一种马铃薯脱毒苗自动化栽植机

1.本实用新型属于马铃薯种植领域，具体涉及一种马铃薯脱毒苗自动化栽植机。


背景技术：

2.脱毒马铃薯，能够有效地提高单产，恢复品种特性，让种植户增产增收。脱毒种薯推广种植后，表现为植株健壮、叶色浓绿、薯块大、商品性状好，产量较未脱毒种薯提高30％～50％。
3.现有的马铃薯脱毒苗技术多以人工操作为基础，利用人工操作将马铃薯脱毒苗分离并用多种方式进行快速种植。由于栽种的脱毒苗数量巨大，且有时间的要求，往往需要大量人工来完成脱毒苗的栽种工作，工作量大且效率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种马铃薯脱毒苗自动化栽植机，该栽植机能够实现自动化栽植，减少了人工操作，大大提高了生产效率。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种马铃薯脱毒苗自动化栽植机，包括车架、驱动机构、插苗机构、开沟机构和覆土机构，其特征在于，该栽植机还包括暂存苗机构、移苗机构和传送带；
6.传送带用于将脱毒苗一株株放在其上进而将脱毒苗输送到移苗机构的作用范围内；
7.移苗机构用于将脱毒苗从传送带位置运送到暂存苗机构上方；
8.插苗机构用于将脱毒苗插入土壤，营养箱连通插苗机构，为脱毒苗提供营养；
9.覆土机构用于在插苗结束后使脱毒苗两侧的土壤向脱毒苗靠拢；
10.开沟机构用于疏松土壤。
11.所述暂存苗机构位于插苗机构的正上方，且二者之间固定有机械虹膜机构。
12.所述车架下部四轮位置均焊有缓冲装置，车架上部两侧对称焊接有两定位板，在两定位板之间的前后车架上分别布置开沟机构和覆土机构，在覆土机构前方的两定位板之间的空间内安装传送带，传送带能够沿两定位板的连线往复移动；在传送带上方的两定位板之间安装移苗机构，移苗机构的一端在定位板内侧的限位槽内移动，移苗机构另一端在另一个定位板内侧的限位槽内由移苗驱动机构驱动移动，移苗驱动机构的设置使移苗机构的移动轨迹为先有向上运动的过程，再有向下运动的过程，使脱毒苗能够恰好落入暂存苗机构的进苗口；在传送带前方的两定位板之间的空间内沿传送带输送方向水平固定暂存苗机构，暂存苗机构的两端均与对应位置定位板上的定位孔通过螺栓将定位板与暂存苗机构固定在一起；在暂存苗机构的前方安装营养箱，营养箱也通过螺栓与定位板固定；在暂存苗机构下方安装插苗机构，营养箱通过软管连接插苗机构，在插苗机构的上方连接有机械虹膜机构，机械虹膜机构由固定在定位板外侧的电机驱动，机械虹膜机构的开口正对插苗机构的脱毒苗入口和暂存苗机构的脱毒苗出口。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1)本实用新型马铃薯脱毒苗自动化栽植机，包括车架、营养箱、驱动机构、传送带、移苗机构、暂存苗机构、插苗机构、开沟机构和覆土机构，对分插苗部分进行功能拆解，设计为移苗机构、暂存苗机构和插苗机构，新增营养箱、开沟机构和覆土机构，采用机械化操作，一人驾驶即可开展作业，大大降低了人工成本。
15.2)对插苗和暂存苗、移苗分开驱动，所述暂存苗机构的出苗口处有机械虹膜机构，机械虹膜机构的正下方是插苗机构，采用机械虹膜机构，利用气体辅助插苗，通过检测暂存苗机构(漏斗部分的底端)与插苗机构主体之间距离大小来控制机械虹膜机构的开合，从而避免了由于移苗机构与插苗机构的电机不同步而造成的脱毒苗未能进入插苗机构的问题，同时避免了由于调试电机造成的时间浪费，提高了工作效率与用户体验。
16.3)本实用新型的插苗机构设置有施肥口，插苗机构的施肥口与营养箱通过软管连接，肥料通过软管实现从营养箱到插苗机构的位置转移。利用多股气流形成的涡旋效应辅助脱毒苗从插苗机构中下落，解决了脱毒苗由于质量轻而滞留在插苗机构的问题，从而避免种植过程中出现的土地缺苗问题。
17.4)本实用新型利用气体进行脱毒苗的移动(移苗机构)与辅助(插苗机构)下苗，避免了对脱毒苗的损伤，有助于提高栽种的成活率。
18.5)本实用新型不需要机械手承担抓取、种植动作，由相应的驱动机构完成，对装置的精度要求低、成本较低，能够满足和适应现阶段市场需求。
附图说明
19.图1是本实用新型中马铃薯脱毒苗自动化栽种装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型中移苗驱动机构的曲柄连杆模块的主视结构示意图；
21.图3是本实用新型中暂存苗机构上机械虹膜机构的结构示意图；
22.图4是本实用新型中暂存苗机构的局部剖视结构示意图；
23.图5是本实用新型中插苗机构打开状态下的主视图；
24.图中：1、车架；2、营养箱；3、暂存苗机构；301、暂存苗漏斗框架；302、蜗杆；303、第一齿轮；304、第二齿轮；305、第三齿轮；306、齿轮盘；307、弧形连杆；308、虹膜叶片；309、支撑板；4、插苗机构；401、触发杆；402、长连杆；403、套筒；404、l形杆；405、施肥口；406、主体；407、短连杆；408、半锥形头；5、开沟机构；6、移苗驱动机构；601、连架杆一；602、连杆一；603、连架杆二；604、连杆二；605、曲柄；606、电机轴；7、传送带；8、移苗机构；9、覆土装置；10、插苗驱动机构。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本技术的保护范围。
26.参照图1
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5，一种马铃薯脱毒苗自动化栽植机，包括车架1，营养箱2，暂存苗机构3，插苗机构4，开沟机构5，移苗驱动机构6，传送带7，移苗机构8，覆土机构9，插苗驱动机构10。传送带7用于人工将脱毒苗一株株放在其上进而将脱毒苗输送到移苗机构的作用范围内；
车架用于支撑固定上述各部分；移苗机构用于将脱毒苗从传送带位置运送到暂存苗机构上方；插苗机构用于将脱毒苗插入土壤，营养箱连通插苗机构，为脱毒苗提供营养；覆土机构用于在插苗结束后使脱毒苗两侧的土壤向脱毒苗靠拢，使脱毒苗不易倒伏；插苗驱动机构和移苗驱动机构分别用于驱动插苗机构和移苗机构进行相应工作；开沟机构用于疏松土壤。
27.暂存苗机构位于插苗机构的正上方，且二者之间固定有机械虹膜机构。
28.所述车架下部四轮位置均焊有缓冲装置，缓冲装置与汽车的减震装置相似，可以采用现有技术实现，车架上部两侧对称焊接有两定位板，在两定位板之间的前后车架上分别布置开沟机构5和覆土机构9，在覆土机构9前方的两定位板之间的空间内安装传送带7，传送带能够沿两定位板的水平连线往复移动；在传送带上方的两定位板之间安装移苗机构8，移苗机构8的一端在定位板内侧的限位槽内随动，移苗机构另一端在另一个定位板内侧的限位槽内由移苗驱动机构驱动移动(从动)，移苗驱动机构的设置使移苗机构的移动轨迹为先有向上运动的过程，再有向下运动的过程，使移苗机构在吸起脱毒苗后能够使脱毒苗逐渐脱离传送带，且不与传送带接触，移送至暂存苗机构上方合适位置，使脱毒苗能够恰好掉入暂存苗机构的进苗口；在传送带前方的两定位板之间的空间内沿传送带输送方向水平固定暂存苗机构3，暂存苗机构3的两端均与对应位置定位板上的定位孔通过螺栓将定位板与暂存苗机构固定在一起；在暂存苗机构3的前方安装营养箱2，营养箱也通过螺栓与定位板固定；在暂存苗机构下方布置插苗机构4，营养箱2通过营养管道连接插苗机构，在插苗机构的上方连接有机械虹膜机构，机械虹膜机构由固定在定位板外的电机(图中未绘出)驱动,机械虹膜机构的开口正对插苗机构的脱毒苗入口和暂存苗机构的脱毒苗出口。
29.移苗机构8含有吸苗头、导气管、电磁阀、定位轴，在定位轴上等间距布置有多个电磁阀，每个电磁阀连接一个吸苗头，吸苗头竖直向下，所述电磁阀通过导气管与气泵(图中未绘出)连接。所述电磁阀均各自连接一根导气管，所述若干导气管通过换向节整合为连通一根主导气管，主导气管与气泵连接，所述气泵放置在车架上，固定在定位板外侧，电磁阀由电控制。此部分可依据现有技术实现。
30.所述移苗驱动机构6为曲柄连杆模块，曲柄连杆模块由电机驱动，移苗机构的定位轴一端固定在曲柄连杆模块的连杆上，跟随曲柄连杆模块移动，所述曲柄连杆模块的开放端连杆固定在定位板上，且相应定位板上还设置有弧形限位槽，定位轴穿过曲柄连杆模块的连杆在弧形限位槽内移动，曲柄连杆模块的移动，能够带动定位轴沿弧形限位槽移动；在另一个定位板上也对应的设置有弧形限位槽，定位轴的另一端在该侧的弧形限位槽内随动，两个弧形限位槽形状高度相同。
31.所述暂存苗机构3上并排设置若干个进苗口，每个进苗口的下部出苗口处设置有机械虹膜机构，一个机械虹膜机构的虹膜口的正下方是插苗机构4。
32.所述暂存苗机构3的进苗通道为类圆台的漏斗型，漏斗型通道的外围设置有暂存苗漏斗框架301和支撑板309，支撑板309包括与暂存苗漏斗框架固定的延长部分和用于支撑机械虹膜机构的水平支撑部分，在漏斗型通道的出口下部设置有虹膜口，在进苗通道后方的沿暂存苗机构长度方向布置有横跨两个定位板的蜗杆302，蜗杆由定位板外侧的步进电机驱动，为机械虹膜机构提供动力，蜗杆穿过支撑板的延长部分，同时暂存苗漏斗框架301和支撑板309固定支撑。
33.所述机械虹膜机构包括第一齿轮303、第二齿轮304、第三齿轮305、齿轮盘306、弧形连杆307、虹膜叶片308；虹膜口由多个可打开的虹膜叶片组合构成。
34.所述第一齿轮303与蜗杆302啮合，所述第一齿轮303与第二齿轮304同轴转动，所述第二齿轮304与第三齿轮305啮合，所述第三齿轮305与齿轮盘306啮合，第一齿轮位于支撑板水平支撑部分的下方，第二齿轮304位于支撑板水平支撑部分的上方，齿轮盘也位于支撑板水平支撑部分的上方，在齿轮盘对应位置的支撑板水平支撑部分上中心具有开口，当虹膜叶片打开时此开口露出，虹膜叶片的一端固定在该开口附近，虹膜叶片同时通过弧形连杆307与齿轮盘306的齿轮端面固定连接。
35.支撑板水平支撑部分同时通过螺栓固定在漏斗型通道出口附近的暂存苗漏斗框架301上，当步进电机转动一定角度时，蜗杆随所述步进电机轴一同转动，所述蜗杆通过所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮将动力传输到齿轮盘306上，使齿轮盘转过一定角度，所述齿轮盘带动弧形连杆307转过一定角度，并带动虹膜叶片转动，虹膜叶片打开。每个进苗口下方的机械虹膜机构均由同一根蜗杆控制。
36.所述插苗机构4的主体部分为中空圆柱形，中空圆柱内壁有多个小孔，马铃薯脱毒苗难以单纯依靠重力自动落下，需要借助涡旋气流辅助下落，所述插苗机构4的主体部分设置有施肥口。
37.所述插苗机构4包括主体406、触发把手401、长连杆402、套筒403、l形杆404、施肥口405、短连杆407、半锥形头408；套筒403长度要求在把手401转过一定角度时，能够带动下方的半锥形头408完全打开，套筒403直径略大于主体406直径，间隙配合，二者之间能够滑动，在主体406上沿高度方向开滑槽，在田间作业时，灰尘多，极易落在套筒与主体之间，增大摩擦阻力，甚至使其卡死不能运动，故主体开槽，套筒403开孔，使其在有杂质时从孔与槽之间掉落，同时方便人工清理；通过软管与营养箱连接，在作业时为幼苗施肥，套筒运动上极限位置上方，主体406顶面下方，各连杆(长连杆和短连杆、l形杆)连接位置都是铰接，都能转动半锥形头408，半锥形头要求锥角不能过大(20
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40
°
)，否则入土阻力过大，电机负载增加，半锥形头408能通过触发把手401控制开闭。所述主体上端连接有触发把手401，长连杆402一端连接所述接触发把手，另一端连接套筒403的上端，所述套筒套在所述主体上，所述套筒下端连接两个短连杆407，所述短连杆407与l形杆404一端连接，所述l形杆的中部有孔洞与主体下端连接，所述l形杆的另一端与半锥形头408连接，各连杆都为铰接，且都能转动，当触发把手发生顺时针旋转时，通过长连杆402、套筒403、短连杆407、l形杆404的作用使得处于关闭状态下的半锥形头打开，当触发把手逆时针转动时，可以使处于开启状态的半锥形头关闭。
38.每个暂存苗机构的进苗口都对应一个插苗机构4，多个插苗机构通过连接短轴依次连接在一起，所有插苗机构的最左或最右侧通过连接短轴连接插苗驱动机构10，所述插苗驱动机构10由若干连杆、若干曲柄、皮带以及两个皮带轮构成，连接短轴穿过相邻位置的定位板上的垂直限位槽(直线形限位槽)，并与曲柄连杆机构连接，曲柄连杆机构末端连接一组皮带轮，皮带轮固定在定位板外侧，两个皮带轮通过皮带传动动力，皮带轮由电机驱动。连接短轴能够在曲柄连杆机构的作用下沿垂直限位槽下上移动，进而带动插苗机构实现上下动作。插苗机构4与营养箱2通过软管连接。
39.两个皮带轮直径大小相等。
40.本实用新型工作过程为：工人事先将脱毒苗放置在传送带7上，随着机器向前运动，开沟机构5使土壤变得更加疏松，便于后面的插苗，传送带7做微小幅度的往复运动，移苗机构8在移苗驱动机构6的驱动下往复运动，当移苗机构8的吸苗头到达传送带的上方时，移苗机构的电磁阀打开，吸苗头产生吸力，将脱毒苗吸起，移苗机构继续运动，当其运动到暂存苗漏斗上方时，电磁阀关闭，吸力消失，脱毒苗在重力作用下下落到暂存苗机构的漏斗型通道内，此时机械虹膜机构处于关闭状态，当安装在插苗机构和暂存苗机构交界位置的超声波传感器检测到脱毒苗向下方运动至插苗机构的距离很近时，使步进电机正转，带动蜗杆转动，从而使得机械虹膜打开，脱毒苗下落至插苗机构4中，然后机械虹膜机构关闭，所述插苗机构4下移，半锥形头逐渐插入土壤中，插苗机构的触发把手撞击位于车架上的凸起触点(在插苗机构下方的车架上设置有凸起触点，该凸起触点类似于挡板作用，对触发把手有撞击作用，而促进主体发生旋转)作用下发生旋转，通过插苗机构上连杆的作用，半锥形头打开，脱毒苗和通过软管从营养箱2输送过来的肥料(肥料借助软管从施肥口405进入)，在多股气流的作用下进入土壤中，覆土机构9将脱毒苗两侧的土壤向脱毒苗聚拢，使脱毒苗更稳定不易倒伏，至此完成一次插苗。
41.插苗机构在竖直方向运动，超声波传感器安装在整排插苗机构4的两端，一端一个，在暂存苗机构的下方放置即可，超声波波传感器用于探测插苗机构的距离，检测到距离插苗机构4距离接近暂存苗机构时打开虹膜机构，插苗机构回到靠近暂存苗机构位置后，接入新的脱毒苗后会继续向下运动进行插苗。
42.实施例1
43.本实施例马铃薯脱毒苗自动化栽植机包括车架1，营养箱2，暂存苗机构3，插苗机构4，开沟机构5，移苗驱动机构6，传送带7，移苗机构8，覆土机构9，插苗驱动机构10。
44.所述车架1上设置有定位孔，用于移苗机构驱动机构6、营养箱2、以及暂存苗机构3的定位以及连接，所述车架前端焊接有开沟机构5，所述车架后端焊接有覆土机构9。
45.所述暂存苗机构3具有漏斗型通道，在漏斗型通道外围设置有暂存苗漏斗框架301，暂存苗机构包括暂存苗漏斗框架301、蜗杆302、第一齿轮303、第二齿轮304、第三齿轮305、齿轮盘306、弧形连杆307、虹膜叶片308、支撑板309。蜗杆用于连接步进电机，为机械虹膜机构提供动力，所述蜗杆与第一齿轮303啮合，所述第一齿轮303与第二齿轮304同轴转动，所述第二齿轮304与第三齿轮305啮合，所述第三齿轮305与齿轮盘306上的齿轮啮合，弧形连杆307一端与所述齿轮盘306连接，另一端与虹膜叶片308连接，齿轮盘通过螺栓连接在暂存苗漏斗框架301上，使虹膜口针对漏斗型通道出口。当步进电机转动一定角度时，蜗杆随所述步进电机轴一同转动，所述蜗杆通过所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮将动力传输到齿轮盘306上，使齿轮盘转过一定角度，所述齿轮盘带动弧形连杆307转过一定角度，并带动虹膜叶片转动，虹膜叶片打开。
46.步进电机通过螺栓与车架1连接固定，步进电机轴与蜗杆通过联轴器同轴心连接，弧形连杆307的两端固定点的距离能够保证虹膜开度，做成弧形有利于传动，均匀受力，提高零件使用寿命，同时具有工艺上的美观性；支撑板309包括与暂存苗漏斗框架固定的延长部分和用于支撑机械虹膜机构的水平支撑部分，第一齿轮303和第二齿轮304之间的“片”是支撑板309的水平支撑部分，起固定的作用，承载第二齿轮304和第三齿轮305等零件，这些零件都是在这个“片”上运动的。
47.所述插苗机构包括主体406、触发把手401、长连杆402、套筒403、l形杆404、施肥口405、短连杆407、半锥形头408；套筒403长度要求在把手401转过一定角度时，能够带动下方的半锥形头408完全打开，套筒403直径略大于主体406直径，间隙配合，二者之间能够滑动，在主体406上沿高度方向开滑槽，在田间作业时，灰尘多，极易落在套筒与主体之间，增大滑动摩擦阻力，甚至使其卡死不能运动，故主体开槽，套筒403开孔，使其在有杂质时从孔与槽之间掉落，同时方便人工清理；通过软管与营养箱连接，在作业时为幼苗施肥，套筒运动上极限位置上方，主体406顶面下方，各连杆连接位置都是铰接，都能转动半锥形头408要求锥角不能过大，否则入土阻力过大，电机负载增加，半锥形头408能通过触发把手401控制开闭。所述主体上端连接有触发把手401，长连杆402一端连所述接触发把手，另一端连接套筒403的上端，所述套筒套在所述主体上，所述套筒下端连接两个短连杆407，所述短连杆407与l形杆404一端连接，所述l形杆的中部有孔洞与主体下端连接，所述l形杆的另一端与半锥形头408连接，各连杆都为铰接，且都能转动，当所述触发把手发生顺时针旋转时，通过长连杆402、套筒403、短连杆407、l形杆404的作用使得处于关闭状态下的半锥形头打开，当所述触发把手逆时针转动时，可以使处于开启状态的半锥形头关闭。
48.所述移苗驱动机构6包括连架杆一601，连杆一602，连架杆二603，连杆二604，曲柄605，电机轴606。连架杆一601、连架杆二603的一端分别固定在定位板的相应定位孔处，另一端分别与连杆一602两端相连，所述连杆一602中间位置有用于连接固定移苗机构的安装孔，所述连架杆二603中间位置有用于安装连杆二604的安装孔，所述连杆二604另一端连接曲柄605一端，所述曲柄另一端连接电机轴606一端，移苗驱动机构6的内部各个部分均为铰链连接，可以自由转动，通过定位板的弧形限位槽确保移苗机构8的圆弧转动。
49.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
50.本实用新型未述及之处适用于现有技术，所涉及的元器件均可通过商购获得。