专利名称：秧苗全自动移栽机的制作方法
技术领域：
本发明涉及田间和温室用的秧苗全自动移栽机。
现有的秧苗移栽机均采用机械式，结构复杂，不易实现自动化移栽，因此工作效率不高，其移栽的秧苗是采用普通方法培育的，因此对提高产量不明显。本发明提供的全自动移栽机方案可以有效的提高秧苗移栽的工作效率，并提高秧苗的成活率，特别是采用先进的空气整根营养钵育苗秧盘技术可以明显的提高增产效果。
本发明提供的技术方案结合附图叙述如下用于田间和温室内的秧苗全自动移栽机，其特殊之处是它由秧盘2，移栽机构，投苗单体和风机24高压水打洞机构以及土壤工作部件组成，带苗秧的秧盘2置于沿移行平台23移动的移行框架34上，移行框架34靠直线轴承沿光杠32、33可前后左右移动，移行框架34的移动是靠电机24通过丝杠22，22′驱动的，由投苗管8和真空室腔7构成的多个投苗单体安装在移行平台23的下方，并对准每个秧盘的投苗口10，高压水打洞机构装在投苗单体出口处，其角度可调，土壤工作部件均装在机架的下部，由前至后依次安装推土铲28，压土轮29，开沟器31，复土镇压轮30，支地轮27装于机架两侧，其上装有转轴光电脉冲发生器。
以上所说的秧盘2可以由多个钵腔组成，钵腔上下面皆为开口，其上小下大，育秧时秧盘2下部为带网眼的底托3，移栽时将底托撤掉。
以上所说的投苗单体主要是由投苗管8，真空室腔7，投苗活门4以及投苗监控传感器5组成，投苗管8上端开口处为投苗口10，下端与真空室腔7相通，投苗活门4置苗管8下部的出口处，传感器5装在透苗管8的内壁上，真空室腔7通过风管6与风机26相通，并在风管6内安装风门21，他与投苗活门4连动。
上述的投苗活门4可采用两扇，其上装有使两扇投苗活门联动的连杆11和复位弹簧。投苗活门4上连接有控制其绕轴12转动的牵引电磁铁13。
上述的投苗活门还可采用气垫式投苗活门4′，即在真空室7下部倾斜安装可产生高速气流的喷咀14，由高速气流形成的气垫封住投苗管与下端。
该移栽机的投苗单体还可由投苗管8，风箱，电磁铁13和投苗软门16构成，风箱装在投苗管8的侧壁上，投苗管8的侧壁上开有与风箱内腔相通的吸气口17，风箱内腔由薄铝圆盘19，柔性套20、21′和投苗管8的外侧壁构成，薄铝圆盘19外表面装有插入电磁铁13孔内的拉杆18，投苗管8的下端为软门16或由电磁铁13控制的投苗活门4″。
该移栽机的真空室腔7可放在秧盘移行平台23的上方并与风机26出风口相通。
以上所说的高压水打洞机构是由喷咀36，电磁阀37，气襄式蓄能器39、高压水泵10组成，电磁阀37装在喷咀36上，喷咀36通过高压水软管38与高压水泵40连通，气襄式蓄能器39装在高压水软管38中，高压水泵40由拖拉机动力输出轴驱动，其进水管41接至水箱。
下面结合附图具体说明上述方案的工作过程及实施例。
图1为一种具有200个钵腔的空气整根育苗秧盘的立体图。图中1为秧苗，2为秧盘，3为带网眼的底托，该秧盘由多个钵腔组成，如160个、200个或512个等等。为适应一般植物根系形状，秧盘的钵腔采用上部小下部大的正圆锥台体或正四方形锥台体以及相应的形状，钵腔的上下面皆为开口，育苗时腔内填入营养土或压缩草灰饼。该秧盘可由增强聚本乙烯、聚丙烯或高压聚乙烯等材料吸塑成形或注塑成形，育苗时将整个育苗秧盘坐于孔眼面积为整个面积的50%以上的筛面或筛网上。
因此种育苗秧盘育苗时，由于植物本身的特性根须很快向钵体腔的底部，向有空气的地方伸延，当根须从钵腔底部的筛孔露出来时，由于接触干燥空气而使该根须停止生长，从而促进了次生根的发育。这种现象被称为“空气整根”。空气整根使秧苗根须不往长度方向生长，而变粗变壮，并促进了次生根的生长，使根须增多这种秧苗移栽后，根系会很快发育，使作物茁壮生长。而传统的营养钵育苗，由于钵腔有底，秧苗的根须遇底而折回，使根须遇回盘绕，既细又长。移栽后，将减缓作物的生长。
带网眼的底托5是为在育苗时防止营养土托落，同时保证钵腔下部为开式。
钵腔采用上小下大，且底面为开式结构，除上述作用外，还由于秧苗连同其营养土块极易由钵腔底部取出，使之方便实现机械化自动移栽作业。
图2为投苗单体的结构示意图，图中4为投苗活门，5为监控传感器，6为风管，7为真空室腔，8为投苗管，9为水管，10为投苗口。投苗单体是本移栽机上的一个关键部件，它装在移行平台23的下方，并对准每个秧盘的投苗口10处，投苗管插装在真空室腔内，投苗管8下端开口处与真空室腔连通，投苗管下端设置有投苗活门4，真空室腔7通过风管6与风机26相通，监控传感器5装在投苗管8的内壁上，水管9置于秧盘2的上端。当带有秧苗的秧盘2移行到位时，由于投苗活门4关闭，在风机26作用下，真空室腔内处于负压状态，由于投苗管下端与真空室腔连通，因此投苗管内也处于负压，在该负压作用下秧苗连同其营养土块一起沿投苗管被吸下，经过监控传感器时，监控传感器5发出信号，并指令电磁铁13(如图3所示)及时将投苗活门打开，将秧苗投出。水管9是考虑有些秧苗需要作业移栽而设置的。
图3A为该种投苗单体的立体图，图3B为其侧视图。图中投苗单体下部为投苗活门4的具体结构，投苗活门4采用两扇，靠连杆11相互联动，牵引电磁铁13通过连杆拉动投苗活门4使之绕轴口转动，并通过连杆11使另一扇投苗活门也跟着一起转动，从而可使投苗活门打开，当电磁铁断电时，投苗活门靠弹簧的作用返回关闭位置。
以上投苗单体的投苗活门为机械式的，图3C中的投苗活门为气封式，它是通过喷咀14实现的。喷咀14倾斜安装在真空室腔7的下端，使其形成一定的锥角，当高速气流由喷咀14中喷出形成两扇气垫式投苗活门4将真空室腔7封住，它所起到机械式投苗活门同样的效果，使其结构简化。
秧苗监控传感器5一般都安装在投苗管的上端，接近投苗口的地方(见图8、5)。监控传感器可以是光电的，气压式的或普通微动开关，采用光电传感器时，为防止营养土碎渣污染光电管表面造成假信号，本发明一是利用在光电管座上沿光电管轴向开一个小缝隙通向大气。在真空负压的作用下，在光电管附近造成一小气流，将营养土渣带走，防止了污染;其二是安装一排至少2-3个光电管，组成光电传感器组，通过与门输出监控信号，此时如营养土块碎渣落下，作用某一个光电管，或某一个光电管表面被污染，都不会发出使投苗活门打开的误动作信号。
该投苗单体根据要求可在一台移栽机上安装多个。对于多行移栽机，可同时每行移栽一棵秧苗，也可同时每行移栽二至三棵秧苗(其秧苗之间的距离为要求的株距)。移栽机上的多个投苗单体，可接至一个共同的风机上(见图8、26)。为防止各投苗单体在投苗时，对风机的工作状态影响太大，在投苗单体真空腔的连接风管(图5、6)内安装了一个风门21。该风门与投苗活门4连动。当投苗时，一旦投苗活门打开，就同时将风门21关闭，以切断真空室腔与风机的通道。
图4A和图5B为另一种形式的投苗单体，它由投苗管8、风箱、电磁铁13和投苗软门16等组成。风箱是由薄铝园盘19、风箱壳体15和尼龙橡胶软布柔性套20或波纹状柔性20′组成。吸苗时，接通电磁铁13，其铁芯快速拉动薄铝园盘19向电磁铁之间移动，由于薄铝园盘和风箱壳体之间是靠软布柔性套20或波纹状柔性套20′封闭的，而风箱内腔靠吸气口与投苗管内腔相通，薄铝园盘迅速移动，就将投苗管腔内的空气吸出，造成负压。此时由于微小压力差的作用，使投苗软门16自动关闭将投苗管下端堵死。此时薄铝园盘继续快速移动，在投苗管内进一步形成真空，将位于投苗口上的秧苗连同其营养土块一起吸下。由于电磁铁芯的动作极快，产生的对秧苗的吸力很大，使秧苗沿投苗管被加速，以较高的速度通过投苗软门而投入土壤中或花盒中，完成移栽作业。
投苗管的下端的投苗活门，可以采用尼龙橡胶膜软门，亦可采用质量较轻的硬薄片门，硬薄片可以是塑料的或铝合金的。采用硬薄片门时，可以靠秧苗土壤块的自身速度将门冲开，亦可采用联动机构与风箱电磁铁的动作联动，或单独安装小型电磁铁，适时将门打开，让秧苗无阻挡的通过。
由于此种形式的投苗单体，风箱快速动作时产生的真空度较高，对秧苗的吸力较大，因而使秧苗的投苗动作较快。所以此种投苗单体就不需要安装用以帮助适时打开投苗活门的秧苗监控传感器。
以上两种投苗单体都是采用负压，由投苗管将秧苗吸下去的工作原理。本发明的第三种投苗单体则是利用气体正压力将秧苗从投苗口压下去的办法。一般说来正压风机效率较高，容易获得较大的气压，在秧盘移行平台上加一个封闭罩子，与风机出风口相连，使封闭罩子内达到一定的压力。工作时，当某一秧苗移至投苗口的上方，在此气压作用下由投苗管将秧苗投出。
采用正气压将秧苗压出去的办法，比较适合于秧盘钵腔尺寸较小的小秧苗的移栽。因为此时欲将秧苗连同其土壤从秧盘钵腔中拉出来，由于气压作用面积很小，就需要较大的气体压力。当压力要求较高时负压就不如正压那么容易获得。
本发明的自动秧苗移栽机的另一关键部分是移行机构。它的功能是按一定的顺序准确地将秧盘上各个钵腔依次移至投苗平台上的投苗口(图2、10)上方，以便进行投苗移栽作业。移行机构可以实现纵横两个方向的移行动作。带有秧苗的秧盘放在移行框架上，移行机构带动移行框架从而也带动了秧盘进行移动。本发明的自动秧苗移栽机，使用了并列两个秧盘一起移行的办法。当一个秧苗移栽完毕后，移行机构自动的移动到另一个秧盘的位置上继续进行移栽。此时秧苗移栽完毕的空秧盘被取下，换上新的带秧苗的秧盘。此种办法可在移栽机不停机的情况下连续地更换盘，大大提高了移栽机的工作效率。
移行机械的驱动元件可以是直流可逆电机，伺服电机、步进电机，也可以是液压油缸或液压马达。驱动元件通过滚珠丝杠，普通丝杠、钢丝塑料定时链条，普通链条或特殊设计的滑块、滑道等装置将园周运动转换成直线运动的。而移行机构沿纵横两个方向的滑动是由光杠和直线轴承结构或者冷拔角钢和滚轮结构实现的。
移行机构的移行动作是由微机进行控制的，也可采用机械式程序控制器进行控制。
田间用自动秧苗移栽机，是用以在田间进行移栽作业的。根据不通作物的不同要求，移栽机可设计成各种型式的。有的作物如烟草要求行距很大。有的如蔬菜则行距较小，并要求两行一个畦，畦之间距离较大。有的一行同时只投一棵苗进行移栽，有的则要求每行同时投下数棵苗进行移栽，这数棵苗之间应满足株距要求。
田间移栽机的一般结构如图5至图7所示。图5为五行全自动蔬菜秧苗移栽机的后视图。图6为其侧视图。图7为其俯视图。整机分为移行机构、投苗单体和风机以及土壤工作部件三大部分。带秧苗的秧盘2置于移行平台23移动的移行框架34上。移行框架靠直线轴承沿光杠32移动，其驱动是靠电机24通过丝杠22、22′实现的。土壤工作部件可采用以下结构。为保证沟底土壤密实、平整，在开沟器31开沟前，先由三角形推土铲28将表层风干的土壤刮掉，然后由压土轮29将湿土压实。开沟器31进行开沟，投苗后再由复土镇压轮30进行复土压实，完成移栽作业。
为进一步提高秧苗移栽的成活率，需进行座水移栽，本发明的另一个特点是用高压水打洞，取代机械式开沟器开沟。
该高压水打洞机构如图9所示，主要是由喷咀36，电磁阀37，气襄式蓄能器39，高压水泵40组成，高压水泵可由拖拉机动力输出轴驱动，连续运行，一定压力的高压水位储存到蓄能器中，电磁阀由微机控制，微机在投苗单体投苗的稍前时刻打开电磁阀，射出高压水柱，在土壤上形成一洞穴，此时秧苗及时落入洞穴里，再由复土轮复土完成秧苗的移栽。为了保证机组在不同的速度下准确将秧苗投入高压水柱打出洞穴内，喷咀36可前后左右调整一定的角度。
田间全自动秧苗移栽机，可设计成拖拉机悬挂式或半悬挂式。移栽机的风机和高压水泵则由拖拉机的动力输出轴带动。整机的运动部分较少，使之结构简单，故障少。移行机构和投苗活门的运动是靠微计算机进行控制的，为保证秧苗移栽的株距，在一个地轮上(图6、27)安装一转轴光电脉冲信号发生器，微计算机根据此脉冲信号确定投苗间隔，以保证移行的株距。
根据不同作物的不同要求，移栽机可设计成两行，每行两个投苗单体，在一次投苗中可移栽四株秧苗;也可设计成四行，每行一个投苗单体，一次投苗移栽四株秧苗;或四行，每行两个投苗单体，一次投苗移栽八株秧苗;或设计成八行，每行一个或两个投苗单体，一次投苗移栽八株或十六株秧苗。
座水移栽的水源来自拖拉机上背负的水箱。水箱的容积应与移栽的生产率相匹配。水箱的出水管与高压水打洞系统靠快速接头连接。
移栽机的微计算机控制部分和执行元件可使用拖拉机的蓄电池提供的直流12V电源。也可采用由拖拉机动力输出轴带动的交流发电机发出的交流电供电。
温室种花草用全自动秧苗移栽机和田间全自动秧苗移栽机的工作原理和结构大同小异。温室用秧苗移栽机的功能是将一个营养钵育苗秧盘中的秧苗移栽到另一个大一些的秧盘中或花盒中。温室用秧苗移栽机是固定式的，而那个大一些的秧盘或花盒，则由传送带移动。温室用秧苗移栽机不仅可一株一株的进行移栽，也可一排一排的进行移栽，有时根据需要成矩阵形成的一组一组的进行移栽。
温室用秧苗移栽机可设计成与温室内的已有设备相兼容，不仅机械结构方面，还包括电子控制方面相兼容。
无论是田间用或温室用全自动秧苗移栽机，由于采用了气动式投苗原理和高压水打洞座水移栽的方法，使整机结构简单，由于机器无更多的运动件，使机器的故障少，工作可靠，还由于采用单片微机控制，使之自动化程度高，成为高科技产品。
本发明提供技术方案由于采用了先进的秧盘育秧技术，即空气整根营养钵育苗秧盘，较之常规的营养钵育苗具有明显的增产效果，同时由于该秧盘的具体结构，并配置相应的投苗单体和移栽机构，使秧苗移栽技术的自动化得以有效的实现。该机具有结构简单，运动件少，故障少，工作可靠，而且适应面广，移栽效果好，生产率高等优点，为田间和温室内的营养钵移栽提供了一种高效适用的机械。
权利要求
1.用于田间和温室的秧苗全自动移栽机，其特征是它由秧盘2，移行机构，投苗单体、风机、高压水打洞机构以及土壤工作部件组成，带秧苗的秧盘2置于沿移行平台23移动的移行框架34上，移行框架34靠直线轴承沿光杠32、33可前后左右移动，移行框架34的移动是靠电机24通过丝杠22、22′驱动的，由投苗管8和真空室腔7构成的多个投苗单体安装在移行平台23的下方，并对准每个秧盘的投苗口10，高压水打洞机构装在投苗单体出口处，其角度可调，土壤工作部件均装在机架的下部，由前至后依次安装推土铲28，压土轮29，开沟器31，复土镇压轮30，支地轮27装于机架两侧，其上装有转轴光电脉冲发生器。
2.根据权利要求1所述的用于田间和温室的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的秧盘2是由多个钵腔组成，钵腔上下面皆为开口，其上小下大，育秧时秧盘2下部为带网眼的底托3，移栽时将底托撤掉。
3.根据权利要求1或2所述的用于田间和温室的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的投苗单体主要是由投苗管8、真空室腔7，投苗活门4以及投苗监控传感器5组成，投苗管8上端开口处为投苗口10，下端与真空室腔7相通，投苗活门4置于投苗管8下部的出口处，传感器5装在投苗管8的内壁上，真空室腔7通过风管6与风机26相通，并在风管6内安装风门21，它与投苗活门4连动。
4.根据权利要求3所述的用于田间和温室的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的投苗活门4采用两扇，其上装有使两扇投苗活门联动的连杆11和复位弹簧。投苗活门4上连接有控制其绕轴12转动的牵引电磁铁13。
5.根据权利要求3所述的用于田间和温室的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的投苗活门4可采用气垫式投苗活门4′，即在真空室7下部倾斜安装可产生高速气流的喷咀14。
6.根据权利要求3所述的用于田间和温室内的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的投苗单体可由投苗管8，风箱，电磁铁13和投苗软门16构成，风箱装在投苗管8的侧壁上，投苗管8的侧壁上开有与风箱内腔相通的吸气口17，风箱内腔由薄铝圆盘19，柔性套20，20′和投苗管8的外侧壁构成，薄铝圆盘19的外表面，装有插入电磁铁13孔内的拉杆18，投苗管8的下端为软门16或由电磁铁13控制的投苗活门4″。
7.根据权利要求1所述的用于田间和温室内的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的真空室腔7可放在秧盘移行平台23上方并与风机26出风口相通。
8.根据权利要求1所述的用于田间和温室的秧苗全自动移栽机，其特征是所说的高压水打洞机构由喷咀36、电磁阀37、气襄式蓄能器39、高压水泵40组成，电磁阀37装在喷咀36上，喷咀36通过高压水软管38与高压水泵40连通，气襄式蓄能器39装在高压水软管38中，高压水泵40由拖拉机动力输出轴驱动，其进水管41接至水箱。
全文摘要
本发明提供的田间和温室内的秧苗全自动移栽机主要是由秧盘，移栽机构，投苗单体和风机高压水打洞机构以及土壤工作部件组成，秧盘至置于移行框架上，投苗单体可采用多个，将其装在移行平台的下方，秧盘内的秧苗在气力作用下经投苗单体下落，通过土壤工作部件实现移栽作业，整个移栽作业可通过微全自动控制。由于秧盘采用上小下大并且上下皆为开口可实现空气整根育苗，对于实现秧苗增产具有明显效果。为秧苗营养钵移栽提供了一种高效适用的机械。
文档编号A01C11/02GK1078847SQ9210387
公开日1993年12月1日 申请日期1992年5月17日 优先权日1992年5月17日
发明者孙廷琮, 黄国彦, 吴文福, 纪春千, 张守勤, 周云山, 马成林 申请人:吉林工业大学