一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器的製作方法

2023-06-02 00:47:51

專利名稱：一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器的製作方法
技術領域：
本發明涉及設施農業中的移栽作業，特別是涉及一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器。
背景技術：
近年來，我國穴盤苗半自動移栽機得到推廣和應用(如中國農業大學研製的2ZDF型導苗管式移栽機、黑龍江農墾科學院研製的2Z — 2型玉米缽苗移栽機等)，這類半自動移栽機雖然解決了栽插作業，但仍需配置一定人員進行分苗、取苗、投苗等操作，遠達不到省工節本的效果。尤其當栽植頻率≥40株/min，人工投苗作業已無法適應。國外穴盤苗移栽技術起步較早，已研製出一些全自動移栽機(如澳大利亞Transplant Systems公司生產的H-D系列穴盤大田移栽機、洋馬PAlA型全自動蔬菜移栽機等)，對我國來說，國外自動移栽機機型龐大、價格昂貴、結構複雜，與我國的小塊地作業、育苗技術及穴盤等不配套。因此，適合我國國情的全自動蔬菜旱地移栽機的研究具有重大現實意義，也極為迫切。由半自動移栽機向全自動移栽機發展的關鍵技術是穴盤苗自動取苗裝置。為保證自動取苗成功率，穴盤苗自動取苗裝置不僅僅要滿足取苗軌跡要求，同時直接接觸移栽對象的取苗末端執行器需完成半自動移栽機中人工取苗過程。國外廣泛應用氣動控制夾取針開合、氣動控制夾取針伸縮的方法雙驅動實現夾取針伸出夾緊取苗、夾取針張開縮回推苗的取苗過程(如荷蘭飛梭公司的Pic-O-Mat PC21等)，這類移栽設備效率雖然尚可，但基於氣動系統成本高，體積龐大，在大田中機械很難實施。我國已研製出一些取苗末端執行器，如2011年浙江大學蔣煥煌等設計的穴盤苗移缽系統雙驅動末端執行器，其採用氣動控制，同樣存在上述問題；2010年湖南農業大學的惠東志等設計的種菸草自動移栽機取苗機構，其實現了夾緊取苗，但未保證成功推落缽苗，影響取苗成功率；現有的機械方法控制推苗的方式是夾苗針套在環形套內，用推桿控制四個環形套升降，同時實現夾取針張開及推苗兩個過程，未實現夾取針張開及推苗兩個過程分開動作，投苗工作過程中需滿足:夾取針張開小角度、推苗裝置的推苗行程可推落穴盤苗，此機械方法在滿足推苗行程的基礎上，夾取針張開角度大，撐碎穴盤苗缽體外邊緣，影響推落後缽體質量。

發明內容
本發明的目的在於提供一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，以降低成本，提高取苗成功率和移栽質量。為了解決以上技術問題，本發明所採用的技術方案如下。 一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，包括安裝板1、凸輪進給裝置、機械手指和推苗裝置，安裝板1連接到移栽機機械臂上；其特徵在於:所述凸輪進給裝置由凸輪2、凸輪軸3、滾輪4、彈簧6、機械手指骨架7、推桿8、T型塊9組成，凸輪軸3可旋轉地安裝在安裝板I上，凸輪2與凸輪軸3固結在一起，機械手指骨架7固結在安裝板I上，滾輪鉸接於推桿的一端，滾輪在彈簧限位下與凸輪保持高副接觸，推桿另一端固結T型塊，推桿與機械手指骨架構成移動副連接；所述機械手指由機械手指關節11、滾輪12、滾輪支架13、夾取針骨架軸16、夾取針17組成，機械手指關節一端鉸接在機械手指骨架上，滾輪支架固結在機械手指關節上，滾輪鉸接在滾輪支架上，夾取針骨架軸固結在機械手指關節的另一端，夾取針固結在夾取針骨架軸上，所述兩個機械手指通過收緊彈簧14預緊使兩所述滾輪高副接觸於T型塊的兩側；所述推苗裝置由推苗裝置固定板10、導板A23-1和導板B23-2、支撐板20、導杆21、推苗套18、銷軸22、銷軸19組成，推苗裝置固定板固結在所述T型塊的端面，導板A和導板B鉸接在推苗裝置固定板上，銷軸鉸接在機械手指骨架上並活動在導板A和導板B的槽中，銷軸固結在導板A和導板B上並活動在支撐板的槽中，導杆固結在機械手指骨架上，並與支撐板構成移動副連接，推苗套固結在支撐板上，並可在夾取針上自由滑動。所述推苗套18為一個臂固定在支撐板上，前方彎折出一個間隙地套在四根夾取針上的環，且環面比穴盤苗對應穴孔的上口小。所述推苗套為兩個臂固定在支撐板上，兩臂前方各彎折出一個直角，所述直角位於夾取針17的內側；所述推苗套可以兩個臂固定在支撐板上，兩臂前方各彎折出一個環，分別間隙地套在兩個機械手指中的夾取針上。

所述夾取針骨架軸的固結角度以及夾取針的固結長度為可調。本發明具有有益效果。本裝置利用一個機械動力控制機械手指的開合和推苗裝置的推苗兩個動作分開進行，減少了驅動力，降低成本。夾取針張開及推苗兩過程分開控制，使推苗行程、夾取針開合角度都能滿足需求，提高了取苗成功率和移栽質量。該穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器在移栽機機械臂帶動到投苗點時，機械手指先張開，推苗裝置向移栽機栽植器推穴盤苗，穴盤苗與夾取針脫離接觸，成功落入栽植器，取苗成功率高。


圖1是本發明的整體結構簡圖。圖2是機械手指關節簡圖。圖3是凸輪進給機構滾輪推桿機構簡圖。圖4是機械手指推苗裝置簡圖。圖中，1.安裝板 2.凸輪 3.凸輪軸 4、12.滾輪 19、22.銷軸 6.彈簧
7.機械手指骨架8.推桿9.T型塊10.推苗裝置固定板11.機械手指關節13.滾輪支架14.收緊彈簧16.夾取針骨架軸17.夾取針18.推苗套20.支撐板21.導杆23-1.導板A 23-2.導板B。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步詳細說明。一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，包括安裝板1、凸輪進給裝置、機械手指和推苗裝置，實現夾緊取苗、張開推苗，既保證成功將穴盤苗取出穴盤，又保證穴盤苗成功落入栽植器中，安裝板I連接到移栽機機械臂上；其特徵在於:所述凸輪進給裝置由凸輪2、凸輪軸3、滾輪4、彈簧6、機械手指骨架7、推桿8、T型塊9組成，凸輪軸3可旋轉地安裝在安裝板I上，凸輪2與凸輪軸3固結在一起，滾輪4、機械手指骨架7、推桿8、T型塊9構成凸輪進給裝置滾輪推桿從動件，如圖3所示，機械手指骨架7固結在安裝板I上，滾輪4鉸接於推桿8的一端，彈簧6限位下，所述滾輪4與凸輪2保持高副接觸，推桿8另一端固結T型塊，所述推桿8與機械手指骨架7構成移動副連接；所述機械手指由機械手指關節11、滾輪12、滾輪支架13、夾取針骨架軸16、夾取針17組成，如圖2所示，機械手指關節11 一端鉸接在機械手指骨架7上，滾輪支架13固結在機械手指關節11上，滾輪12鉸接在滾輪支架13上，夾取針骨架軸16固結在機械手指關節11的另一端，夾取針17固結在夾取針骨架軸16上，所述兩個機械手指通過收緊彈簧14預緊使兩所述滾輪12高副接觸於所述T型塊9的兩側；所述推苗裝置由推苗裝置固定板10、導板A23-1和導板B23-2、支撐板20、導杆21、推苗套18、銷軸22、銷軸19組成，如圖4所示，推苗裝置固定板10固結在所述T型塊9的端面，導板A23-1和導板B23-2鉸接在推苗裝置固定板上，銷軸22鉸接在機械手指骨架上並活動在所述導板A23-1和所述導板B23-2的槽中，銷軸19固結在所述導板A23-1和所述導板B23-2上並活動在支撐板20的槽中，導杆21固結在機械手指骨架7上，並與所述支撐板20構成移動副連接，推苗套18固結在支撐板20上，並可在夾取針17上自由滑動。所述推苗套18可以是一個臂固定在支撐板20上，前方彎折出一個間隙地套在四根夾取針上的環，且環面比穴盤苗對應穴孔的上口小；所述推苗套18可以兩個臂固定在支撐板20上，兩臂前方各彎折出一個直角，所述直角位於夾取針17的內側；所述推苗套18可以兩個臂固定在支撐板20上，兩臂前方各彎折出一個環，分別間隙地套在兩個機械手指中的夾取針17上。所述夾取針骨架軸16的固結角度、所述夾取針17的固結長度可調。本發明的工作過 程如下:整個工作過程:當移栽機取苗時，所述凸輪進給裝置控制所述夾取針17張開，推苗套18與穴盤苗缽體不接觸，取苗末端執行器在移栽機機械臂的帶動下，夾取針17從穴盤苗兩側插進缽體，凸輪進給裝置滾輪推桿向上推動所述T型塊9、收緊彈簧14作用下，機械手指關節11合攏，夾取針17夾緊穴盤苗；在移栽機機械臂帶動下，穴盤苗脫離穴盤；當取苗末端執行器到達投苗點時，凸輪進給裝置滾輪推桿向下推動T型塊9，機械手指關節11張開，推苗套18向靠近穴盤苗的方向運動並未接觸穴盤苗缽體；所述凸輪進給裝置滾輪推桿繼續向下推動T型塊9，機械手指關節11保持張開角度，推苗套18向靠近穴盤苗的方向運動，最終向移栽機栽植器推落穴盤苗。推苗裝置工作過程:在投苗點時，凸輪進給裝置控制所述機械手指上的夾取針17張開，凸輪進給裝置帶動推苗裝置固定板10向靠近穴盤苗的方向運動，所述推苗裝置固定板10帶動導板A23-1和導板B23-2繞銷軸22旋轉，支撐板20在所述導板A23-1和導板B23-2的帶動下，沿導杆21的方向向靠近穴盤苗的方向運動，所述支撐板20帶動推苗套18沿所述夾取針17向移栽機栽植器方向推落穴盤苗，保證穴盤苗與所述夾取針17瞬時脫離；所述取苗末端執行器在移栽機機械臂帶回取苗點的過程中，所述凸輪進給裝置帶動所述推苗裝置固定板10向靠近所述機械手指骨架7的方向運動，推苗裝置固定板10帶動導板A23-1和導板B23-2繞銷軸22旋轉，支撐板20在導板A23-1和導板B23-2的帶動下，沿導杆21的方向向靠近機械手指骨架7的方向運動，所述支撐板20帶動推苗套18沿夾取針17向靠近所述機械手指骨架7的方向運動，所述推苗套18返回，給夾取針夾留出空間夾取穴盤苗缽體。
權利要求
1.一種 穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，包括安裝板(I)、凸輪進給裝置、機械手指和推苗裝置，安裝板(I)連接到移栽機機械臂上；其特徵在於:所述凸輪進給裝置由凸輪(2)、凸輪軸(3)、滾輪(4)、彈簧(6)、機械手指骨架(7)、推桿(8)、T型塊(9)組成，凸輪軸(3)可旋轉地安裝在安裝板上，凸輪(2)與凸輪軸(3)固結在一起，機械手指骨架固結在安裝板上，滾輪鉸接於推桿的一端，滾輪在彈簧限位下與凸輪保持高副接觸，推桿另一端固結T型塊，推桿與機械手指骨架構成移動副連接；所述機械手指由機械手指關節(11)、滾輪(12)、滾輪支架(13)、夾取針骨架軸(16)、夾取針(17)組成，機械手指關節一端鉸接在機械手指骨架上，滾輪支架固結在機械手指關節上，滾輪鉸接在滾輪支架上，夾取針骨架軸固結在機械手指關節的另一端，夾取針固結在夾取針骨架軸上，所述兩個機械手指通過收緊彈簧(14)預緊使兩所述滾輪高副接觸於T型塊的兩側；所述推苗裝置由推苗裝置固定板(10 )、導板A (23-1)和導板B (23-2 )、支撐板(20 )、導杆(21)、推苗套(18 )、銷軸(22 )、銷軸(19)組成，推苗裝置固定板固結在所述T型塊的端面，導板A和導板B鉸接在推苗裝置固定板上，銷軸鉸接在機械手指骨架上並活動在導板A和導板B的槽中，銷軸固結在導板A和導板B上並活動在支撐板的槽中，導杆固結在機械手指骨架上，並與支撐板構成移動副連接，推苗套固結在支撐板上，並可在夾取針上自由滑動。
2.如權利要求1所述的一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，其特徵在於:所述推苗套(18)為一個臂固定在支撐板上，前方彎折出一個間隙地套在四根夾取針上的環，且環面比穴盤苗對應穴孔的上口小。
3.如權利要求1所述的一種穴盤苗 自動移栽機取苗末端執行器，其特徵在於:所述推苗套為兩個臂固定在支撐板上，兩臂前方各彎折出一個直角，所述直角位於夾取針的內側；所述推苗套可以兩個臂固定在支撐板上，兩臂前方各彎折出一個環，分別間隙地套在兩個機械手指中的夾取針上。
4.如權利要求1、2或3所述的一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，其特徵在於:所述夾取針骨架軸的固結角度以及夾取針的固結長度為可調。
全文摘要
本發明涉及一種穴盤苗自動移栽機取苗末端執行器，主要由安裝板、凸輪進給裝置、機械手指和推苗裝置構成；在移栽機機械臂帶動到投苗點時，所述推苗裝置向移栽機栽植器推穴盤苗，穴盤苗與夾取針逐漸脫離接觸，在穴盤苗自身重力作用下，成功落入栽植器；該裝置通過凸輪進給機構提供一個機械動力驅動，實現夾取針的張開及推苗兩個動作過程分開控制，在滿足推苗行程的基礎上，夾取針張開角度合適，避免了撐碎穴盤苗缽體外邊緣。該裝置成本低、移栽質量高、取苗成功率高，與取苗機構協調配合，可應用於128穴、72穴等不同規格尺寸蔬菜穴盤苗自動移載。
文檔編號A01C11/02GK103069954SQ201210549570
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者繆小花, 毛罕平, 胡建平, 韓綠化, 田昆鵬 申請人:江蘇大學