CN114223363B - 一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，包括送盘机构、曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构、导苗机构、分苗机构和机架；曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构包括取苗末端执行器、取苗末端横移装置和曲柄摇杆滑轨装置；取苗末端横移装置用于将取苗末端执行器往复横移一个苗穴宽度的距离，使取苗末端执行器在初始位置和横移后的二次取苗位置之间往复切换；取苗手爪包括张合支架、取投苗气缸、取苗针张合销轴、固定底座、取苗针安装块和取苗针。本发明结构新颖，移栽效率高、连续性好、稳定性突出，可以有效降低移栽工人的劳动强度和生产成本，提高移栽效率，提高种植效益。

Description

一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种曲柄摇杆滑轨组合式全自动取投苗装置。

背景技术

近年来我国蔬菜产业发展迅速，现在我国的蔬菜钵苗标准化育苗技术已经逐渐成熟和得到推广，但蔬菜钵苗从穴盘取出到栽植环节的全自动移栽技术仍然处于试验状态。国外有很多成熟的相关技术和产品，如意大利的法拉利全自动移栽机、日本的洋马全自动移栽机和井关全自动移栽机等等，但这些机型不适用于我国的生产现状及土地情况。意大利的法拉利全自动移栽机使送苗装置横移完成整排取苗，送苗装置体积大，重量大，使其运动能量消耗大，惯性大，不利于装置稳定。因此研发适合我国国情的全自动移栽装置是促进我国蔬菜产业发展、帮助广大农民增收的必要步骤。

我国现行的钵苗移栽方式是半自动移栽机和人工栽植，但其劳动效率低、人工成本高、标准化程度低，无法有效发挥出标准化育苗的优势，无法使老百姓获得效益最大化，不利于我国农业蔬菜产业的大规模发展。而试验阶段的全自动移栽机，大部分存在结构复杂、取苗流程繁多、制造工艺复杂、操作要求高等问题，无法得到大规模推广应用。

如在申请号201810286277.3的中国发明专利申请中通过气缸将整排穴盘苗从穴苗盘的苗穴中顶出，再由转运机构输送至分苗机构中，整个取苗流程复杂，且顶出后至转运机构过程中苗的轨迹不可控，会发生翻转，这导致了取投苗总体成功率不够理想。再如在申请号202010896111.0的中国发明专利申请中提到的取投苗机构，能完成取投苗工作，但取投苗过程中分解动作过多，导致机构连续性不足，影响取投苗效率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，巧妙结合曲柄摇杆机构和滑轨机构，实现了钵苗取投苗轨迹的优化，与现行自动取苗机构相比结构简单，节约加工和使用成本，工作稳定性好，移栽效率高、频率可达150株/分钟，极大的减轻了农民的使用困难和经济负担，迎合了实际需求，适合大田的多行移栽。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，包括送盘机构1、导苗机构4、分苗机构5和机架6，所述送盘机构1固接在送盘机构安装架上，用于将多排多列的矩阵式穴苗盘2以苗面与水平倾斜50°的姿态输送至取苗位置。所述全自动取投苗装置进一步包括曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构3。

所述机架6包括送盘机构安装架、分苗机构安装架和取投苗机构安装架；所述送盘机构安装架设置在取投苗机构安装架的上部，分苗机构安装架设置在取投苗机构安装架的前部，其中，所述取投苗机构安装架包括前立柱601、中间立柱602、后立柱603、中间支撑柱604、第一后横梁605和第二后横梁606；一对前立柱601、一对中间立柱602、一对后立柱603从前至后依次布置；两个中间支撑柱604与中间立柱602位于同一个竖直平面内；所述第一后横梁605和第二后横梁606自上而下依次固接在两个后立柱603之间。

所述曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构3包括取苗末端执行器31、取苗末端横移装置32和曲柄摇杆滑轨装置33。

所述曲柄摇杆滑轨装置33包括摇杆固定轴3301、滑轨摆动轴承座3303、“T”形轴3304、滑块3305、导轨3307、摇杆3313、主动曲柄3314、主动轴动力输入同步带轮3317、取投苗同步带3318、取投苗步进电机3319、取投苗动力输出同步带轮3320、主动轴3321、主动轴轴承座3322和连杆3324。

两组由导轨3307、摇杆3313、连杆3324和主动曲柄3314依次首尾铰接组成的曲柄摇杆滑轨组左右对称布置；其中，每组的导轨3307上均设有一能够在导轨3307上自由滑动的滑块3305，导轨3307的首末两端均设有一导轨限位块3306。

一对滑轨摆动轴承座3303分别固接在两个前立柱601的顶端；所述“T”形轴3304包括一滑块固接板和一垂直固接在滑块固接板上的水平轴；两个相对设置的“T”形轴3304的水平轴分别安装在两个滑轨摆动轴承座3303上，每个“T”形轴3304的滑块固接板上均与一滑块3305固接。

两个摇杆3313分别位于两组中间立柱602与中间支撑柱604之间；摇杆3313的两侧中部各设有一摇杆固定轴轴承3302，所述摇杆固定轴3301水平穿过两个摇杆固定轴轴承3302，摇杆固定轴3301的两端分别固接在中间立柱602和中间支撑柱604上。

水平设置的主动轴3321的两端分别与两个主动曲柄3314的末端固接；所述主动轴3321通过两个主动轴轴承座3322安装在第一后横梁605上，所述主动轴轴承座3322固接在第一后横梁605上；所述主动轴动力输入同步带轮3317固接在主动轴3321上。

所述取投苗步进电机3319固接在第二后横梁606上，所述取投苗动力输出同步带轮3320固接在取投苗步进电机3319的动力输出轴上；所述取投苗同步带3318套设在主动轴动力输入同步带轮3317和取投苗动力输出同步带轮3320上。

所述取苗末端横移装置32用于将取苗末端执行器31往复横移一个苗穴宽度的距离，使取苗末端执行器31在初始位置和横移后的二次取苗位置之间往复切换；取苗末端横移装置32包括横移连动板3201、支撑板3203、横梁板3204、横移气缸3208、横移轨道3210和横移直线轴承3211。

两个支撑板3203分别垂直固接在横梁板3204的左右两端，并分别与导轨3307固接；一对水平布置的横移轨道3210通过横移轨道支撑板3209固接在横梁板3204的下方，横移轨道3210的两端分别从两个支撑板3203穿出并固定；两个横移连动板3201通过横移直线轴承3211安装在横移轨道3210上；所述横移气缸3208通过气缸固定板3207固接在横梁板3204的下方，横移气缸3208的水平伸缩杆与一横移连动板3201固接。

所述取苗末端执行器31包括取苗固定板3102和多个取苗手爪；多个取苗手爪沿取苗固定板3102的轴向等间距布置；所述取苗固定板3102的两端分别与一横移连动板3201固接；所述取苗手爪的数量为穴苗盘2列数的二分之一，且相邻的两个取苗手爪之间间隔一个苗穴宽度的距离，使得取苗末端执行器31每次能够间隔一个苗穴夹取半排钵苗。

所述取苗手爪包括张合支架3101、取投苗气缸3103、取苗针张合销轴3106、固定底座3108、取苗针安装块3109和取苗针3111。

所述张合支架3101包括水平安装梁、推苗柱和取苗针张合水平梁；两个推苗柱垂直固接在水平安装梁的两端，构成“U”形结构；每个推苗柱的中部均固接一取苗针张合水平梁，取苗针张合水平梁与推苗柱构成“十”字结构，且取苗针张合水平梁与水平安装梁相互垂直。

所述取投苗气缸3103竖直地固接在取苗固定板3102的上端面，取投苗气缸3103的伸缩杆从取苗固定板3102的通孔向下伸出，并与张合支架3101的水平安装梁的中部固接。

所述固定底座3108固接在取苗固定板3102的下端面，具有四个外铰链，所述四个外铰链以位于取投苗气缸3103的轴线上的点为圆心的圆周向均匀分布；每个外铰链上均通过取苗针张合销轴3106铰接一取苗针安装块3109；每个取苗针安装块3109上均固接一取苗针3111；所述取苗针张合销轴3106与以位于取投苗气缸3103的轴线上的点为圆心的圆相切。

四个取苗针3111两两一组分别从张合支架3101的两个取苗针张合水平梁的两侧的开合孔穿出，所述取苗针张合水平梁的两侧的开合孔之间的距离小于穿过这两个开合孔的两个取苗针3111的顶部的铰接点之间的距离。

所述导苗机构4设置在取苗末端执行器31处于初始位置既投苗状态时的正下方，导苗机构4包括上导苗固定架401、下导苗固定架402、接苗杯403、导苗软管404和出苗端口405。

水平设置的上导苗固定架401和下导苗固定架402上下并列且间隔一定距离地固接在两个前立柱601之间；多个与取苗手爪一一对应的接苗杯403固接在上导苗固定架401上，多个与接苗杯403一一对应的出苗端口405固接在下导苗固定架402，每组对应的接苗杯403与出苗端口405之间通过导苗软管404连通。

所述接苗杯403的杯口的宽度为苗穴宽度的两倍，使得取苗手爪处于初始位置和横移后的二次取苗位置时均能将钵苗投入相应的接苗杯403中。

所述分苗机构5通过分苗机构安装架设置在导苗机构4的下方，用于接收导苗机构4落下的钵苗，分苗后落入相应的栽植机构中进行栽植。

所述导轨3307的末端固接有一导轨内铰链3311；所述导轨内铰链3311通过铰链销轴3308与固接在摇杆3313首端的摇杆外铰链3312铰接。

所述连杆3324的首末两端均固接一鱼眼轴承3323；摇杆3313的末端通过一铰接轴与连杆3324首端的鱼眼轴承3323连接；主动曲柄3314的首端通过一主动曲柄动力输出轴3315与连杆3324末端的鱼眼轴承3323连接。

所述张合支架3101的水平安装梁上垂直固接有两个支架定位柱3104，所述支架定位柱3104位于取投苗气缸3103的两侧并能够在取苗固定板3102的定位孔中自由滑动。

所述张合支架3101的两个推苗柱的上部外侧均设有一防挂苗挡板3110，防止钵苗在取投苗的过程中挂在张合支架3101上，损伤钵苗。

所述取苗固定板3102为薄板，其前边缘和后边缘均向下折弯，使得取苗固定板3102的纵切面呈“U”形。

所述取苗手爪处于初始位置既投苗状态时，取苗针3111与竖直方向的夹角为6°～7°。

所述取苗手爪处于取苗夹苗状态时，取苗针3111与竖直方向的夹角为11°～12°。

所述接苗杯403的杯口呈正方形，杯底开口呈圆形，杯口与开口之间设有坡形过度，出苗端口405为圆形。

所述分苗机构5包括分苗链501、分苗杯502、落苗漏斗503和减速器504，多个杯底盖开闭可控的分苗杯502依次衔接地安装在分苗链501，所述减速器504控制分苗链501转动，使得分苗杯502依次移动至落苗漏斗503的上方进行分苗作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明使用曲柄摇杆与滑轨组合式取苗装置，实现了较好的取苗运动轨迹、取苗成功率和稳定性。

本发明采取由取苗机构横移完成整排间隔取苗，运动幅度小、能量消耗小运动方便。

本发明的取苗末端执行器在取苗支架上加入防挂苗板，试验证明解决了高苗、大苗取投苗中挂苗问题，极大的提高了装置推广使用的可行性。

本发明中取苗末端横移装置使用气缸整体带动取苗机构，比现行全自动移栽装置移动送盘装置减少了装置的能量消耗，降低了装置的运行成本。

本发明中的导苗机构，整个机构运用软管，达到了机构静止即可完成两个投苗位置的一次性整排投苗接苗工作、设计巧妙、接苗成功率高，控制简单方便，稳定性好。与现有技术中单个取苗爪依次投苗相比极大的简化了投苗的控制程序，节省了投苗时间，提高了整体机器的运行效率。实现了本全自动取投苗装置与现行的半自动移栽机分苗机构最优结合，不用特制分苗机构，大大降低了加工成本，提高了本装置推广的可能性。

本发明结构新颖，移栽效率高、连续性好、稳定性突出，可以有效降低移栽工人的劳动强度和生产成本，提高移栽效率，提高种植效益。

附图说明

图1为本发明的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置的结构示意图；

图2a为本发明的穴苗盘2的俯视结构示意图；

图2b为本发明的穴苗盘2的侧视结构示意图；

图3为本发明的曲柄摇杆与滑轨组合式取投苗机构3的结构示意图；

图4为本发明的取苗末端横移装置32和取苗末端执行器31的结构示意图；

图5a为本发明的取苗手爪处于初始位置既投苗状态时的立体结构示意图；

图5b为本发明的取苗手爪处于取苗夹苗状态时的立体结构示意图；

图6为本发明的导苗机构4的结构示意图；

图7为本发明的分苗机构5的结构示意图；

图8a～图8d为本发明的取投苗过程示意图；

图9a～图9b为本发明的导苗机构4与处于初始位置时的取苗末端执行器31的投苗接苗状态示意图；

图9c～图9d为本发明的导苗机构4与处于横移后的二次取苗位置时的取苗末端执行器31的投苗接苗示意图；

图10为本发明整机作业流程图。

其中的附图标记为：

1-送盘机构 2-穴苗盘

3-曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构

31-取苗末端执行器

3101-张合支架 3102-取苗固定板

3103-取投苗气缸 3104-支架定位柱

3105-支架固定螺丝 3106-取苗针张合销轴

3107-底座固定螺丝 3108-固定底座

3109-取苗针安装块 3110-防挂苗挡板

3111-取苗针

32-取苗末端横移装置

3201-横移连动板 3202-尾部固定环

3203-支撑板 3204-横梁板

3205-伸缩杆延长螺丝 3206-伸缩杆延长螺母

3207-气缸固定板 3208-横移气缸

3209-横移轨道支撑板 3210-横移轨道

3211-横移直线轴承

33-曲柄摇杆滑轨装置

3301-摇杆固定轴 3302-摇杆固定轴轴承

3303-滑轨摆动轴承座 3304-“T”形轴

3305-滑块 3306-导轨限位块

3307-导轨 3308-铰链销轴

3309-导轨内铰链固定螺丝 3310-导轨内铰链固定螺母

3311-导轨内铰链 3312-摇杆外铰链

3313-摇杆 3314-主动曲柄

3315-主动曲柄动力输出轴 3316-主动轴轴承座固定板

3317-主动轴动力输入同步带轮 3318-取投苗同步带

3319-取投苗步进电机 3320-取投苗动力输出同步带轮

3321-主动轴 3322-主动轴轴承座

3323-鱼眼轴承 3324-连杆

4-导苗机构

401-上导苗固定架 402-下导苗固定架

403-接苗杯 404-导苗软管

405-出苗端口

5-分苗机构

501-分苗链 502-分苗杯

503-落苗漏斗 504-减速器

6-机架

601-前立柱 602-中间立柱

603-后立柱 604-中间支撑柱

605-第一后横梁 606-第二后横梁

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，包括送盘机构1、曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构3、导苗机构4、分苗机构5和机架6；

所述机架6包括送盘机构安装架、分苗机构安装架和取投苗机构安装架；所述送盘机构安装架设置在取投苗机构安装架的上部，分苗机构安装架设置在取投苗机构安装架的前部。

其中，所述取投苗机构安装架包括前立柱601、中间立柱602、后立柱603、中间支撑柱604、第一后横梁605和第二后横梁606。一对前立柱601、一对中间立柱602、一对后立柱603从前至后依次布置；两个中间支撑柱604与中间立柱602位于同一个竖直平面内；所述第一后横梁605和第二后横梁606自上而下依次固接在两个后立柱603之间。

所述送盘机构1固接在送盘机构安装架上，用于将多排多列的矩阵式穴苗盘2(如图2a和图2b所示，穴苗盘2每排有12个苗穴)以苗面与水平倾斜50°的姿态输送至取苗位置。送盘机构1可选用多种现有技术中的机械结构，本发明不再赘述。

如图3所示，所述曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构3包括取苗末端执行器31、取苗末端横移装置32和曲柄摇杆滑轨装置33。

所述曲柄摇杆滑轨装置33包括摇杆固定轴3301、滑轨摆动轴承座3303、“T”形轴3304、滑块3305、导轨3307、摇杆3313、主动曲柄3314、主动轴动力输入同步带轮3317、取投苗同步带3318、取投苗步进电机3319、取投苗动力输出同步带轮3320、主动轴3321、主动轴轴承座3322和连杆3324。

两组由导轨3307、摇杆3313、连杆3324和主动曲柄3314依次首尾铰接组成的曲柄摇杆滑轨组左右对称布置；其中，每组的导轨3307上均设有一能在导轨3307上自由滑动的滑块3305，导轨3307的首末两端均设有一导轨限位块3306；

一对滑轨摆动轴承座3303分别固接在两个前立柱601的顶端；所述“T”形轴3304包括一滑块固接板和一垂直固接在滑块固接板上的水平轴；两个相对设置的“T”形轴3304的水平轴分别安装在两个滑轨摆动轴承座3303上，每个“T”形轴3304的滑块固接板上均与一滑块3305固接；

两个摇杆3313分别位于两组中间立柱602与中间支撑柱604之间；摇杆3313的两侧中部各设有一摇杆固定轴轴承3302，所述摇杆固定轴3301水平穿过两个摇杆固定轴轴承3302，摇杆固定轴3301的两端分别固接在中间立柱602和中间支撑柱604上；

水平设置的主动轴3321的两端分别与两个主动曲柄3314的末端固接；所述主动轴3321通过两个主动轴轴承座3322安装在第一后横梁605上，所述主动轴轴承座3322通过主动轴轴承座固定板3316固接在第一后横梁605上；所述主动轴动力输入同步带轮3317固接在主动轴3321上。

所述取投苗步进电机3319固接在第二后横梁606上，所述取投苗动力输出同步带轮3320固接在取投苗步进电机3319的动力输出轴上；所述取投苗同步带3318套设在主动轴动力输入同步带轮3317和取投苗动力输出同步带轮3320上。

优选地，所述导轨3307的末端通过导轨内铰链固定螺丝3309和导轨内铰链固定螺母3310固接有一导轨内铰链3311；所述导轨内铰链3311通过铰链销轴3308与固接在摇杆3313首端的摇杆外铰链3312铰接。所述连杆3324的首末两端均固接一鱼眼轴承3323；摇杆3313的末端通过一铰接轴与连杆3324首端的鱼眼轴承3323连接；主动曲柄3314的首端通过一主动曲柄动力输出轴3315与连杆3324末端的鱼眼轴承3323连接。

如图4所示，所述取苗末端横移装置32用于将取苗末端执行器31往复横移一个苗穴宽度的距离，使取苗末端执行器31在初始位置和横移后的二次取苗位置之间往复切换；取苗末端横移装置32包括横移连动板3201、支撑板3203、横梁板3204、横移气缸3208、横移轨道3210和横移直线轴承3211。

两个支撑板3203分别垂直固接在横梁板3204的左右两端，并分别与导轨3307固接。一对水平布置的横移轨道3210通过横移轨道支撑板3209固接在横梁板3204的下方，横移轨道3210的两端分别从两个支撑板3203穿出并通过尾部固定环3202固定。两个横移连动板3201通过横移直线轴承3211安装在横移轨道3210上；所述横移气缸3208通过气缸固定板3207固接在横梁板3204的下方，横移气缸3208的水平伸缩杆通过伸缩杆延长螺丝3205和伸缩杆延长螺母3206与一横移连动板3201固接。

所述取苗末端执行器31包括取苗固定板3102和多个取苗手爪。多个取苗手爪沿取苗固定板3102的轴向等间距布置。所述取苗固定板3102的两端分别与一横移连动板3201固接。所述取苗手爪的数量为穴苗盘2列数的二分之一，且相邻的两个取苗手爪之间间隔一个苗穴宽度的距离，使得取苗末端执行器31每次能够间隔一个苗穴夹取半排钵苗。

如图5a～图5b所示，所述取苗手爪包括张合支架3101、取投苗气缸3103、取苗针张合销轴3106、固定底座3108、取苗针安装块3109、和取苗针3111。

所述张合支架3101包括水平安装梁、推苗柱和取苗针张合水平梁；两个推苗柱垂直固接在水平安装梁的两端，构成“U”形结构；每个推苗柱的中部均固接一取苗针张合水平梁，取苗针张合水平梁与推苗柱构成“十”字结构，且取苗针张合水平梁与水平安装梁相互垂直。

所述取投苗气缸3103竖直地固接在取苗固定板3102的上端面，取投苗气缸3103的伸缩杆从取苗固定板3102的通孔向下伸出，并通过支架固定螺丝3105与张合支架3101的水平安装梁的中部固接。

优选地，所述张合支架3101的水平安装梁上垂直固接有两个支架定位柱3104，所述支架定位柱3104位于取投苗气缸3103的两侧并能够在取苗固定板3102的定位孔中自由滑动。

优选地，所述张合支架3101的两个推苗柱的上部外侧均设有一防挂苗挡板3110，防止钵苗在取投苗的过程中挂在张合支架3101上，损伤钵苗。

所述固定底座3108通过底座固定螺丝3107固接在取苗固定板3102的下端面，具有四个外铰链，所述四个外铰链以位于取投苗气缸3103的轴线上的点为圆心的圆周向均匀分布。每个外铰链上均通过取苗针张合销轴3106铰接一取苗针安装块3109；每个取苗针安装块3109上均固接一取苗针3111；所述取苗针张合销轴3106与以位于取投苗气缸3103的轴线上的点为圆心的圆相切。

四个取苗针3111两两一组分别从张合支架3101的两个取苗针张合水平梁的两侧的开合孔穿出，所述取苗针张合水平梁的两侧的开合孔之间的距离小于穿过这两个开合孔的两个取苗针3111的顶部的铰接点之间的距离。

在图5a所示的取苗手爪处于初始位置既投苗状态时，取苗针3111与竖直方向的夹角为6°～7°，在图5b所示的取苗夹苗状态时，取苗针3111与竖直方向的夹角为11°～12°。

优选地，为不增加取苗末端执行器31的重量，减小取投苗过程中的能量消耗，所述取苗固定板3102为薄板，其前边缘和后边缘均向下折弯，使得取苗固定板3102的纵切面呈“U”形，避免发生变形。

如图6所示，所述导苗机构4设置在取苗末端执行器31处于初始位置既投苗状态时的正下方，导苗机构4包括上导苗固定架401、下导苗固定架402、接苗杯403、导苗软管404和出苗端口405。

水平设置的上导苗固定架401和下导苗固定架402上下并列且间隔一定距离地固接在两个前立柱601之间；多个与取苗手爪一一对应的接苗杯403固接在上导苗固定架401上，多个与接苗杯403一一对应的出苗端口405固接在下导苗固定架402，每组对应的接苗杯403与出苗端口405之间通过导苗软管404连通。

所述接苗杯403的杯口的宽度为苗穴宽度的两倍，使得取苗手爪处于初始位置和横移后的二次取苗位置时均能将钵苗投入相应的接苗杯403中。

所述接苗杯403的杯口呈正方形，杯底开口呈圆形，杯口与开口之间设有坡形过度，出苗端口405为圆形。

所述分苗机构5通过分苗机构安装架设置在导苗机构4的下方，用于接收导苗机构4落下的钵苗，分苗后落入相应的栽植机构中进行栽植。

如图7所示，所述分苗机构5包括分苗链501、分苗杯502、落苗漏斗503和减速器504，多个杯底盖开闭可控的分苗杯502依次衔接地安装在分苗链501，所述减速器504控制分苗链501转动，使得分苗杯502依次移动至落苗漏斗503的上方进行分苗作业。

如图10所示，本发明的工作过程如下：

作业前，曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构3处于如图8a所示的初始位置。

送盘机构1将6排12列的穴苗盘2以苗面与水平倾斜50°的姿态向取苗位置输送，当第一排钵苗被送入取苗位置后，启动取投苗步进电机3319带动取投苗动力输出同步带轮3320运动，取投苗动力输出同步带轮3320通过取投苗同步带3318带动主动轴动力输入同步带轮3317转动从而使主动轴3321转动，主动轴3321带动其上的主动曲柄3314产生圆周运动，这时主动曲柄3314、连杆3324及摇杆3313就构成了曲柄摇杆运动，摇杆3313的摆动带动导轨3307产生在滑块3305中的滑动和滑块335随着“T”形轴3304在滑轨摆动轴承座3303轴承中的转动，摇杆3313的往后侧方向摆动至极限位置，取苗末端执行器31被带动运动至如图8b所示的取苗位置，此时取苗针3111在随着摇杆3313的摆动插入钵苗基质中，与此同时取投苗气缸3103缩回，同时在张合支架3101回缩的运动中使取苗针3111随着取苗针安装块3109绕取苗针张合销轴3106产生夹紧钵苗的运动，摇杆3313的在曲柄摇杆运动带动下往前侧方向摆动，间隔一个苗穴夹取半排钵苗，摇杆3313往前侧方向摆动取苗末端执行器31带动钵苗向导苗机构4运动如图8c所示，摇杆3313摆动至极限位置时，取苗末端执行器31带动钵苗处于竖直状态并位于导苗机构4的接苗杯404正上方的投苗位置，如图8d和图9a所示，如图9b所示导苗机构4的接苗杯404进行接苗；与此同时取投苗气缸3103伸出，同时在张合支架3101伸出的运动中使取苗针3111随着取苗针安装块3109绕取苗针张合销轴3106产生松开钵苗的运动，推苗柱推动钵苗基质使其脱离取苗针3111，完成投苗。

取苗末端横移装置32中横移气缸3208的水平伸缩杆伸出带动两端的横移连动板3201沿横移轨道3210水平横移运动一个苗穴宽度，两端横移连动板3201带动取苗末端执行器31水平横移一个苗穴宽度，进行同上描述的取苗运动，完成整排取苗投苗，二次投苗位置如图9c，9d所示。

钵苗从接苗杯404进入导苗软管405，从出苗端口406投入对应的6个分苗杯中。分苗机构5接收导苗机构4落下的钵苗，分苗后落入相应的栽植机构中进行栽植。

Claims (10)

1.一种曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，包括送盘机构（1）、导苗机构（4）、分苗机构（5）和机架（6），所述送盘机构（1）固接在送盘机构安装架上，用于将多排多列的矩阵式穴苗盘（2）以苗面与水平倾斜（50）°的姿态输送至取苗位置，其特征在于，所述全自动取投苗装置进一步包括曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构（3）；

所述机架（6）包括送盘机构安装架、分苗机构安装架和取投苗机构安装架；所述送盘机构安装架设置在取投苗机构安装架的上部，分苗机构安装架设置在取投苗机构安装架的前部，其中，所述取投苗机构安装架包括前立柱（601）、中间立柱（602）、后立柱（603）、中间支撑柱（604）、第一后横梁（605）和第二后横梁（606）；一对前立柱（601）、一对中间立柱（602）、一对后立柱（603）从前至后依次布置；两个中间支撑柱（604）与中间立柱（602）位于同一个竖直平面内；所述第一后横梁（605）和第二后横梁（606）自上而下依次固接在两个后立柱（603）之间；

所述曲柄摇杆滑轨组合式取投苗机构（3）包括取苗末端执行器（31）、取苗末端横移装置（32）和曲柄摇杆滑轨装置（33）；

所述曲柄摇杆滑轨装置（33）包括摇杆固定轴（3301）、滑轨摆动轴承座（3303）、“T”形轴（3304）、滑块（3305）、导轨（3307）、摇杆（3313）、主动曲柄（3314）、主动轴动力输入同步带轮（3317）、取投苗同步带（3318）、取投苗步进电机（3319）、取投苗动力输出同步带轮（3320）、主动轴（3321）、主动轴轴承座（3322）和连杆（3324）；

两组由导轨（3307）、摇杆（3313）、连杆（3324）和主动曲柄（3314）依次首尾铰接组成的曲柄摇杆滑轨组左右对称布置；其中，每组的导轨（3307）上均设有一能够在导轨（3307）上自由滑动的滑块（3305），导轨（3307）的首末两端均设有一导轨限位块（3306）；

一对滑轨摆动轴承座（3303）分别固接在两个前立柱（601）的顶端；所述“T”形轴（3304）包括一滑块固接板和一垂直固接在滑块固接板上的水平轴；两个相对设置的“T”形轴（3304）的水平轴分别安装在两个滑轨摆动轴承座（3303）上，每个“T”形轴（3304）的滑块固接板上均与一滑块（3305）固接；

两个摇杆（3313）分别位于两组中间立柱（602）与中间支撑柱（604）之间；摇杆（3313）的两侧中部各设有一摇杆固定轴轴承（3302），所述摇杆固定轴（3301）水平穿过两个摇杆固定轴轴承（3302），摇杆固定轴（3301）的两端分别固接在中间立柱（602）和中间支撑柱（604）上；

水平设置的主动轴（3321）的两端分别与两个主动曲柄（3314）的末端固接；所述主动轴（3321）通过两个主动轴轴承座（3322）安装在第一后横梁（605）上，所述主动轴轴承座（3322）固接在第一后横梁（605）上；所述主动轴动力输入同步带轮（3317）固接在主动轴（3321）上；

所述取投苗步进电机（3319）固接在第二后横梁（606）上，所述取投苗动力输出同步带轮（3320）固接在取投苗步进电机（3319）的动力输出轴上；所述取投苗同步带（3318）套设在主动轴动力输入同步带轮（3317）和取投苗动力输出同步带轮（3320）上；

所述取苗末端横移装置（32）用于将取苗末端执行器（31）往复横移一个苗穴宽度的距离，使取苗末端执行器（31）在初始位置和横移后的二次取苗位置之间往复切换；取苗末端横移装置（32）包括横移连动板（3201）、主支撑板（3203）、横梁板（3204）、横移气缸（3208）、横移轨道（3210）和横移直线轴承（3211）；

两个主支撑板（3203）分别垂直固接在横梁板（3204）的左右两端，并分别与导轨（3307）固接；一对水平布置的横移轨道（3210）通过横移轨道支撑板（3209）固接在横梁板（3204）的下方，横移轨道（3210）的两端分别从两个主支撑板（3203）穿出并固定；两个横移连动板（3201）通过横移直线轴承（3211）安装在横移轨道（3210）上；所述横移气缸（3208）通过气缸固定板（3207）固接在横梁板（3204）的下方，横移气缸（3208）的水平伸缩杆与一横移连动板（3201）固接；

所述取苗末端执行器（31）包括取苗固定板（3102）和多个取苗手爪；多个取苗手爪沿取苗固定板（3102）的轴向等间距布置；所述取苗固定板（3102）的两端分别与一横移连动板（3201）固接；所述取苗手爪的数量为穴苗盘（2）列数的二分之一，且相邻的两个取苗手爪之间间隔一个苗穴宽度的距离，使得取苗末端执行器（31）每次能够间隔一个苗穴夹取半排钵苗；

所述取苗手爪包括张合支架（3101）、取投苗气缸（3103）、取苗针张合销轴（3106）、固定底座（3108）、取苗针安装块（3109）和取苗针（3111）；

所述张合支架（3101）包括水平安装梁、推苗柱和取苗针张合水平梁；两个推苗柱垂直固接在水平安装梁的两端，构成“U”形结构；每个推苗柱的中部均固接一取苗针张合水平梁，取苗针张合水平梁与推苗柱构成“十”字结构，且取苗针张合水平梁与水平安装梁相互垂直；

所述取投苗气缸（3103）竖直地固接在取苗固定板（3102）的上端面，取投苗气缸（3103）的伸缩杆从取苗固定板（3102）的通孔向下伸出，并与张合支架（3101）的水平安装梁的中部固接；

所述固定底座（3108）固接在取苗固定板（3102）的下端面，具有四个外铰链，所述四个外铰链以位于取投苗气缸（3103）的轴线上的点为圆心的圆周向均匀分布；每个外铰链上均通过取苗针张合销轴（3106）铰接一取苗针安装块（3109）；每个取苗针安装块（3109）上均固接一取苗针（3111）；所述取苗针张合销轴（3106）与以位于取投苗气缸（3103）的轴线上的点为圆心的圆相切；

四个取苗针（3111）两两一组分别从张合支架（3101）的两个取苗针张合水平梁的两侧的开合孔穿出，所述取苗针张合水平梁的两侧的开合孔之间的距离小于穿过这两个开合孔的两个取苗针（3111）的顶部的铰接点之间的距离；

所述导苗机构（4）设置在取苗末端执行器（31）处于初始位置既投苗状态时的正下方，导苗机构（4）包括上导苗固定架（401）、下导苗固定架（402）、接苗杯（403）、导苗软管（404）和出苗端口（405）；

水平设置的上导苗固定架（401）和下导苗固定架（402）上下并列且间隔一定距离地固接在两个前立柱（601）之间；多个与取苗手爪一一对应的接苗杯（403）固接在上导苗固定架（401）上，多个与接苗杯（403）一一对应的出苗端口（405）固接在下导苗固定架（402），每组对应的接苗杯（403）与出苗端口（405）之间通过导苗软管（404）连通；

所述接苗杯（403）的杯口的宽度为苗穴宽度的两倍，使得取苗手爪处于初始位置和横移后的二次取苗位置时均能将钵苗投入相应的接苗杯（403）中；

所述分苗机构（5）通过分苗机构安装架设置在导苗机构（4）的下方，用于接收导苗机构（4）落下的钵苗，分苗后落入相应的栽植机构中进行栽植。

2.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述导轨（3307）的末端固接有一导轨内铰链（3311）；所述导轨内铰链（3311）通过铰链销轴（3308）与固接在摇杆（3313）首端的摇杆外铰链（3312）铰接。

3.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述连杆（3324）的首末两端均固接一鱼眼轴承（3323）；摇杆（3313）的末端通过一铰接轴与连杆（3324）首端的鱼眼轴承（3323）连接；主动曲柄（3314）的首端通过一主动曲柄动力输出轴（3315）与连杆（3324）末端的鱼眼轴承（3323）连接。

4.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述张合支架（3101）的水平安装梁上垂直固接有两个支架定位柱（3104），所述支架定位柱（3104）位于取投苗气缸（3103）的两侧并能够在取苗固定板（3102）的定位孔中自由滑动。

5.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述张合支架（3101）的两个推苗柱的上部外侧均设有一防挂苗挡板（3110），防止钵苗在取投苗的过程中挂在张合支架（3101）上，损伤钵苗。

6.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述取苗固定板（3102）为薄板，其前边缘和后边缘均向下折弯，使得取苗固定板（3102） 的纵切面呈“U”形。

7.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述取苗手爪处于初始位置既投苗状态时，取苗针（3111）与竖直方向的夹角为6°~7°。

8.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述取苗手爪处于取苗夹苗状态时，取苗针（3111）与竖直方向的夹角为11°~12°。

9.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述接苗杯（403）的杯口呈正方形，杯底开口呈圆形，杯口与开口之间设有坡形过度，出苗端口（405）为圆形。

10.根据权利要求1所述的曲柄摇杆与滑轨组合式全自动取投苗装置，其特征在于，所述分苗机构（5）包括分苗链（501）、分苗杯（502）、落苗漏斗（503）和减速器（504），多个杯底盖开闭可控的分苗杯（502）依次衔接地安装在分苗链（501），所述减速器（504）控制分苗链（501）转动，使得分苗杯（502）依次移动至落苗漏斗（503）的上方进行分苗作业。

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