CN113439512A - 一种移栽机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种移栽机器人，包括施土机构、打穴机构、放苗机构、浇水机构、多工位回转机构、栽植机构和行走机构，所述多工位回转机构设置在所述行走机构上，所述多工位回转机构沿其圆周设有多个作业工位，所述施土机构、打穴机构、放苗机构、浇水机构、栽植机构分别沿所述多工位回转机构的圆周布置，并与所述作业工位一一对应设置。本发明克服了弯曲、狭窄的山地栽植环境，能够实现施营养土、打穴、放苗、浇水、栽植的高效多功能作业。

Description

一种移栽机器人
技术领域
本发明属于移栽机械技术领域，尤其是涉及一种移栽机器人。
背景技术
近年来，小苗机械化移栽越来越普遍的应用于农业生产中，育苗移栽具有提高蔬菜产量、改善品质、减轻人工劳动强度、便于田间规范化管理等优点。小苗移栽优点很多，如促进苗根系早生快发，增强秧苗抗旱能力，增强苗株抗病性，减少病虫害发生率，受到国内外专业人员的广泛关注。但广东、云南地区地以丘陵山区为主，呈现多斜坡、回环弯曲等地形特点，制约了小苗移栽的机械化发展。人工作业成本较高，劳动强度大、工作效率低，难以保证小苗的株距行距一致性的农艺要求，这极大的增加了农业生产的经济成本。
在先技术(申请号：CN202011434897.0，申请日：2020年12月10日“一种电动移栽机”、申请号：CN202021041356.7，申请日：2020年6月9日“一种履带式蔬菜小苗移栽机”、申请号：CN 202011221032.6，申请日：2020年11月5日“烟草小苗井窖式移栽机”)提出了自动化移栽装置，可实现苗的自动移栽，但不能实现施营养土、打穴、放苗、浇水、栽植的高效多功能作业，以及难以适用弯曲、狭窄的山地栽植环境。
发明内容
本发明的目的就是为了克服弯曲、狭窄的山地栽植环境，实现施营养土、打穴、放苗、浇水、栽植的高效多功能作业，而提出一种移栽器人。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种移栽机器人，包括施土机构、打穴机构、放苗机构、浇水机构、多工位回转机构、栽植机构和行走机构，
所述多工位回转机构设置在所述行走机构上，所述多工位回转机构沿其圆周设有多个作业工位，
所述施土机构、打穴机构、放苗机构、浇水机构、栽植机构分别沿所述多工位回转机构的圆周布置，并与所述作业工位一一对应设置。
进一步地，所述施土机构包括搅拌器、漏斗和槽轮，所述搅拌器设置在所述漏斗的中部并旋转运动，所述槽轮设置于所述漏斗底部并旋转运动。
进一步地，所述打穴机构包括驱动缸、滑槽和锥头，所述锥头与所述驱动缸的驱动端固连，所述驱动缸设于所述滑槽上部，所述锥头滑动设置于所述滑槽内。
进一步地，所述放苗机构包括承载盘、被动轮、苗杯、尼龙带、主动轮、漏苗孔和安装架，
所述安装架安装在所述行走机构上，所述承载盘与所述安装架活动连接，所述苗杯与所述尼龙带连接形成的苗杯链设置于所述承载盘上，所述苗杯链缠绕所述主动轮和多个被动轮形成蛇形布置，所述主动轮拨动所述苗杯给予动力，使其沿蛇形轨迹移动，所述承载盘上设置有与所述苗杯内径相同的所述漏苗孔，相应苗杯中的苗可从漏苗孔落下。
进一步地，所述承载盘、被动轮、苗杯、尼龙带、主动轮上下布置多套，每套之间设置隔离带，所述隔离带与安装在所述安装架上的卷轮连接，由卷轮卷收隔离带。
进一步地，所述浇水机构包括水箱、节流阀和流量表，所述流量表安装于所述水箱底部，所述节流阀与所述流量表连接。
进一步地，所述多工位回转机构包括转盘、驱动电机和开合板，所述转盘设置有多个通孔，所述通孔底部铰接所述开合板，所述驱动电机固装在所述转盘中部。
进一步地，所述栽植机构包括刮刀套、导轨、滑动套、弹簧、底板，所述刮刀套设置在所述滑动套内部，并与滑动套滑动连接，所述导轨与所述滑动套相对滑动连接，所述滑动套与所述底板铰接，同时所述弹簧连接所述滑动套与底板，使两底板形成锥体并与刮刀套压紧。
栽植过程：步骤①滑动套和刮刀套同步下移，插入土壤中；步骤②刮刀套固定，滑动套上移，底板张开释放营养土和苗；步骤③刮刀套固定，滑动套上移直至底板接近刮刀套；步骤④刮刀套、滑动套同步上移，完全脱离营养土和苗种(如烟苗)；步骤⑤刮刀套上移，滑动套固定，底板合拢。
进一步地，该移栽机器人还设有二次浇水机构，所述二次浇水机构布置于所述行走机构上且位于所述栽植机构后方。
进一步地，所述行走机构为履带式底盘或轮式底盘；
所述行走机构前端设置有照明灯、红外相机、可见光相机、无线传输装置、防撞架；所述行走机构顶部设置有防雨罩。
本发明移栽机器人具体工作过程为，施土机构装满营养土，槽轮旋转将漏斗中营养土定量连续装入多工位回转机构的转盘中。多工位回转机构旋转进入打穴工位，即打穴机构下方，驱动缸带动锥头往复运动挤压营养土中部出现穴。多工位回转机构旋转进入放苗工位，即放苗机构下方，主动轮带动苗杯蛇形回转，当苗杯到漏苗孔上方时落下苗，使苗落入穴中。多工位回转机构旋转进入浇水工位，即浇水机构下方，节流阀和流量表组合控制水箱中的水定量流入穴中。开合板打开，营养土、苗和水同步落入栽植机构中，滑动套和刮刀套同步下移，插入土壤中，刮刀套固定，滑动套上移，底板张开释放营养土和苗，刮刀套固定，滑动套上移直至底板接近刮刀套，刮刀套、滑动套同步上移，完全脱离营养土和烟苗，刮刀套上移，滑动套固定，底板合拢，完成苗的栽植。重复上述过程实现多工位同步连续作业。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过多工位回转机构依次进入施土工位、打穴工位、放苗工位、加水工位及栽植工位，可实现苗的同步自动施土、打穴、放苗、加水和栽植作业，具有多工位、多工序高效作业优势。
(2)通过改变施土机构的槽轮容积、打穴机构的驱动缸运动行程和浇水机构的流量参数，该机器人可柔性调节营养土量、打穴深度及浇水量，适应各类秧苗的移栽。
(3)该机器人兼顾了多功能和结构集成，可适应山地、丘陵、坡地等复杂作业环境。
(4)该机器人具有结构紧凑，运动灵活，成本低、易于实现集群控制和大范围农业推广。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为施土机构示意图；
图4为打穴机构示意图；
图5为放苗机构示意图；
图6为浇水机构示意图；
图7为多工位回转机构示意图；
图8为栽植机构示意图；
图中，1为施土机构、2为打穴机构、3为放苗机构、4为浇水机构、5为多工位回转机构、6为栽植机构、7为行走机构、8为二次浇水机构、1-1为搅拌器、1-2为漏斗、1-3为槽轮、2-1为驱动缸、2-2为滑槽、2-3为锥头、3-1为承载盘、3-2为被动轮、3-3为苗杯、3-4为尼龙带、3-5为主动轮、3-6为漏苗孔、3-7为卷轮、3-8为隔离带、3-9为安装架、4-1为水箱、4-2为节流阀、4-3为流量表、5-1为转盘、5-2为驱动电机、5-3为开合板、6-1为刀套、6-2为导轨、6-3为滑动套、6-4为弹簧、6-5为底板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1、图2所示，一种移栽机器人，包括施土机构1、打穴机构2、放苗机构3、浇水机构4、多工位回转机构5、栽植机构6、行走机构7和二次浇水机构8。多工位回转机构5设置在行走机构7上，施土机构1、打穴机构2、放苗机构3、浇水机构4、栽植机构6分别沿多工位回转机构5圆周布置对准作业工位，二次浇水机构8布置于行走机构7上且位于栽植机构6后方。
如图3所示，施土机构1包括搅拌器1-1、漏斗1-2和槽轮1-3，搅拌器1-1设置在漏斗1-2的中部并旋转运动，槽轮1-3设置于漏斗1-2底部并旋转运动。
如图4所示，打穴机构2包括驱动缸2-1、滑槽2-2和锥头2-3，锥头2-3与驱动缸的驱动端2-1固连，驱动缸2-1与滑槽2-2固连，锥头2-3与滑槽2-2滑动连接。
如图5所示，放苗机构3包括承载盘3-1、被动轮3-2、苗杯3-3、尼龙带3-4、主动轮3-5、漏苗孔3-6、卷轮3-7、隔离带3-8和安装架3-9，承载盘3-1与安装架3-9滑动连接，可抽拉拆卸，苗杯3-3与尼龙带3-4连接形成的苗杯链设置于承载盘3-1上，苗杯链缠绕主动轮3-5和多个被动轮3-2形成蛇形布置，主动轮3-5拨动苗杯3-3给予动力，使其沿蛇形轨迹移动，在承载盘上设置有与苗杯3-3内径相同的漏苗孔3-6，相应苗杯3-3中的苗可从漏苗孔3-6落下，承载盘3-1、被动轮3-2、苗杯3-3、尼龙带3-4、主动轮3-5可布置多套上下布置，每套之间设置有隔离带3-8，隔离带3-8与卷轮3-7连接，可由卷轮3-7卷收隔离带3-8，卷轮3-7安装在安装架3-9上。
如图6所示，浇水机构4包括水箱4-1、节流阀4-2和流量表4-3，流量表4-3安装于水箱4-1底部，节流阀4-2与流量表连接。
如图7所示，多工位回转机构5包括转盘5-1、驱动电机5-2和开合板5-3，转盘5-1设置有多个通孔，通孔底部铰接开合板5-3。驱动电机5-2固装在转盘5-1中部。
如图8所示，栽植机构6包括刮刀套6-1、导轨6-2、滑动套6-3、弹簧6-4、底板6-5，刮刀套6-1设置在滑动套6-3内部，与滑动套6-3滑动连接，导轨6-2与滑动套6-3相对滑动连接，滑动套6-3与底板6-5铰接，同时弹簧6-4连接滑动套6-3与底板6-5，使两底板6-5形成锥体并与刮刀套6-1压紧。
栽植过程：步骤①滑动套6-3和刮刀套6-1同步下移，插入土壤中；步骤②刮刀套6-1固定，滑动套6-3上移，底板6-5张开释放营养土和苗；步骤③刮刀套6-1固定，滑动套6-3上移直至底板6-5接近刮刀套6-1；步骤④刮刀套6-1、滑动套6-3同步上移，完全脱离营养土和烟苗；步骤⑤刮刀套6-1上移，滑动套6-3固定，底板6-5合拢。
移栽机器人具体工作过程为，在施土机构1内装满营养土，槽轮1-3旋转可将漏斗1-2中营养土定量连续装入多工位回转机构5的转盘5-1中。多工位回转机构5旋转进入打穴工位，即打穴机构2下方，驱动缸2-1带动锥头2-3往复运动挤压营养土中部出现穴。多工位回转机构5旋转进入放苗工位，即放苗机构3下方，主动轮3-5带动苗杯3-3蛇形回转，当苗杯3-3到漏苗孔3-6上方时落下苗，使苗落入穴中。多工位回转机构5旋转进入浇水工位，即浇水机构4下方，节流阀4-2和流量表4-3组合控制水箱4-1中的水定量流入穴中。开合板5-3打开，营养土、苗和水同步落入栽植机构6中，滑动套6-3和刮刀套6-1同步下移，插入土壤中，刮刀套6-1固定，滑动套6-3上移，底板6-5张开释放营养土和苗，刮刀套6-1固定，滑动套6-3上移直至底板6-5接近刮刀套6-1，刮刀套6-1、滑动套6-3同步上移，完全脱离营养土和烟苗，刮刀套6-1上移，滑动套6-3固定，底板6-5合拢，完成苗的栽植。重复上述过程实现多工位同步连续作业。
作为优选的实施方式，行走机构7为履带式底盘或轮式底盘。
作为优选的实施方式，行走机构7前端设置有照明灯、红外相机、可见光相机、无线传输装置。
作为优选的实施方式，行走机构7前端设置有防撞架。
作为优选的实施方式，行走机构7顶部设置有防雨罩。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移栽机器人，其特征在于，包括施土机构(1)、打穴机构(2)、放苗机构(3)、浇水机构(4)、多工位回转机构(5)、栽植机构(6)和行走机构(7)，
所述多工位回转机构(5)设置在所述行走机构(7)上，所述多工位回转机构(5)沿其圆周设有多个作业工位，
所述施土机构(1)、打穴机构(2)、放苗机构(3)、浇水机构(4)、栽植机构(6)分别沿所述多工位回转机构(5)的圆周布置，并与所述作业工位一一对应设置。
2.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述施土机构(1)包括搅拌器(1-1)、漏斗(1-2)和槽轮(1-3)，所述搅拌器(1-1)设置在所述漏斗(1-2)的中部并旋转运动，所述槽轮(1-3)设置于所述漏斗(1-2)底部并旋转运动。
3.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述打穴机构(2)包括驱动缸(2-1)、滑槽(2-2)和锥头(2-3)，所述锥头(2-3)与所述驱动缸(2-1)的驱动端固连，所述驱动缸(2-1)设于所述滑槽(2-2)上部，所述锥头(2-3)滑动设置于所述滑槽(2-2)内。
4.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述放苗机构(3)包括承载盘(3-1)、被动轮(3-2)、苗杯(3-3)、尼龙带(3-4)、主动轮(3-5)、漏苗孔(3-6)和安装架(3-9)，
所述安装架(3-9)安装在所述行走机构(7)上，所述承载盘(3-1)与所述安装架(3-9)活动连接，所述苗杯(3-3)与所述尼龙带(3-4)连接形成的苗杯链设置于所述承载盘(3-1)上，所述苗杯链缠绕所述主动轮(3-5)和多个被动轮(3-2)形成蛇形布置，所述主动轮(3-5)拨动所述苗杯(3-3)给予动力，使其沿蛇形轨迹移动，所述承载盘上设置有与所述苗杯(3-3)内径相同的所述漏苗孔(3-6)，相应苗杯(3-3)中的苗可从漏苗孔(3-6)落下。
5.根据权利要求4所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述承载盘(3-1)、被动轮(3-2)、苗杯(3-3)、尼龙带(3-4)、主动轮(3-5)上下布置多套，每套之间设置隔离带(3-8)，所述隔离带(3-8)与安装在所述安装架(3-9)上的卷轮(3-7)连接，由卷轮(3-7)卷收隔离带(3-8)。
6.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述浇水机构(4)包括水箱(4-1)、节流阀(4-2)和流量表(4-3)，所述流量表(4-3)安装于所述水箱(4-1)底部，所述节流阀(4-2)与所述流量表连接。
7.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述多工位回转机构(5)包括转盘(5-1)、驱动电机(5-2)和开合板(5-3)，所述转盘(5-1)设置有多个通孔，所述通孔底部铰接所述开合板(5-3)，所述驱动电机(5-2)固装在所述转盘(5-1)中部。
8.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述栽植机构(6)包括刮刀套(6-1)、导轨(6-2)、滑动套(6-3)、弹簧(6-4)、底板(6-5)，所述刮刀套(6-1)设置在所述滑动套(6-3)内部，并与滑动套(6-3)滑动连接，所述导轨(6-2)与所述滑动套(6-3)相对滑动连接，所述滑动套(6-3)与所述底板(6-5)铰接，同时所述弹簧(6-4)连接所述滑动套(6-3)与底板(6-5)，使两底板(6-5)形成锥体并与刮刀套(6-1)压紧。
9.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，该移栽机器人还设有二次浇水机构(8)，所述二次浇水机构(8)布置于所述行走机构(7)上且位于所述栽植机构(6)后方。
10.根据权利要求1所述的一种移栽机器人，其特征在于，所述行走机构(7)为履带式底盘或轮式底盘；
所述行走机构(7)前端设置有照明灯、红外相机、可见光相机、无线传输装置、防撞架；
所述行走机构(7)顶部设置有防雨罩。
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