组件上方。与现有技术相比，该专利虽然简化了移栽作业工序，缩短了取喂苗时间，提高了工作效率，但是整体工作效率较低。

中国专利申请CN 109197062 A公开了一种移栽机取苗装置，其包括机架、取苗心轴、左架盘、右架盘、取苗导轴、取苗爪总成、气控开关装置、苗轴驱动件和苗轴驱动装置，取苗心轴通过轴承座安装在机架上，左架盘、右架盘固定安装在取苗心轴的左右两边，左架盘、右架盘之间安装有不少于两个的取苗导轴。该申请结构合理而紧凑，使用方便，其通过取苗心轴带动左架盘、右架盘旋转，使各取苗导轴绕取苗心轴转动，同时通过苗轴驱动装置带动苗轴驱动件及取苗导轴间歇偏转，配合气控开关装置使苗爪气缸动作，能够实现钵苗的高效、稳定夹取，从而显著提高了单位时间的取苗数，大大提高了移栽机械整体工作效率，具有安全、可靠、简便、高效的特点。但是该专利结构较复杂，机身需要即时种植，安装在行走机械上会造成结构较大，而且存在着成功率低下的问题。

中国专利申请CN 110235572 A公开了一种穴盘苗自动移栽机的取苗装置，包括驱动机构、分距机构、苗爪机构和张紧凸轮机构，驱动机构通过齿轮机构和凸轮式连杆的复合运动下形成取苗的工作轨迹，在分距机构和张紧凸轮机构的互相配合的作用下，使得苗爪机构完成取苗、持苗、投苗和回程四个过程；该申请设计多套苗爪机构提高了取苗的效率，在保证低速的情况下，可以一次取多株秧苗，也保证了取苗的稳定性。但是该申请存在着效率低，取苗速度慢的不足，在高速工作时无法保证作业质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种全自动高速钵苗移取装置，该装置能够一次性完成整排钵苗的夹取、移送、投苗等多项作业，工作效率高，实用性强，为实现钵苗的高速移取提供技术支持。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全自动钵苗移取装置，所述全自动钵苗移取装置设有一固定机架，在固定机架上倾斜固定有一箱体且箱体右侧高度较高，箱体的底部和右侧均设有开口，设箱体的上表面由低向高的长度方向为坐标X，垂直箱体上表面为Z方向，箱体的宽度方向为Y；

在箱体左侧底部转动连接有一支撑底盘，支撑底盘能够以支撑底盘左侧为转动中心上下翻转，在支撑底盘的上表面安装有可在支撑底盘的上表面滑动的穴盘托；

在箱体内固定有一穴盘间歇进给机构，所述穴盘间歇进给机构设置有第一同步带，由所述第一同步带在X方向的从左向右运动将箱体内翻转上来的支撑底盘上的穴盘托上的钵苗运输至箱体右侧开口；

在箱体右侧开口设置有整排取苗机构，整排取苗机构包括横向输送滑台和纵向升降伸缩气缸，横向输送滑台为固定在固定机架上的支撑臂且各支撑臂长度方向为X方向，纵向升降伸缩气缸的缸座滑动安装在支撑臂上，缸座配置有在Z方向上往复滑动的伸缩杆，在伸缩杆上安装有一排在Y方向上呈梳状分布的气缸夹；

在固定机架上安装有循环式钵苗点投机构，该循环式钵苗点投机构设有固定在固定机架上的托盘，在托盘上表面设置有第二同步带传送机构，所述第二同步带传送机构设有两个靠近整排取苗机构一侧的驱动电机，两个驱动电机在Y方向上分别位于一排气缸夹的两侧，在托盘远离驱动电机的一侧设置有一同步带轮组，两个驱动电机以及同步带轮组之间通过第二同步带相连，在第二同步带外侧面设有接苗托，在同步带轮组的附近设置有计数传感器，一排气缸夹将穴盘间歇进给机构上的钵苗夹持住并通过横向输送滑台和纵向升降伸缩气缸移动将钵苗放置在其中一组接苗托上，由第二同步带的转动带动该组接苗托经过计数传感器进行钵苗计数后到达取苗点，所述取苗点位于第二同步带前进方向上同步带轮组的前方。

进一步的，在支撑底盘的上表面安装有滚珠丝杠结构和丝杠电机，在滚珠丝杠结构的螺母上固定有一穴盘托，丝杠电机驱动滚珠丝杠结构的丝杠转动，由所述滚珠丝杠结构带动所述穴盘托在支撑底盘的上表面滑动。

进一步的，在支撑底盘的上表面安装有一对滚珠丝杠结构，在该对滚珠丝杠结构的两个螺母之间通过所述穴盘托连接。

进一步的，在箱体内固定有一安装架，安装架的右侧从箱体向外伸出并设置有一电机安装架；

第一同步带固定在安装架上，第一同步带两端通过输送滚轴和从动轴相连，输送滚轴与一可间歇性转动的伺服电机相连，伺服电机固定在所述电机安装架上。

进一步的，第一同步带上设计有整圈的橡胶阻尼齿。

进一步的，在托盘上表面位于第一同步带的外围设置有扶苗栏杆。

进一步的，横向输送滑台由两个X方向的支撑臂构成，纵向升降伸缩气缸有两个分别安装在支撑臂上的缸座，在两个缸座底部均设置有伸缩杆，两个伸缩杆底部之间通过一气缸夹放置台相连，一排气缸夹安装在该气缸夹放置台上。

进一步的，两个驱动电机以及同步带轮组之间通过上下两根第二同步带相连，每个驱动电机分别驱动其中一根第二同步带，在每根第二同步带上均设置有一接苗托，其中一接苗托位于两个驱动电机之间时另一接苗托靠近计数传感器。

本发明基于机械、电气的全自动高速钵苗移取器，为全自动移栽机的自动取苗提供一种新的思路，摆脱掉移栽过程中依赖人工进行投苗，以求取苗机构的工作效率进一步提高，向高速移栽机发展，为实现钵苗的高效移栽提供技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明固定支架与箱体的示意图；

图3为本发明穴盘苗储放机构示意图；

图4为本发明穴盘间歇进给机构示意图；

图5为本发明整排取苗机构示意图；

图6为本发明循环式钵苗点投机构示意图；

附图标记说明：1-固定支架、2-箱体、2.2-安装架、2.3-电机安装架、3-支撑底盘、4-穴盘托、5-滚珠丝杠结构、6-丝杠电机、7-伺服电机、8-第一同步带、10-输送滚轴、10.1-从动轴、11-气缸夹、12-气缸夹放置台、13-横向输送滑台、13.1-横向输送滑台、14-多轴伸缩气缸、14.1-缸座、15-接苗托、15.1-接苗托、16-驱动电机、17-电机支撑架、18-托盘、19-第二同步带、20-扶苗栏杆、21-同步带轮组、22-计数传感器。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明提供了一种全自动钵苗移取装置，如图1-6所示，包括固定机架1(图2)、穴盘苗储放机构(图3)、穴盘间歇进给机构(图4)、整排取苗结构(图5)、循环式钵苗点投机构(图6)。各机构按照自身功能与结构安装在固定机架上，整排取苗机构安装在固定机架1的右上方，穴盘间歇进给机构安装在整排取苗机构的正下方，为取苗机构时刻提供整排的待夹取钵苗。循环式钵苗点投机构安装在固定机架的上方即整排取苗机构的左下方，整排的接苗托接取来自取苗机构的钵苗。循环式钵苗点投机构的尾端投苗点安装有光电式传感器，每次投下的钵苗均会被检测并计数。穴盘苗储放机构焊接在循环式钵苗点投机构下方的固定机架上，是由滚珠丝杠组成集穴盘苗储放与输送为一体的机构。

如图2，固定机架1用方形钢焊接而成，起到支撑各个机构的作用。在固定机架1上固定有一倾斜的箱体2，所述箱体2为下面与右侧面未进行封闭的壳体，其上侧面与固定机架通过焊接技术连接在一起。箱体2的底部为矩形，设箱体2的上表面由低向高的长度方向为坐标X，垂直箱体2上表面为Z方向，箱体2的宽度方向为Y。

穴盘苗储放机构所述穴盘苗储放机构设有支撑底盘3，箱体2下侧面采用可开启的活页支撑底盘3进行封闭，即支撑底盘3能够以箱体2左侧底部为转动中心上下翻转，在支撑底盘3的上表面安装有可在支撑底盘3的上表面滑动的穴盘托4。当我们将支撑底盘3以左侧为中心向下转动时，可以使得支撑底盘3与箱体2分离，将装满钵苗的穴盘从右侧放置在穴盘托4上；随后将当支撑底盘3向上转动以闭合箱体2的底部开口，支撑底盘3的滚珠丝杠开始运作带动穴盘托4在X方向上进行向右运动，穴盘托4带动新放置的穴盘向穴盘间歇进给机构移动，直至整个新放置的穴盘移动至穴盘间歇进给机构上。最后穴盘托4向左做回程运动，支撑底盘3再次向下开启，等待另一装满钵苗的穴盘。

在箱体2内固定有一穴盘间歇进给机构，所述穴盘间歇进给机构设置有第一同步带8，由所述第一同步带8在X方向的从左向右运动将箱体2内翻转上来的支撑底盘3上的穴盘托4上的钵苗运输至箱体2右侧开口。

在箱体2的右侧设置有整排取苗机构，整排取苗机构包括横向输送滑台13和纵向升降伸缩气缸14，横向输送滑台13为固定在固定机架1上的支撑臂且各支撑臂长度方向为X方向，纵向升降伸缩气缸14的缸座14.1滑动安装在支撑臂上并可沿X方向进行往复滑动，缸座配置有在Z方向上往复滑动的伸缩杆，在伸缩杆上安装有一排在Y方向上呈梳状分布的气缸夹11；

在固定机架1上安装有循环式钵苗点投机构，该循环式钵苗点投机构设有固定在固定机架1上的托盘18，在托盘18上表面设置有第二同步带传送机构，所述第二同步带传送机构设有两个靠近整排取苗机构一侧的驱动电机16，两个驱动电机16在Y方向上分别位于一排气缸夹11的两侧，在托盘远离驱动电机16的一侧设置有一同步带轮组21，两个驱动电机以及同步带轮组21之间通过第二同步带19相连，在第二同步带19外侧面设有接苗托15，在同步带轮组21的附近设置有光电计数传感器22。一排气缸夹11将穴盘间歇进给机构上的钵苗夹持住并通过横向输送滑台13和纵向升降伸缩气缸14移动将钵苗放置在其中一组接苗托15上，由第二同步带19的转动带动该组接苗托15经过计数传感器22进行钵苗计数后到达取苗点，所述取苗点位于第二同步带19前进方向上同步带轮组21的前方。

如图3，在一可选的实施例中，在支撑底盘3的上表面安装有滚珠丝杠结构和丝杠电机6，在滚珠丝杠结构的螺母上固定有一穴盘托4，丝杠电机6驱动滚珠丝杠结构的丝杠转动，由所述滚珠丝杠结构带动所述穴盘托4在支撑底盘3的上表面滑动，进而实现穴盘苗的进给运动。支撑底盘3左下侧存在一定厚度，右上侧厚度较小的板材，通过活页式的连接方法与箱体连接在一起，当需要进行放置新穴盘苗时可将其开启，其左下侧设计有一定的厚度，方便穴盘苗能够更顺利的输送至穴盘间歇进给机构而不产生卡顿。穴盘托4结构为三面带护栏的托盘，其长宽尺寸与穴盘的大小相同，方便穴盘的安放与固定。优选的，在支撑底盘3的上表面安装有一对滚珠丝杠结构5，在该对滚珠丝杠结构5的两个螺母之间通过穴盘托4连接，穴盘托4两端的螺母来带动穴盘托4滑动，使得穴盘托4的滑动更加稳定。

如图2和图4，在一可选的实施例中，在箱体2内固定有一安装架2.2，安装架2.2的右侧从箱体2向外伸出并设置有一电机安装架2.3。第一同步带8固定在安装架2.2上，伺服电机7固定在所述电机安装架2.3上。第一同步带8两端通过输送滚轴10和从动轴10.1相连，输送滚轴10作为主动轴并与可间歇性转动的伺服电机7相连，从动轴安装在箱体2的内部。第一同步带8上设计有整圈的橡胶阻尼齿，以增大穴盘与第一同步带8之间的摩擦力，避免工作过程中穴盘发生相对滑移。伺服电机7能够以间歇性的转动方式单向驱动输送滚轴10转动，进而实现驱动第一同步带8以连续的间歇性的方式从左往右运动(即每隔一段时间前进一个行程)，以配合整排取苗结构的连续整排取苗。

如图5，在一可选的实施例中，横向输送滑台13由两个X方向的支撑臂构成，纵向升降伸缩气缸14配置有两个分别滑动安装在两个支撑臂上的缸座14.1，在两个缸座14.1底部均设置有伸缩杆，两个伸缩杆底部之间通过一气缸夹放置台12相连，上述的一排气缸夹11安装在该气缸夹放置台12上。

如图6，在一可选的实施例中，两个驱动电机16以及同步带轮组21之间通过上下两根第二同步带19相连，每个驱动电机分别驱动其中一根第二同步带19，在每根第二同步带19上均设置有一接苗托15，其中一接苗托15位于两个驱动电机16之间时另一接苗托15.1靠近计数传感器22。左侧驱动电机16设置有上方的驱动齿轮，在该驱动齿轮下方设置有同轴的从动齿轮，相反的，右侧驱动电机16则设置有下方的驱动齿轮以及在驱动齿轮上方的从动齿轮，各驱动电机的驱动齿轮和从动齿轮互不干涉且独立运作，进而实现两根第二同步带19分别由这两个驱动电机16来分别驱动。

接苗托15分为两组，每组均由六个接苗托按照首尾相连的方式固定在一起，两组接苗托15分别由不同的驱动电机16与同步带19进行牵引；在PLC的控制下，一组接苗托15在托盘18右上方的整排取苗结构处完成接苗动作，然后会在PLC的控制下移动至托盘18左下方的投苗点完成投苗动作，此时PLC会控制驱动电机16驱动同步带19牵引着另一个接苗托15.1移动至接苗点进行下一波的接苗操作。双接苗托15的设计保证了取苗、移苗、投苗动作的连续性。

同步带19与同步带轮组21的设计保证了钵苗移动的精度，降低了接苗与投苗的位置误差。钵苗的移动过程中速度较快，为了防止钵苗从接苗托15中掉落，设计了扶苗栏杆20，避免了钵苗丢失现象的发生。投苗点安装了传感器22，每一次投苗动作的完成，均会被记录检测并将信号反馈至PLC，以此检测并记录漏苗现象的发生。

需要说明的是，各个机构的驱动电机、气缸、传感器等均由PLC进行控制。本发明所使用的横向输送滑台、PLC、同步带轮组、驱动电机、光电传感器、输送皮带等元器件都可以市购，所使用的固定机架、箱体、托盘等可以根据自身需要，按照现有的技术制作。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种全自动钵苗移取装置，其特征在于，所述全自动钵苗移取装置设有一固定机架（1），在固定机架（1）上倾斜固定有一箱体（2）且箱体（2）右侧高度较高，箱体（2）的底部和右侧均设有开口，设箱体（2）的上表面由低向高的长度方向为坐标X，垂直箱体（2）上表面的方向为Z，箱体（2）的宽度方向为Y；

在箱体（2）左侧底部转动连接有一支撑底盘（3），支撑底盘（3）能够以左侧为转动中心上下翻转，在支撑底盘（3）的上表面安装有可在支撑底盘（3）的上表面滑动的穴盘托（4）；

在箱体（2）内固定有一穴盘间歇进给机构，所述穴盘间歇进给机构设置有第一同步带（8），由所述第一同步带（8）在X方向的从左向右运动将箱体（2）内翻转上来的支撑底盘（3）上穴盘托（4）的钵苗运输至箱体（2）右侧开口；

在箱体（2）右侧开口设置有整排取苗机构，整排取苗机构包括横向输送滑台（13）和纵向升降伸缩气缸（14），横向输送滑台（13）为固定在固定机架（1）上的支撑臂且各支撑臂长度方向为X方向，纵向升降伸缩气缸（14）的缸座（14.1）滑动安装在支撑臂上，缸座配置有在Z方向上往复滑动的伸缩杆，在伸缩杆上安装有一排在Y方向上呈梳状分布的气缸夹（11）；

在固定机架（1）上安装有循环式钵苗点投机构，该循环式钵苗点投机构设有固定在固定机架（1）上的托盘（18），在托盘（18）上表面设置有第二同步带传送机构，所述第二同步带传送机构设有两个靠近整排取苗机构一侧的驱动电机（16），两个驱动电机（16）在Y方向上分别位于一排气缸夹（11）的两侧，在托盘远离驱动电机（16）的一侧设置有一同步带轮组（21），两个驱动电机以及同步带轮组（21）之间通过上下两根第二同步带（19）相连，每个驱动电机分别驱动其中一根第二同步带（19），在每根第二同步带（19）外侧面上均设置有一接苗托（15），在同步带轮组（21）的附近设置有计数传感器（22）；

一排气缸夹（11）将穴盘间歇进给机构上的钵苗夹持住并通过横向输送滑台（13）和纵向升降伸缩气缸（14）移动将钵苗放置在其中一组接苗托（15）上，由第二同步带（19）的转动带动该组接苗托（15）经过计数传感器（22）进行钵苗计数后到达取苗点，所述取苗点位于第二同步带（19）前进方向上同步带轮组（21）的前方。

2.如权利要求1所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，在支撑底盘（3）的上表面安装有滚珠丝杠结构和丝杠电机（6），在滚珠丝杠结构的螺母上固定有所述穴盘托（4）。

3.如权利要求2所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，在支撑底盘（3）的上表面安装有一对滚珠丝杠结构（5），在该对滚珠丝杠结构（5）的两个螺母之间通过所述穴盘托（4）连接。

4.如权利要求1所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，在箱体（2）内固定有一安装架（2.2），安装架（2.2）的右侧从箱体（2）向外伸出并设置有一电机安装架（2.3）；

第一同步带（8）固定在安装架（2.2）上，第一同步带（8）两端通过输送滚轴（10）和从动轴（10.1）相连，输送滚轴（10）与一可间歇性转动的伺服电机（7）相连，伺服电机（7）固定在所述电机安装架（2.3）上。

5.如权利要求1或4所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，第一同步带（8）上设计有整圈的橡胶阻尼齿。

6.如权利要求1所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，在托盘（18）上表面位于第二同步带（19）的外围设置有扶苗栏杆（20）。

7.如权利要求1所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，横向输送滑台（13）由两个X方向的支撑臂构成，纵向升降伸缩气缸（14）有两个分别安装在支撑臂上的缸座（14.1），在两个缸座（14.1）底部均设置有伸缩杆，两个伸缩杆底部之间通过一气缸夹放置台（12）相连，所述一排气缸夹（11）安装在该气缸夹放置台（12）上。

8.如权利要求1所述的全自动钵苗移取装置，其特征在于，其中一接苗托（15）位于两个驱动电机（16）之间时另一接苗托（15.1）靠近计数传感器（22）。

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