CN201491493U - 穴盘苗移栽自动取喂装置 - Google Patents

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本实用新型涉及农业机械领域，为一种用于移栽农作物时，依靠机械、电气、气动控制相结合的方式实现穴盘苗移栽自动取喂的装置，由移盘机构、柔性链输送喂入机构、夹苗机械手、无杆气缸和鸭嘴传感器构成，其基本工作原理是：由移盘机构完成自动取喂过程中苗盘的横向移动及纵向推进，夹苗机械手从放置在移盘机构上的苗盘中取苗，并依靠无杆气缸作为导轨和推进装置，移位至投苗位后将苗转投给柔性链输送喂入机构，最后由柔性链输送喂入机构通过第二次投苗将苗送入栽植器鸭嘴。

Description

穴盘苗移栽自动取喂装置
技术领域：
本实用新型涉及农业机械领域，是一种用于移栽农作物时，采用机、电、气相结合的方式实现穴盘苗移栽自动取喂的装置，主要针对穴盘中育出的菊花、辣椒、番茄、棉花等作物幼苗，在春季采用机械化移栽作业时，提高移栽机械作业速度，降低移栽工作的劳动强度。
背景技术：
目前，国内很多地区采用移栽种植模式提高单产。在新疆，种植面积逐年增大，现有移栽机械均为人工将苗盘中苗一株一株取出，随后将苗喂入移栽机栽植器，效率很低，为了能快速完成移栽作业任务，需要一种能够自动完成将穴盘内的苗取出，并喂入移栽机栽植器中。
发明内容：
本实用新型的目的是解决移栽作业过程中速度慢、强度大的问题，结合现有移栽机械共同特点，以机械、电器控制和气压传动的相结合的方式实现穴盘苗移栽过程中将苗自动取出，并喂入移栽机单体栽植器中，实现穴盘苗移栽的自动化取喂。
本实用新型专利所用的技术方案是：在整套移栽机上安装有气泵和储气罐，气泵由拖拉机动力输出轴驱动，用于控制整机自动工作的可编程控制器以及气压传动中电磁阀所需电能由拖拉机发电机和蓄电池提供。整套移栽机上可以安装多个自动移栽单体，每个自动移栽单体由栽植单体和本实用新型所提出的穴盘苗移栽自动取喂装置构成。
穴盘苗移栽自动取喂装置由移盘机构、柔性链输送喂入机构、夹苗机械手、无杆气缸和鸭嘴传感器构成，移盘机构支架与柔性链输送机架刚性连接，柔性链输送喂入机构安装在栽植单体上侧，移盘机构水平放置，移盘机构轴承安装在移盘机构支架上，两根移盘机构轴承支撑一根移盘机构轴，两条移盘步进链分别绕在移盘机构轴两侧的链轮上，并由平行于移盘机构轴的移盘步进链连接杆将两侧的移盘步进链连接起来，其中一根移盘机构轴端部装有移盘步进棘轮和移盘步进摇杆，移盘步进棘轮与移盘机构轴之间采用键联接，移盘步进摇杆与移盘机构轴之间为铰接，移盘步进棘舌安装在移盘步进摇杆上，移盘步进棘舌的内侧端部与移盘步进棘轮的端面相接触；以行程可调气缸作为移盘步进气缸，移盘步进气缸的缸体固定在移盘机构支架上，移盘步进气缸的活塞杆端部与移盘步进摇杆端部的长孔为销联结；在移盘步进链绕过两根移盘机构轴构成的环形空间内安装有移盘气缸，移盘气缸的缸体与安装在移盘机构支架上的移盘气缸支座相联接，移盘气缸的活塞杆端部与在托板导杆上滑动的苗盘托板相联接；夹苗机械手是由多个夹苗钳安装在机械手横梁上，机械手横梁与机械手底板通过螺栓联接，合钳导杆安装在机械手横梁的导向孔内，合钳导杆的两端分别与合钳推杆和合钳分力杆相联接，合钳推杆上开有合钳口，机械手气缸的缸体与机械手底板联接，机械手气缸的气缸杆端部与合钳分力杆相联接；工作时，夹苗钳的闭合是依靠机械手气缸带动合钳分力杆，并由合钳分力杆通过相联接的合钳导杆将合钳推杆带动，合钳推杆上固定宽度的合钳口随之移动，夹苗钳受合钳口的作用开口逐渐减小，直到闭合，闭合后的夹苗钳由于自身具有弹性，其合钳力不至于将苗夹伤；在移盘机构支架同柔性链输送机架联接的上侧，安装有无杆气缸，无杆气缸的圆孔一端与柔性链输送机架铰接，无杆气缸的长孔一端套在拔苗气缸的气缸杆上，拔苗气缸安装在移盘机构支架上，无杆气缸即是夹苗机械手的移动导轨，同时也是夹苗机械手的运动推进装置，夹苗机械手两端分别与无杆气缸滑动套相联，在无杆气缸的取苗位置处，安装有取苗位传感器，在放苗位置处安装有放苗位传感器；为了使夹苗后的夹苗机械手向上拔苗，在移盘机构支架上的拔苗气缸的气缸杆收回，处于低位且已夹好苗的夹苗机械手随着无杆气缸长孔端一起上升，而苗盘受苗盘压板的限制，不能向上运动，因此实现将苗从穴盘中拔出；用于检测鸭嘴座的鸭嘴传感器放置在柔性链输送喂入机构的苗筒落苗位置的下方，并安装在栽植单体侧面，恰好能检测到经过落苗位置的鸭嘴座，每当鸭嘴座经过一次，鸭嘴传感器的开关量变化一次；柔性链输送喂入机构由柔性输送链水平绕在两根柔性链输送轴上，其中一根柔性链输送轴端部通过键联接安装有柔性链输送棘轮，在柔性链输送棘轮下方同心放置有柔性链输送棘爪，柔性链输送棘爪通过导向键联接在摆动气缸的轴上，摆动气缸的缸体固定在柔性链输送机架上，工作时，柔性链输送喂入机构的运动是依靠摆动气缸驱动柔性链输送棘爪，并由柔性链输送棘爪驱动柔性链输送棘轮转动，通过调整摆动气缸的摆动角度到合适角度，当摆动气缸每摆动一次，柔性输送链恰好能移动一个苗筒的距离。
整个穴盘苗移栽自动取喂装置的控制是由可编程控制器通过获取鸭嘴传感器、取苗位传感器、放苗位传感器、计数传感器的输入信息，并根据内部程序控制相应的输出点断开或闭合，可编程控制器输出点与相对应的电磁阀串联，当可编程控制器输出点断开或闭合时，电磁阀也发生相应的变化，从而使穴盘苗移栽自动取喂装置的各个气缸在程序的控制下做出相应的动作，实现穴盘苗移栽的自动取喂。
本实用新型的有益效果是，采用了夹苗机械手取苗，能够自动完成将苗盘中的苗取出，并将苗准确的转移给柔性输送喂入装置，最后由柔性输送喂入装置逐个的将苗喂入栽植器鸭嘴中，整个机器使用机、电、气相结合的控制方式，自动化程度较高，动作准确、运行可靠，移栽速率能够明显得到提高，同时减少了农民移栽作业中的高强度劳动，还减少了劳动力的投入。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是自动移栽单体
图2是移盘机构
图3是柔性链输送喂入机构
图4是夹苗机械手
图5是移盘步进摇杆
图6是移盘步进棘轮
图7是柔性链输送棘爪
图8是柔性链输送棘轮
图9是计数探爪
图10是苗筒焊合体
图中1.无杆气缸，2.机械手底板，3.合钳导杆，4.机械手横梁，5.合钳推杆，6.苗盘压板，7.夹苗钳，8.移盘步进链连接杆，9.移盘步进链，10.苗盘托板，11.移盘机构支架，12.苗盘，13.拔苗气缸，14.移盘机构轴承，15.移盘机构轴，16.托板导杆，17.移盘气缸支座，18.拔苗气缸支座，19.取苗位传感器，20.移盘步进棘轮，21.移盘步进摇杆，22.移盘步进棘舌，23.移盘步进气缸，24.放苗位传感器，25.摆动气缸，26.柔性链输送棘爪，27.栽植器鸭嘴，28.柔性链输送棘轮，29.鸭嘴座，30.栽植单体，31.鸭嘴传感器，32.机械手气缸，33.导苗嘴，34.合钳分力杆，35.柔性输送链，36.柔性链输送机架，37.计数传感器，38.计数探爪，39.苗筒，40.移盘气缸，41.苗筒底托板，42.苗筒铰链，43.苗筒活门，44.柔性链输送轴。
具体实施方式：
在图1中，自动移栽单体(图1)由可编程控制器控制，鸭嘴传感器(31)、取苗位传感器(19)、放苗位传感器(24)、计数传感器(37)均为接近传感器，并将其开关量信息作为可编程控制器输入端，可编程控制器的输出端与控制各气动元件的电磁阀串联。
柔性链输送喂入机构(图3)安装在栽植单体(30)上侧，移盘机构(图2)水平放置，移盘机构支架(11)与柔性链输送机架(36)刚性连接，移盘机构轴承(14)安装在移盘机构支架(11)上，两个移盘机构轴承(14)支撑一根移盘机构轴(15)，两条移盘步进链(9)分别绕在移盘机构轴(15)两侧的链轮上，并由平行于移盘机构轴(15)的移盘步进链连接杆(8)将两侧的移盘步进链(9)连接起来，移盘步进链连接杆(8)之间构成间距相等的栅格，恰好将苗盘(12)卡住，其中一根移盘机构轴端部装有移盘步进棘轮(20、图6)和移盘步进摇杆(21、图5)，移盘步进棘轮(20)与移盘机构轴(15)之间采用键联接，移盘步进摇杆(21)与移盘机构轴(15)之间为铰接，移盘步进棘舌(22)安装在移盘步进摇杆(21)上，移盘步进棘舌(22)的内侧端部与移盘步进棘轮(20)的端面相接触；以行程可调气缸作为移盘步进气缸(23)，通过调整移盘步进气缸(23)的行程得到合适的步距角，从而得到准确的步进距离(即每次向前运动一排的距离)，移盘步进气缸(23)的缸体固定在移盘机构支架(11)上，移盘步进气缸(23)的活塞杆端部与移盘步进摇杆(21、图5)端部的长孔为销联结，当移盘步进气缸(23)工作时，缸体固定不动，气缸杆向外伸出，并推动移盘步进摇杆(21)摆动，移盘步进棘舌(22)随之运动，此时移盘步进棘舌(22)内侧端部嵌入移盘步进棘轮(20、图6)缺口处，使移盘步进棘轮(20)转动，移盘步进链(9)也随之运动；为了方便夹苗机械手(图4)取苗后各苗之间不互相干扰，每次取苗时只取奇数位苗或者偶数位苗，故在移盘步进链(9)绕过两个移盘机构轴(15)构成的环形空间内安装有移盘气缸(40)，每次夹取后将苗盘移动一株苗的位置，然后进行下一次取苗，移盘气缸(40)的缸体与安装在移盘机构支架(11)上的移盘气缸支座(17)相联接，移盘气缸(40)的活塞杆端部与在托板导杆(16)上滑动的苗盘托板(10)相联结；用于取苗的夹苗机械手(图4)是由多个夹苗钳(7)安装在机械手横梁(4)上，机械手横梁(4)与机械手底板(2)通过螺栓联接，合钳导杆(3)安装在机械手横梁(4)的导向孔内，合钳导杆(3)的两端分别与合钳推杆(3)和合钳分力杆(34)相联接，合钳推杆(5)上开有合钳口，机械手气缸(32)缸体与机械手底板(2)联接，机械手气缸杆端部与合钳分力杆(34)相联接；工作时，夹苗钳(7)的闭合是依靠机械手气缸(32)带动合钳分力杆(34)，并由合钳分力杆(34)通过相联接的合钳导杆(3)将合钳推杆(5)带动，合钳推杆(5)上固定宽度的合钳口随之移动，夹苗钳(7)受合钳口的作用开口逐渐减小，直到闭合，闭合后的夹苗钳由于自身具有弹性，其合钳力不至于将苗夹伤；在移盘机构支架(11)同柔性链输送机架(36)联结的上侧，安装有无杆气缸(1)，无杆气缸(1)的圆孔一端与柔性链输送机架(36)铰接，无杆气缸(1)的长孔一端套在拔苗气缸(13)的气缸杆上，拔苗气缸安装在移盘机构支架(11)上，无杆气缸(1)即是夹苗机械手(图4)的移动导轨，同时也是夹苗机械手的运动推进装置，夹苗机械手(图4)两端分别与无杆气缸(1)的滑动套相连，在无杆气缸(1)的取苗位置处，安装有取苗位传感器(19)，在放苗位置处安装有放苗位传感器(24)；为了使夹苗后的夹苗机械手向上拔苗，在移盘机构支架(11)上的拔苗气缸(13)的气缸杆收回时，处于低位且已夹好苗的夹苗机械手随着无杆气缸(1)的长孔端一起上升，而苗盘(12)受苗盘压板(6)的限制，不能向上运动，因此实现将苗从苗盘(12)中拔出；用于检测鸭嘴座(29)的鸭嘴传感器(31)放置在柔性链输送喂入机构(图3)的苗筒落苗位置的下方，并安装于栽植单体(30)侧面，恰好能检测到经过落苗位置的鸭嘴座(29)，每当鸭嘴座(29)经过一次，鸭嘴传感器(31)的开关量变化一次；柔性链输送喂入机构(图3)由柔性链水平绕在两根柔性链输送轴(44)上，其中一根柔性链输送轴(44)端部通过键联接安装有柔性链输送棘轮(28、图8)，在柔性链输送棘轮(28)下方同心放置有柔性链输送棘爪(26、图7)，柔性链输送棘爪(26)通过导向键联接在摆动气缸的轴上，摆动气缸(25)的缸体固定在柔性链输送机架(36)上，工作时，柔性链输送喂入机构(图3)的运动是依靠摆动气缸(25)驱动柔性链输送棘爪(26)，并由柔性链输送棘爪(26)驱动柔性链输送棘轮(28)转动，通过调整摆动气缸(25)的摆动角度到合适角度，当摆动气缸(25)每摆动一次，柔性链输送链恰好能移动一个苗筒(39)的距离。
本实用新型的整体工作过程是这样：移栽机启动工作时，可编程控制器、气泵也同时启动，夹苗机械手(图4)首先置于放苗位(柔性链输送喂入机构上方)，每个夹苗钳(7)恰好与下部的苗筒(39)一一对应，此时放苗位传感器(24)可以检测到夹苗机械手是否置位，随后，在程序的控制下，拔苗气缸(13)的气缸杆伸出，无杆气缸(1)长孔端下降处于低位，同时，移盘步进气缸(23)推进一次，使放置在移盘步进链连接杆(8)构成的栅格内的苗盘(12)向前推进一排，紧接着无杆气缸(1)的滑动套向取苗位方向运动，此时夹苗钳(7)处于开口状态，夹苗机械手(图4)随无杆气缸(1)的滑动套从放苗位移动到取苗位(移盘步进机构上方)，当取苗位传感器(19)检测到夹苗机械手已到达取苗位时，机械手气缸(32)的气缸杆收回，夹苗钳(7)随之闭合，每个夹苗钳(7)将其所对应苗穴中的苗夹持住，拔苗气缸(13)复位，无杆气缸(1)长孔端上升置于高位，则夹苗机械手(图4)随之上升置于高位，苗盘(12)在苗盘压板(6)的作用下保持原位，被夹苗钳(7)夹持的苗则被向上拔起，无杆气缸(1)的滑动套向放苗位方向运动，夹苗机械手也随着回到放苗位置，当计数传感器(37)从计数探爪(38、图9)上记得的次数与夹苗钳(7)个数相等时，机械手气缸(32)的气缸杆伸出，合钳推杆(5)回位，夹苗钳(7)打开，被夹持的苗恰好落入下部的苗筒(39)中，与此同时，移盘气缸(40)工作，将苗盘托板(6)连同苗盘(12)移动一个苗穴的距离，以备夹苗机械手(图4)下一次将同一排剩余的苗取出，并在下一次取苗后，移盘气缸(40)复位；当栽植单体(30)开始行走工作时，鸭嘴传感器(31)能够间断的检测到鸭嘴座(29)的经过，每当一个鸭嘴座经过时，鸭嘴传感器(31)便将一个开关量提供给可编程控制器的输入端，可编程控制器随即控制摆动气缸(25)工作一次，使柔性输送链(35)恰好移动一个苗筒(39)的距离，而运动到导苗嘴(33)上方的苗筒焊合体(图10)，其苗筒活门(43)由于没有了苗筒底托板(41)的支撑，苗筒活门(43)受自重沿苗筒铰链(42)转动方向打开，苗向下自由下落，并经过导苗嘴(33)引导，落入栽植器鸭嘴(27)中。

Claims (5)

1.穴盘苗移栽自动取喂装置，由移盘机构、柔性链输送喂入机构、夹苗机械手、无杆气缸和鸭嘴传感器构成，其特征是：柔性链输送喂入机构安装在栽植单体上侧，移盘机构支架同柔性链输送机架刚性联接，无杆气缸的圆孔一端与柔性链输送机架铰接，无杆气缸的长孔一端套在拔苗气缸的气缸杆，拔苗气缸安装在移盘机构支架上，夹苗机械手两端分别与无杆气缸滑动套相联；鸭嘴传感器安装在栽植单体侧面。
2.根据权利要求1所述的穴盘苗移栽自动取喂装置，其特征是移盘机构水平放置，移盘机构支架上安装有移盘机构轴承，两个移盘机构轴承支撑有移盘机构轴，两条移盘步进链分别绕在移盘机构轴两侧的链轮上，并由平行于移盘机构轴的移盘步进链连接杆将两侧的移盘步进链连接起来，在移盘步进链绕过两根移盘机构轴构成的环形空间内水平安装有移盘气缸，移盘气缸的缸体与安装在移盘机构支架上的移盘气缸支座相联接，移盘气缸的活塞杆端部与在托板导杆上滑动的苗盘托板相联接；其中一根移盘机构轴端部装有移盘步进棘轮和移盘步进摇杆，移盘步进棘轮与移盘机构轴之间采用键联接，移盘步进摇杆与移盘机构轴之间为铰接，移盘步进棘舌安装在移盘步进摇杆上，移盘步进棘舌的内侧端部与移盘步进棘轮的端面相接触，移盘步进气缸的缸体固定在移盘机构支架上，移盘步进气缸的活塞杆端部与移盘步进摇杆端部的长孔为销联接。
3.根据权利要求1所述的穴盘苗移栽自动取喂装置，其特征是柔性链输送喂入机构由柔性输送链水平绕在两根柔性链输送轴上，其中一根柔性链输送轴端部通过键联接安装有柔性链输送棘轮，在柔性链输送棘轮下方同心放置有柔性链输送棘爪，柔性链输送棘爪通过导向键联接在摆动气缸的轴上，摆动气缸的缸体固定在柔性链输送机架上。
4.根据权利要求1所述的穴盘苗移栽自动取喂装置，其特征是：夹苗机械手是由多个夹苗钳安装在机械手横梁上，机械手横梁与机械手底板通过螺栓联接，合钳导杆安装在机械手横梁的导向孔内，合钳导杆的两端分别与合钳推杆和合钳分力杆相联接，合钳推杆上开有合钳口，机械手气缸的缸体与机械手底板联接，机械手气缸的气缸杆端部与合钳分力杆相联接。
5.根据权利要求1所述的穴盘苗移栽自动取喂装置，其特征是移盘机构中的移盘步进气缸为行程可调气缸。
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