CN115428669A - 一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构及其分盘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构及其分盘方法，其活动机架和两块滑块连板由气缸驱动；推杆一和推杆二均与直线轴固定板构成滑动副并通过弹簧连接，且与两个直线凸轮分别构成凸轮副；与推杆一构成凸轮副的直线凸轮远休止段位于近休止段上方，与推杆二构成凸轮副的直线凸轮近休止段位于近休止段下方；推杆一位于推杆二上方；凸轮摆杆中部与固定在固定机架上的直线轴固定板构成转动副，尾端与槽凸轮构成凸轮副；凸轮摆杆水平时高于推杆一；执行机构有四个，每个执行机构的槽凸轮和两个直线凸轮固定在对应侧滑块连板上。本发明采用两种凸轮结构实现叠放托盘分离，机构紧凑，体积小。

Description

一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构及其分盘方法
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构及其分盘方法。
背景技术
我国的水稻种植业发达，但是相对于发达国家而言水稻种植机械化水平较低。在水稻生产过程中机械化最薄弱的环节是种植，而进行机械化水稻种植最核心的就是育秧播种技术。育秧盘育秧是目前机械化播种的主要育秧技术，育秧盘即为秧苗的载体。而育秧盘的分盘、供送、铺底土、压实、播种、盖表土、洒水、叠盘等关键工序需要组成一个必要的流水线进行一体化操作。国内现阶段针对于育秧机械化流水线相关设备的研究较为缺失。在我国批量化育秧主要通过以吸塑软穴盘为载体将其置于托盘的方式，为了节省空间，通常将托盘堆叠起来存放。但是在育苗前后均需要人工将其分离，将会提高生产成本，降低生产效率。因此，为了减少人工劳动力的使用，提升生产效率，需要研发一种用于自动分离托盘的机构便于之后的育苗播种。
国内外目前水稻秧盘育秧、精密播种等流水线有很多种，部分流水线上设计开发了自动供盘装置。如Visser公司研发的蔬菜精量播种生产线配备了育苗穴盘自动摆盘机，使用方形塑料泡沫育苗盘，整机工作效率高达 1250盘/h。日清、三菱等株式会社研制了设施完善、效率高、自动化程度高的室内成套水稻育秧流水线，其自动供盘装置机构精密复杂(包括螺旋式、导杆式和摆臂式等多种方式)，效率可达1000盘/h以上。但上述设备由于价格昂贵,在国内只在少数规模较大的育秧公司引进，目前没有得到广泛应用。江苏云马有限公司制造的全自动育秧流水线整线，包含自动上盘机，具有小型轻巧，供盘快速的优点，但只可配套该公司秧盘使用；亦祥企业有限公司针对传统毯状苗育苗制造的水稻秧盘自动供送装置速度快、效率高，但价格仍然很昂贵。通过分析国内外自动供盘装置的现状和结构特点，可知上述的机型大多结构较为复杂，不仅生产成本高，维护成本也高，所以设计一种简易的托盘分离机构来简化自动供盘机的整体结构，以降低自动供盘机的生产、维护成本非常有必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、操作简便的双凸轮的水稻育秧盘分盘机构及其分盘方法。
本发明一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，包括L型挡板、固定机架、直线导轨、气缸、活动机架、滑块、滑块连板和执行机构；四块L型挡板阵列排布，且均固定在固定机架上；所述气缸的缸体与固定机架固定，气缸的伸缩杆与活动机架固定；所述固定机架的两侧均固定有直线导轨；直线导轨与滑块构成滑动副；固定机架每一侧的滑块与一块滑块连板固定；所述的滑块连板与活动机架固定。
所述的执行机构包括直线凸轮、推杆组件、槽凸轮、凸轮摆杆和直线轴固定板；所述的推杆组件由推杆一和推杆二组成；所述的推杆一和推杆二分别通过一个直线轴承座支承，且推杆一和推杆二均与直线轴固定板通过弹簧连接；所述的直线轴承座固定在直线轴固定板上，所述的直线轴固定板固定在固定机架上；所述凸轮摆杆的中部与直线轴固定板构成转动副；推杆一和推杆二的尾端与两个直线凸轮分别构成凸轮副，且与推杆一构成凸轮副的直线凸轮的远休止段位于该直线凸轮的近休止段上方，与推杆二构成凸轮副的直线凸轮的近休止段位于该直线凸轮的近休止段下方；所述的推杆一位于推杆二上方；所述凸轮摆杆的尾端与槽凸轮构成凸轮副；凸轮摆杆水平状态下高于推杆一设置。所述的执行机构设有四个，固定机架两侧各布置两个；每个执行机构的槽凸轮和两个直线凸轮均固定在对应侧的滑块连板上。
优选地，所述固定机架的每一侧设置两个直线导轨，每个直线导轨与一块滑块构成滑动副；固定机架每一侧的所有滑块均与同侧的一块滑块连板固定。
优选地，所述凸轮摆杆的中部固定有支撑轴，支撑轴通过带座外球面轴承支承；所述的带座外球面轴承固定在直线轴固定板上。
更优选地，所述支撑轴的两端通过两个带座外球面轴承支承。
更优选地，所述的直线轴固定板开设有竖直槽，凸轮摆杆穿过竖直槽。
优选地，所述的气缸通过换向阀与气泵连接，所述的换向阀由控制器控制。
该双凸轮的水稻育秧盘分盘机构的分盘方法，具体如下：
初始时，气缸的伸缩杆处于伸出状态，此时各执行机构的推杆一处于对应直线凸轮的远休止段而被推出，推杆二处于对应直线凸轮的近休止段且在弹簧拉力下而缩回，凸轮摆杆处于水平状态。
将叠放好的多个托盘放入四块L型挡板之间，并由四个执行机构的凸轮摆杆和推杆一共同支撑。
控制器控制换向阀，使气缸的伸缩杆收缩时，带动活动机架向上移动；两块滑块连板随活动机架向上移动，从而带动各执行机构的直线凸轮和槽凸轮向上移动，推杆一从对应直线凸轮的远休止段运动到近休止段且在弹簧拉力下而缩回，推杆二从对应直线凸轮的近休止段运动到远休止段而被推出，凸轮摆杆从水平状态变为倾斜状态，各托盘随凸轮摆杆的运动而下降；直到凸轮摆杆倾斜角达到最大时脱离最底部托盘，各托盘下落并被各执行机构中已完全推出的推杆二支撑。然后，气缸的伸缩杆伸出，带动活动机架向下运动至初始位置，两块滑块连板随活动机架向下运动，从而带动各执行机构的直线凸轮和槽凸轮向下运动，推杆一从对应直线凸轮的近休止段回到远休止段而被推出，从而支撑底部倒数第二个托盘，推杆二从对应直线凸轮的远休止段运动回近休止段且在弹簧拉力下而缩回，此时，最底部托盘失去支撑而掉落，从而完成一个托盘分离，凸轮摆杆倾斜角度减小直至处于水平状态，与推杆一一起支撑尚未被分离的托盘。气缸的伸缩杆往复伸缩，各执行机构中推杆一和推杆二交替伸缩，凸轮摆杆往复上下摆动，叠放的托盘便被一个个分离掉落。
本发明具有的有益效果：
1、本发明通过一个动力便实现各执行机构中推杆一和推杆二交替伸缩，凸轮摆杆往复上下摆动，从而实现叠放托盘的逐个分离。而且，本发明采用凸轮摆杆在整叠托盘下落过程对其进行支撑，可以很好防止托盘在推杆一和推杆二交替伸缩时导致托盘突然下降的问题，减少了托盘分离过程中对托盘的冲击，并减少了机构振动，提高了托盘分离过程中的机构稳定性。
2、本发明采用两种凸轮结构实现叠放托盘分离，机构紧凑，体积小。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体图；
图2为本发明中执行机构的装配立体图；
图3为本发明中执行机构的初始状态立体图；
图4为本发明中推杆一完全缩回、推杆二完全推出且凸轮摆杆倾斜角最大状态的示意图；
图5为本发明中槽凸轮的结构立体图；
图6为本发明中执行机构的两个直线凸轮结构立体图；
图7为本发明的分盘过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，包括L型挡板1、固定机架3、直线导轨10、气缸5、活动机架18、滑块7、滑块连板8和执行机构；四块L型挡板1阵列排布，且均固定在固定机架3上；气缸5的缸体与固定机架3通过气缸固定板4固定连接，气缸5的伸缩杆与活动机架18 通过活动机架连接板6固定连接；固定机架3两侧均通过导轨固定板9固定有直线导轨10；直线导轨10与滑块7构成滑动副；固定机架3每一侧的滑块7与一块滑块连板8固定；滑块连板8与活动机架18固定。
如图2、图3、图4、图5和图6所示，执行机构包括直线凸轮11、推杆组件13、槽凸轮14、凸轮摆杆16和直线轴固定板17；推杆组件13由推杆一131和推杆二132组成；推杆一131和推杆二132分别通过一个直线轴承座12支承，且推杆一131和推杆二132均与直线轴固定板17通过弹簧连接；直线轴承座12固定在直线轴固定板17上，直线轴固定板17固定在固定机架3上；凸轮摆杆16中部与直线轴固定板17构成转动副；推杆一131 和推杆二132的尾端与两个直线凸轮11分别构成凸轮副，且与推杆一131 构成凸轮副的直线凸轮11的远休止段和另一个直线凸轮11的近休止段高度对齐，与推杆一131构成凸轮副的直线凸轮11的近休止段和另一个直线凸轮11的远休止段高度对齐；推杆一131位于推杆二132上方；凸轮摆杆16 的尾端与槽凸轮14构成凸轮副；凸轮摆杆16处于水平状态时，高于推杆一 131设置。执行机构设有四个，固定机架3两侧各布置两个；每个执行机构的槽凸轮14和两个直线凸轮11均固定在对应侧的滑块连板8上。
作为优选，固定机架3每一侧设置两个直线导轨10，每个直线导轨10 与一块滑块7构成滑动副；固定机架3每一侧的所有滑块均与同侧的一块滑块连板8固定。
作为优选，凸轮摆杆16中部固定有支撑轴，支撑轴通过带座外球面轴承15支承；带座外球面轴承15固定在直线轴固定板17上。
更优选地，支撑轴两端通过两个带座外球面轴承15支承。
更优选地，直线轴固定板17开设有竖直槽，凸轮摆杆16穿过竖直槽，竖直槽给凸轮摆杆16的摆动提供空间，避免凸轮摆杆16与直线轴固定板17 干涉。
作为优选，气缸5通过换向阀与气泵连接，换向阀由控制器控制。
该双凸轮的水稻育秧盘分盘机构的分盘方法，具体如下：
初始时，气缸5的伸缩杆处于伸出状态，此时各执行机构的推杆一131 处于对应直线凸轮11的远休止段而被推出，推杆二132处于对应直线凸轮 11的近休止段且在弹簧拉力下而缩回，凸轮摆杆16处于水平状态，如图7 中(a)所示。
将叠放好的多个托盘2放入四块L型挡板1之间，并由四个执行机构的凸轮摆杆16和推杆一131共同支撑。
控制器控制换向阀，使气缸5的伸缩杆收缩时，带动活动机架连接板6 和活动机架18向上移动；两块滑块连板8随活动机架18向上移动，从而带动各执行机构的直线凸轮11和槽凸轮14向上移动，推杆一131从对应直线凸轮11的远休止段运动到近休止段且在弹簧拉力下而缩回，推杆二132从对应直线凸轮11的近休止段运动到远休止段而被推出，凸轮摆杆16从水平状态变为倾斜状态，各托盘2随凸轮摆杆16的运动而下降，如图7中(b) 所示；直到凸轮摆杆16倾斜角达到最大时脱离最底部托盘，各托盘2下落并被各执行机构中已完全推出的推杆二132支撑，如图7中(c)所示。然后，气缸5的伸缩杆伸出，带动活动机架连接板6和活动机架18向下运动至初始位置，两块滑块连板8随活动机架18向下运动，从而带动各执行机构的直线凸轮11和槽凸轮14向下运动，推杆一131从对应直线凸轮11的近休止段回到远休止段而被推出，从而支撑底部倒数第二个托盘2，推杆二 132从对应直线凸轮11的远休止段运动回近休止段且在弹簧拉力下而缩回，此时，最底部托盘2失去支撑而掉落，从而完成一个托盘2分离，如图7中 (d)所示；最后，凸轮摆杆16倾斜角度减小直至处于水平状态，与推杆一 131一起支撑尚未被分离的托盘。可见，本发明采用凸轮摆杆16可以很好防止托盘2在推杆一131和推杆二132交替伸缩时导致托盘突然下降的问题，减少了托盘分离过程中对托盘的冲击，并减少了机构振动，提高了托盘分离过程中的机构稳定性。气缸5的伸缩杆往复伸缩，各执行机构中推杆一131 和推杆二132交替伸缩，凸轮摆杆16往复上下摆动，叠放的托盘2便被一个个分离掉落。

Claims (7)

1.一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，包括L型挡板、固定机架、直线导轨、气缸、活动机架、滑块、滑块连板和执行机构，其特征在于：四块L型挡板阵列排布，且均固定在固定机架上；所述气缸的缸体与固定机架固定，气缸的伸缩杆与活动机架固定；所述固定机架的两侧均固定有直线导轨；直线导轨与滑块构成滑动副；固定机架每一侧的滑块与一块滑块连板固定；所述的滑块连板与活动机架固定；
所述的执行机构包括直线凸轮、推杆组件、槽凸轮、凸轮摆杆和直线轴固定板；所述的推杆组件由推杆一和推杆二组成；所述的推杆一和推杆二分别通过一个直线轴承座支承，且推杆一和推杆二均与直线轴固定板通过弹簧连接；所述的直线轴承座固定在直线轴固定板上，所述的直线轴固定板固定在固定机架上；所述凸轮摆杆的中部与直线轴固定板构成转动副；推杆一和推杆二的尾端与两个直线凸轮分别构成凸轮副，且与推杆一构成凸轮副的直线凸轮的远休止段位于该直线凸轮的近休止段上方，与推杆二构成凸轮副的直线凸轮的近休止段位于该直线凸轮的近休止段下方；所述的推杆一位于推杆二上方；所述凸轮摆杆的尾端与槽凸轮构成凸轮副；凸轮摆杆水平状态下高于推杆一设置；所述的执行机构设有四个，固定机架两侧各布置两个；每个执行机构的槽凸轮和两个直线凸轮均固定在对应侧的滑块连板上。
2.根据权利要求1所述一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，其特征在于：所述固定机架的每一侧设置两个直线导轨，每个直线导轨与一块滑块构成滑动副；固定机架每一侧的所有滑块均与同侧的一块滑块连板固定。
3.根据权利要求1所述一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，其特征在于：所述凸轮摆杆的中部固定有支撑轴，支撑轴通过带座外球面轴承支承；所述的带座外球面轴承固定在直线轴固定板上。
4.根据权利要求3所述一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，其特征在于：所述支撑轴的两端通过两个带座外球面轴承支承。
5.根据权利要求3所述一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，其特征在于：所述的直线轴固定板开设有竖直槽，凸轮摆杆穿过竖直槽。
6.根据权利要求1所述一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构，其特征在于：所述的气缸通过换向阀与气泵连接，所述的换向阀由控制器控制。
7.根据权利要求6所述一种双凸轮的水稻育秧盘分盘机构的分盘方法，其特征在于：该方法具体如下：
初始时，气缸的伸缩杆处于伸出状态，此时各执行机构的推杆一处于对应直线凸轮的远休止段而被推出，推杆二处于对应直线凸轮的近休止段且在弹簧拉力下而缩回，凸轮摆杆处于水平状态；
将叠放好的多个托盘放入四块L型挡板之间，并由四个执行机构的凸轮摆杆和推杆一共同支撑；
控制器控制换向阀，使气缸的伸缩杆收缩时，带动活动机架向上移动；两块滑块连板随活动机架向上移动，从而带动各执行机构的直线凸轮和槽凸轮向上移动，推杆一从对应直线凸轮的远休止段运动到近休止段且在弹簧拉力下而缩回，推杆二从对应直线凸轮的近休止段运动到远休止段而被推出，凸轮摆杆从水平状态变为倾斜状态，各托盘随凸轮摆杆的运动而下降；直到凸轮摆杆倾斜角达到最大时脱离最底部托盘，各托盘下落并被各执行机构中已完全推出的推杆二支撑；然后，气缸的伸缩杆伸出，带动活动机架向下运动至初始位置，两块滑块连板随活动机架向下运动，从而带动各执行机构的直线凸轮和槽凸轮向下运动，推杆一从对应直线凸轮的近休止段回到远休止段而被推出，从而支撑底部倒数第二个托盘，推杆二从对应直线凸轮的远休止段运动回近休止段且在弹簧拉力下而缩回，此时，最底部托盘失去支撑而掉落，从而完成一个托盘分离，凸轮摆杆倾斜角度减小直至处于水平状态，与推杆一一起支撑尚未被分离的托盘；气缸的伸缩杆往复伸缩，各执行机构中推杆一和推杆二交替伸缩，凸轮摆杆往复上下摆动，叠放的托盘便被一个个分离掉落。
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