高架栽培配套的基质自动摊铺机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及农业装备领域，特别设及一种高架栽培配套的基质自动摊铺机。
【背景技术】
[0002] 基质摊铺是作物高架栽培建设的主要工序，同时基质的长期使用会导致病原微生 物大量积累、基质通气性下降、保水性过高，严重影响草替生长并导致病虫害的发生，因而 基质定期更换也是草替高架栽培的基本要求。但是基质向数十米长度高架栽培床上的摊 铺，具有"作业环节多、作业劳动量大"的特点，摊铺中需顺序完成"①装料^②运送^③上 料^④落料^⑤摊平"等多个环节，其人工作业的超高难度和超大强度已成为影响高架栽 培发展的主要障碍。
[0003] 针对基质的上料和装填，目前市场上有荷兰JAV0公司生产的standard型花盆基质 装填机、比利时Demtec公司开发的SMART花盆基质装填机、台州赛得林机械有限公司开发的 育苗用基质上料机等，魏俞涌、渠聚蠢、蒋焕燈、盛奎川等进行了育苗穴盘的基质上料机设 计和参数分析(魏俞涌等.设施园艺基质填料机设计与性能研究.浙江大学学报(农业与 生命科学版），2013, 39(3):318~324;渠聚蠢等.林业育苗穴盘基质装填机结构设计.农 机化研究，2013,(5): 88-91;蒋焕燈等.可调整覆料量的基质覆料机[P].中国专利： 03 1 4 1 868.6;盛奎川等.穴盘苗育苗介质自动上料装置[P].中国专利： 200410025088.9.)。但是，现有基质混料与上料装备存在W下不足： (1) 体积庞大，无移动作业能力 现有基质混料与上料装备均针对穴盘或花盆的定点式基质填充作业，采用了庞大的固 定台式结构。设备本身无移动作业能力，同时其机体尺寸过大，无法实现高架栽培床间的基 质运输和沿栽培床长度方向的移动摊铺作业； (2) 不具备基质装箱功能 现有基质混料与上料装备未解决基质的机械化装箱问题，而人工装箱或另外配置基质 装箱设备则存在劳动强度大、劳动力占用多、成本高等问题。而对于高架栽培床基质摊铺任 务所要求的移动式小型化设备而言，基质装箱的频繁性使机械化装箱作业的必要性更加突 出。
[0004] (3)无法实现一机的多环节作业 对高架的移动摊铺则需完成基质向箱内装料、箱内基质向高架栽培槽上料的二次提升 过程，现有基质混料与上料装备均无法实现，更不具备"①装料^②运送^③上料^④落料 ^⑤摊平"多环节的复杂作业能力。
[000引针对高架栽培的基质自动摊铺设备需解决的关键难点有： (1)装箱与移动作业的协调问题 针对高架栽培的基质自动摊铺作业中，装料、运送和摊铺作业存在先后，而上料、落料、 摊平3个环节则需共同动作完成摊铺。针对高架栽培的基质自动摊铺设备需解决装料、运送 和摊铺"前后"环节间的动作控制和机构矛盾，同时需解决上料、落料、摊平3个"同步"动作 环节的动作协调和参数匹配问题。
[0006] (2)箱内基质的流动性问题 由于基质的流动性差，装料过程容易出现拱堆现象，即基质在箱内局部区域堆积成山 形而其他区域空置;而上料过程容易出现箱内的挖桐现象，即箱内靠近上料机构区域的基 质被挖走而其他区域维持原状。上述装料"拱堆"和上料"挖桐"均会造成基质自动摊铺作业 的失败。
[0007] (3)双侧高架建设误差的适应性问题 由于栽培高架存在建设误差，高架存在高低起伏和宽幅、架间距的变化。针对高架栽培 的基质自动摊铺设备必须具备对水平、竖直方向高架误差的良好适应能力。
【发明内容】
[0008] 针对现有基质上料摊铺设备无法满足高架栽培床的基质摊铺作业需要问题，本发 明提供一种高架栽培配套的基质自动摊铺机及人机协作控制方法，一机实现高架基质摊铺 的①装料^②运送^③上料^④落料^⑤摊平"多环节全程轻简智能化作业。
[0009] 为了解决W上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下： 本发明包括移动小车、基质装箱装置、基质箱、上料装置、浮动支撑式双侧落料装置和 排料装置，基质箱安装于移动小车上，基质箱后方安装基质装箱装置，基质箱内安装上料装 置，基质箱前方安装浮动支撑式双侧落料装置，并在浮动支撑式双侧落料装置的下方两侧 出口处分别安装排料装置 所述上料装置为箱内折弯式上料装置，所述箱内折弯式上料装置包括折弯式刮板上料 器、电机和薄张紧轮，电机驱动折弯式刮板上料器转动，薄张紧轮在折弯式刮板上料器的折 弯处张紧折弯式刮板上料器。
[0010] 所述浮动支撑式双侧落料装置包括浮动落料槽、推板、平头、直动元件、安装板、竖 直滑轨、水平滑轨;所述基质箱的前方设有两个左右对称的斜向落料槽，所述斜向落料槽的 内侧沿竖直中屯、线具有分料板;两个浮动落料槽分别通过竖直滑轨和水平滑轨对称安装于 基质箱的前方外侧，斜向落料槽的下方开口伸入浮动落料槽的上方开口；浮动落料槽的侧 壁上固定水平的推板，基质箱的前方外侧设有安装板，直动元件沿中屯、线竖直安装于安装 板上，直动元件的动作端设有水平的平头。
[0011] 所述基质装箱装置为自动斜拉式基质装箱装置，所述自动斜拉式基质装箱装置包 括刮板输送器、弹黃挂钩、上轴、短销、连杆、搭口、接触开关和搭头;基质箱的外侧后方横向 水平固定有上轴，上轴高于基质箱的上开口；刮板输送器两侧侧壁的上部开有沿输送方向 的长通槽，上轴穿过长通槽并可在长通槽内滑动;连杆的一端较接于基质箱的后方外侧，连 杆的另一端的设有凹口，连杆上的中部具有短销，刮板输送器一侧侧壁的中部开有沿输送 方向的短通槽，所述短销伸入短通槽并可在短通槽内滑动;在刮板输送器两侧侧壁下方固 定有搭头，在基质箱的后方外壁下部固定有搭口，搭口内安装有接触开关，搭头可与搭口配 合放于搭口内。
[0012] 所述排料装置为架上行走仿形排料装置，所述架上行走仿形排料装置包括弹性刮 板和匀铺器，所述匀铺器包括支撑件、轴承、传动轴、紧厚弹性套和匀铺件;所述支撑件固定 于浮动落料槽的下方开口处的两侧，传动轴的两端分别通过轴承水平横向安装于浮动落料 槽两侧的支撑件上，所述传动轴上左右固定安装两个匀铺件，匀铺件沿周向均布若干匀铺 件刮板;在轴承和匀铺件之间固定安装紧厚弹性套；左右两个紧厚弹性套的中屯、距化与高 架栽培床两侧槽沿骨架1的距离W-致。
[0013] 所述折弯式刮板上料器从折弯处分成上料器上半部和上料器下半部，所述上料器 下半部水平布置，上料器上半部的斜度α满足基质的动态堆积角δι含α含基质的静态堆积角 δ〇〇
[0014] 所述斜向落料槽相对于竖直中屯、线的倾角βι含基质的动态堆积角δι，浮动落料槽 相对于竖直中屯、线的倾角&与斜向落料槽的倾角&相等。
[0015] 所述左右两个紧厚弹性套的中屯、距化与高架栽培床两侧槽沿骨架的距离W-致。
[0016] 所述斜向落料槽的下方开口横向宽度Wi与浮动落料槽的上方开口横向宽度W2间的 横向空隙应不小于高架栽培床的槽沿骨架（1)的距离W最大误差和两侧高架栽培床间距离 的最大误差：
其中ει是槽沿骨架的距离W的最大误差，其中E2是两侧高架栽培床间距离的最大误差。
[0017] 8.根据权利要求1、2或3所述的高架栽培配套的基质自动摊铺机，其特征在于，为 实现上料、落料、摊平3个环节的"同步"协调作业，移动小车行进速度V与刮板输送器的运动 速度VI的比例关系为
其中每一上料器刮板34上可输送的基质量Vo由下列两式所决定
其中出为上料器刮板的高度，Bi为上料器刮板的宽度，Li为相邻两上料器刮板间的距 离，δι为基质的动态堆积角δι，δ〇为基质的静态堆积角。
[0018] 所述摊铺机适用的高架栽培床两侧具有水平和平行的槽沿骨架，在两侧的槽沿骨 架之间具有栽培槽。
[0019] 本发明的有益效果是:本发明的自动斜拉式基质装箱装置通过高副机构和接触式 搭口实现装箱与复位的推拉自动切换，箱内折弯式上料装置通过折弯式上料克服了箱内装 料的"拱堆"和上料"挖桐"两大瓶颈，浮动支撑式双侧落料装置通过竖直-水平双浮动落料 与架上行走排料实现了高架栽培槽高低起伏和宽幅、架间距误差下的自适应移动作业，从 而有效解决了高架栽培配套的基质摊铺多环节一机集成作业问题，具备对高架栽培床和基 质的良好适应性，控制简便，省力可靠。
【附图说明】
[0020] 图1为高架栽培床结构示意图。
[0021] 图2高架栽培配套的基质自动摊铺机整体结构示意图。
[0022] 图3为自动斜拉式基质装箱装置示意图。
[0023] 图4为自动斜拉式基质装箱机构的机构运动简图。
[0024] 图5为箱内折弯式上料装置示意图。
[00