CN112425382A - 一种马铃薯组培苗的移栽设备及其移栽方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农业设施工程技术领域，具体涉及一种马铃薯组培苗的移栽设备及其移栽方法。所述马铃薯组培苗移栽设备包括填土模块、扦插模块、切苗模块、覆土模块、浇水模块等五个模块，末端执行器以及末端执行器位置调整系统。所述填土模块、扦插模块、覆土模块、浇水模块依次排列，四个模块的穴盘传输机和导向条依次对接，它们的安装位置高度相同。所述切苗模块与扦插模块为平行设置。所述末端执行器位置调整系统置于切苗模块和扦插模块以上的支架上，其Z轴线性模组处设置有末端执行器。本发明结构设计合理、紧凑，工作效率高，对马铃薯组培苗的机械损伤小，组培苗的交叉感染率小。本发明适用于马铃薯组培苗的机械化移栽作业。

Description

一种马铃薯组培苗的移栽设备及其移栽方法
技术领域
本发明属于农业设施工程技术领域，涉及一种直立条状组培苗移栽设备，具体涉及一种马铃薯组培苗的移栽设备及其移栽方法，特别指适合马铃薯组培苗机械化、自动化移栽的快速移栽设备及其移栽方法。
背景技术
马铃薯脱毒种薯的研究和利用，为解决马铃薯病毒感染，从而提高马铃薯品质和产量提供了有效途径。以马铃薯脱毒种薯替代常规切块薯或整薯成为大田播种用种薯，可使马铃薯单产达到原来的1.3～1.5倍，北方地区甚至可达到原来的1.5～2倍。
我国目前在马铃薯商品薯生产中真正使用脱毒种薯的应用量不到30％，而发达国家达到90％以上。其主要原因是马铃薯脱毒种薯的生产效率低和繁育过程中的种薯质量控制比较困难。马铃薯脱毒种薯生产过程中需要大量的劳动力是制约种薯生产效率的一个重要因素，因此急需降低脱毒种薯生产时的组培苗移栽用工。
据有关资料报道，目前日本、美国和荷兰等国都进行了直立条状组培苗移栽设备的研发。此类移栽设备往往以独立机电系统为主体，采用PLC可编程控制器来实现相应的信息检测和动力驱动工作，并配以图像识别系统，对组培苗(或称试管苗，离体苗)进行识别，实现组培苗的精准分割移植。但一般一次仅取一株组培苗进行节点识别、切割和移植处理，一个工作循环只能处理一株组培苗，存在工作效率低，成本高的缺点。因此无法应用到国内马铃薯组培苗移栽的实际生产过程中。
马铃薯组培苗不同于穴盘苗或钵苗，通常在组培盒内放置于无菌培养室内进行培养，具有以下特点：培养盒内马铃薯组培苗密度很大，接近9000株/m2，且苗体容易交叉，不利于组培苗的位置识别。马铃薯组培苗具有细弱矮小、机械组织不发达等特点，采用机械夹持易造成机械损伤。马铃薯组培苗由于根部带有残留的培养基，容易造成组培苗的后期污染，故人工取苗时需洗净组培苗根部培养基或直接割离根部，但组培盒内空间狭小不利于机械化操作。
本发明的申请人公开了一种适合机械化生产的马铃薯组培苗培养盒(申请号为为CN2019107372328)的专利申请，解决了现有的培养盒盒底较深、盒口较小，不利于马铃薯组培苗机械化分割的问题，但是该文献仅仅是本发明的起步，且只能解决本发明实施的前期试管苗的来源问题。
有关本发明的整体技术解决方案迄今为止未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有问题存在的缺陷，提供一种整体上适合马铃薯组培苗机械化、自动化移栽的快速移栽设备及其移栽方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种马铃薯组培苗的移栽设备，所述设备包括如下结构：
本发明属于一个系统装置，包括
如图1所示，本发明工位分为6个工位(单元)，按组培苗移栽过程分为填土工位Ⅰ，压穴工位Ⅱ，切苗工位Ⅲ，取苗工位Ⅳ，扦插工位Ⅴ，覆土工位Ⅵ，浇水工位Ⅶ。具体包括填土模块1、扦插模块2、切苗模块3、覆土模块6、浇水模块7五个模块和末端执行器5以及末端执行器位置调整系统4。填土模块1、扦插模块2、覆土模块6、浇水模块7等四个模块依次排列。上述四个模块的穴盘传输机和导向条依次对接，安装位置高度相同。切苗模块3与扦插模块2为平行设置，切苗用组培盒传输机3-1高度等于或略高于扦插用穴盘传输机2-1。末端执行器位置调整系统4置于切苗模块3、扦插模块2上面的支架上，末端执行器位置调整系统的Z轴线性模组4-3处设置有末端执行器5。
填土模块由填土用穴盘传输机1-1、填土用穴盘导向条1-2，填土用基质箱1-3，填土用基质传送带1-4，刮土板支架1-5，刮土板1-6，清土滚刷支架1-7和清土滚刷1-8构成。填土用穴盘导向条1-2对称设置于填土用穴盘传输机1-1的传送带两侧型材上，对穴盘进行导向和位置的限定。填土用基质箱1-3设置于填土用基质传送带1-4上，填土用基质传送带1-4设置于填土用穴盘传输机1-1上，待空穴盘到达填土工位Ⅰ，被光电开关检测到，启动填土用基质传送带1-4带动填土用基质箱1-3内的蛭石进入穴盘内进行填土。刮土板1-6设置于刮土板支架1-5上，刮土板支架1-5设置于填土用穴盘传输机1-1上，刮土板1-6的高度可调，当填满土的穴盘经过刮土板1-6，多余的蛭石被刮掉。清土滚刷1-8设置于清土滚刷支架1-7上，清土滚刷支架1-7设置于填土用穴盘传输机1-1上，清土滚刷1-8的高度和转速可调，当穴盘经过清土滚刷1-8时，散碎的蛭石被滚刷清理干净。填土模块1的填土速度由填土用穴盘传输机1-1和填土用基质传送带1-4的传送速度共同决定。
扦插模块由扦插用穴盘传输机2-1，扦插用穴盘导向条2-2，压穴机构支架2-3，压穴用气缸2-4和压穴板及压穴头2-5构成。扦插用穴盘导向条2-2对称设置于扦插用穴盘传输机2-1的传送带两侧型材上，对穴盘进行导向和位置的限定。压穴板及压穴头2-5设置于压穴用气缸2-4上，压穴用气缸2-4设置于压穴机构支架2-3上，压穴机构支架2-3设置于扦插用穴盘传输机2-1上，待填完土的穴盘到达压穴工位Ⅱ，被光电开关检测到，启动压穴用气缸2-4作往复运动，配合扦插用穴盘传输机2-1，对穴盘内的蛭石进行压穴；待压穴结束的穴盘到达扦插工位Ⅴ，被光电开关检测到，暂停传送带直至整个穴盘扦插完成。
切苗模块由切苗用组培盒传输机3-1，切苗用组培盒导向条3-2，CO2激光管支架3-3，CO2激光管3-4，激光反射镜片3-5，穴盘定位机构3-6，激光头位置移动用线性模组3-7，激光头支架3-8和激光头3-9构成。切苗用组培盒导向条3-2对称设置于切苗用组培盒传输机3-1的传送带两侧型材上，对组培盒进行导向和位置的限定。CO2激光管支架3-3、激光反射镜片3-5和穴盘定位机构3-6设置于切苗用组培盒传输机3-1的支架上。CO2激光管3-4设置于CO2激光管支架3-3上。激光头位置移动用线性模组3-7设置于穴盘定位机构3-6上，激光头支架3-8设置于激光头位置移动用线性模组3-7上，激光头3-9置于激光头支架3-8上。CO2激光管3-4、激光反射镜片3-5和所述激光头3-9建立一条光路。当组培盒到达切苗工位Ⅲ，穴盘定位机构3-6下降进行位置限定，机械手5-11到达取苗工位Ⅳ，开启负压吸住马铃薯组培苗，开启CO2激光管3-4，驱动激光头位置移动用线性模组3-7，带动所述激光头3-9使激光束扫过待切割的马铃薯组培苗，马铃薯组培苗即被切断。待组培盒到达切苗工位Ⅲ，被光电开关检测到，暂停传送带直至整个组培盒的马铃薯组培苗被切完。
末端执行器位置调整系统4由X轴线性模组4-1，Y轴线性模组4-2以及Z轴线性模组4-3构成。Z轴线性模组4-3设置于Y轴线性模组4-2上。Y轴线性模组4-2设置于一对X轴线性模组4-1上。末端执行器位置调整系统4通过PLC控制伺服电机驱动器，驱动线性模组实现X、Y、Z轴作三轴运动，带动末端执行器5到指定位置。
末端执行器5由末端执行器支架5-1，上端导向轴支架5-2，上端导向轴5-3，导向滑块5-4，变距用气缸5-5，网状变距机构5-6，下端导向直线导轨5-7，下端导向轴支架5-8，下端导向轴5-9，机械手连接块5-10和机械手5-11构成。导向滑块5-4设置于上端导向轴5-3上，上端导向轴5-3置于上端导向轴支架5-2上，上端导向轴支架5-2设置于末端执行器支架5-1上。机械手连接块5-10设置于下端导向轴5-9，下端导向轴5-9置于下端导向轴支架5-8，下端导向轴支架5-8设置于下端导向直线导轨5-7上，下端导向直线导轨5-7设置于末端执行器支架5-1。导向滑块5-4和机械手连接块5-10设置于网状变距机构5-6；机械手5-11设置于机械手连接块5-10上；变距用气缸5-5设置于所述末端执行器支架5-1和导向滑块5-4上，使用变距用气缸5-5带动导向滑块5-4进行并行机械手间距调整。机械手5-11通过空气压缩机产生正压，经过气源处理器后通过真空发生器转成负压来吸苗。
覆土模块由覆土用穴盘传输机6-1，覆土用穴盘导向条6-2，覆土用基质箱6-3，出土口大小调节机构6-4和覆土用基质传送带6-5构成。覆土用穴盘导向条6-2对称地设置于覆土用穴盘传输机6-1的传送带两侧型材上，对穴盘进行导向和位置限定。覆土用基质箱6-3设置于覆土用基质传送带6-5上，覆土用基质传送带6-5设置于覆土用穴盘传输机6-1上，待扦插完成的穴盘到达覆土工位Ⅵ，被光电开关检测到，启动覆土用基质传送带6-5带动覆土用基质箱6-3内的蛭石进入穴盘内进行均匀覆土。出土口大小调节机构6-4设置于覆土用基质箱6-3上，用来调节出土量的大小。覆土模块覆土厚度由覆土用穴盘传输机6-1传送速度、出土口大小调节机构6-4的开口大小以及覆土用基质传送带6-5传送速度共同决定。
浇水模块由浇水用穴盘传输机7-1，浇水用穴盘导向条7-2，浇水管道支架7-3，出水口7-4，出水口分开关7-5，出水口总开关7-6，浇水管道7-7和接水槽7-8构成。浇水用穴盘导向条7-2对称设置于浇水用穴盘传输机7-1的传送带两侧型材上，对穴盘进行导向和位置限定。出水口7-4，出水口分开关7-5，出水口总开关7-6设置于浇水管道7-7上。接水槽7-8设置在浇水用穴盘传输机7-1的传送带的下方。浇水模块7的浇水量和水压由出水口7-4决定，待穴盘到达浇水工位Ⅶ时，被光电开关检测到，开始浇水。
本发明的马铃薯组培苗移栽设备通过PLC进行整体控制。对于填土模块1、覆土模块6、浇水模块7三个功能相对简单且作业动作相对独立的模块，可以使用单片机进行直接控制，并可以通过PLC进行最终控制。
穴盘传输机和组培盒传输机分别传送组培盒和穴盘，该组培盒利用了申请人在前期授权发明专利(专利号为2019107372328，发明名称：一种适合机械化生产的马铃薯组培苗培养盒)所获得的整盒马铃薯组培苗。
根据农艺要求，将不同湿度的蛭石搅拌均匀后分别置于所述填土用基质箱1-3和所述覆土用基质箱6-3中。
本发明的马铃薯组培苗的移栽设备的工位按组培苗移栽过程分为填土，压穴，切苗，取苗，扦插，覆土和浇水。移栽过程包括以下步骤：(1)将空穴盘置于填土用穴盘传输机1-1的传送带上，传输至填土工位Ⅰ进行填土、平土、清土；(2)填完土的穴盘传输至压穴工位Ⅱ进行压穴；(3)压穴后的穴盘传输至扦插工位Ⅴ进行马铃薯组培苗扦插；(4)将整盒马铃薯组培苗去掉上筒体后置于切苗用组培盒传输机3-1的传送带上，传输至切苗工位Ⅲ进行激光切苗；(5)末端执行器位置调整系统4带动末端执行器5至取苗工位Ⅳ，开启真空发生器进行马铃薯组培苗的负压夹持；(6)开启CO2激光管3-4，驱动激光头位置移动用线性模组3-7带动激光头3-9进行切苗；(7)切断的苗被末端执行器5带至扦插工位Ⅴ配合扦插模块进行马铃薯组培苗扦插；(8)重复步骤(5)～(7)；(9)切完一盒马铃薯组培苗后，抬起穴盘定位机构8-4，并重复步骤(4)～(8)；(10)扦插完成整个穴盘马铃薯组培苗后，将穴盘传输至覆土工位Ⅵ进行覆土；(11)覆土后的穴盘传输至浇水工位Ⅶ进行浇水。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、该马铃薯组培苗移栽设备分成多个模块，便于搬运和位置调整，且整套设备结构紧凑、布置合理。
2、使用激光代替传统机械剪切方式进行马铃薯组培苗的无接触式切割，有效避免了切割工具所造成的组培苗交叉感染，促进了移栽的组培苗茎段成活，显著提高了马铃薯组培苗移栽后的种苗质量。
3、激光光束方向和机械手夹持方向垂直，可以一次性完成整列多颗马铃薯组培苗切割，显著提高了马铃薯组培苗的移栽效率，优化了设备的空间结构，降低了马铃薯组培苗切割垂直方向作业空间需求。
4、使用机械手进行负压吸苗，减少机械夹持对马铃薯组培苗的损伤，简化了并行机械手结构，便于进行马铃薯组培苗高密度、小株行距操作。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1：本发明的整体结构示意图。附图标记说明：Ⅰ-填土工位，Ⅱ-压穴工位，Ⅲ-切苗工位，Ⅳ-取苗工位，Ⅴ-扦插工位，Ⅵ-覆土工位，Ⅶ-浇水工位，1-填土模块，2-扦插模块，3-切苗模块，4-末端执行器位置调整系统，5-末端执行器，6-覆土模块，7-浇水模块。
图2：填土模块的结构示意图。附图标记说明：1-1-填土用穴盘传输机，1-2-填土用穴盘导向条，1-3-填土用基质箱，1-4-填土用基质传送带，1-5-刮土板支架，1-6-刮土板，1-7-清土滚刷支架，1-8-清土滚刷。
图3：扦插模块的结构示意图。附图标记说明：2-1-扦插用穴盘传输机，2-2-扦插用穴盘导向条，2-3-压穴机构支架，2-4-压穴用气缸，2-5-压穴板及压穴头。
图4：切苗模块的结构示意图。附图标记说明：3-1-切苗用组培盒传输机，3-2-切苗用组培盒导向条，3-3-CO2激光管支架，3-4-CO2激光管，3-5-激光反射镜片，3-6-穴盘定位机构，3-7-激光头位置移动用线性模组，3-8-激光头支架，3-9-激光头。
图5：末端执行器位置调整系统的结构示意图。附图标记说明：4-1-X轴线性模组，4-2-Y轴线性模组，4-3-Z轴线性模组。
图6：末端执行器的结构示意图。附图标记说明：5-1-末端执行器支架，5-2-上端导向轴支架，5-3-上端导向轴，5-4-导向滑块，5-5-变距用气缸，5-6-网状变距机构，5-7-下端导向直线导轨，5-8-下端导向轴支架，5-9-下端导向轴，5-10-机械手连接块，5-11-机械手。
图7：覆土模块的结构示意图。附图标记说明：6-1-覆土用穴盘传输机，6-2-覆土用穴盘导向条，6-3-覆土用基质箱，6-4-出土口大小调节机构，6-5-覆土用基质传送带。
图8：浇水模块的结构示意图。附图标记说明：7-1-浇水用穴盘传输机，7-2-浇水用穴盘导向条，7-3-浇水管道支架，7-4-出水口，7-5-出水口分开关，7-6-出水口总开关，7-7-浇水管道，7-8-接水槽。
具体实施方式
实施例1
一种马铃薯组培苗的移栽设备，包括填土模块(1)、扦插模块(2)、切苗模块(3)、末端执行器位置调整系统(4)、末端执行器(5)、覆土模块(6)和浇水模块(7)；填土模块(1)、扦插模块(2)、覆土模块(6)、浇水模块(7)依次排列；填土模块(1)、扦插模块(2)、覆土模块(6)、浇水模块(7)的穴盘传输机和导向条依次对接，它们的安装位置高度相同；所述切苗模块(3)与扦插模块(2)为平行设置；末端执行器位置调整系统(4)置于切苗模块(3)和扦插模块(2)的上方支架上，在末端执行器位置调整系统(4)的Z轴线性模组(4-3)处设置有末端执行器(5)。
所述填土模块(1)包括填土用穴盘传输机(1-1)，填土用穴盘导向条(1-2)，填土用基质箱(1-3)，填土用基质传送带(1-4)，刮土板支架(1-5)，刮土板(1-6)，清土滚刷支架(1-7)和清土滚刷(1-8)；填土用穴盘导向条(1-2)对称设置于填土用穴盘传输机(1-1)的传送带两侧型材上；填土用基质箱(1-3)设置于填土用基质传送带(1-4)上，填土用基质传送带(1-4)设置于填土用穴盘传输机(1-1)上；刮土板(1-6)设置于刮土板支架(1-5)上，刮土板支架(1-5)设置于填土用穴盘传输机(1-1)上；清土滚刷(1-8)设置于清土滚刷支架(1-7)上，清土滚刷支架(1-7)设置于填土用穴盘传输机(1-1)上。
3.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗移栽设备，其特征在于：所述扦插模块(2)包括扦插用穴盘传输机(2-1)，扦插用穴盘导向条(2-2)，压穴机构支架(2-3)，压穴用气缸(2-4)和压穴板及压穴头(2-5)；扦插用穴盘导向条(2-2)对称设置于扦插用穴盘传输机(2-1)的传送带两侧型材上；压穴板及压穴头(2-5)设置于压穴用气缸(2-4)上，压穴用气缸(2-4)设置于压穴机构支架(2-3)上，压穴机构支架(2-3)设置于扦插用穴盘传输机(2-1)上。
所述切苗模块(3)包括切苗用组培盒传输机(3-1)，切苗用组培盒导向条(3-2)，CO2激光管支架(3-3)，CO2激光管(3-4)，激光反射镜片(3-5)，穴盘定位机构(3-6)，激光头位置移动用线性模组(3-7)，激光头支架(3-8)和激光头(3-9)；切苗用组培盒导向条(3-2)对称设置于切苗用组培盒传输机(3-1)的传送带两侧型材上；CO2激光管支架(3-3)、激光反射镜片(3-5)和穴盘定位机构(3-6)设置于切苗用组培盒传输机(3-1)的支架上；CO2激光管(3-4)设置于CO2激光管支架(3-3)上；激光头位置移动用线性模组(3-7)设置于穴盘定位机构(3-6)上，激光头支架(3-8)设置于激光头位置移动用线性模组(3-7)上，激光头(3-9)置于激光头支架(3-8)上。
所述末端执行器位置调整系统(4)包括X轴线性模组(4-1)，Y轴线性模组(4-2)和Z轴线性模组(4-3)；Z轴线性模组(4-3)设置于Y轴线性模组(4-2)上；Y轴线性模组(4-2)设置于一对X轴线性模组(4-1)上。
所述末端执行器(5)包括末端执行器支架(5-1)，上端导向轴支架(5-2)，上端导向轴(5-3)，导向滑块(5-4)，变距用气缸(5-5)，网状变距机构(5-6)，下端导向直线导轨(5-7)，下端导向轴支架(5-8)，下端导向轴(5-9)，机械手连接块(5-10)和机械手(5-11)；导向滑块(5-4)设置于上端导向轴(5-3)上，上端导向轴(5-3)置于上端导向轴支架(5-2)上，上端导向轴支架(5-2)设置于末端执行器支架(5-1)上；机械手连接块(5-10)设置于下端导向轴(5-9)上，下端导向轴(5-9)置于下端导向轴支架(5-8)上，下端导向轴支架(5-8)设置于下端导向直线导轨(5-7)上，下端导向直线导轨(5-7)设置于末端执行器支架(5-1)上；导向滑块(5-4)和机械手连接块(5-10)设置于网状变距机构(5-6)上；机械手(5-11)设置于机械手连接块(5-10)上；变距用气缸(5-5)设置于末端执行器支架(5-1)和导向滑块(5-4)上。
所述覆土模块(6)包括覆土用穴盘传输机(6-1)，覆土用穴盘导向条(6-2)，覆土用基质箱(6-3)，出土口大小调节机构(6-4)和覆土用基质传送带(6-5)；覆土用穴盘导向条(6-2)对称地设置于覆土用穴盘传输机(6-1)的传送带两侧型材上；覆土用基质箱(6-3)设置于覆土用基质传送带(6-5)上，覆土用基质传送带(6-5)设置于覆土用穴盘传输机(6-1)上；出土口大小调节机构(6-4)设置于覆土用基质箱(6-3)上。
覆土模块由覆土用穴盘传输机6-1，覆土用穴盘导向条6-2，覆土用基质箱6-3，出土口大小调节机构6-4和覆土用基质传送带6-5构成。覆土用穴盘导向条6-2对称地设置于覆土用穴盘传输机6-1的传送带两侧型材上，对穴盘进行导向和位置限定。覆土用基质箱6-3设置于覆土用基质传送带6-5上，覆土用基质传送带6-5设置于覆土用穴盘传输机6-1上，待扦插完成的穴盘到达覆土工位Ⅵ，被光电开关检测到，启动覆土用基质传送带6-5带动覆土用基质箱6-3内的蛭石进入穴盘内进行均匀覆土。出土口大小调节机构6-4设置于覆土用基质箱6-3上，用来调节出土量的大小。覆土模块覆土厚度由覆土用穴盘传输机6-1传送速度、出土口大小调节机构6-4的开口大小以及覆土用基质传送带6-5传送速度共同决定。
所述浇水模块(7)包括浇水用穴盘传输机(7-1)，浇水用穴盘导向条(7-2)，浇水管道支架(7-3)，出水口(7-4)，出水口分开关(7-5)，出水口总开关(7-6)，浇水管道(7-7)和接水槽(7-8)；浇水用穴盘导向条(7-2)对称设置于浇水用穴盘传输机(7-1)的传送带两侧型材上；出水口(7-4)，出水口分开关(7-5)，出水口总开关(7-6)设置于浇水管道(7-7)上；接水槽(7-8)设置在浇水用穴盘传输机(7-1)的传送带的下方。
浇水模块7的浇水量和水压由出水口7-4决定，待穴盘到达浇水工位Ⅶ时，被光电开关检测到，开始浇水。
马铃薯组培苗移栽设备使用激光对马铃薯组培苗进行切割，激光功率优选为50-70W,切割速度优选为12-36mm/s。
末端执行器使用变距用气缸带动剪刀式机构进行并行机械手间距调整；机械手通过空气压缩机产生正压，经过气源处理器后通过真空发生器转成负压来吸苗。
本发明的马铃薯组培苗移栽设备通过PLC进行整体控制。对于填土模块1、覆土模块6、浇水模块7三个功能相对简单且作业动作相对独立的模块，可以使用单片机进行直接控制，并可以通过PLC进行最终控制。
穴盘传输机和组培盒传输机分别传送组培盒和穴盘，该组培盒利用了申请人在前期授权发明专利(专利号为2019107372328，发明名称：一种适合机械化生产的马铃薯组培苗培养盒)所获得的整盒马铃薯组培苗。
根据农艺要求，将不同湿度的蛭石搅拌均匀后分别置于所述填土用基质箱1-3和所述覆土用基质箱6-3中。
马铃薯组培苗机械化移栽过程是：
(1)将空穴盘置于填土用穴盘传输机1-1的传送带上，待穴盘到达填土工位Ⅰ，被光电开关检测到，启动填土用基质传送带1-4带动填土用基质箱1-3内的蛭石进入穴盘内进行填土，填完土的穴盘经过刮土板1-6，多余的蛭石被刮掉，经过清土滚刷1-8，多余的蛭石被滚刷清理干净。
(2)待穴盘到达压穴工位Ⅱ，被光电开关检测到，启动压穴用气缸2-4往复运动，配合扦插用穴盘传输机2-1，对穴盘内的蛭石进行压穴。
(3)待穴盘到达扦插工位Ⅴ，被光电开关检测到，暂停传送带直至整个穴盘扦插完成。
(4)将整盒马铃薯组培苗去掉上筒体后置于切苗用组培盒传输机3-1的传送带上，待组培盒到达切苗工位Ⅲ，被光电开关检测到，穴盘定位机构3-6下降进行位置限定，暂停传送带直至整个组培盒的马铃薯组培苗被切完。
(5)末端执行器位置调整系统4通过PLC控制伺服电机驱动器，驱动线性模组实现X、Y、Z三轴运动，带动末端执行器5至取苗工位Ⅳ，驱动变距用气缸5-5减小并行机械手间距至指定大小，开启真空发生器进行马铃薯组培苗的负压夹持。
(6)开启CO2激光管3-4，驱动激光头位置移动用线性模组3-7，带动激光头3-9使激光束扫过待切割马铃薯组培苗，马铃薯组培苗被切断。
(7)单次马铃薯组培苗切割完成后，通过末端执行器位置调整系统4带动末端执行器5至扦插工位Ⅴ，驱动变距用气缸5-5增大并行机械手间距至指定大小，配合扦插模块2进行马铃薯组培苗扦插。
(8)重复步骤(5)～(7)。
(9)切完一盒马铃薯组培苗后，抬起穴盘定位机构3-6，并重复步骤(4)～(8)。
(10)扦插完成整个穴盘马铃薯组培苗后，将穴盘传输至覆土工位Ⅵ进行覆土，待穴盘到达覆土工位Ⅵ，被光电开关检测到，启动覆土用基质传送带6-5带动覆土用基质箱6-3内的蛭石进入穴盘内进行覆土；(11)覆土后的穴盘传输至浇水工位Ⅶ进行浇水，待穴盘到达浇水工位Ⅶ，被光电开关检测到，开始浇水，浇完水后将穴盘抬离传送带。

Claims (10)

1.一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：包括填土模块(1)、扦插模块(2)、切苗模块(3)、末端执行器位置调整系统(4)、末端执行器(5)、覆土模块(6)和浇水模块(7)；填土模块(1)、扦插模块(2)、覆土模块(6)、浇水模块(7)依次排列；填土模块(1)、扦插模块(2)、覆土模块(6)、浇水模块(7)的穴盘传输机和导向条依次对接，它们的安装位置高度相同；所述切苗模块(3)与扦插模块(2)为平行设置；末端执行器位置调整系统(4)置于切苗模块(3)和扦插模块(2)的上方支架上，在末端执行器位置调整系统(4)的Z轴线性模组(4-3)处设置有末端执行器(5)。
2.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述填土模块(1)包括填土用穴盘传输机(1-1)，填土用穴盘导向条(1-2)，填土用基质箱(1-3)，填土用基质传送带(1-4)，刮土板支架(1-5)，刮土板(1-6)，清土滚刷支架(1-7)和清土滚刷(1-8)；填土用穴盘导向条(1-2)对称设置于填土用穴盘传输机(1-1)的传送带两侧型材上；填土用基质箱(1-3)设置于填土用基质传送带(1-4)上，填土用基质传送带(1-4)设置于填土用穴盘传输机(1-1)上；刮土板(1-6)设置于刮土板支架(1-5)上，刮土板支架(1-5)设置于填土用穴盘传输机(1-1)上；清土滚刷(1-8)设置于清土滚刷支架(1-7)上，清土滚刷支架(1-7)设置于填土用穴盘传输机(1-1)上。
3.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述扦插模块(2)包括扦插用穴盘传输机(2-1)，扦插用穴盘导向条(2-2)，压穴机构支架(2-3)，压穴用气缸(2-4)和压穴板及压穴头(2-5)；扦插用穴盘导向条(2-2)对称设置于扦插用穴盘传输机(2-1)的传送带两侧型材上；压穴板及压穴头(2-5)设置于压穴用气缸(2-4)上，压穴用气缸(2-4)设置于压穴机构支架(2-3)上，压穴机构支架(2-3)设置于扦插用穴盘传输机(2-1)上。
4.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述切苗模块(3)包括切苗用组培盒传输机(3-1)，切苗用组培盒导向条(3-2)，CO2激光管支架(3-3)，CO2激光管(3-4)，激光反射镜片(3-5)，穴盘定位机构(3-6)，激光头位置移动用线性模组(3-7)，激光头支架(3-8)和激光头(3-9)；切苗用组培盒导向条(3-2)对称设置于切苗用组培盒传输机(3-1)的传送带两侧型材上；CO2激光管支架(3-3)、激光反射镜片(3-5)和穴盘定位机构(3-6)设置于切苗用组培盒传输机(3-1)的支架上；CO2激光管(3-4)设置于CO2激光管支架(3-3)上；激光头位置移动用线性模组(3-7)设置于穴盘定位机构(3-6)上，激光头支架(3-8)设置于激光头位置移动用线性模组(3-7)上，激光头(3-9)置于激光头支架(3-8)上。
5.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述末端执行器位置调整系统(4)包括X轴线性模组(4-1)，Y轴线性模组(4-2)和Z轴线性模组(4-3)；Z轴线性模组(4-3)设置于Y轴线性模组(4-2)上；Y轴线性模组(4-2)设置于一对X轴线性模组(4-1)上。
6.如权利要求1或5所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述末端执行器(5)包括末端执行器支架(5-1)，上端导向轴支架(5-2)，上端导向轴(5-3)，导向滑块(5-4)，变距用气缸(5-5)，网状变距机构(5-6)，下端导向直线导轨(5-7)，下端导向轴支架(5-8)，下端导向轴(5-9)，机械手连接块(5-10)和机械手(5-11)；导向滑块(5-4)设置于上端导向轴(5-3)上，上端导向轴(5-3)置于上端导向轴支架(5-2)上，上端导向轴支架(5-2)设置于末端执行器支架(5-1)上；机械手连接块(5-10)设置于下端导向轴(5-9)上，下端导向轴(5-9)置于下端导向轴支架(5-8)上，下端导向轴支架(5-8)设置于下端导向直线导轨(5-7)上，下端导向直线导轨(5-7)设置于末端执行器支架(5-1)上；导向滑块(5-4)和机械手连接块(5-10)设置于网状变距机构(5-6)上；机械手(5-11)设置于机械手连接块(5-10)上；变距用气缸(5-5)设置于末端执行器支架(5-1)和导向滑块(5-4)上。
7.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述覆土模块(6)包括覆土用穴盘传输机(6-1)，覆土用穴盘导向条(6-2)，覆土用基质箱(6-3)，出土口大小调节机构(6-4)和覆土用基质传送带(6-5)；覆土用穴盘导向条(6-2)对称地设置于覆土用穴盘传输机(6-1)的传送带两侧型材上；覆土用基质箱(6-3)设置于覆土用基质传送带(6-5)上，覆土用基质传送带(6-5)设置于覆土用穴盘传输机(6-1)上；出土口大小调节机构(6-4)设置于覆土用基质箱(6-3)上。
8.如权利要求1所述的一种马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：所述浇水模块(7)包括浇水用穴盘传输机(7-1)，浇水用穴盘导向条(7-2)，浇水管道支架(7-3)，出水口(7-4)，出水口分开关(7-5)，出水口总开关(7-6)，浇水管道(7-7)和接水槽(7-8)；浇水用穴盘导向条(7-2)对称设置于浇水用穴盘传输机(7-1)的传送带两侧型材上；出水口(7-4)，出水口分开关(7-5)，出水口总开关(7-6)设置于浇水管道(7-7)上；接水槽(7-8)设置在浇水用穴盘传输机(7-1)的传送带的下方。
9.如权利要求1所述的马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：马铃薯组培苗移栽设备使用激光对马铃薯组培苗进行切割，激光功率优选为50-70W,切割速度优选为12-36mm/s。
10.如权利要求1所述的马铃薯组培苗的移栽设备，其特征在于：末端执行器使用变距用气缸带动剪刀式机构进行并行机械手间距调整；机械手通过空气压缩机产生正压，经过气源处理器后通过真空发生器转成负压来吸苗。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006180863A (ja) * 2004-08-04 2006-07-13 Purex:Kk 苗の移植補助ステーション
CN101416609A (zh) * 2008-12-05 2009-04-29 中国农业大学 一种适于培养瓶内组培苗移植作业的机械手
CN102598930A (zh) * 2012-03-19 2012-07-25 中国农业大学 一种组培苗自动移植机构及其移苗方法
CN103416139A (zh) * 2012-11-15 2013-12-04 华中农业大学 一种藜蒿扦插机
CN103688631A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 中国农业大学 一种用于马铃薯脱毒苗快速繁殖的移植机及其移植方法
CN106105522A (zh) * 2016-08-17 2016-11-16 沈阳农业大学 一种穴盘苗全自动移苗机
CN106961896A (zh) * 2017-05-12 2017-07-21 新疆农业大学 一种温室用花卉穴盘苗移栽机
CN207869680U (zh) * 2018-01-31 2018-09-18 胡清华 一种农业大棚温室叶菜苗自动移苗机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006180863A (ja) * 2004-08-04 2006-07-13 Purex:Kk 苗の移植補助ステーション
CN101416609A (zh) * 2008-12-05 2009-04-29 中国农业大学 一种适于培养瓶内组培苗移植作业的机械手
CN102598930A (zh) * 2012-03-19 2012-07-25 中国农业大学 一种组培苗自动移植机构及其移苗方法
CN103416139A (zh) * 2012-11-15 2013-12-04 华中农业大学 一种藜蒿扦插机
CN103688631A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 中国农业大学 一种用于马铃薯脱毒苗快速繁殖的移植机及其移植方法
CN106105522A (zh) * 2016-08-17 2016-11-16 沈阳农业大学 一种穴盘苗全自动移苗机
CN106961896A (zh) * 2017-05-12 2017-07-21 新疆农业大学 一种温室用花卉穴盘苗移栽机
CN207869680U (zh) * 2018-01-31 2018-09-18 胡清华 一种农业大棚温室叶菜苗自动移苗机

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