一种穴盘苗自动移栽装置的制作方法

本发明涉及穴盘苗移栽技术领域，具体地说，涉及一种穴盘苗自动移栽装置。

背景技术：

移栽具有对气候的补偿作用和使穴盘苗生育提早的综合效益，可充分利用光热资源，其经济效益和社会效益均十分可观，但是由于移栽的技术要求很高，在农业生产劳动力短缺的情况下，加之传统的移栽方式为裸根苗移栽，移栽后穴盘苗的成活率和生长状况等没有保证，因而限制了其大面积应用。

近年来，随着设施农业的快速发展，温室穴盘育苗大量发展，为移栽的大面积应用创造了条件，但是穴盘苗在移栽过程中同样存在技术要求高、用工多、特别是在较短移栽适宜期内为完成大面积移栽而常常不能保证质量等问题，这些问题十分突出且急需解决。

因此，研究出一种能减少劳动力、提高移栽效率、保证移栽质量的穴盘苗自动移栽装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种穴盘苗自动移栽装置，包括机架、穴盘输送系统、移栽机械手系统、花盆输送系统以及控制系统；所述穴盘输送系统和所述花盆输送系统分别位于所述机架底板上的两侧，所述移栽机械手系统安装于所述机架上方中间位置并与所述机架滑动连接；其中，

所述穴盘输送系统包括第一皮带，所述第一皮带为同步带且安装于两个传动轴之间，两个所述传动轴上均安装有对其进行控制的减速机及第一电机，两个所述第一电机能够控制所述第一皮带在前后两个方向上运动；

所述花盆输送系统包括第二皮带，所述第二皮带安装于皮带主动轴和皮带从动轴之间，所述皮带主动轴上安装有对其进行控制的第二电机；

所述机架的两端顶部各设有一与所述第一皮带、所述第二皮带运动方向相垂直的直线驱动导轨，所述直线驱动导轨上设置有驱动丝杠，所述驱动丝杠的一端设置有步进电机；

所述移栽机械手系统包括底部两端穿过所述驱动丝杠的机械手支架，所述机械手支架能够在所述直线驱动导轨上滑动，所述机械手支架下方连接有一气动伸缩装置，所述气动伸缩装置的底部固定有一取苗爪支架，所述取苗爪支架上可拆卸的连接有多个取苗爪，多个所述取苗爪在水平方向上均匀排列且位置可调节；所述取苗爪支架上还设有一位置检测装置；

所述第一电机、所述第二电机、所述步进电机、所述位置检测装置、所述气动伸缩装置、所述取苗爪均由所述控制系统控制。

本发明一种穴盘苗自动移栽装置能够对穴盘苗实现自动且精准的取苗和放苗操作，避免了人为移栽过程中对于幼苗的损伤，实现了穴盘苗移栽生产过程的自动化，减轻了穴盘苗移栽作业的劳动强度，并且提高了穴盘苗移栽质量。

在上述技术方案的基础上，本发明还可做出如下改进：

优选的，所述第一电机和所述第二电机均为直流伺服电机。

直流伺服电机容易实现调速，控制精度高，能够实现穴盘与花盆的精准定位。

优选的，所述第二电机与所述皮带主动轴之间由一法兰盘轴向连接。这样一来即使设计或者安装时第二电机与皮带主动轴轴向不同心，皮带主动轴也能平稳转动。

优选的，所述气动伸缩装置包括伸缩杆和连接在该伸缩杆端部的伸缩杆活塞，所述伸缩杆与所述机械手支架相连接，所述伸缩杆活塞与所述取苗爪支架相连接。

气动伸缩装置能够控制取苗爪支架实现其在竖直方向上的运动，进而精准且可靠的实现取苗爪的取苗与放苗动作。

优选的，所述取苗爪包括与所述取苗爪支架相连接的气缸，所述气缸下方的两端各铰接有一机械铲型爪，所述气缸内的气缸活塞下方连接有一将所述机械铲型爪环套住的推环，所述气缸活塞推动所述推环上下运动，以实现所述机械铲型爪的开合。

在插入穴盘基质前，先让气缸活塞推动推环向下运动到机械铲型爪底部，此时两个机械铲型爪在竖直方向上的角度开到了最大；然后气动伸缩装置驱动机械铲型爪开始插入基质，此时推环开始逐渐上移，与此同时两个机械铲型爪在竖直方向上的角度开始收紧，让出空间；机械铲型爪在气动伸缩装置的驱动下停止插入基质时，推环继续后退继续收紧机械铲型爪一小段距离，以此完成对苗的夹抓动作，机械铲型爪拔苗出穴盘，运动到花盆输送系统指定位置后，推环一次性推落苗，推的过程中机械铲型爪被推环撑开，苗一边沿机械铲型爪滑落，机械铲型爪一边张开，最终让苗准确落入花盆中。

机械铲型爪的铲型形状能够让其更易进入穴盘内并牢固抓起穴盘苗。

优选的，所述花盆输送系统还包括一放置于所述第二皮带上的花盆定位装置，所述花盆定位装置上设有与所述取苗爪数量相同的花盆固定孔，且所述花盆固定孔间的位置可调节，用以使花盆与所述取苗爪能够恰好配合，完成放苗工作。

优选的，所述第一皮带、所述第二皮带的底部均由一托板进行承托，所述托板固定在托板架上。托板可以保证穴盘和花盆在皮带上平稳可靠的输送。

优选的，所述穴盘输送系统、所述花盆输送系统的底部均设置有各自独自的穴盘输送系统底板和花盆输送系统底板，且两个独立的底板又均固定于所述机架底板上。

穴盘输送系统底板和花盆输送系统底板能够使穴盘输送系统、花盆输送系统的结构独立且紧凑，同时便于进行安装和调整。

优选的，所述机架底板的下方可以设置便于推动其行走的万向轮。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种穴盘苗自动移栽装置，至少具有以下有益效果：

1)通过对穴盘输送系统、移栽机械手系统、花盆输送系统的配合控制，实现了取苗、运苗、放苗的机械自动化极大的提高了秧苗移栽的工作效率，节省了人工成本。

2)机械化移栽的过程用力一致，角度精准，花盆中基质填装量一致，能够大大减少对于幼苗的损伤，提高秧苗的移栽质量。

3)自动移栽装置的运动平稳可靠，取苗爪的位置和数量可调节，花盆定位装置也可进行相应调节，使其能够适应不同规格的穴盘，并能起到优异的取放苗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种穴盘苗自动移栽装置的整体结构示意图；

图2是本发明提供的移栽机械手系统的立体图；

图3是本发明提供的移栽机械手系统的主视图；

图4是本发明提供的取苗爪的主视图；

图5是本发明提供的取苗爪的侧视图。

其中，图中，

1-机架，

11-机架底板，12-直线驱动导轨，13-驱动丝杠；

2-穴盘输送系统，

21-第一皮带，22-第一电机；

3-移栽机械手系统，

31-机械手支架，32-气动伸缩装置，321-伸缩杆，322-伸缩杆活塞，

33-取苗爪支架，34-取苗爪，341-气缸，342-机械铲型爪，343-推环；

4-花盆输送系统，

41-第二皮带，42-第二电机，43-花盆定位装置；

5-托板；

6-托板架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

下面根据图1-5详细描述本发明实施例的一种穴盘苗自动移栽装置。

本发明实施例公开了一种穴盘苗自动移栽装置，包括机架1、穴盘输送系统2、移栽机械手系统3、花盆输送系统4以及控制系统(图中未示出)。

穴盘输送系统2和花盆输送系统4分别位于机架底板11的两侧，移栽机械手系统3安装于机架1上方中间位置并与机架1滑动连接，用于传递秧苗；其中，

穴盘输送系统2包括第一皮带21，第一皮带21为同步带且安装于两个传动轴之间，两个传动轴上均安装有对其进行控制的减速机及第一电机22，第一电机22为直流伺服电机，两个第一电机22能够控制第一皮带21在前后两个方向上运动；第一皮带21的出口侧可设计呈逐渐向下倾斜的缓冲斜板，便于输送穴盘。

上述结构中，由于输送穴盘苗时要求比较高的传动精度和较高的传动效率，因此穴盘苗输送采用同步带输送，驱动电机选用直流伺服电机。整个穴盘输送系统由两个电机控制穴盘两个方向上的运动，以便对其进行精准定位。

花盆输送系统包4括第二皮带41，第二皮带41安装于皮带主动轴和皮带从动轴之间，皮带主动轴上安装有对其进行控制的第二电机42，第二电机42为直流伺服电机；第二皮带41的出口侧也可设计呈逐渐向下倾斜的缓冲斜板，同样为了便于输送花盆。

上述结构中，由于输送花盆不必要求过于精确的传动比比较高的传动效率，因此花盆输送可以采用普通的平带输送，驱动电机选用容易实现调速、控制精度高的直流伺服电机。

第二电机42与皮带主动轴之间由一法兰盘轴向连接，这样即使设计或者安装时第二电机42与皮带主动轴轴向不同心，皮带主动轴也能平稳转动。

机架1的两端顶部各设有一与第一皮带21、第二皮带41运动方向相垂直的直线驱动导轨12，直线驱动导轨12上设置有驱动丝杠13，驱动丝杠13的一端设置有步进电机(图中未示出)；

移栽机械手系统3包括底部两端穿过驱动丝杠13的机械手支架31，机械手支架31能够在直线驱动导轨12上滑动，机械手支架31下方连接有一气动伸缩装置32，气动伸缩装置32的底部固定有一取苗爪支架33，取苗爪支架33上可拆卸的连接有多个取苗爪34，多个取苗爪34在水平方向上均匀排列且位置可调节，取苗爪34的可拆卸结构及位置可调节均是为了便于适应不同规格的穴盘；取苗爪支架33上还设有一位置检测装置，该位置检测装置用于对穴盘、花盆以及取苗爪34的位置进行检测，以便其被精准定位。如有必要，可以另外在第一皮带21和第二皮带41上增设第二位置检测装置、第三位置检测装置等。

具体的，上述气动伸缩装置32包括伸缩杆321和连接在该伸缩杆321端部的伸缩杆活塞322，伸缩杆321与机械手支架31相连接，伸缩杆活塞322与取苗爪支架33相连接。气动伸缩装置32控制取苗爪支架33实现其在竖直方向上的运动，进而精准且可靠的实现取苗爪34的取苗与放苗动作。

取苗爪34包括与取苗爪支架33相连接的气缸341，气缸341下方的两端各铰接有一机械铲型爪342，气缸341内的气缸活塞下方连接有一将机械铲型爪342环套住的推环343，气缸活塞推动推环343上下运动，以实现机械铲型爪342的开合。

第一电机22、第二电机42、步进电机、位置检测装置、气动伸缩装置32、取苗爪34均由控制系统进行控制。

为了进一步优化上述实施例的技术方案，花盆输送系统4还包括一放置于第二皮带41上的花盆定位装置43，花盆定位装置43上设有与取苗爪34数量相同的花盆固定孔，且花盆固定孔间的位置可调节，用以使花盆与取苗爪34能够恰好配合，完成放苗工作。

为了进一步优化上述实施例的技术方案，第一皮带21、第二皮带41的底部均由一托板5进行承托，托板5固定在托板架6上，托板5可以保证穴盘和花盆在皮带上平稳可靠的输送。

为了进一步优化上述实施例的技术方案，穴盘输送系统2、花盆输送系统4的底部均设置有各自独自的穴盘输送系统底板和花盆输送系统底板，且两个独立的底板又均固定于机架底板11上。

穴盘输送系统底板和花盆输送系统底板能够使穴盘输送系统、花盆输送系统的结构独立且紧凑，同时便于进行安装和调整。

为了进一步优化上述实施例的技术方案，机架底板11的下方可以设置便于其行走的万向轮。

本发明的具体工作过程为：

第一电机22启动，穴盘由第一电机22通过第一皮带21输送进给，当位置检测装置检测到穴盘中穴盘苗到达苗位置时，第一电机22停；

第二电机42启动，花盆由第二电机42通过第二皮带41输送进给，当位置检测装置检测到花盆恰好位于植苗位置指定时，第二电机42停；

步进电机启动，使机械手支架31沿直线驱动导轨12运动到穴盘苗正上方，在插入穴盘基质前，先让气缸活塞推动推环343向下运动到机械铲型爪342底部，此时两个机械铲型爪342在竖直方向上的角度开到了最大；然后气动伸缩装置32驱动机械铲型爪342开始插入基质，此时推环343开始逐渐上移，与此同时两个机械铲型爪342在竖直方向上的角度开始收紧，让出空间；机械铲型爪342在气动伸缩装置32的驱动下停止插入基质时，推环343继续后退继续收紧机械铲型爪342一小段距离，以此完成对苗的夹抓动作；

机械铲型爪342拔苗出穴盘后，机械手支架31沿直线驱动导轨12运动到花盆正上方，气动伸缩装置32驱动机械铲型爪342向下运动，推环343一次性推落苗，推的过程中机械铲型爪342被推环343撑开，苗一边沿机械铲型爪342滑落，机械铲型爪342一边张开，最终让苗准确落入花盆中，然后机械手支架31回到原位。

如此循环往复动作，位置检测装置控制相应电机的启停，完成穴盘苗自动移栽过程。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。