温室穴盘苗移栽机的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，具体是一种温室穴盘苗移栽机，可以将多种穴盘苗从小穴盘移栽到大穴盘中。

背景技术：

近年来，中国传统农业生产方式不断向设施农业转型，温室穴盘育苗也得到了巨大的普及和发展。不少新型农业机械设备应运而生，穴盘苗移栽机也是其中的一类，它能将小穴盘(其中带有穴盘苗的育苗杯排列成6x12的队列，相邻育苗杯的间距较小)中的多种穴盘苗移栽到大穴盘(其中带有穴盘苗的育苗杯排列成3x4的队列，相邻育苗杯的间距较大)中。然而，这种目前已进入市场的温室穴盘苗移栽机还存在着一些问题：柔性和可靠性差，容易伤苗；定位精度不高，控制性能不稳定；智能化程度低，用工多且移栽质量不高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的一些不足，提供一种适用于温室内穴盘苗移栽的新型移栽机；该装置应能精确又快速地将小穴盘中的多种穴盘苗移栽到位于传送机构上的大穴盘中，不伤苗且具有结构紧凑的优点。

本发明采用的技术方案如下：

温室穴盘苗移栽机，包括带有轮子可在地面移动的框架；其特征在于：框架内布置有用于放置小穴盘的取苗区、安装在框架上的移栽机械手以及位于取苗区下方用于放置大穴盘的放苗区；

所述取苗区包括水平固定在框架内且用于托持的托板；

所述放苗区包括通过带辊水平定位在框架上的穴盘传送带以及驱动带辊转动的电机。

所述移栽机械手包括夹取小穴盘中带穴盘苗的育苗杯用的夹取机构、带动夹取机构竖直运动和横向运动(即移栽机宽度方向的运动)的移动机构以及带动移动机构和夹取机构作纵向运动(即移栽机长度方向的运动)的行走机构；以协同实现移栽功能。

所述行走机构包括通过一对水平布置的导轨副可纵向运动地定位在机架上的支撑板以及通过定位在机架上的带轮组件驱动支撑板的步进电机。

所述移动机构包括通过一对水平布置的短程导轨副可横向运动地定位在支撑板上的滑台、对滑台的横向运动施加动力的气缸、使夹取机构在滑台上实现竖直运动的竖向导轨副以及为夹取机构的竖直运动提供动力的竖直气缸。

所述夹取机构包括通过一竖直布置的双杆气缸与滑台连接的夹爪架、通过横向导轨副可横向滑动地定位在固定连板两侧的两个滑块连板、一一驱动两个滑块连板的两个薄壁气缸以及分别一一固定在滑块连板底端和固定连板底端的三个夹爪。

所述横向导轨副包括小型光轴和与小型光轴配合的小滑块。

所述固定连板通过固定块固定在两个小型光轴的中间部位。

所述传送带的表面设有用于对大穴盘横向限位的橡胶条。

本发明的工作原理是：工作流程第一阶段，移栽机械手利用行走机构向前运动到取苗区，每个夹爪正好分别夹住一个带穴盘苗的育苗杯(通常是取苗区中单号行列的三个育苗杯)，接着移动机构先将携带着育苗杯的夹取机构提升一个高度，然后由行走机构移动到放苗区的指定位置，同时夹爪之间的距离扩大使得育苗杯之间的距离放大(位于两边的夹爪分别向两侧移动到限位柱确定的位置)，再平稳地放在放苗区的大穴盘上(由传送带传送大穴盘，同步配合移栽机械手，实现带穴盘苗的育苗杯的平稳放置)。接着，按照上述顺序开始工作流程第二阶段，以完成对取苗区中双号行列的三个带穴盘苗的育苗杯的作业；一个工作循环结束。

反复上述循环，移栽作业连续进行。

本发明的有益效果是：所提供的机器可保证育苗杯中的穴盘苗与夹取部件不直接接触，伤苗率极低；整体可靠性较强，适应多种穴盘苗移栽；其移动机构有步进电机和多个气缸，且由plc集中控制，移栽速度快，位置精度较高；同时也为现代移栽机的发展提供了一种新的思路。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中放苗区的立体结构示意图。

图3是本发明中移栽机械手的立体结构示意图。

图4是移栽机械手中行走机构部分组件与移动机构部分组件的爆炸示意图。

图5是移栽机械手中移动机构下半部分组件的分解结构示意图。

图6是夹取机构的立体结构示意图。

图7是夹取机构中夹爪的立体结构示意图。

图8-图13是本发明的工作状态变换过程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图所示的实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

附图所示的温室穴盘苗移栽机，包括位于框架1内放置小穴盘用的取苗区2、位于取苗区下方的放置小穴盘用的放苗区3以及安装在框架上的移栽机械手4(另由plc进行整体控制)。

所述取苗区固定在框架内一定高度的位置，包括平台框架2-1、架设在平台框架上的托板2-2(优选亚克力板)，托板的横向两侧用螺栓固定着压盘板2-3；放苗区用于放置待移栽的小穴盘，其中托板尺寸略大于小穴盘。

所述放苗区固定在取苗区下方(参见图2)，包括两个相互平行布置的带辊3-2，由两个带辊张紧并且水平定位在框架上的穴盘传送带3-1，(推荐在皮带表面设置用于横向限位的橡胶条3-11)以及驱动带辊转动的电机(电机轴通过齿轮副驱动带辊，图中予以省略)。图中还显示：穴盘传送带的两侧还设置着固定于框架上的护栏板3-5。放苗区的穴盘传送带用于传送大穴盘，并经调速后与移栽机械手实现同步配合。此外，还可配置一张紧组件，以方便调定穴盘传送带张力；该张紧组件包括水平开设在框架上的调节槽、与带辊端部固定且可沿着调节槽移动的张紧块3-3、固定在框架上的张紧固定块3-4以及两端分别顶压张紧块和张紧固定块的调节螺杆组件(包括螺杆以及设置在张紧块和张紧固定块上的螺母或螺纹结构)。显然，张紧组件为常规结构。

所述移栽机械手安装在框架顶部横梁上，由上而下包括行走机构5，移动机构6以及夹取机构7。整个移栽机械手可以夹取带穴盘苗的育苗杯，并实现空间维度上的移动，以实现移栽穴盘苗的目的。

所述行走机构中(参见图3)，支撑板5-10通过一对水平布置的导轨副可纵向活动地定位在机架上，固定在机架上的步进电机5-1以及带轮组件驱动着支撑板。

所述导轨副包括相互平行且水平固定在机架顶部横梁下方的两个横梁导轨5-8以及与两个横梁导轨两两配合的四个大滑块5-9；支撑板5-10则通过所固定的四个滑块可滑动地定位在框架上。所述步进电机5-1，通过安装板5-3固定在框架上；所述带轮组件包括一对通过定位轴5-4安装固定在框架相应位置的同步带轮5-5，同步带5-6紧套在这对同步带轮上并且由该对同步带轮水平定位。另外，固定在支撑板上的固定块5-7还与同步带固连。因此，步进电机转动即可驱使支撑板运动。

所述移动机构包括通过一对水平布置的短程导轨副(滑轨6-5以及相配合的小滑块6-6)可横向运动地定位在支撑板上的滑台6-9、对滑台的横向运动施加动力的气缸6-3、使夹取机构在滑台上实现竖直运动的竖向导轨副以及为夹取机构的竖直运动提供动力的竖直气缸6-13。

图4显示：所述移动机构6安装在行走机构下方；其中，两个相互平行的滑轨6-5固定在支撑板的下表面，与两个滑轨两两配合的四个小滑块6-6又分别固定在连接着滑台6-9的滑台安装板6-7上；气缸6-3由气缸安装座6-2固定在支撑板的下表面，气缸的活塞杆顶端则与滑台安装板上的活塞杆连接座6-4固连；此外，支撑板下表面还用螺栓固定着气缸限位块6-1，用于对活塞杆的行程限位。

由图5可见：滑台6-9连接在滑台安装板的下表面；滑台上布置着可竖直运动的竖向导轨副(由光轴6-8和滑块6-11组成)以及为夹取机构的竖直运动提供动力的竖直气缸6-13。图中可见：光轴6-8由沉头螺栓和连接板6-10固定在滑台上，两个与光轴配合的滑块6-11一一可滑动地穿套在两个光轴上，且与夹取夹取安装板6-15固定；竖直气缸6-13通过连接板固定在滑台上，竖直气缸的活塞杆又通过竖直连接件6-14与夹取安装板固定；夹取安装板用于固连夹取机构。

所述夹取机构包括通过一竖直布置的双杆气缸6-16与滑台连接的夹爪架7-1、通过横向导轨副(包括小型光轴7-4和小滑块7-9)可横向滑动地定位在夹爪架上的若干个滑块连板7-11、分别驱动滑块连板的若干薄壁气缸7-7以及一一固定在若干个滑块连板底端的若干个夹爪7-12。

由图6可知：所述夹取机构安装在移动机构下方；其中：夹爪架7-1通过连接件6-17固定在双杆气缸6-16的活塞杆上(双杆气缸启动，夹取机构就竖直上下运动)。两个安装架7-2分别用螺栓固定在夹爪架的左右两侧，两根上下间隔一定距离且水平布置的小型光轴7-4通过安装支座7-3固连在安装架上；两根小型光轴的中间分别固定着一固定块7-10，两个固定块还分别固定在固定连板7-15背面的上部和下部；两根小型光轴上还分别可滑动地穿套着两个小滑块7-9(每个小型光轴上的两个小滑块分别位于固定块的左右两边)；其中，两个小型光轴上的固定块左边的小滑块(两个小滑块)又分别固定在一滑块连板7-11背面的上部和下部(该滑块连板通过小滑块可在两个小型光轴的左半部滑动)，两个小型光轴上的固定块右边的小滑块(两个小滑块)也分别固定在另一滑块连板背面的上部和下部(该滑块连板通过小滑块可在两个小型光轴的右半部滑动)。

两个薄壁气缸7-7水平布置，并且分别通过固定轴7-6固定在框架左右两端的安装架上，两个薄壁气缸的活塞杆则分别通过L型支座7-8与滑块连板固连；其中固定在框架左端安装架上的薄壁气缸活塞杆，通过L型支座与位于固定块右边的滑块连板固连并负责带动该滑块连板；固定在框架右端安装架上的薄壁气缸活塞杆，通过L型支座与位于固定块左边的滑块连板固连并负责带动该滑块连板。显然，两个薄壁气缸启动时，左右两个滑块连板则被驱使着作相向滑动(位于中间位置的固定连板则保持静止状态)；两个小型光轴的左右两端还分别穿套着一限位柱7-5(共四个限位柱，分别配有用于将限位柱固定在小型光轴上的固定螺钉)，用于限定滑块连板滑动的极限位置。

图中可见：三个滑块连板的底端还分别固定一用于夹持带苗育苗杯的夹爪7-12(常规部件，可外购)；所述夹爪包括夹腕7-12-2以及定位在夹腕上的一对由弹簧施力的爪指7-12-1。

本机械可针对多种穴盘苗精准移栽，以下进行详细的工作流程说明。

见图8，此机器工作的初始状态，整个移栽机械手位于某个起始的特定位置，其移动机构中的气缸6-15的活塞杆伸出，其他气缸的活塞杆都缩回。

第一阶段(见图9)，PLC发出指令，步进电机工作将动力传输到皮带轮，皮带就带动整个移栽机械手向取苗区水平运动，使带弹簧的3个夹爪插入到穴盘中夹取1、3、5单号行列的育苗杯(带穴盘苗)，然后步进电机停机；

第二阶段(见图10)，PLC控制电磁阀切换双杆气缸，使整个夹取机构竖直上升到一定高度；

第三阶段(见图11)，PLC控制步进电机反转，移栽机械手后撤远离取苗区，到达指定位置后步进电机电机再次停机；

第四阶段(见图12)，PLC控制气缸电磁阀，移动机构中的竖直气缸和双杆气缸的活塞杆均往下伸出，同时夹取机构中的两个薄壁气缸也启动，夹取机构下降，夹爪向两端运动(使育苗杯之间的距离加大)；此时放苗区传送带已将大穴盘传送至移动机构下方，直至育苗杯放入大穴盘中(实现了大穴盘与夹爪的同步配合)。然后育苗杯与大穴盘一起向前运动，夹爪与分离。

第五阶段(见图8)，PLC控制气缸电磁阀切换，竖直气缸和两个薄壁气缸的活塞杆反向运动，夹取机构上升，回归到初始位置。

第六阶段(见图13)，PLC控制气缸电磁阀，移动机构中的气缸6-3启动活塞杆往外伸出，移栽机械手向右水平移动到限定位置(运动距离等于两个育苗杯中心之间的距离)，同时步进电机工作，带动移栽机械手向取苗平台水平移动，3个夹爪插入小穴盘中夹取2、4、6双号行列的育苗杯(带穴盘苗)，然后步进电机停机；

第七阶段(见图9)，双杆气缸5-9关闭，夹取机构竖直上升，与此同时气缸6-3反向动作活塞杆回缩，整个机构回到左端的极限位置；

第八阶段(见图11、12、8)，移栽机械手重复上述工作，实现穴盘苗移栽一个循环。

反复上述循环，移栽作业连续进行。