一種幼苗盤自動搬運裝置製造方法
2023-06-15 09:25:11 1
一種幼苗盤自動搬運裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種幼苗盤自動搬運裝置，該裝置能夠自動裝卸載育有幼苗的穴盤，實現在育苗箱和輸送帶之間的自動搬運，屬於設施農業領域。主要由裝卸載機構、移動機構和控制系統組成。裝卸載機構包括可伸縮的平行四桿形狀的搬運手指和由絲槓模組組成的升降機構，可實現多個幼苗盤的裝載和卸載；移動機構由四個矩形布置輪轂電機組成，可實現裝置的前後移動和左右轉彎；控制系統由單片機、紅外開關傳感器、霍爾位置傳感器、步進電機驅動器、輪轂電機控制器組成，通過傳感器檢測信號實現整個系統的控制。本實用新型把幼苗盤的裝卸載和運輸集為一體，結構簡單，操作方便，完成了幼苗盤的自動搬運工作。
【專利說明】一種幼苗盤自動搬運裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種幼苗盤自動搬運裝置，尤其涉及一種用於工廠化育苗企業中 栽培幼苗穴盤的自動搬運裝置，屬於設施農業領域。
【背景技術】
[0002] 工廠化穴盤育苗技術便於控制病蟲害、統一經營管理，得到廣泛應用。但幼苗盤的 搬運主要由人工完成，降低了設施農業自動化程度。目前國內育苗場因標準不統一，幼苗盤 的搬運作業機械化程度仍然不高，大部分採用多層輪式手推車，其搬運方式以人力為主，自 動化程度低且增加了勞動成本。國外設施農業發達的國家對幼苗盤的搬運裝置研究較多， 荷蘭通過控制農業機器人搬運穴盤苗，但是這些系統複雜，價格昂貴，很難在小規模農企中 廣泛應用。因而急需要一種適合我國國情的機械設備代替人工操作，實現幼苗盤在育苗箱 與輸送帶之間的裝載、運輸及卸載工作。
【發明內容】
[0003] 隨著穴盤育苗技術在設施農業中的廣泛使用，為了提高勞動生產率、降低勞動強 度和減少生產成本，本實用新型設計了一種育有幼苗的穴盤自動搬運裝置。
[0004] 本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是：
[0005] -種幼苗盤自動搬運裝置，包括裝卸載機構、移動機構和控制系統；
[0006] 所述裝卸載機構由機架、升降機構和搬運手指組成，所述升降機構包括絲槓模組 I、絲槓模組II、連接板II、延長板，所述絲槓模組II通過連接板II與絲槓模組I的滑塊連 接，採用螺栓固定，所述絲槓模組I與所述機架連接，採用螺栓固定，所述延長板與絲槓模 組II連接，採用螺釘固定；所述搬運手指由步進電機、撥杆、曲柄I、連杆、曲柄II、連接板I 組成，曲柄I、連杆、曲柄II和連接板I連接成平行四桿機構，搬運手指通過連接板I連接在 所述升降機構上，採用螺栓固定，搬運手指I安裝在延長板的底端，搬運手指II安裝在延長 板頂端，搬運手指III安裝在絲槓模組II的滑塊上，絲槓模組II的滑塊在頂端時，搬運手 指III處於最大位置，搬運手指之間間距相等；步進電機I、II安裝在機架支撐部件上，撥杆 1、11分別與步進電機Ι、π的輸出軸連接，所述步進電機輸出軸為D型，撥杆通過螺栓連接 在步進電機輸出軸上。
[0007] 所述移動機構由機架、輪轂電機和電源組成，所述機架採用鋁合金型材製成矩形 結構，所述輪轂電機通過轉動軸安裝在所述機架底端，按矩形布置形成四輪機構，通過獨立 控制輪轂電機可以實現幼苗盤自動搬運裝置的前後移動和左右轉彎。
[0008] 所述控制系統包括單片機、紅外開關傳感器I和II、霍爾位置傳感器I和II、步進 電機驅動器、輪轂電機控制器，所述紅外開關傳感器I、II的發射端和接收端安裝在所述機 架支柱上，一一對應，且與所述撥杆等高，所述霍爾位置傳感器I和II安裝在機架的橫梁 上，霍爾位置傳感器I和II的磁鋼對應安裝在每個搬運手指的連接板I上；所述單片機通 過I / 0 口與紅外開關傳感器I和II、霍爾位置傳感器I和II、步進電機驅動器、輪轂控制 器連接，所述單片機通過控制步進電機驅動器和輪轂控制器控制裝置運動，所述紅外開關 傳感器I和II、霍爾位置傳感器I和II通過串口通信把信號傳給單片機，實現反饋控制。
[0009] 本實用新型的優點是：
[0010] 針對不同的作業對象，採用不同的搬運方式，裝置在育苗箱中工作時，採用整取整 放的取放方式；與輸送帶結合時，採用單取單放的取放方式。搬運手指採用平行四桿機構， 即可以方便支撐幼苗盤，又可以有效避免幹涉。其結構簡單，操作方便，能夠自動完成搬運 幼苗盤作業。幼苗盤自動搬運裝置自動化程度高，節省勞動力，提高生產率。
【專利附圖】
【附圖說明】：
[0011] 圖1為本實用新型的整體裝備圖；
[0012] 圖2為本實用新型的搬運手指伸開和收縮狀態圖；
[0013] 圖3為本實用新型的搬運手指步進電機與撥杆主視圖和仰視圖；
[0014] 圖4為本實用新型的俯視圖；
[0015] 圖5為本實用新型的升降機構圖；
[0016]圖6為本實用新型的幼苗盤自動搬運裝置在育苗箱中作業圖；
[0017] 圖7為本實用新型的幼苗盤自動搬運裝置與輸送帶的作業圖。
【具體實施方式】：
[0018] 參閱圖1、2、3, 一種幼苗盤自動搬運裝置由裝卸載機構、移動機構和控制系統組 成。其中，裝卸載機構包括機架1、升降機構和搬運手指。升降機構包括絲槓模組16、絲槓模 組118、延長板3、連接板4。絲槓模組16與機架1連接，採用螺栓固定，絲槓模組118通過 連接板4與絲槓模組16的滑塊603連接，採用螺釘固定，延長板3與絲槓模組118的法蘭 802連接，採用螺釘固定。搬運手指2、5和7採用平行四桿機構，撥杆20與步進電機19的 輸出軸連接。當步進電機19啟動時，帶動撥杆20轉動，撥杆20驅動搬運手指伸開或收縮。 紅外開關傳感器的發射端13和接收端14安裝在機架1的支柱兩端，並與撥杆20等高，霍 爾位置傳感器22安裝在機架1上，與撥杆20等高，六個霍爾位置傳感器的磁鋼21對應安 裝在每個搬運手指的連接板18上。
[0019] 搬運手指由曲柄115、連杆16、曲柄1117和連接板118組成，曲柄115和曲柄1117 通過銷釘與連接板118連接，能夠圍繞銷釘轉動，形成轉動副。連杆16通過銷釘與曲柄115、 1117另一端連接，形成平行四桿機構。搬運手指12、115的連接板與延長板3連接，採用螺 釘固定，搬運手指III7的連接板18通過螺釘與連接板9連接，連接板9與絲槓模組118的 滑塊803通過螺釘連接。
[0020] 搬運裝置中步進電機19和撥杆20的連接方式中，步進電機19與機架1連接，採 用螺釘固定，撥杆20與步進電機19的輸出軸連接，採用螺釘固定，輸出軸末端為D型。在 裝置與輸送帶結合時，撥杆20高於輸送帶平面。
[0021] 參閱圖4,搬運手指12、115、III7的驅動方式，搬運手指運動到與撥杆等高時，步 進電機19帶動撥杆20,通過曲柄115的U型槽驅動搬運手指伸開或收縮。
[0022] 參閱圖5,升降機構連接方式，絲槓模組I由步進電機601、法蘭606、絲槓604、滑 塊603、導槽605、擋板602組成，步進電機601與法蘭606通過螺釘連接，法蘭606、擋板602 與導槽605連接，採用螺釘連接，滑塊603在導槽605裡沿著絲槓604移動。
[0023] 參閱圖6,幼苗盤自動搬運裝置與育苗箱作業圖。裝置進入育苗箱，機架兩端搬運 手指的對稱中心面與幼苗盤的中心面重合，在搬運裝置從育苗箱中裝載幼苗盤時，三層搬 運手指伸開，且每層搬運手指低於相應育苗箱穴盤支架；在搬運裝置向育苗箱卸載幼苗盤 時，每層搬運手指高於相應育苗箱穴盤支架。
[0024] 參閱圖7,幼苗盤自動搬運裝置與輸送帶配合圖。搬運裝置可以從輸送帶一端進 入，機架兩端搬運手指的對稱中心面與輸送帶對稱中心面重合。
[0025] 具體搬運步驟如下：
[0026] 該裝置從育苗箱裝載幼苗盤11時，搬運手指12、115、III7處於伸開狀態，絲槓模 組118的滑塊804處在頂端，絲槓模組16的步進電機601啟動，絲槓模組16的滑塊603向 上移動，帶動絲槓模組118向上移動，當搬運手指12、115和III7到達適當位置時，搬運手 指12、115和III7託起託盤12,並帶動幼苗盤向上運動，即實現裝載幼苗盤。
[0027] 該裝置向育苗箱卸載幼苗盤11時，絲槓模組16步進電機601啟動，絲槓模組16的 滑塊603向下移動，帶動搬運手指12、115和III7和幼苗盤向下移動，當搬運手指12、115 和III7移動到適當位置時，幼苗盤放置在育苗箱支架上，搬運手指12、115和III7隨著絲 槓模組16滑塊繼續向下運動，當霍爾位置傳感器22檢測到信號時，絲槓模組16的步進電 機601停止轉動，裝置退出育苗箱，即實現卸載幼苗盤。
[0028] 該裝置從輸送帶上卸載幼苗盤11時，裝有幼苗盤的裝置對稱中心與輸送帶對稱 中心重合，紅外開關傳感器的接收端14檢測輸送帶上是否有幼苗盤，如果有幼苗盤，裝置 等待，若無幼苗盤，絲槓模組16的步進電機601啟動，絲槓模組16的滑塊603帶動絲槓模 組118向下移動，當霍爾位置傳感器22檢測到信號時，絲槓模組16的步進電機601停止轉 動，3個搬運手指停止運動，幼苗盤放置在輸送帶上，步進電機19收到轉動信號，撥杆20驅 動搬運手指12收縮，第一個幼苗盤放置結束；當紅外開關傳感器的接收端14信號檢測到 輸送帶上無幼苗盤時，絲槓模組16的步進電機601啟動，絲槓模組16的滑塊603帶動絲槓 模組118向下移動，同時，步進電機19反向轉動，帶動撥杆20復位。在霍爾位置傳感器22 檢測到信號時，絲槓模組16的步進電機601停止轉動，帶有幼苗盤的託盤12放置在輸送帶 上，步進電機19轉動，撥杆20驅動搬運手指115收縮，第二個幼苗盤放置結束；當紅外開關 傳感器的接收端14檢測到輸送帶上無幼苗盤時，絲槓模組16的步進電機601轉動，絲槓模 組16的滑塊603向下移動，在絲槓模組16的滑塊603到達底端時，絲槓模組16的步進電 機601停止轉動，絲槓模組118的步進電機801轉動，絲槓模組118的滑塊804帶動搬運手 指ΙΠ7向下移動，在霍爾位置傳感器22檢測到信號時，絲槓模組118的步進電機801停止 轉動，幼苗盤11放置在輸送帶上，步進電機19轉動，帶動撥杆20使搬運手指II17收縮，第 三個幼苗盤放置結束。
[0029] 該裝置從輸送帶上裝載幼苗盤11時，3對搬運手指都處於收縮狀態，絲槓模組16 的滑塊603處於最低端。紅外開關傳感器的接收端14檢測到輸送帶上有幼苗盤，絲槓模組 118步進電機801轉動，絲槓模組118的滑塊804帶動搬運手指II17向上運動，霍爾位置傳 感器22檢測到信號時，絲槓模組118的步進電機801停止轉動，步進電機19通信號，帶動 撥杆20反向轉動驅使搬運手指III7伸開，之後，絲槓模組118的步進電機801轉動，絲槓 模組118滑塊804帶動搬運手指III7向上運動，裝載第一個幼苗盤；絲槓模組118滑塊804 到達頂端停止，步進電機19逆向轉動，撥杆20復位，在紅外開關傳感器的接收端14檢測到 幼苗盤11時，絲槓模組16的步進電機601轉動，3個搬運手指向上運動，當霍爾位置傳感器 22檢測到搬運手指115時，絲槓模組16的步進電機601停止轉動，步進電機19接通信號， 驅動撥杆20反向轉動使搬運手指115伸開，之後，絲槓模組16的步進電機601轉動，絲槓 模組16的滑塊603帶動3個搬運手指向上運動，適當位置時停止，步進電機19接通信號， 帶動撥杆20復位，實現裝載第二個幼苗盤；在紅外開關傳感器的接收端14檢測到信號時， 絲槓模組16的步進電機601轉動，3個搬運手指向上運動，當霍爾位置傳感器22檢測到搬 運手指12時，絲槓模組16的步進電機601停止轉動，步進電機19接通信號，撥杆20逆向 轉動驅動搬運手指12伸開，絲槓模組16的步進電機601轉動，絲槓模組16的滑塊603帶 動絲槓模組118向上運動，適當位置時停止，實現裝載第三個幼苗盤，即完成裝載幼苗盤工 作。
[0030] 該裝置在育苗箱和輸送帶之間運輸時，採用四個獨立驅動輪轂電機。前電機輪轂 123、前電機輪轂1125啟動，後電機輪轂124、後電機輪轂1126不啟動時，前電機輪轂123、 前電機輪轂1125轉向和轉速相同，裝置向前運動；前電機輪轂123、前電機輪轂1125轉向 相同，轉速不同，裝置向前轉彎。後電機輪轂124、後電機輪轂1126啟動，前電機輪轂123、 前電機輪轂II25不啟動時，後電機輪轂124、後電機輪轂II26的轉向和轉速相同時，裝置向 後運動，後電機輪轂124、後電機輪轂1126的轉向相同，轉速不同，裝置向後轉彎，因此可以 實現裝置的前後移動和左右轉彎。
【權利要求】
1. 一種幼苗盤自動搬運裝置，包括裝卸載機構、移動機構和控制系統；其特徵在於：所 述裝卸載機構由機架、升降機構和搬運手指組成，所述升降機構包括絲槓模組I、絲槓模組 II、連接板II、延長板，所述絲槓模組II通過連接板II與絲槓模組I的滑塊連接，採用螺栓 固定，所述絲槓模組I與所述機架連接，採用螺栓固定，所述延長板與絲槓模組II連接，採 用螺釘固定；所述搬運手指由步進電機、撥杆、曲柄I、連杆、曲柄II、連接板I組成，曲柄I、 連杆、曲柄II和連接板I連接成平行四桿機構，搬運手指通過連接板I連接在所述升降機 構上，採用螺栓固定，搬運手指I安裝在延長板的底端，搬運手指II安裝在延長板頂端，搬 運手指ΠΙ安裝在絲槓模組II的滑塊上，絲槓模組II的滑塊在頂端時，搬運手指III處於 最大位置，搬運手指之間間距相等；步進電機I、II安裝在機架支撐部件上，撥杆I、II分別 與步進電機I、Π的輸出軸連接，所述步進電機輸出軸為D型，撥杆通過螺栓連接在步進電 機輸出軸上。
2. 根據權利要求1所述的一種幼苗盤自動搬運裝置，其特徵在於：所述移動機構由機 架、輪轂電機和電源組成，所述機架採用鋁合金型材製成矩形結構，四個所述輪轂電機通過 轉動軸安裝在所述機架底端，按矩形布置形成四輪機構，通過獨立控制輪轂電機可以實現 幼苗盤自動搬運裝置的前後移動和左右轉彎。
3. 根據權利要求1所述的一種幼苗盤自動搬運裝置，其特徵在於：所述控制系統由單 片機、紅外開關傳感器I和II、霍爾位置傳感器I和II、步進電機驅動器和輪轂電機控制器 組成，所述紅外開關傳感器I、II的發射端和接收端安裝在所述機架支柱上，一一對應，且 與所述撥杆等高，所述霍爾位置傳感器I和II安裝在機架的橫梁上，霍爾位置傳感器I和 II的磁鋼對應安裝在每個搬運手指的連接板I上；所述單片機通過I/O 口與紅外開關傳感 器I和II、霍爾位置傳感器I和II、步進電機驅動器、輪轂電機控制器連接，所述單片機通 過控制步進電機驅動器和輪轂電機控制器控制裝置運動，所述紅外開關傳感器I和II、霍 爾位置傳感器I和II通過串口通信把信號傳給單片機，實現反饋控制。
【文檔編號】B65G47/90GK203845403SQ201420087277
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】崔永傑, 李少華, 張發年, 田玉鳳, 餘偉芬, 陳同, 李楨, 王霞霞 申請人:西北農林科技大學