旱地穴盤移栽裝置末端執行器的製作方法

2023-05-26 01:27:21 3

專利名稱：旱地穴盤移栽裝置末端執行器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種取苗裝置，具體地說是應用在旱地穴盤苗移栽機上把苗從穴盤中取出並投放的一種整排取苗機構。
背景技術：
農作物種植實現自動化，可降低種植過程中的勞動強度，提高生產效率，降低生產成本，促進農民增收。自動移栽重點之一在於取苗環節的自動化，特別是其末端執行器要實現靈活的取苗和放苗動作。因而，末端執行器是穴盤苗移栽機的重要組成部分，其良好的工作性能是實現半自動移栽到全自動移栽跨越的關鍵。在移栽機器人中，末端執行器的作業對象是種植在育苗盤中的蔬菜幼苗，故它是機器人和苗盤的中介物，作用是抓取、保持、釋放苗盤中的作物。末端執行器本身無法獨立完成整個移栽作業，一般需要連接在移栽機機械臂上，並隨著機械臂運動，完成移栽作業任務。目前，國內對自動取苗研究較少，對一些取苗末端執行器的研究中較多是單棵取苗，且其機構較複雜，而單棵取苗效率偏低，較難滿足快速栽植要求，故需考慮整排取苗的末端取苗裝置，即多個夾苗裝置並列在一起，由一個驅動帶動所有苗爪的開合，可一次取多棵苗。國外在全自動移栽機中已使用整排取苗的末端執行器，但較多是採用氣動或液動的並聯形式，即將多個末端執行器並聯在同一設備上統一控制。該種移栽設備雖然效率尚可，但較多適合在溫室中作業，在戶外大田作業時，則易受環境影響導致系統穩定性不可靠，而且氣動或液動系統成本高，體積龐大，機構複雜，在大田中控制難度大，靈活性差。

發明內容
本發明提供了一種多個夾苗裝置並聯安裝，可實現整排取苗的旱地穴盤苗移栽裝置末端執行器，以提高取苗效率，實現自動移栽。本發明的技術方案是
一種穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，包括凸輪軸支架、凸輪軸和夾苗裝置，凸輪軸支架連接到移栽機機械臂上，凸輪軸通過軸承安裝在凸輪軸支架內，在凸輪軸支架下方並列安裝一排完全相同的夾苗裝置；所述夾苗裝置由凸輪、頂杆、鍥形塊、壓簧、頂杆支架、 苗爪開合推桿、拉簧支杆、拉簧和兩個取苗爪組成，凸輪與凸輪軸鍵聯接，頂杆為臺階狀圓柱形，上端粗下端細；頂杆粗的一端與凸輪底端接觸；頂杆細的一端套有壓簧，壓簧的一端在頂杆粗細交接的臺階處，壓簧的另一端支撐在頂杆支架上，壓簧始終處於壓縮狀態，凸輪與頂杆保持接觸；頂杆支架與苗爪支架均固定在凸輪軸支架下方，頂杆下端固定有鍥形塊， 鍥形塊的形狀為倒梯形，兩側面的鍥形面為工作面；兩個取苗爪頂端轉動連結在苗爪支架上，在兩個取苗爪中間位置分別固定安裝有拉簧支杆和苗爪開合推桿，兩個苗爪開合推桿安裝在兩個取苗爪的內側且相對，拉簧支杆在苗爪開合推桿下方，拉簧支杆和苗爪開合推桿呈90°空間布置，在拉簧支杆兩端之間安裝一個拉簧，使苗爪開合推桿與鍥形塊的工作面保持接觸；導板固定在凸輪軸支架上，導板開個長方形孔，兩個取苗爪從導板的方孔內伸
出ο所述的穴盤苗移栽機末端執行器，其夾苗裝置的個數與穴盤單排穴孔數相同，相鄰兩組取苗爪之間的間隔距離與穴盤穴孔中心間距相同；
所述凸輪軸支架的軸向兩端開個圓孔，以安裝凸輪軸和凸輪，在凸輪軸支架的每個凸輪底端位置開個小孔，頂杆通過小孔上下運動。所述頂杆支架，其上下均開有大小合適的孔，以讓頂杆能上下運動，頂杆支架、頂杆、彈簧與凸輪四者配合，讓凸輪的旋轉驅動轉化為頂杆的上下運動，再帶動鍥形塊上下運動。所述每組所述兩個取苗爪對稱安裝2對拉簧支杆保持平衡。所述鍥形塊兩側開有小槽，苗爪開合推桿與鍥形塊接觸一端為半球形或滾子嵌在小槽內。所述導板固定安裝在凸輪軸支架底部，導板開個長方形孔，以保持苗爪運動不偏向。本發明的有益效果有
整體結構簡單緊湊，適合在戶外大田使用，從穴盤中一次取整排苗，提高了取苗效率。


圖1為本發明的正視圖。圖2為本發明單個夾苗裝置的軸測圖。圖3為本發明凸輪機構與夾苗機構的布置圖。圖4為本發明頂杆與鍥形塊的軸測圖。圖5為本發明凸輪軸支架的軸測圖。圖中，1、凸輪軸支架；2、凸輪軸；3、苗爪支架；4、導板；5、拉簧支杆；6、拉簧；7、取苗爪；8、苗爪開合推桿；9、鍥形塊；10、頂杆；11、壓簧；12、鉸鏈；13、頂杆支架；14、盤形凸輪。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例用對本發明作進一步地說明
如圖1所示，本發明中的凸輪軸支架1連接到移栽機機械臂上，在凸輪軸支架1內安裝凸輪軸2，凸輪軸2上裝有一組凸輪14，凸輪14與凸輪軸2通過鍵聯接，通過凸輪軸2的旋轉驅動，帶動各個凸輪14 一起轉動。凸輪軸支架1底端開有小孔16，此處安裝與凸輪14始終接觸的頂杆10，頂杆10為圓柱形，上端粗下端細，細端套有壓簧11，壓簧11 一端在頂杆 10粗細交接處，另一端支撐在頂杆支架13上，這樣壓簧11始終處於壓縮狀態，凸輪14與頂杆10能一直接觸，從而凸輪14的旋轉轉為頂杆10的上下運動。鍥形塊9固定在頂杆10的下端，隨著頂杆10 —起上下運動，鍥形塊9兩側開有小槽，苗爪開合推桿8 —端為半球形(或滾子)嵌在這小槽內，另一端固定在取苗爪7上，在取苗爪7的苗爪開合推桿8下端固定安裝拉簧支杆5，拉簧支杆5兩邊對稱，分別與另一取苗
4爪的拉簧支杆5對應，在其上面對稱安裝有兩拉簧6，這樣取苗爪7受力平衡，並在拉簧彈力的作用下，苗爪開合推桿8可始終與鍥形塊9保持接觸，並受鍥形塊9的擠壓作用，通過鍥形塊9的上下運動，帶動了苗爪開合推桿的左右運動，進而帶動取苗爪7的旋轉，實現一個夾苗裝置的兩取苗爪7的開合動作。取苗爪7最下端在導板4的長方形孔內。導板4長方形孔使取苗爪7隻能左右運動，不會前後偏，保持了取苗爪7取苗時的運動穩定。根據不同蔬菜幼苗的特性，它們的生長期不同，移栽時苗的高度也不盡相同，所以要考慮取苗爪的長度多樣，以適應不同移栽高度的要求。設計時，取苗爪7與鉸鏈12的固定採用螺紋連接，苗爪開合推桿8和拉簧支杆5在取苗爪7上採用螺栓固定，使苗爪開合推桿8和拉簧支杆5可沿取苗爪7上下移動，這樣可根據不同取苗高度要求調節取苗爪7長度，另外，頂杆10與鍥形塊9的固定也採用螺紋連接，這樣調節鍥形塊9或苗爪開合推桿8 相對凸輪軸支架1的高度，就可實現調節夾苗角度的變化，以適應不同作物對取苗角度的要求。下面以整排取6棵苗為例對發明的工作原理做進一步的說明
如圖1、2，外部的驅動力帶動凸輪軸支架1內的凸輪軸2轉動，凸輪軸2的轉動帶六個盤形凸輪14 一起轉動，在壓簧11和頂杆支架13的輔助下，頂杆10受彈力作用使得可以與盤形凸輪14始終保持接觸，並在凸輪的驅動下，頂杆10做上下運動。鍥形塊9與頂杆10 固定，故跟著頂杆10 —起上下運動。鍥形塊9的上下運動對苗爪開合推桿8產生擠壓，在兩邊拉簧6的作用下，苗爪開合推桿8做左右運動。取苗爪7頂端是通過鉸鏈12連結在苗爪支架上，故可繞苗爪支架擺動，當苗爪開合推桿8左右運動時，也帶著取苗爪7 —起左右擺動，從而實現一組取苗爪7的開合動作。另外，通過調節苗爪開合推桿8的高度，可實現對取苗爪7開合大小的調節。
權利要求
1.一種旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，包括凸輪軸支架(1 )、凸輪軸(2)和夾苗裝置，凸輪軸支架(1)連接到移栽機機械臂上，凸輪軸(2)通過軸承安裝在凸輪軸支架(I)內，在凸輪軸支架(1)下方並列安裝一排完全相同的夾苗裝置；所述夾苗裝置由凸輪 (14)、頂杆(10)、鍥形塊(9)、壓簧(11)、頂杆支架(13)、苗爪開合推桿(8)、拉簧支杆(5)、 拉簧(6)和兩個取苗爪(7)組成，凸輪(14)與凸輪軸(2)鍵聯接，頂杆(10)為臺階狀圓柱形，上端粗下端細；頂杆(10)粗的一端與凸輪(14)底端接觸；頂杆(10)細的一端套有壓簧(II)，壓簧(11)的一端在頂杆(10)粗細交接的臺階處，壓簧(11)的另一端支撐在頂杆支架(13)上，壓簧(11)始終處於壓縮狀態，凸輪(14)與頂杆(10)保持接觸；頂杆支架(13)與苗爪支架(3)均固定在凸輪軸支架(1)下方，頂杆(10)下端固定有鍥形塊(9)，鍥形塊(9) 的形狀為倒梯形，兩側面的鍥形面為工作面；兩個取苗爪(7)頂端轉動連結在苗爪支架(3) 上，在兩個取苗爪(7 )中間位置分別固定安裝有拉簧支杆(5 )和苗爪開合推桿(8 )，兩個苗爪開合推桿(8 )安裝在兩個取苗爪(7 )的內側且相對，拉簧支杆(5 )在苗爪開合推桿(8 )下方，拉簧支杆(5)和苗爪開合推桿(8)呈90°空間布置，在拉簧支杆(5)兩端之間安裝一個拉簧(6)，使苗爪開合推桿(8)與鍥形塊(9)的工作面保持接觸；導板(4)固定在凸輪軸支架(1)上，導板(4)開個長方形孔，兩個取苗爪(7)從導板(4)的方孔內伸出。
2.根據權利要求1所述的旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，所述夾苗裝置的個數與穴盤單排穴孔數相同，相鄰兩組取苗爪之間的間隔距離與穴盤穴孔中心間距相同。
3.根據權利要求1述的的旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，所述凸輪軸支架 (1)的軸向兩端各開了個圓孔(15)，安裝凸輪軸(2)和凸輪(14);在凸輪軸支架(1)的每個凸輪底端位置開個小孔(16)，頂杆(10)通過小孔(16)上下運動。
4.根據權利要求1、2或3所述的旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，所述凸輪(14)是盤形凸輪，每個凸輪(14)外形輪廓完全一樣。
5.根據權利要求1、2或3所述的旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，所述鍥形塊(9)兩側開有小槽，苗爪開合推桿(8)與鍥形塊(9)接觸一端為半球形或滾子嵌在小槽內。
6.根據權利要求1、2或3所述的旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是，所述每組所述兩個取苗爪(7 )對稱安裝2對拉簧支杆(5 )保持平衡。
全文摘要
本發明涉及一種旱地穴盤苗移栽機末端執行器，其特徵是它有連接到移栽機機械臂上的凸輪軸支架(1)，在凸輪軸支架(1)下端並列安裝一排完全相同的夾苗裝置。每組夾苗裝置由凸輪(14)、頂杆(10)、鍥形塊(9)、壓簧(11)、頂杆支架(13)、苗爪開合推桿(8)、拉簧支杆(5)、拉簧(6)和兩個取苗爪(7)組成。本發明優點在於，整體結構簡單緊湊，裝卸方便，整排取苗，提高了栽植效率。
文檔編號A01C11/02GK102342207SQ20111034225
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者丁文芹, 劉發, 吳福華, 孫磊, 楊德勇, 毛罕平, 胡建平 申請人:江蘇大學