CN111328510A - 一种携苗入垄取植装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种携苗入垄取植装置，涉及农业机械领域，包括四连杆机构和机械式夹持机构，四连杆机构的中间杆安装机械式夹持机构，四连杆机构的曲柄与机架的铰接点连接动力源，四连杆机构能够带动机械式夹持机构实现入土插植运动轨迹；机械式夹持机构包括平面凸轮和执行件，平面凸轮具有与执行件接触的多段作业曲线，多段作业曲线能够驱动执行件实现开合动作。本发明采用机械结构以适合田间环境，采用的四杆机构以提供精确的栽植轨迹，适合于田垄种植。

Description

一种携苗入垄取植装置

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种携苗入垄取植装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

甘薯栽培在我国多为垄作和覆膜垄作两种模式。甘薯栽插方法主要有水平栽插法、斜插法、船底插法、直插法，其中斜插、水平插和船底型插因为结薯较多，使用十分广泛。甘薯裸苗难以实现高效自动分苗，所以目前全球机械移栽中基本都采用半自动栽插形式。

发明人认为，目前的甘薯移栽机械多以半自动移栽机、简易移栽器为主，针对国内普通高垄种植，现有的甘薯栽植机普遍存在问题是，①无法实现精确的栽植轨迹，漏栽严重；②无法实现膜上移栽。同时，目前苗株取植装置主要用于对果蔬钵苗或穴盘苗移栽，比如黄瓜钵苗移栽，辣椒钵苗的取植，番茄钵苗取苗装置，全自动草莓钵苗移栽机构，蔬菜移栽机气吹振动复合式取苗机构等，取植时多采用机械手抓夹取钵体。而对于裸苗，特别是目前农民多采用柔性裸苗进行移栽的甘薯、大葱等作物，这些装置不适宜使用。

目前存在一种智能型甘薯裸苗移栽机，可以用于实现裸苗斜插，其局限性在于采用接近开关、气泵和电磁阀控制取植装置开合，而田间工作环境差、接近开关的精确度以及气泵等的反应时间限制了机器取植精确性，造成漏苗。

发明内容

针对现有技术中甘薯移载机器中无法实现精确的栽植轨迹，漏栽严重，且无法实现膜上移栽等不足，本发明的目的是提供携苗入垄取植装置，采用机械结构以适合田间环境，采用四杆机构以提供精确的栽植轨迹，适合于田垄种植，可以解决现有技术问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提出了一种携苗入垄取植装置，包括四连杆机构和机械式夹持机构，四连杆机构的中间杆安装机械式夹持机构，四连杆机构的曲柄与机架的铰接点连接动力源，四连杆机构能够带动机械式夹持机构实现入土插植运动轨迹；机械式夹持机构包括平面凸轮和执行件，平面凸轮具有与执行件接触的多段作业曲线，多段作业曲线能够驱动执行件实现开合动作。

进一步的，所述四连杆机构包括顺序铰接的机架、摇杆、中间杆和曲柄，所述曲柄前端连接动力源，所述曲柄末端与T型轴连接；T型轴用于连接并驱动平面凸轮。

进一步的，所述摇杆呈弓形。

进一步的，所述摇杆连接万向头连杆，万向头连杆能够带动拨齿机构间歇拨动槽轮转动，并通过止回机构使槽轮位置保持，从而实现柔性裸苗夹持及输送装置的间歇转动。

进一步的，所述机械式夹持机构包括单指插针杆、双指插针杆、插针支架、插针导轨架、平面凸轮、驱动插针滚轮和拉簧，单指插针杆、双指插针杆均铰接于插针支架上的同一个点，插针导轨架夹持单指插针杆和双指插针杆，拉簧连接单指插针杆和双指插针杆，单指插针杆或双指插针杆上安装有驱动插针滚轮，平面凸轮与驱动插针滚轮接触。

进一步的，所述平面凸轮的第一侧面和第二侧面结构相同，所述的平面凸轮开设贯穿第一侧面和第二侧面的圆弧形槽，圆弧形槽用于安装可替换磨损片；所述平面凸轮的第一和第二侧面还具有突起；所述平面凸轮的曲面、突起均能够与插针滚轮接触，可替换磨损片用于插针开合动作的过渡。

进一步的，所述插针导轨架包括两片支架体，两片支架体螺栓连接形成背对式轨道，单指插针杆和双指插针杆能够在轨道内滑动。

进一步的，所述插针支架连接四连杆机构。

进一步的，所述机械式夹持机构的末端入土部位呈楔形。

进一步的，所述机械式夹持机构的末端具有三个支点，在夹持时三个支点能够共同作用于裸苗。

所述技术方案的运行原理为，动力源驱动四杆机构运动，基于四连杆机构中间杆上点的轨迹特性，带动机械式夹持机构实现符合甘薯裸苗农艺要求的栽插轨迹；平面凸轮连接T形轴获得动力后，带动单指插针杆或双指插针杆摆动，从而实现机械式夹持机构的开合。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1、本发明中，使用的携苗入垄取植装置为曲柄摇杆机构传动，可以实现精确的栽植轨迹，减少漏栽现象；同时，本发明所采用的机械结构适合于田间工作环境，可以保证机器取植精确性；所述机械式夹持机构的末端入土部位呈楔形以便于实现破膜移栽。

2、本发明中，使用四连杆机构带动机械式夹持机构的运动，机械式夹持机构安装在四连杆机构中间杆上，同时从曲柄处获得动力，能够保证精确实现移栽所需的运动轨迹；同时，机械式夹持机构采用凸轮滚子结构，能保证在不同轨迹位置分别实现闭合夹苗和张开放苗对应的插针杆开合动作。

3、本发明中，机械式夹持机构闭合夹取甘薯裸苗时，形成三点支撑，使夹持稳定可靠。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一个或多个实施例的携苗入垄取植装置总体立视图，

图2为本发明一个或多个实施例的携苗入垄取植装置侧视图，

图3为本发明一个或多个实施例的携苗入垄取植装置运行示意图，

图4为本发明一个或多个实施例的止回机构和拨齿机构的立视图，

图5为本发明一个或多个实施例的机械式夹持机构正视图，

图6为本发明一个或多个实施例的平面凸轮示意图，

图7为本发明一个或多个实施例的插针支架立视图。

图中，1、曲柄，2、摇杆，3、中间杆，4、机架，5、机械式夹持机构，6、T型轴，7、被拔出的裸苗，8、土垄中的裸苗，383、槽轮，384、拨齿机构，3841、拨齿安装板，3842、拨齿爪，3843、扭簧，3844、垫片，3845、插销，385、止回机构，386、万向头连杆，51、平面凸轮，52、插针滚轮，53、卡销，54、插针支架，55、插针旋转轴，56-1、单指上插针杆，56-2、单指下插针杆，57-1、双指上插针杆，57-2，双指下插针杆，58、插针导轨架，59、插针拉簧。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术中甘薯移载机器中无法实现精确的栽植轨迹，漏栽严重，且无法实现膜上移栽等不足，本发明的目的是提供携苗入垄取植装置，采用机械结构以适合田间环境，采用四杆机构以提供精确的栽植轨迹，适合于田垄种植，可以解决现有技术问题，现结合实施例加以说明。

实施例

本发明的一种典型的实施方式中，如图1～图3所示，一种携苗入垄取植装置，包括四连杆机构和机械式夹持机构5，四连杆机构的中间杆3安装机械式夹持机构5，四连杆机构的曲柄1与机架4铰接点连接动力源，四连杆机构能够带动机械式夹持机构5运动。

本实施例要解决的核心问题是实现机械式夹持机构5的开合以及机械式夹持机构5相对于地面的运移轨迹，所述的四连杆机构的主要作用是带动机械式夹持机构5相对于地面的精确栽插轨迹；而关于机械式夹持机构5的开合，具体的，请参考图3，所述机械式夹持机构5由平面凸轮51，插针滚轮52，卡销53、插针支架54、插针旋转轴55、单指上插针杆56-1、单指下插针杆56-2、双指上插针杆57-1、双指下插针杆57-2、插针导轨架58、插针拉簧59组成，单指上插针杆56-1和单指下插针杆56-2通过螺栓紧固连接形成单指插针杆，双指上插针杆57-1和双指下插针杆57-2通过螺栓紧固连接形成双指插针杆，插针导轨架58夹持单指上插针杆56-1和双指上插针杆57-1，插针拉簧59连接单指上插针杆56-1和双指上插针杆57-1，所述机械式夹持机构5整体呈剪刀型，单指插针杆、双指插针杆通过插针旋转轴55安装在插针支架54上，也即单指插针杆、双指插针杆均铰接于插针支架54上的同一个点，驱动插针滚轮52安装在单指插针杆或双指插针杆头部，具体的，驱动插针滚轮52安装在单指上插针杆或双指上插针杆头部，且插针滚轮52的转动轴焊接在上插针杆上，平面凸轮51与驱动插针滚轮52形成凸轮滚子结构，在平面凸轮51驱动插针滚轮52的作用下，单指插针杆和双指插针杆沿插针导轨架58实现开合运动。

可以理解的是，本实施例中，单指下插针杆56-2的底端具有一个凸起，形成单指结构；双指上插针杆57-1的底端具有两个凸起，形成双指结构。所述单指下插针杆56-2和双指下插针杆57-2末端用于入土的部位呈楔形，以减少入土阻力，实现破膜开穴；同时单指下插针杆56-2楔形入土部位内侧平面为单指结构，双指下插针杆57-2楔形入土部位内侧平面为双指结构，两者闭合夹取甘薯裸苗时，形成三点支撑，使夹持稳定可靠。

请参考图6，所述平面凸轮51的第一侧面和第二侧面结构相同，所述的平面凸轮51开设圆弧形的槽，圆弧形的槽用于安装可替换磨损片；所述平面凸轮51的两侧面还具有突起；所述凸轮的突起和其他曲面能够与插针滚轮52接触，可替换磨损片用于插针开合动作的过渡。

由于凸轮的运动轨迹是提前设计的，因此所述平面凸轮51的突起、平面凸轮51的曲面和可替换磨损片能够连续与插针滚轮52接触，并带动插针滚轮52运行。

可以理解的是，所述平面凸轮51可以形成三段运动轨迹，三段运动轨迹均为曲线，其中平面凸轮51两侧面的突起能够形成第一运动轨迹，平面凸轮51两侧面的突起与插针滚轮52接触时，实现机械式夹持装置张开，主要用于杆件回程阶段；平面凸轮51安装的可替换磨损片能够形成第二运动轨迹，用于插针开合动作的过渡，辅助第一运动轨迹，减少冲击，实现平稳可靠取苗；平面凸轮51曲面部分的运动轨迹为第三运动轨迹，平面凸轮51曲面部分与插针滚轮52接触时，实现机械式夹持装置闭合，实现取苗并入土插植动作，主要用于四杆机构推程。

所述插针支架54安装在中间杆3上，从而使得机械式夹持机构5能实现斜插和船底插栽植轨迹。

所述四连杆机构包括顺序铰接的机架4、摇杆2、中间杆3和曲柄1。所述曲柄1前端具有用于接收动力的花键，所述曲柄1前端末端与T型轴6连接；T型轴6与平面凸轮51连接，并提供给凸轮旋转所需用力；所述中间杆3固定连接所述三指下插针杆；可以理解的是，在四连杆机构中，中间杆3上的任意一点轨迹都是不一样的，其可以加精准限定三支下插针杆的运动轨迹。

所述摇杆2为弓形，在一个典型的实施例中，摇杆通过万向头连杆386带动拨齿机构384间歇拨动槽轮383转动，并通过止回机构385使槽轮383位置保持，可用于送苗装置的间歇转动。

请参考图4，所述拨齿机构384,包括拨齿安装板3841、拨齿爪3842、扭簧3843、垫片3844、插销3845，拨齿安装板3841上焊接有安装轴，安装轴连接拨齿爪3842，拨齿爪3842具有尖端，尖端用于与槽轮383的凸起相碰触，以驱动槽轮383的转动，拨齿爪3842能够绕安装轴转动；为了固定拨齿爪3842，安装轴的顶端设有销孔，插销3845穿过销孔，并且插销3845和拨齿爪3842之间设有垫片3844。

更为具体的，拨齿安装板3841开设用于连接万向头连杆386的连接孔，拨齿安装板3841的面积大于的拨齿爪3842的面积，拨齿安装板3841的转动半径大于拨齿爪3842的转动半径，以放大拨齿爪3842的行程。

可以理解的是，止回机构385和拨齿机构384是协作运行的，槽轮383的间歇性运动是与四连杆机构相对应的，摇杆2铰接拨齿安装板3841，四连杆机构能够通过拨齿机构384带动槽轮383运动，并通过止回机构385阻止槽轮回转，使位置保持，从而与送苗装置配合实现其间歇转动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种携苗入垄取植装置，其特征在于，包括四连杆机构和机械式夹持机构，四连杆机构的中间杆安装机械式夹持机构，四连杆机构的曲柄与机架的铰接点连接动力源，四连杆机构能够带动机械式夹持机构实现入土插植运动轨迹；机械式夹持机构包括平面凸轮和执行件，平面凸轮具有与执行件接触的多段作业曲线，多段作业曲线能够驱动执行件实现开合动作。

2.如权利要求1所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述四连杆机构包括顺序铰接的机架、摇杆、中间杆和曲柄，所述曲柄前端连接动力源，所述曲柄末端与T型轴连接；T型轴用于连接并驱动平面凸轮。

3.如权利要求2所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述摇杆呈弓形。

4.如权利要求2所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述摇杆连接万向头连杆，万向头连杆能够带动拨齿机构间歇拨动槽轮转动，并通过止回机构使槽轮位置保持，从而实现与其他配套装置连接轴的间歇转动。

5.如权利要求1所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述机械式夹持机构包括单指插针杆、双指插针杆、插针支架、插针导轨架、平面凸轮、驱动插针滚轮和拉簧，单指插针杆、双指插针杆均铰接于插针支架上的同一个点，插针导轨架夹持单指插针杆和双指上插针杆，拉簧连接单指插针杆和双指插针杆，单指插针杆或双指插针杆上安装有驱动插针滚轮，平面凸轮与驱动插针滚轮接触。

6.如权利要求5所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述平面凸轮的第一侧面和第二侧面结构相同，所述的平面凸轮开设贯穿第一侧面和第二侧面的圆弧形槽，圆弧形槽用于安装可替换磨损片；所述平面凸轮的第一和第二侧面还具有突起；所述平面凸轮的曲面、突起均能够与插针滚轮接触，可替换磨损片用于插针开合动作的过渡。

7.如权利要求5所述的插针导轨架，其特征在于，所述插针导轨架包括两片支架体，两片支架体螺栓连接形成背对式轨道，单指插针杆和双指插针杆能够在轨道内滑动。

8.如权利要求5所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述插针支架连接四连杆机构。

9.如权利要求1所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述机械式夹持机构的末端入土部位呈楔形。

10.如权利要求1所述的携苗入垄取植装置，其特征在于，所述机械式夹持机构的末端具有三个支点，在夹持时三个支点能够共同作用于裸苗。

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