CN113228897A - 一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械化移栽技术领域，具体涉及一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，包括：机架、供盘装置、送苗装置、取苗装置、投苗装置、穴盘收集架及控制系统。供盘装置包括：供盘链驱动电机、供盘链轮轴、托盘等待位置传感器、若干个托盘、托盘定位导向轴承、供盘链、托盘吊线等；送苗机构包括：送苗链条、若干加长销轴、送苗链轮、送苗底板等；取苗装置包括：取苗顶杆、气缸安装板、取苗气缸等；投苗装置包括：投苗斗和投苗传感器；控制系统包括：电源、控制按钮、微控制器等。本发明实现自动供应穴盘，将穴盘苗连续高速向下取出，经过投苗斗直接投苗，使取苗与投苗运动方向和空间位置一致，作业效率高。

Description

一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置

技术领域

本发明属于农业机械化移栽技术领域，具体涉及一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置。

背景技术

育苗移栽是农作物生产环节中重要的农艺技术，可以增加积温，避免幼苗期的不利气候影响，提早成熟，实现高产和优质，提高其复种指数。移栽也可建立作物对杂草的早期生长优势，有利于抑制杂草的生长，提高田间水肥的利用效率。

移栽作业属于劳动密集型环节，综合机械化率非常低，仅为20％左右，劳动力成本已经占农作物生产总成本的40％～60％，劳动力价格上涨成为对农作物比较效益影响最大的制约因素。

机械化移栽装备是减轻劳动强度、提高作业效率和降低生产成本的关键。半自动移栽机的取投苗环节仍然由人工完成，存在人工辅助劳动量大、作业效率低等问题，推广受限。取投苗机构是将穴盘苗从独立穴孔中取出并投入到栽植机构的工作部件，可以显著提高移栽作业效率，降低劳动强度，减少人工，是自动移栽机的核心技术，也是制约自动移栽机发展的瓶颈，一直是研发的重点，因此研究全自动蔬菜移栽机的取投苗机构具有重要意义。

目前国内外自主研发的全自动移栽机多采用机械手式的取苗机构，分为插入夹取式、顶出式、顶出夹取式、气力式以及其他形式等。目前以插入夹取式和顶出夹取式结构为主，均是基于向上取苗方式。这类基于向上取苗方式的取苗机构结构复杂，作业环节繁多，且对秧苗和钵体有一定损伤，作业频率难以进一步提高。

申请号为201920437875.6的《一种组合式非圆齿轮行星轮系钵苗取苗机构》，该专利最主要涉及提出一种组合式非圆齿轮行星轮系钵苗取苗机构，属于插入夹取式取苗机构。该机构的工作原理：动力经中心轴经过非圆齿轮行星轮系传动实现了取苗爪的不等速传动和特殊的尖嘴式取投苗轨迹。取苗爪在上部的取苗位置处完成取苗，携苗运动到下部推苗完成投苗。特殊的取投苗轨迹使得相关的配合机构繁多，作业轨迹复杂，作业速度提升增加机构的惯性力、振动和取苗离心力和加速度，出现取苗失败和取苗破损等问题。

申请号为201510920682.2的《一种全自动取苗投苗装置及其取苗投苗方法》，该专利最主要涉及提出一种全自动取苗投苗装置及取苗投苗方法，属于顶出夹取式取苗机构。提供了技术方案和装置工作原理如下：人工将苗盘放入苗盘输送装置中，通过各位置接近开关控制苗盘的输送、顶苗、取苗及投放。通过多个顶杆成排顶出多株株苗，再由取苗爪将顶出的株苗夹取住，放入承接筒处，承接筒将苗送入输送区进行后续栽植。作业环节步骤多，取投苗结构复杂，间歇性运动和机构的摆动转移使得其作业频率提升存在瓶颈。

申请号为201810575534.5的《一种下压式取苗全自动穴盘苗移栽机的送苗取苗投苗装置》，该装置可以实现自动送苗、下出苗式自动取苗投苗。提供了技术方案和装置工作原理如下：加长销轴链条拨动穴苗盘向前间歇移动，短行程顶苗气缸将穴苗盘内的钵苗上顶，实现钵苗与穴苗盘内壁预分离；利用气缸带动双指型顶苗杆，将钵苗从苗盘下方取出，直接完成投苗过程；利用滚珠丝杠带动穴苗盘左右移动，实现钵苗的横向供给。链条间歇运动、上顶预分离和横向移动等结构和作业步骤较为复杂，作业效率较慢，而且双指型顶杆在压出和复位过程中容易对钵体和茎叶造成损伤。

这类基于向上取苗方式的取苗机构结构复杂，作业环节繁多，且对秧苗和钵体有一定损伤，作业频率难以进一步提高。因此，未能基于向上取苗方式研制出高速且低损的取投苗机构并大规模推广应用。

为了解决上述问题，本发明基于提出一种基于向下取苗方式的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，取投苗机构的执行机构采用气缸，因为气缸动作响应快，结构简单，作业精准可靠，且对工作参数可快速调节。实现苗盘存放、自动供盘，将穴盘苗连续低损高速取出，经过投苗斗直接投苗，显著提高了取投苗作业效率，同时减少人员用工量和劳动强度。

发明内容

本发明提出一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，完成苗盘存放、自动供盘、取投苗一体作业，提高供盘、取投苗作业频率和取苗成功率，并减小对穴盘苗的损伤，可应用于全自动移栽机上进行作业。

为达到以上目的，本发明技术方案如下：

一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，用于将穴盘 31中的穴盘苗33投送入移栽机的栽植机构或栽植苗沟中，完成后续栽植作业，所述穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置包括：机架、供盘装置、送苗装置、取苗装置、投苗装置、穴盘收集架23和控制系统。

所述机架包括：支撑架25和四根支撑杆24；所述四根支撑杆24 分别安装于支撑架25四个角的下部；

所述支撑架25的下方、左侧两根支撑杆24的中上部之间安装有穴盘收集架23，用于收集取苗后的所述穴盘31；

所述供盘装置包括：供盘链驱动电机1、供盘链轮轴2、托盘等待位置传感器3、若干个托盘4、托盘定位导向轴承5、供盘链6、托盘吊线7、托盘吊线卡8、横向限位挡条9、竖向托盘轨道架10、供盘从动链轮11、供盘气缸12、供盘位置传感器13、穴盘脱离位置传感器14、托盘收集架15和护苗盘30；

所述护苗盘30安装于竖向托盘轨道架10前部，所述竖向托盘轨道架10安装于支撑架25的右侧，所述竖向托盘轨道架10的内侧安装有横向限位挡条9，所述托盘放置架15设置于所述竖向托盘轨道架10的下部；所述托盘等待位置传感器3位于竖向托盘轨道架10上部一侧，所述供盘位置传感器13设置于支撑架25的后端，所述穴盘脱离位置传感器14设置于支撑架25的左侧后部；

所述竖向托盘轨道架10上设置有托盘等待位置，供盘位置和穴盘脱离位置。

所述托盘等待位置为最上层托盘4与托盘等待位置传感器3对齐时，各层托盘4所处位置；

所述供盘位置为所述托盘4与供盘位置传感器13对齐时，托盘 4所处位置；

所述穴盘脱离位置为穴盘31尾部与所述穴盘脱离位置传感器14 对齐时穴盘31所处位置；

所述供盘链轮轴2设置于所述竖向托盘轨道架10上端，所述供盘链驱动电机1安装于所述竖向托盘轨道架10顶部一侧，供盘链驱动电机1与供盘传动链轮轴2通过链传动；所述供盘链轮轴2上左右两侧设有供盘主动链轮；所述两个供盘从动链轮11安装于所述竖向托盘轨道架10下端左右两侧中部；所述竖向托盘轨道架10左侧上下两端的供盘主动链轮、供盘从动链轮11和右侧上下两端的供盘链轮、供盘从动链轮11分别通过一条供盘链6连接；所述若干个托盘4通过所述托盘吊线7与托盘吊线卡8等距串联成多层结构，所述托盘4 的左右侧边有托盘吊装孔4a，所述供盘链6上设有加长销轴，托盘吊装孔4a与加长销轴配合，完成最上层托盘4的铰接吊装，所述供盘链6驱动由若干个托盘4串联的多层结构在所述竖向托盘轨道架 10内上升或下降；

所述托盘4上四个角处装有互相错位沿交叉对角线安装的托盘定位导向轴承5，构成矩形块式定位结构，用于在竖向托盘轨道架10 内定位、保持水平且上下滑动。

所述供盘气缸12安装于支撑架25的后部中间、所述供盘位置正后方，当载有穴盘31的托盘4到达供盘位置时，托盘4与送苗底板 19对齐，所述供盘气缸12将穴盘31推出合适距离至送苗装置；

所述送苗装置安装在支撑架25的中下部，所述送苗装置后端与供盘位置的前端衔接，用于接收供盘装置推出的穴盘31并驱动穴盘 31向取苗装置运动；

所述送苗装置包括：送苗链条17、若干加长销轴17a、送苗链轮 18、送苗底板19和送苗链驱动电机16；

所述送苗链驱动电机16固定于所述竖向托盘轨道架10的下部，所述送苗链轮一与送苗链轮18设置于支撑架25左侧中部，所述送苗链驱动电机的输出轴与送苗链轮一连接，所述送苗链轮一通过送苗链条17与送苗链轮18连接，所述送苗底板19设置于支撑架25的中部，所述若干加长销轴17a等距设置在所述送苗链条17上。当所述穴盘 31被所述供盘气缸12推出至送苗装置时，所述加长销轴17a拨动穴盘侧筋31a，带动所述穴盘31在所述送苗底板19上向取苗装置运动。

所述取苗装置安装在所述支撑架25前部上方，与送苗装置的前端衔接。

所述取苗装置包括：取苗顶杆26、气缸安装板27、取苗气缸28 和取苗位置传感器22；

所述取苗装置用于从穴盘31穴孔中连续高速向下压取出穴盘苗 33。所述送苗底板21在取苗顶杆26所在位置正下方处镂空，便于所述穴盘31中穴盘苗33向下通过。

所述气缸安装板27通过气缸安装支撑架安装于支撑架25前部，所述取苗气缸28安装于所述气缸安装板27一端；所述取苗气缸28 下部安装有取苗顶杆26；所述取苗气缸28用于驱动取苗顶杆26上下运动，所述取苗位置传感器22安装于支撑架25上，与取苗顶杆 26对齐，用于检测穴孔是否与取苗顶杆26对齐。

所述投苗装置包括：投苗斗21和投苗传感器20；

所述投苗传感器20安装于投苗斗21的出口，用于检测取出的所述穴盘苗33是否顺利地投出，所述投苗斗21安装在支撑架25的前部下方，位于所述送苗底板19镂空处正下方，所述投苗斗21上宽下窄用于将所述取苗装置取出的穴盘苗33导送到投苗口，投至后续的栽植机构或开沟器所开的苗沟中完成后续栽植。

所述控制系统安装于控制柜29中，所述控制柜设置于支撑架25 右侧，控制系统包括：电源、控制按钮、微控制器、光耦继电器驱动模块、取苗气缸电磁阀、供盘气缸电磁阀、减压阀、汇流板和降压模块；

所述电源通过降压模块与微控制器连接，用于为微控制器供电；

所述电源通过供盘链驱动电机驱动器与供盘链驱动电机1连接，用于为供盘链驱动电机1供电，

所述电源通过送苗链驱动电机驱动器与送苗链驱动电机16连接，用于为送苗链驱动电机16供电；

所述控制按钮与微控制器连接，用于控制微控制器的开关；

所述托盘等待位置传感器3、供盘位置传感器13、穴盘脱离位置传感器14、投苗传感器20和取苗位置传感器22分别与微控制器连接，分别用于将托盘等待位置、供盘位置、穴盘脱离位置、取苗位置和投苗情况的检测结果发送给微控制器。

外部气源通过减压阀和汇流板后分别与取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀连接，所述微控制器与光耦继电器驱动模块连接，光耦继电器驱动模块分别与取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀连接，所述取苗气缸电磁阀与取苗气缸连接，所述供盘气缸电磁阀与供盘气缸连接，所述微控制器用于向光耦继电器驱动模块发送控制信号，光耦继电器驱动模块根据控制信号控制取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀开关使外部气源通入取苗气缸28和供盘气缸12；

在上述方案的基础上，所述穴盘31的两侧设置有均匀间隔的多个穴盘侧筋31a，所述穴盘侧筋31a的数量与所述穴盘31的穴孔行数一致，并对应于每行穴孔中心位置，用于被所述送苗装置的加长销轴 17a驱动以及取苗位置传感器20检测。

所述穴盘31(见图4)来源于申请号为201910208044.6、名称为《一种提高大钵体成坨性的育苗方法及其配套的育苗穴盘》的实施例。

在上述方案的基础上，所述托盘吊线22为钢丝、吊链、塑料绳或链条，优选为钢丝。

在上述方案的基础上，所述供盘气缸12能够调节推出行程和推出速度。

在上述方案的基础上，所述相邻加长销轴17a之间的距离不小于所述穴盘31的穴盘侧筋31a的间距。

在上述方案的基础上，所述取苗顶杆26末端成“U”型，“U”型末端三侧边作用取苗力于穴盘穴孔侧壁31b处，既可以避开幼苗茎叶避免损伤，又可以使得取苗过程中穴盘苗33受力均衡。

在上述方案的基础上，所述取苗气缸28能够调节取苗行程和取苗速度。

矩形块式定位结构定位原理：所述托盘4同侧两个托盘定位导向轴承5沿矩形对角线安装，互相错位即对角线形成交叉。同侧两个托盘定位导向轴承5最外侧水平距离L1(见图5)等于竖向托盘轨道架 10同侧轨道架内侧水平距离L(见图1)，最外侧最大距离(交叉对角线方向)L2>L(见图5)，所以所述托盘4前后移动自由度被限制，绕吊装孔4a俯仰旋转自由度被限制，使其保持水平；绕竖直中心轴的旋转自由度亦被限制。同时因所述供盘链6的加长销轴只吊装最上一层所述托盘4，所述托盘4多层结构重心在最上一层所述托盘4吊装孔4a下方，亦可以使得托盘4不会俯仰旋转；异侧所述托盘定位导向轴承5内侧水平宽度距离为W3，外侧水平宽度距离为W4；所述竖向托盘轨道架10异侧轨道架内侧水平宽度距离为W1(见图2)。所述横向限位挡条9安装在所述竖向托盘轨道架10左右两侧轨道架内侧，异侧所述横向限位挡条9内侧宽度距离为W2。W1＝W3， W2＝W4，所述托盘4左右移动自由度和左右偏转自由度被限制。故所述托盘5在四个托盘定位导向轴承5和四个横向限位挡条9的限位下，在所述竖向托盘轨道架10内对5个自由度限制进行定位且保持水平，可以上下平移滑动。

本发明工作过程为：

自动供盘过程：

所述托盘4由托盘吊线7等距串联成多层结构，可在竖向托盘轨道架10内上下滑动；所述供盘链6上的加长销轴(未画出)与最上层的所述托盘4的吊装孔4a铰接以驱动所述托盘4上升或下降。作业时将所述穴盘31依次放到所述托盘4上，所述供盘链6逆时针转动驱动托盘4下降；当载有穴盘31的所述托盘4与送苗机构的送苗底板19对齐时，到达所述供盘位置(见图9)；所述供盘链6停止，所述供盘气缸12将所述穴盘31向所述送苗底板19方向推出合适距离后缩回。所述送苗链加长销轴17a拨动所述穴盘31前部两侧的穴盘侧筋31a，带动所述穴盘31向所述取苗装置运动(见图9)；当穴盘脱离位置传感器14检测到所述穴盘31即将脱离所述托盘4时，穴盘到达穴盘脱离位置(见图6)，所述供盘链6再次驱动托盘4下降，依次循环。所述供盘链6的速度与所述送苗链17的速度协调，使得相邻供应的两苗盘首尾相连，无缝供盘。空的所述托盘4堆放在所述竖向托盘轨道架10下部的所述托盘放置架15上(见图7)。

取投苗过程：

所述送苗链条17逆时针转动，所述送苗链条17上的所述送苗链加长销轴17a拨动所述穴盘侧筋31a，带动所述穴盘31向所述取苗装置移送，方向如图9中箭头所示。所述送苗底板19在所述取苗装置正下方取苗位置处镂空，正下方接有所述投苗斗21。当载有穴盘苗33的穴孔运动到该列取苗装置的所述取苗顶杆26正下方时，到达取苗位置(如图7所示)，所述取苗气缸28驱动气缸活塞杆端部安装的所述取苗顶杆26伸出，在目标穴孔内所述穴盘苗33上表面施加取苗力，当取苗力和穴盘苗31自身重力之和大于穴盘苗33与穴孔壁31b 的摩擦力时，所述穴盘苗33即可脱离穴孔落入所述投苗斗21内，在重力作用下沿投苗斗21倾斜侧壁继续下滑至投苗斗出口完成取投苗过程。投苗口下方可对准一行栽植器或苗沟完成后续栽植。取苗频率、各电机转速可通过控制程序调整相关参数改变取苗气缸动作间隔和步进电机驱动频率来调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：用在全自动移栽机上可实现高速高效取苗和栽植。

1、本发明基于向下取苗方式创新取苗装置，向下取苗方式，取苗运动方向和空间位置与投苗一致，不需要特殊的取苗投苗轨迹和繁琐的取投苗操作，不需要复杂的取苗装置，取苗装置也不需要以复杂的运动轨迹携苗转运，仅靠直线往复运动即可完成取投苗一体化操作。

2、本发明创新提出托盘架结构用来存储苗盘和自动供给苗盘，减少人员供盘的频繁操作，减轻劳动强度，更大程度实现机械作业的少人化和自动化水平。

3、本发明利用气缸带动取苗顶杆，将穴盘苗从苗盘下方取出，直接完成取投苗过程，伤苗率低，快速精准可靠。

4、本发明利用带有加长销轴的链条来拨动穴苗盘向前移动，加长销轴对穴苗盘有限位作用，使穴苗盘在向前移动中保持稳定可靠。

5、本发明采用整排取苗机构与投苗斗结合的方式，摒弃横向移箱机构，进一步提高作业速度。

6、本发明所述投苗斗21正上方的所述取苗气缸28可控制工作行程和工作速度，取苗顶杆26的“U”型末端三侧边作用取苗力于穴盘穴孔侧壁31b，既可以避开幼苗茎叶避免损伤，又可以使得取苗过程中穴盘苗33受力均衡。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置主视图；

图2为穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置侧视图；

图3为穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置俯视图；

图4为组合式穴盘(载苗)结构示意图；

图5为托盘主视图；

图6为托盘侧视图；

图7为托盘等轴测视图；

图8为取苗机构单体取苗原理图；

图9为供盘位置示意图；

图10为穴盘脱离位置示意主视图；

图11为穴盘脱离位置示意等轴测视图；

图12为取苗位置等轴测视图。

图13为控制系统硬件组成连接图。

其中的附图标记为：

图中：1-供盘链驱动电机；2-供盘主动链轮轴；3-托盘等待位置传感器；4-托盘；4a-托盘吊装孔；5-托盘定位导向轴承；6-供盘链； 7-托盘吊线；8-托盘吊线卡；9-横向限位挡条；10-竖向托盘轨道架； 11-供盘从动链轮；12-供盘气缸；13-供盘位置传感器；14-穴盘脱离位置传感器；15-托盘放置架；16-送苗链驱动电机；17-送苗链条；17a- 送苗链加长销轴；18-送苗链轮；19-送苗底板；20-投苗传感器；21- 投苗斗；22-取苗位置传感器；23-穴盘收集架；24-支撑杆；25-支撑架；26-取苗顶杆；27-气缸安装板；28-取苗气缸；29-控制柜；30-护盘杆；31-穴盘；31a-穴盘侧筋；31b-穴盘穴孔侧壁；32-穴盘底板； 33-穴盘苗。

具体实施方式

以下结合附图1～13和实施例对本发明作进一步详细说明。

一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，用于将穴盘 31中的穴盘苗33投送入移栽机的栽植机构或栽植苗沟中，完成后续栽植作业，所述穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置包括：机架、供盘装置、送苗装置、取苗装置、投苗装置、穴盘收集架23和控制系统。

所述机架包括：支撑架25和四根支撑杆24；所述四根支撑杆24 分别安装于支撑架25四个角的下部；

所述支撑架25的下方、左侧两根支撑杆24的中上部之间安装有穴盘收集架23，用于收集取苗后的所述穴盘31；

所述供盘装置包括：供盘链驱动电机1、供盘链轮轴2、托盘等待位置传感器3、若干个托盘4、托盘定位导向轴承5、供盘链6、托盘吊线7、托盘吊线卡8、横向限位挡条9、竖向托盘轨道架10、供盘从动链轮11、供盘气缸12、供盘位置传感器13、穴盘脱离位置传感器14、托盘收集架15和护苗盘30；

所述护苗盘30安装于竖向托盘轨道架10前部，所述竖向托盘轨道架10安装于支撑架25的右侧，所述竖向托盘轨道架10的内侧安装有横向限位挡条9，所述托盘放置架15设置于所述竖向托盘轨道架10的下部；所述托盘等待位置传感器3位于竖向托盘轨道架10上部一侧，所述供盘位置传感器13设置于支撑架25的后端，所述穴盘脱离位置传感器14设置于支撑架25的左侧后部；

所述竖向托盘轨道架10上设置有托盘等待位置，供盘位置和穴盘脱离位置。

所述托盘等待位置为最上层托盘4与托盘等待位置传感器3对齐时，各层托盘4所处位置；

所述供盘位置为所述托盘4与供盘位置传感器13对齐时，托盘 4所处位置；

所述穴盘脱离位置为穴盘31尾部与所述穴盘脱离位置传感器14 对齐时穴盘31所处位置；

所述供盘链轮轴2设置于所述竖向托盘轨道架10上端，所述供盘链驱动电机1安装于所述竖向托盘轨道架10顶部一侧，供盘链驱动电机1与供盘传动链轮轴2通过链传动；所述供盘链轮轴2上左右两侧设有供盘主动链轮；所述两个供盘从动链轮11安装于所述竖向托盘轨道架10下端左右两侧中部；所述竖向托盘轨道架10左侧上下两端的供盘主动链轮、供盘从动链轮11和右侧上下两端的供盘链轮、供盘从动链轮11分别通过一条供盘链6连接；所述若干个托盘4通过所述托盘吊线7与托盘吊线卡8等距串联成多层结构，所述托盘4 的左右侧边有托盘吊装孔4a，所述供盘链6上设有加长销轴，托盘吊装孔4a与加长销轴配合，完成最上层托盘4的铰接吊装，所述供盘链6驱动由若干个托盘4串联的多层结构在所述竖向托盘轨道架 10内上升或下降；

所述托盘4上四个角处装有互相错位沿交叉对角线安装的托盘定位导向轴承5，构成矩形块式定位结构，用于在竖向托盘轨道架10 内定位、保持水平且上下滑动。

所述供盘气缸12安装于支撑架25的后部中间、所述供盘位置正后方，当载有穴盘31的托盘4到达供盘位置时，托盘4与送苗底板 19对齐，所述供盘气缸12将穴盘31推出合适距离至送苗装置；

所述送苗装置安装在支撑架25的中下部，所述送苗装置后端与供盘位置的前端衔接，用于接收供盘装置推出的穴盘31并驱动穴盘31向取苗装置运动；

所述送苗装置包括：送苗链条17、若干加长销轴17a、送苗链轮 18、送苗底板19和送苗链驱动电机16；

所述送苗链驱动电机16固定于所述竖向托盘轨道架10的下部，所述送苗链轮一与送苗链轮18设置于支撑架25左侧中部，所述送苗链驱动电机的输出轴与送苗链轮一连接，所述送苗链轮一通过送苗链条17与送苗链轮18连接，所述送苗底板19设置于支撑架25的中部，所述若干加长销轴17a等距设置在所述送苗链条17上。当所述穴盘 31被所述供盘气缸12推出至送苗装置时，所述加长销轴17a拨动穴盘侧筋31a，带动所述穴盘31在所述送苗底板19上向取苗装置运动。

所述取苗装置安装在所述支撑架25前部上方，与送苗装置的前端衔接。

所述取苗装置包括：取苗顶杆26、气缸安装板27、取苗气缸28 和取苗位置传感器22；

所述取苗装置用于从穴盘31穴孔中连续高速向下压取出穴盘苗 33。所述送苗底板21在取苗顶杆26所在位置正下方处镂空，便于所述穴盘31中穴盘苗33向下通过。

所述气缸安装板27通过气缸安装支撑架安装于支撑架25前部，所述取苗气缸28安装于所述气缸安装板27一端；所述取苗气缸28 下部安装有取苗顶杆26；所述取苗气缸28用于驱动取苗顶杆26上下运动，所述取苗位置传感器22安装于支撑架25上，与取苗顶杆 26对齐，用于检测穴孔是否与取苗顶杆26对齐。

所述投苗装置包括：投苗斗21和投苗传感器20；

所述投苗传感器20安装于投苗斗21的出口，用于检测取出的所述穴盘苗33是否顺利地投出，所述投苗斗21安装在支撑架25的前部下方，位于所述送苗底板19镂空处正下方，所述投苗斗21上宽下窄用于将所述取苗装置取出的穴盘苗33导送到投苗口，投至后续的栽植机构或开沟器所开的苗沟中完成后续栽植。

所述控制系统安装于控制柜29中，所述控制柜设置于支撑架25 右侧，控制系统包括：电源、控制按钮、微控制器、光耦继电器驱动模块、取苗气缸电磁阀、供盘气缸电磁阀、减压阀、汇流板和降压模块；

所述电源通过降压模块与微控制器连接，用于为微控制器供电；

所述电源通过供盘链驱动电机驱动器与供盘链驱动电机1连接，用于为供盘链驱动电机1供电，

所述电源通过送苗链驱动电机驱动器与送苗链驱动电机16连接，用于为送苗链驱动电机16供电；

所述控制按钮与微控制器连接，用于控制微控制器的开关；

所述托盘等待位置传感器3、供盘位置传感器13、穴盘脱离位置传感器14、投苗传感器20和取苗位置传感器22分别与微控制器连接，分别用于将托盘等待位置、供盘位置、穴盘脱离位置、取苗位置和投苗情况的检测结果发送给微控制器。

外部气源通过减压阀和汇流板后分别与取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀连接，所述微控制器与光耦继电器驱动模块连接，光耦继电器驱动模块分别与取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀连接，所述取苗气缸电磁阀与取苗气缸连接，所述供盘气缸电磁阀与供盘气缸连接，所述微控制器用于向光耦继电器驱动模块发送控制信号，光耦继电器驱动模块根据控制信号控制取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀开关使外部气源通入取苗气缸28和供盘气缸12；

在上述方案的基础上，所述穴盘31的两侧设置有均匀间隔的多个穴盘侧筋31a，所述穴盘侧筋31a的数量与所述穴盘31的穴孔行数一致，并对应于每行穴孔中心位置，用于被所述送苗装置的加长销轴 17a驱动以及取苗位置传感器20检测。

所述穴盘31(见图4)来源于申请号为201910208044.6、名称为《一种提高大钵体成坨性的育苗方法及其配套的育苗穴盘》的实施例。

在上述方案的基础上，所述托盘吊线22为钢丝、吊链、塑料绳或链条，优选为钢丝。

在上述方案的基础上，所述供盘气缸12能够调节推出行程和推出速度。

在上述方案的基础上，所述相邻加长销轴17a之间的距离不小于所述穴盘31的穴盘侧筋31a的间距。

在上述方案的基础上，所述取苗顶杆26末端成“U”型，“U”型末端三侧边作用取苗力于穴盘穴孔侧壁31b处，既可以避开幼苗茎叶避免损伤，又可以使得取苗过程中穴盘苗33受力均衡。

在上述方案的基础上，所述取苗气缸28能够调节取苗行程和取苗速度。

矩形块式定位结构定位原理：所述托盘4同侧两个托盘定位导向轴承5沿矩形对角线安装，互相错位即对角线形成交叉。同侧两个托盘定位导向轴承5最外侧水平距离L1(见图5)等于竖向托盘轨道架10同侧轨道架内侧水平距离L(见图1)，最外侧最大距离(交叉对角线方向)L2>L(见图5)，所以所述托盘4前后移动自由度被限制，绕吊装孔4a俯仰旋转自由度被限制，使其保持水平；绕竖直中心轴的旋转自由度亦被限制。同时因所述供盘链6的加长销轴只吊装最上一层所述托盘4，所述托盘4多层结构重心在最上一层所述托盘4吊装孔4a下方，亦可以使得托盘4不会俯仰旋转；异侧所述托盘定位导向轴承5内侧水平宽度距离为W3，外侧水平宽度距离为W4；所述竖向托盘轨道架10异侧轨道架内侧水平宽度距离为W1(见图2)。所述横向限位挡条9安装在所述竖向托盘轨道架10左右两侧轨道架内侧，异侧所述横向限位挡条9内侧宽度距离为W2。W1＝W3， W2＝W4，所述托盘4左右移动自由度和左右偏转自由度被限制。故所述托盘5在四个托盘定位导向轴承5和四个横向限位挡条9的限位下，在所述竖向托盘轨道架10内对5个自由度限制进行定位且保持水平，可以上下平移滑动。

本发明工作过程为：

自动供盘过程：

所述托盘4由托盘吊线7等距串联成多层结构，可在竖向托盘轨道架10内上下滑动；所述供盘链6上的加长销轴(未画出)与最上层的所述托盘4的吊装孔4a铰接以驱动所述托盘4上升或下降。作业时将所述穴盘31依次放到所述托盘4上，所述供盘链6逆时针转动驱动托盘4下降；当载有穴盘31的所述托盘4与送苗机构的送苗底板19对齐时，到达所述供盘位置(见图9)；所述供盘链6停止，所述供盘气缸12将所述穴盘31向所述送苗底板19方向推出合适距离后缩回。所述送苗链加长销轴17a拨动所述穴盘31前部两侧的穴盘侧筋31a，带动所述穴盘31向所述取苗装置运动(见图9)；当穴盘脱离位置传感器14检测到所述穴盘31即将脱离所述托盘4时，穴盘到达穴盘脱离位置(见图6)，所述供盘链6再次驱动托盘4下降，依次循环。所述供盘链6的速度与所述送苗链17的速度协调，使得相邻供应的两苗盘首尾相连，无缝供盘。空的所述托盘4堆放在所述竖向托盘轨道架10下部的所述托盘放置架15上(见图7)。

取投苗过程：

所述送苗链条17逆时针转动，所述送苗链条17上的所述送苗链加长销轴17a拨动所述穴盘侧筋31a，带动所述穴盘31向所述取苗装置移送，方向如图9中箭头所示。所述送苗底板19在所述取苗装置正下方取苗位置处镂空，正下方接有所述投苗斗21。当载有穴盘苗33的穴孔运动到该列取苗装置的所述取苗顶杆26正下方时，到达取苗位置(如图7所示)，所述取苗气缸28驱动气缸活塞杆端部安装的所述取苗顶杆26伸出，在目标穴孔内所述穴盘苗33上表面施加取苗力，当取苗力和穴盘苗31自身重力之和大于穴盘苗33与穴孔壁31b 的摩擦力时，所述穴盘苗33即可脱离穴孔落入所述投苗斗21内，在重力作用下沿投苗斗21倾斜侧壁继续下滑至投苗斗出口完成取投苗过程。投苗口下方可对准一行栽植器或苗沟完成后续栽植。取苗频率、各电机转速可通过控制程序调整相关参数改变取苗气缸动作间隔和步进电机驱动频率来调整。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进能够，等等这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (7)

1.一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，用于将穴盘(31)中的穴盘苗(33)投送入移栽机的栽植机构或栽植苗沟中，完成后续栽植作业，所述穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置包括：机架、供盘装置、送苗装置、取苗装置、投苗装置、穴盘收集架(23)和控制系统；

所述机架包括：支撑架(25)和四根支撑杆(24)；所述四根支撑杆(24)分别安装于支撑架(25)四个角的下部；

所述支撑架(25)的下方、左侧两根支撑杆(24)的中上部之间安装有穴盘收集架(23)，用于收集取苗后的所述穴盘(31)；

所述供盘装置包括：供盘链驱动电机(1)、供盘链轮轴(2)、托盘等待位置传感器(3)、若干个托盘(4)、托盘定位导向轴承(5)、供盘链(6)、托盘吊线(7)、托盘吊线卡(8)、横向限位挡条(9)、竖向托盘轨道架(10)、供盘从动链轮(11)、供盘气缸(12)、供盘位置传感器(13)、穴盘脱离位置传感器(14)、托盘收集架(15)和护苗盘(30)；

所述护苗盘(30)安装于竖向托盘轨道架(10)前部，所述竖向托盘轨道架(10)安装于支撑架(25)的右侧，所述竖向托盘轨道架(10)的内侧安装有横向限位挡条(9)，所述托盘放置架(15)设置于所述竖向托盘轨道架(10)的下部；所述托盘等待位置传感器(3)位于竖向托盘轨道架(10)上部一侧，所述供盘位置传感器(13)设置于支撑架(25)的后端，所述穴盘脱离位置传感器(14)设置于支撑架(25)的左侧后部；

所述竖向托盘轨道架(10)上设置有托盘等待位置，供盘位置和穴盘脱离位置；

所述托盘等待位置为最上层托盘(4)与托盘等待位置传感器(3)对齐时，各层托盘(4)所处位置；

所述供盘位置为所述托盘(4)与供盘位置传感器(13)对齐时，托盘(4)所处位置；

所述穴盘脱离位置为穴盘(31)尾部与所述穴盘脱离位置传感器(14)对齐时穴盘(31)所处位置；

所述供盘链轮轴(2)设置于所述竖向托盘轨道架(10)上端，所述供盘链驱动电机(1)安装于所述竖向托盘轨道架(10)顶部一侧，供盘链驱动电机(1)与供盘传动链轮轴(2)通过链传动；所述供盘链轮轴(2)上左右两侧设有供盘主动链轮；所述两个供盘从动链轮(11)安装于所述竖向托盘轨道架(10)下端左右两侧中部；所述竖向托盘轨道架(10)左侧上下两端的供盘主动链轮、供盘从动链轮(11)和右侧上下两端的供盘链轮、供盘从动链轮(11)分别通过一条供盘链(6)连接；所述若干个托盘(4)通过所述托盘吊线(7)与托盘吊线卡(8)等距串联成多层结构，所述托盘(4)的左右侧边有托盘吊装孔(4a)，所述供盘链(6)上设有加长销轴，托盘吊装孔(4a)与加长销轴配合，完成最上层托盘(4)的铰接吊装，所述供盘链(6)驱动由若干个托盘(4)串联的多层结构在所述竖向托盘轨道架(10)内上升或下降；

所述托盘(4)上四个角处装有互相错位沿交叉对角线安装的托盘定位导向轴承(5)，构成矩形块式定位结构，用于在竖向托盘轨道架(10)内定位、保持水平且上下滑动；

所述供盘气缸(12)安装于支撑架(25)的后部中间、所述供盘位置正后方，当载有穴盘(31)的托盘(4)到达供盘位置时，托盘(4)与送苗底板(19)对齐，所述供盘气缸(12)将穴盘(31)推出至送苗装置；

所述送苗装置安装在支撑架(25)的中下部，所述送苗装置后端与供盘位置的前端衔接，用于接收供盘装置推出的穴盘(31)并驱动穴盘(31)向取苗装置运动；

所述送苗装置包括：送苗链条(17)、若干加长销轴(17a)、送苗链轮(18)、送苗底板(19)和送苗链驱动电机(16)；

所述送苗链驱动电机(16)固定于所述竖向托盘轨道架(10)的下部，所述送苗链轮一与送苗链轮(18)设置于支撑架(25)左侧中部，所述送苗链驱动电机的输出轴与送苗链轮一连接，所述送苗链轮一通过送苗链条(17)与送苗链轮(18)连接，所述送苗底板(19)设置于支撑架(25)的中部，所述若干加长销轴(17a)等距设置在所述送苗链条(17)上；当所述穴盘(31)被所述供盘气缸(12)推出至送苗装置时，所述加长销轴(17a)拨动穴盘侧筋(31a)，带动穴盘(31)在送苗底板(19)上向取苗装置运动；

所述取苗装置安装在支撑架(25)前部上方，与送苗装置的前端衔接；

所述取苗装置包括：取苗顶杆(26)、气缸安装板(27)、取苗气缸(28)和取苗位置传感器(22)；

所述取苗装置用于从穴盘(31)穴孔中连续高速向下压取出穴盘苗(33)；所述送苗底板(21)在取苗顶杆(26)所在位置正下方处镂空，便于所述穴盘(31)中穴盘苗(33)向下通过；

所述气缸安装板(27)通过气缸安装支撑架安装于支撑架(25)前部，所述取苗气缸(28)安装于所述气缸安装板(27)一端；所述取苗气缸(28)下部安装有取苗顶杆(26)；所述取苗气缸(28)用于驱动取苗顶杆(26)上下运动，所述取苗位置传感器(22)安装于支撑架(25)上，与取苗顶杆(26)对齐，用于检测穴孔是否与取苗顶杆(26)对齐；

所述投苗装置包括：投苗斗(21)和投苗传感器(20)；

所述投苗传感器(20)安装于投苗斗(21)的出口，用于检测取出的所述穴盘苗(33)是否顺利地投出，所述投苗斗(21)安装在支撑架(25)的前部下方，位于所述送苗底板(19)镂空处正下方，所述投苗斗(21)上宽下窄用于将取苗装置取出的穴盘苗(33)导送到投苗口，投至后续的栽植机构或开沟器所开的苗沟中完成后续栽植；

所述控制系统安装于控制柜(29)中，所述控制柜设置于支撑架(25)右侧，控制系统包括：电源、控制按钮、微控制器、光耦继电器驱动模块、取苗气缸电磁阀、供盘气缸电磁阀、减压阀、汇流板和降压模块；

所述电源通过降压模块与微控制器连接，用于为微控制器供电；

所述电源通过供盘链驱动电机驱动器与供盘链驱动电机(1)连接，用于为供盘链驱动电机(1)供电，

所述电源通过送苗链驱动电机驱动器与送苗链驱动电机(16)连接，用于为送苗链驱动电机(16)供电；

所述控制按钮与微控制器连接，用于控制微控制器的开关；

所述托盘等待位置传感器(3)、供盘位置传感器(13)、穴盘脱离位置传感器(14)、投苗传感器(20)和取苗位置传感器(22)分别与微控制器连接，分别用于将托盘等待位置、供盘位置、穴盘脱离位置、取苗位置和投苗情况的检测结果发送给微控制器；

外部气源通过减压阀和汇流板后分别与取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀连接，所述微控制器与光耦继电器驱动模块连接，光耦继电器驱动模块分别与取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀连接，所述取苗气缸电磁阀与取苗气缸(28)连接，所述供盘气缸电磁阀与供盘气缸(12)连接，所述微控制器用于向光耦继电器驱动模块发送控制信号，光耦继电器驱动模块根据控制信号控制取苗气缸电磁阀和供盘气缸电磁阀开关使外部气源通入取苗气缸(28)和供盘气缸(12)。

2.如权利要求1所述的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，所述穴盘(31)的两侧设置有均匀间隔的多个穴盘侧筋(31a)，所述穴盘侧筋(31a)的数量与所述穴盘(31)的穴孔行数一致，并对应于每行穴孔中心位置，用于被所述送苗装置的加长销轴(17a)驱动以及取苗位置传感器(20)检测。

3.如权利要求1所述的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，所述托盘吊线(22)为钢丝、吊链、塑料绳或链条。

4.如权利要求1所述的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，所述供盘气缸(12)能够调节推出行程和推出速度。

5.如权利要求2所述的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，相邻加长销轴(17a)之间的距离不小于所述穴盘(31)的穴盘侧筋(31a)的间距。

6.如权利要求1所述的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，所述取苗顶杆(26)末端成“U”型，“U”型末端三侧边作用取苗力于穴盘穴孔侧壁(31b)处，在避开幼苗茎叶避免损伤的同时，能够使得取苗过程中穴盘苗(33)受力均衡。

7.如权利要求1所述的穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置，其特征在于，所述取苗气缸(28)能够调节取苗行程和取苗速度。

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