移栽機的自動取苗裝置的製作方法

2023-11-11 02:52:12

本實用新型涉及一種移栽機的工作部件，特別涉及一種移栽機的自動取苗裝置。

背景技術：

穴盤育苗移栽技術在蔬菜和菸草的生產中被廣泛地應用，隨著農業生產的發展和種植農藝技術的改進，玉米、棉花等作物的大田移栽種植技術業已成熟，而大田作物移栽不採用機械作業是無法實現的。

目前國內外旱地作物移栽機大多數是半自動的人工餵苗，一般採用人工單株輸入的方式，輸入效率低，難以推廣。為了開發能夠自動取苗餵苗的高效旱地作物移栽機，需要開發一種高效率的自動取苗裝置，當取苗臂上的指鉗運行到穴盤上缽苗近前時，指鉗垂直於穴盤表面準確地插入坑穴，接著閉合鉗口抓取一棵缽苗拔出坑穴；取苗臂運行到所需投苗位置時，缽苗剛好處於直立狀態且移動速度接近於零，指鉗及時鬆脫釋放缽苗，實現投苗。

基於現有技術中所存在的缺陷，如何設計一種移栽機的自動取苗裝置，使其可以按照預期的方式自動取苗，即成為本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種移栽機的自動取苗裝置，使其可以獲得更高的取苗效率。

為實現上述目的，本實用新型提供一種移栽機的自動取苗裝置，該移栽機包括一移栽機機架以及一裝設於該移栽機機架上的動力系統，該移栽機的自動取苗裝置包括：

一驅動機構，裝設於該移栽機機架上，該驅動機構與該移栽機的該動力系統相連接；

至少一旋轉箱，該旋轉箱與該驅動機構相連接；

至少一取苗臂，該取苗臂裝設於該旋轉箱的兩端；以及

至少一復位機構，該復位機構與該旋轉箱及該取苗臂相連接。

其中，該驅動機構包括機架、鏈輪、鏈輪軸和二牙嵌接盤，該機架下部固定於該移栽機機架，該鏈輪軸穿設於該機架上部，該鏈輪固定於該鏈輪軸上，該牙嵌接盤固定於該機架的兩外側面上。

其中，該機架包括一底座部以及二由該底座部向上延伸的延伸部，該底座部固定於該移栽機機架，該鏈輪設置於該二延伸部之間，並且該鏈輪的中心位於該二延伸部的中心連線上，該牙嵌接盤於該二延伸部外側面上圍繞該二延伸部的中心設置，該鏈輪軸由其中一該牙嵌接盤中穿入，順序穿過其中一該延伸部的中心、該鏈輪的中心、另一該延伸部的中心而從另一該牙嵌接盤中穿出。

其中，該鏈輪通過一鏈條與該動力系統相連，以使得該鏈輪能夠通過該動力系統的帶動而繞該鏈輪軸轉動。

其中，該旋轉箱為左右對稱結構，該旋轉箱的中心連接於該驅動機構，該旋轉箱的兩端分別位於該驅動機構的兩側。

其中，該旋轉箱包括二外凸輪、二內凸輪、二扭轉機構及一齒輪箱，該齒輪箱為一左右對稱結構，該二外凸輪分別固設於該齒輪箱外側兩端部，該二扭轉機構分別設置於該齒輪箱外側兩端的中心處，該二內凸輪分別圍繞該二扭轉機構而固設於該齒輪箱上。外凸輪和內凸輪的上表面即為工作面。

其中，該齒輪箱包括一齒輪箱體、一太陽輪、二中間輪、二行星輪和二行星輪軸；該太陽輪、該中間輪和該行星輪均安裝在該齒輪箱體內，該太陽輪設置於該齒輪箱的中心，該二中間輪分別設置於該太陽輪的兩外側，該二行星輪再設置於該二中間輪的兩外側，由此使得該太陽輪、該中間輪和該行星輪共同組成非圓齒輪輪系；該齒輪箱體與該驅動機構上的該鏈輪軸連接而支撐在所述機架上，該太陽輪套接在該鏈輪軸上並且該太陽輪與該驅動機構上的牙嵌接盤通過牙嵌卡合在一起；該行星輪軸固定於該行星輪的中心。

由此，使得該齒輪箱體能夠隨該鏈輪軸的轉動而轉動，而該太陽輪由於受到牙嵌接盤的卡合而不動，從相對運動的角度而言，即相當於太陽輪在沿著相反於該齒輪箱體轉動方向的方向而轉動(如，齒輪箱體為順時針，則太陽輪就為逆時針)，太陽輪的轉動，會一併帶動中間輪、行星輪的轉動，進而最終帶動行星輪軸轉動。

其中，該二外凸輪及該二內凸輪均固設於該齒輪箱體外側兩端處；該外凸輪為具有一缺口的環狀凸臺，固設於該齒輪箱體端部的外圈；該內凸輪為一半環狀凸峰，固設於該齒輪箱體端部的內圈，該外圈的直徑大於該內圈。半環狀凸峰可以位於與環狀凸臺缺口相反的半圓。

其中，每一該扭轉機構包括一移動凸輪及一內滾輪；該旋轉箱還包括二傳動連接件，分別設置於每一該行星輪軸上；該移動凸輪套接在該行星輪軸上並且通過該傳動連接件與該行星輪軸卡合在一起並且能夠沿該行星輪軸軸向滑移；該內滾輪固定於該移動凸輪外側並且抵靠於該內凸輪，使得該內滾輪能夠於該內凸輪上滑移滾動。

其中，該傳動連接件為一鋼球，該行星輪軸外壁具有一長槽，該移動凸輪內壁具有一連接孔，通過將該鋼球置於該長槽內，並與該連接孔卡合對應，而使得該移動凸輪能夠套接卡合於該行星輪軸上並且能夠沿該行星輪軸上下滑移。

其中，該旋轉箱還包括二擋塊，分別固定於該二行星輪軸的端部。

其中，該取苗臂包括一取苗臂體、一轉臂、一彈性復位件和一夾持機構；該取苗臂體與該旋轉箱連接，該轉臂裝設於該取苗臂體上，該夾持機構連接於該轉臂，該彈性復位件連接該取苗臂體及該轉臂。

其中，該彈性復位件為一拉簧。

其中，該取苗臂體包括一轉臂箱體及一轉動凸輪，該轉動凸輪套設於該行星輪軸上並且與該移動凸輪相互卡合，該移動凸輪與該轉動凸輪的卡合面上具有一斜面，該轉臂箱體固定於轉動凸輪上。

其中，該轉臂包括一外滾輪、一轉臂軸及一掛鈎，該轉臂軸裝設於該取苗臂體的該轉臂箱體內，該外滾輪連接於該轉臂軸的一端，該掛鈎連接於該轉臂軸的另一端，該彈性復位件連接於該掛鈎和該轉臂箱體之間，該外滾輪在彈性復位件的拉緊作用下抵靠於該外凸輪的工作面上，該夾持機構的一指鉗連接於該轉臂軸並能夠隨該轉臂軸的轉動而移動。

其中，該復位機構一端安裝於該扭轉機構的移動凸輪上，另一端安裝在該取苗臂體上。

其中，該復位機構為一套設於該移動凸輪上的扭簧，該扭簧一條扭臂連接於該移動凸輪，另一條扭臂連接於該取苗臂體。

由此，在復位機構(如扭簧)的作用下，所述移動凸輪的工作面和所述轉動凸輪的工作面貼合在一起；所述擋塊上的調節螺釘用來調節所述取苗臂回位的極限位置。

本實用新型的移栽機的自動取苗裝置具體運行過程如下：

首先，移栽機的動力系統帶動驅動機構的鏈輪順時針轉動，從而帶動固定在鏈輪上的鏈輪軸轉動，鏈輪軸再進一步帶動旋轉箱一起順時針轉動——由於齒輪箱內部的太陽輪受到牙嵌接盤的卡合，因此太陽輪在旋轉箱內進行相對於旋轉箱的逆時針自轉，同時帶動中間輪、行星輪，最終帶動行星輪軸相對於旋轉箱轉動。由於扭轉機構和行星輪軸是卡合的，扭轉機構的移動凸輪和取苗臂體的轉動凸輪是卡合的，因此行星輪軸轉動時，會一併帶動扭轉機構和取苗臂體轉動。

旋轉箱轉動時，指鉗的位置也隨其轉動而沿著軌跡運行，當指鉗的端部運行到苗盤近前時，行星輪軸的自轉帶動轉臂上的外滾輪沿外凸輪的工作面爬升到上工作面，從而通過轉臂帶動夾持機構的指鉗伸入苗盤的坑穴並夾持帶土缽苗(外滾輪位於外凸輪上工作面(凸臺上)時，指鉗動作為伸出和夾緊，即取苗動作)，並帶動缽苗脫離苗盤。

接下來外滾輪在外凸輪的上工作面上繼續滾動，而扭轉機構上的內滾輪也開始沿內凸輪的工作面由最低點向上爬升，推動移動凸輪沿行星輪軸向上滑動(即，向遠離齒輪箱體的方向滑動)。移動凸輪沿軸向向上滑動時，會頂動轉動凸輪，而轉動凸輪受擋塊阻擋無法進一步上移。由於移動凸輪和轉動凸輪的卡合處具有一斜面，因此，在轉動凸輪受頂時，移動凸輪的斜面作用於轉動凸輪斜面，使得移動凸輪的滑動轉換為轉動凸輪的轉動，從而使得取苗臂整體也會繞行星輪軸逆時針轉動，指鉗頂端所夾持的缽苗在這一轉動動作的帶動下得以調整姿態，形成直立狀態。

隨著驅動機構的鏈輪繼續順時針轉動，當指鉗連同拔出的缽苗運行到最低位置時，外滾輪將從外凸輪的上工作面上跌落下來，從而通過轉臂帶動夾持機構回縮指鉗釋放缽苗(指鉗回縮時會一併鬆開)，完成投苗動作。接下來內滾輪沿內凸輪的工作面由最高點向下運行，復位機構帶動轉動凸輪和移動凸輪轉動和移動，取苗臂繞行星齒輪軸順時針轉動回位。

此後，隨著驅動機構的鏈輪繼續順時針轉動，指鉗進入回程進行下一個循環。旋轉箱兩端的取苗臂交替工作，既提高了工作效率，又平衡了迴轉部件的質量分配，從而運行更平穩。

另外，苗盤的位置、投苗位置、移栽機的設置位置、尺寸等，本領域技術人員可以根據實際的情況來調整，只要使得指鉗伸出時能夠在苗盤中進行取苗動作，在回縮時能對準投苗位置即可。

本實用新型提供的一種移栽機的自動取苗裝置，適用於以穴盤育苗方式培育的帶土缽苗作為作業對象的自動移栽機取苗和投苗。與現有技術相比，本實用新型的移栽機的自動取苗裝置，可以達到如下顯著的技術效果：

1)本實用新型的自動取苗裝置作為移栽機的獨立工作部件，能夠方便地安裝在移栽機整機上，實現移栽機的自動化，解放勞動力，提高效率。

2)本實用新型的自動取苗裝置的指鉗能夠按指定軌跡和指向運行、按時閉合和開啟，從穴盤中準確地抓取和投放單株缽苗，對缽苗損傷小，取苗效率高，適用於自動移栽機取苗和投苗。

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置的驅動機構結構示意圖；

圖3a為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置的旋轉箱結構示意圖；

圖3b為圖3a中內凸輪、外凸輪及扭轉機構示意圖；

圖4為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置的取苗臂結構示意圖；

圖5a為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置的扭轉機構與取苗臂體結合示意圖；

圖5b為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置的移動凸輪與轉動凸輪結合示意圖；

圖6為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置工作原理示意圖；

圖7為本實用新型一實施例的移栽機的自動取苗裝置夾持機構工作原理示意圖。

其中，附圖標記：

1驅動機構

11 機架

12 鏈輪

13 鏈輪軸

14 牙嵌接盤

2 旋轉箱

21 外凸輪

22 內凸輪

23 扭轉機構

231 移動凸輪

232 內滾輪

24 擋塊

25 傳動連接件

26 齒輪箱

261 齒輪箱體

262 太陽輪

263 中間輪

264 行星輪

265 行星輪軸

3 取苗臂

31 取苗臂體

311 轉臂箱體

312 轉動凸輪

32 轉臂

321 外滾輪

322 轉臂軸

323 掛鈎

33 彈性復位件

34 夾持機構

341 指鉗

4 復位機構

5 移栽機機架

6 移栽機動力系統

7 鏈條

8 苗盤

A 指鉗運行軌跡

具體實施方式

為能說清楚本實用新型的技術特點，以使得本領域技術人員可以清楚的了解本實用新型的結構、特點、使用方式及技術效果，下面通過具體實施方式，並結合附圖，對本實用新型的方案進行闡述。但以下所述僅為例示說明之用，並不作為本實用新型的限制。

請參考圖1，為獲得更高的取苗效率，本實用新型提供一種移栽機的自動取苗裝置，該移栽機包括一移栽機機架5以及一裝設於該移栽機機架5上的動力系統6，該移栽機的自動取苗裝置包括：

一驅動機構1，裝設於該移栽機機架5上，該驅動機構1與該移栽機的該動力系統6相連接；

至少一旋轉箱2，該旋轉箱2與該驅動機構1相連接；

至少一取苗臂3，該取苗臂3裝設於該旋轉箱2的兩端；以及

至少一復位機構4，該復位機構4與該旋轉箱2及該取苗臂3相連接。

請一併參考圖2，該驅動機構1包括機架11、鏈輪12、鏈輪軸13和二牙嵌接盤14，該機架11下部固定於該移栽機機架5，該鏈輪軸13穿設於該機架11上部，該鏈輪12固定於該鏈輪軸13上，該牙嵌接盤14固定於該機架11的兩外側面上。該鏈輪12通過一鏈條7與該動力系統6相連，以使得該鏈輪12能夠通過該動力系統6的帶動而繞該鏈輪軸13轉動。

在一較佳實施方式中，該機架11包括一底座部以及二由該底座部向上延伸的延伸部，該底座部固定於該移栽機機架5，該鏈輪12設置於該二延伸部之間，並且該鏈輪12的中心位於該二延伸部的中心連線上，該牙嵌接盤14於該二延伸部外側面上圍繞該二延伸部的中心設置，該鏈輪軸13由其中一該牙嵌接盤14中穿入，順序穿過其中一該延伸部的中心、該鏈輪12的中心、另一該延伸部的中心而從另一該牙嵌接盤14中穿出。

請續參考圖3a及圖3b，該旋轉箱2為左右對稱結構，該旋轉箱2的中心連接於該驅動機構1，該旋轉箱2的兩端分別位於該驅動機構1的兩側。

該旋轉箱2包括二外凸輪21、二內凸輪22、二扭轉機構23及一齒輪箱26，該齒輪箱26為一左右對稱結構，該二外凸輪21分別固設於該齒輪箱26外側兩端部，該二扭轉機構23分別設置於該齒輪箱26外側兩端的中心處，該二內凸輪22分別圍繞該二扭轉機構23而固設於該齒輪箱26上。外凸輪和內凸輪的上表面即為工作面。

其中，該齒輪箱26包括一齒輪箱體261、一太陽輪262、二中間輪263、二行星輪264和二行星輪軸265；該太陽輪262、該中間輪263和該行星輪264均安裝在該齒輪箱體261內，該太陽輪262設置於該齒輪箱261的中心，該二中間輪263分別設置於該太陽輪262的兩外側，該二行星輪264再設置於該二中間輪263的兩外側，由此使得該太陽輪262、該中間輪263和該行星輪264共同組成非圓齒輪輪系；該齒輪箱體261與該驅動機構1上的該鏈輪軸13連接而支撐在所述機架11上，該太陽輪262套接在該鏈輪軸13上並且該太陽輪262與該驅動機構1上的牙嵌接盤14通過牙嵌卡合在一起；該行星輪軸265固定於該行星輪264的中心。

由此，使得該齒輪箱體261能夠隨該鏈輪軸13的轉動而轉動，而該太陽輪262由於受到牙嵌接盤14的卡合而不動，從相對運動的角度而言，即相當於太陽輪262在沿著相反於該齒輪箱體261轉動方向的方向而轉動(如，齒輪箱體261為順時針，則太陽輪262就為逆時針)，太陽輪262的轉動，會一併帶動中間輪263、行星輪264的轉動，進而最終帶動行星輪軸265轉動。

該二外凸輪21及該二內凸輪22均固設於該齒輪箱體261外側兩端處；該外凸輪21為具有一缺口的環狀凸臺，固設於該齒輪箱體261端部的外圈；該內凸輪22為一半環狀凸峰，固設於該齒輪箱體261端部的內圈，該外圈的直徑大於該內圈。如圖所示，半環狀凸峰可以位於與環狀凸臺缺口相反的半圓。

每一該扭轉機構23包括一移動凸輪231及一內滾輪232；該旋轉箱2還包括二傳動連接件25，分別設置於每一該行星輪軸265上；該移動凸輪231套接在該行星輪軸265上並且通過該傳動連接件25與該行星輪軸265卡合在一起；該內滾輪232固定於該移動凸輪231外側並且抵靠於該內凸輪22，使得該內滾輪232能夠於該內凸輪22上滑移滾動。較佳的，該傳動連接件25為一鋼球，該行星輪軸265外壁具有一長槽，該移動凸輪231內壁具有一連接孔，通過將該鋼球置於該長槽內，並與該連接孔卡合對應，而使得該移動凸輪231能夠套接卡合於該行星輪軸265上並且能夠沿該行星輪軸265上下滑移。

另外，該旋轉箱2還包括二擋塊24，分別固定於該二行星輪軸265的端部。

請續參考圖4及圖5a、圖5b，該取苗臂3包括一取苗臂體31、一轉臂32、一彈性復位件33和一夾持機構34；該取苗臂體31與該旋轉箱2連接，該轉臂32裝設於該取苗臂體31上，該夾持機構34連接於該轉臂32，該彈性復位件33連接該取苗臂體31及該轉臂32。該彈性復位件33可以為一拉簧。

該取苗臂體31包括一轉臂箱體311及一轉動凸輪312，該轉動凸輪312套設於該行星輪軸265上並且於該移動凸輪231相互卡合，該移動凸輪231與該轉動凸輪312的卡合面上具有一斜面，轉臂箱體311固定於轉動凸輪312上。

該轉臂32包括一外滾輪321、一轉臂軸322及一掛鈎323，該轉臂軸322裝設於該取苗壁體31的該轉臂箱體311內，該外滾輪321連接於該轉臂軸322的一端，該掛鈎323連接於該轉臂軸322的另一端，該彈性復位件33連接於該掛鈎323和該轉臂箱體311之間，該外滾輪321在彈性復位件33的拉緊作用下抵靠於該外凸輪21的工作面上，該夾持機構34的一指鉗341連接於該轉臂軸322並能夠隨該轉臂軸322的轉動而移動。

該復位機構4一端安裝於該扭轉機構23的移動凸輪231上，另一端安裝在該取苗臂體31上。較佳的，該復位機構4為一套設於該移動凸輪231上的扭簧，該扭簧一條扭臂連接於該移動凸輪231，另一條扭臂連接於該取苗臂體31。

由此，在復位機構(如扭簧)的作用下，所述移動凸輪231的工作面和所述轉動凸輪312的工作面貼合在一起；所述擋塊24上的調節螺釘用來調節所述取苗臂3回位的極限位置。

請參考圖5a、圖5b、圖6、圖7，本實用新型的移栽機的自動取苗裝置具體運行過程如下：

首先，移栽機的動力系統6帶動驅動機構1的鏈輪12順時針轉動，從而帶動固定在鏈輪12上的鏈輪軸13轉動，鏈輪軸13再進一步帶動旋轉箱2一起順時針轉動——由於齒輪箱26內部的太陽輪262受到牙嵌接盤14的卡合，因此太陽輪262在旋轉箱2內進行相對於旋轉箱2的逆時針自轉，同時帶動中間輪263、行星輪264，最終帶動行星輪軸265相對於旋轉箱2轉動。由於扭轉機構23和行星輪軸265是卡合的，扭轉機構23的移動凸輪231和取苗臂體31的轉動凸輪312是卡合的，因此行星輪軸265轉動時，會一併帶動扭轉機構23和取苗臂體31轉動。

旋轉箱2轉動時，指鉗341的位置也隨其轉動而沿著軌跡運行，當指鉗341的端部運行到苗盤8近前時，行星輪軸265的自轉帶動轉臂32上的外滾輪321沿外凸輪21的工作面爬升到上工作面，從而通過轉臂32帶動夾持機構34的指鉗341伸入苗盤8的坑穴並夾持帶土缽苗(外滾輪321位於外凸輪21上工作面(凸臺上)時，指鉗341動作為伸出和夾緊，即取苗動作)，並帶動缽苗脫離苗盤8。

接下來外滾輪321在外凸輪21的上工作面上繼續滾動，而扭轉機構23上的內滾輪232也開始沿內凸輪22的工作面由最低點向上爬升，推動移動凸輪231沿行星輪軸265向上滑動(即，向遠離齒輪箱體261的方向滑動)。移動凸輪231沿軸向向上滑動時，會頂動轉動凸輪312，而轉動凸輪312受擋塊24阻擋無法進一步上移。由於移動凸輪231和轉動凸輪312的卡合處具有一斜面，因此，在轉動凸輪312受頂時，移動凸輪231的斜面作用於轉動凸輪312斜面，使得移動凸輪231的滑動轉換為轉動凸輪312的轉動，從而使得取苗臂3整體也會繞行星輪軸265逆時針轉動，指鉗341頂端所夾持的缽苗在這一轉動動作的帶動下得以調整姿態，形成直立狀態。

隨著驅動機構1的鏈輪12繼續順時針轉動，當指鉗341連同拔出的缽苗運行到最低位置時，外滾輪321將從外凸輪21的上工作面上跌落下來，從而通過轉臂32帶動夾持機構34回縮指鉗釋放缽苗(指鉗341回縮時會一併鬆開)，完成投苗動作。接下來內滾輪232沿內凸輪22的工作面由最高點向下運行，復位機構4帶動轉動凸輪312和移動凸輪231轉動和移動，取苗臂3繞行星輪軸265順時針轉動回位。

此後，隨著驅動機構1的鏈輪12繼續順時針轉動，指鉗341進入回程進行下一個循環。旋轉箱2兩端的取苗臂3交替工作，既提高了工作效率，又平衡了迴轉部件的質量分配，從而運行更平穩。

本實用新型提供的一種移栽機的自動取苗裝置，適用於以穴盤育苗方式培育的帶土缽苗作為作業對象的自動移栽機取苗和投苗。與現有技術相比，本實用新型的移栽機的自動取苗裝置，可以達到如下顯著的技術效果：

1)本實用新型的自動取苗裝置作為移栽機的獨立工作部件，能夠方便地安裝在移栽機整機上，實現移栽機的自動化，解放勞動力，提高效率。

2)本實用新型的自動取苗裝置的指鉗能夠能夠按指定軌跡和指向運行、按時閉合和開啟，從穴盤中準確地抓取和投放單株缽苗，對缽苗損傷小，取苗效率高，適用於自動移栽機取苗和投苗。

當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本實用新型權利要求的保護範圍。