专利名称：旱地穴盘移栽装置末端执行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种取苗装置，具体地说是应用在旱地穴盘苗移栽机上把苗从穴盘中取出并投放的一种整排取苗机构。
背景技术：
农作物种植实现自动化，可降低种植过程中的劳动强度，提高生产效率，降低生产成本，促进农民增收。自动移栽重点之一在于取苗环节的自动化，特别是其末端执行器要实现灵活的取苗和放苗动作。因而，末端执行器是穴盘苗移栽机的重要组成部分，其良好的工 作性能是实现半自动移栽到全自动移栽跨越的关键。在移栽机器人中，末端执行器的作业对象是种植在育苗盘中的蔬菜幼苗，故它是机器人和苗盘的中介物，作用是抓取、保持、释放苗盘中的作物。末端执行器本身无法独立完成整个移栽作业，一般需要连接在移栽机机械臂上，并随着机械臂运动，完成移栽作业任务。目前，国内对自动取苗研究较少，对一些取苗末端执行器的研究中较多是单棵取苗，且其机构较复杂，而单棵取苗效率偏低，较难满足快速栽植要求，故需考虑整排取苗的末端取苗装置，即多个夹苗装置并列在一起，由一个驱动带动所有苗爪的开合，可一次取多棵苗。国外在全自动移栽机中已使用整排取苗的末端执行器，但较多是采用气动或液动的并联形式，即将多个末端执行器并联在同一设备上统一控制。该种移栽设备虽然效率尚可，但较多适合在温室中作业，在户外大田作业时，则易受环境影响导致系统稳定性不可靠，而且气动或液动系统成本高，体积庞大，机构复杂，在大田中控制难度大，灵活性差。
发明内容本实用新型提供了一种多个夹苗装置并联安装，可实现整排取苗的旱地穴盘苗移栽装置末端执行器，以提高取苗效率，实现自动移栽。本实用新型的技术方案是一种穴盘苗移栽机末端执行器，其特征是，包括凸轮轴支架、凸轮轴和夹苗装置，凸轮轴支架连接到移栽机机械臂上，凸轮轴通过轴承安装在凸轮轴支架内，在凸轮轴支架下方并列安装一排完全相同的夹苗装置；所述夹苗装置由盘形凸轮、顶杆、楔形块、压簧、顶杆支架、苗爪开合推杆、拉簧支杆、拉簧和两个取苗爪组成，盘形凸轮与凸轮轴键联接，顶杆为台阶状圆柱形，上端粗下端细；顶杆粗的一端与凸轮底端接触；顶杆细的一端套有压簧，压簧的一端在顶杆粗细交接的台阶处，压簧的另一端支撑在顶杆支架上，压簧始终处于压缩状态，盘形凸轮与顶杆保持接触；顶杆支架与苗爪支架均固定在凸轮轴支架下方，顶杆下端固定有楔形块，楔形块的形状为倒梯形，两侧面的楔形面为工作面；两个取苗爪顶端转动链接在苗爪支架上，在两个取苗爪中间位置分别固定安装有拉簧支杆和苗爪开合推杆，两个苗爪开合推杆安装在两个取苗爪的内侧且相对，拉簧支杆在苗爪开合推杆下方，拉簧支杆和苗爪开合推杆呈90°空间布置，在拉簧支杆两端之间安装一个拉簧，使苗爪开合推杆与楔形块的工作面保持接触；导板固定在凸轮轴支架上，导板开个长方形孔，两个取苗爪从导板的方孔内伸出。所述的穴盘苗移栽机末端执行器，其夹苗装置的个数与穴盘单排穴孔数相同，相邻两组取苗爪之间的间隔距离与穴盘穴孔中心间距相同；所述凸轮轴支架的轴向两端开个圆孔，以安装凸轮轴和盘形凸轮，在凸轮轴支架的每个盘形凸轮底端位置开个小孔，顶杆通过小孔上下运动。所述顶杆支架，其上下均开有大小合适的孔，以让顶杆能上下运动，顶杆支架、顶杆、弹簧与盘形凸轮四者配合，让盘形凸轮的旋转驱动转化为顶杆的上下运动，再带动楔形块上下运动。 所述每组所述两个取苗爪对称安装2对拉簧支杆保持平衡。所述楔形块两侧开有小槽，苗爪开合推杆与楔形块接触一端为半球形或滚子嵌在小槽内。所述导板固定安装在凸轮轴支架底部，导板开个长方形孔，以保持苗爪运动不偏向。本实用新型的有益效果有整体结构简单紧凑，适合在户外大田使用，从穴盘中一次取整排苗，提高了取苗效率。
图I为本实用新型的正视图。图2为本实用新型单个夹苗装置的轴测图。图3为本实用新型凸轮机构与夹苗机构的布置图。图4为本实用新型顶杆与楔形块的轴测图。图5为本实用新型凸轮轴支架的轴测图。图中，I、凸轮轴支架；2、凸轮轴；3、苗爪支架；4、导板；5、拉簧支杆；6、拉簧；7、取苗爪；8、苗爪开合推杆；9、楔形块；10、顶杆；11、压簧；12、铰链；13、顶杆支架；14、盘形凸轮
具体实施方式
以下结合附图和实施例用对本实用新型作进一步地说明如图I所示，本实用新型中的凸轮轴支架I连接到移栽机机械臂上，在凸轮轴支架I内安装凸轮轴2，凸轮轴2上装有一组盘形凸轮14，盘形凸轮14与凸轮轴2通过键联接，通过凸轮轴2的旋转驱动，带动各个盘形凸轮14 一起转动，盘形凸轮14外形轮廓完全一样。凸轮轴支架I底端开有小孔16，此处安装与盘形凸轮14始终接触的顶杆10，顶杆10为圆柱形，上端粗下端细，细端套有压簧11，压簧11 一端在顶杆10粗细交接处，另一端支撑在顶杆支架13上，这样压簧11始终处于压缩状态，盘形凸轮14与顶杆10能一直接触，从而盘形凸轮14的旋转转为顶杆10的上下运动。楔形块9固定在顶杆10的下端，随着顶杆10—起上下运动，楔形块9两侧开有小槽，苗爪开合推杆8 —端为半球形(或滚子)嵌在这小槽内，另一端固定在取苗爪7上，在取苗爪7的苗爪开合推杆8下端固定安装拉簧支杆5，拉簧支杆5两边对称，分别与另一取苗爪的拉簧支杆5对应，在其上面对称安装有两拉簧6，这样取苗爪7受力平衡，并在拉簧弹力的作用下，苗爪开合推杆8可始终与楔形块9保持接触，并受楔形块9的挤压作用，通过楔形块9的上下运动，带动了苗爪开合推杆的左右运动，进而带动取苗爪7的旋转，实现一个夹苗装置的两取苗爪7的开合动作。取苗爪7最下端在导板4的长方形孔内。导板4长方形孔使取苗爪7只能左右运动，不会前后偏，保持了取苗爪7取苗时的运动稳定。根据不同蔬菜幼苗的特性，它们的生长期不同，移栽时苗的高度也不尽相同，所以要考虑取苗爪的长度多样，以适应不同移栽高度的要求。设计时，取苗爪7与铰链12的固定采用螺纹连接，苗爪开合推杆8和拉簧支杆5在取苗爪7上采用螺栓固定，使苗爪开合推杆8和拉簧支杆5可沿取苗爪7上下移动，这样可根据不同取苗高度要求调节取苗爪7长 度，另外，顶杆10与楔形块9的固定也采用螺纹连接，这样调节楔形块9或苗爪开合推杆8相对凸轮轴支架I的高度，就可实现调节夹苗角度的变化，以适应不同作物对取苗角度的要求。下面以整排取6棵苗为例对实用新型的工作原理做进一步的说明如图1、2，外部的驱动力带动凸轮轴支架I内的凸轮轴2转动，凸轮轴2的转动带六个盘形凸轮14 一起转动，在压簧11和顶杆支架13的辅助下，顶杆10受弹力作用使得可以与盘形凸轮14始终保持接触，并在凸轮的驱动下，顶杆10做上下运动。楔形块9与顶杆10固定，故跟着顶杆10 —起上下运动。楔形块9的上下运动对苗爪开合推杆8产生挤压，在两边拉簧6的作用下，苗爪开合推杆8做左右运动。取苗爪7顶端是通过铰链12链接在苗爪支架上，故可绕苗爪支架摆动，当苗爪开合推杆8左右运动时，也带着取苗爪7 —起左右摆动，从而实现一组取苗爪7的开合动作。另外，通过调节苗爪开合推杆8的高度，可实现对取苗爪7开合大小的调节。
权利要求1.一种旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是，包括凸轮轴支架(I)、凸轮轴(2)和夹苗装置，凸轮轴支架(I)连接到移栽机机械臂上，凸轮轴(2)通过轴承安装在凸轮轴支架(I)内，在凸轮轴支架(I)下方并列安装ー排完全相同的夹苗装置；所述夹苗装置由盘形凸轮(14)、顶杆(10)、楔形块(9)、压簧(11)、顶杆支架(13)、苗爪开合推杆(8)、拉簧支杆(5)、拉簧(6)和两个取苗爪(7)组成，盘形凸轮(14)与凸轮轴(2)键联接，顶杆(10)为台阶状圆柱形，上端粗下端细；顶杆(10)粗的一端与盘形凸轮(14)底端接触；顶杆(10)细的一端套有压簧(11)，压簧(11)的一端在顶杆(10)粗细交接的台阶处，压簧(11)的另一端支撑在顶杆支架(13)上，压簧(11)始終处于压缩状态，盘形凸轮(14)与顶杆(10)保持接触；顶杆支架(13)与苗爪支架(3)均固定在凸轮轴支架(I)下方，顶杆(10)下端固定有楔形块(9)，楔形块(9)的形状为倒梯形，两侧面的楔形面为工作面；两个取苗爪(7)顶端转动链接在苗爪支架(3)上，在两个取苗爪(7)中间位置分别固定安装有拉簧支杆(5)和苗爪开合推杆(8)，两个苗爪开合推杆(8)安装在两个取苗爪(7)的内侧且相对，拉簧支杆(5)在苗爪开合推杆(8)下方，拉簧支杆(5)和苗爪开合推杆(8)呈90°空间布置，在拉簧支杆(5)两端之间安装一个拉簧(6)，使苗爪开合推杆(8)与楔形块(9)的工作面保持接触；导板(4)固定在凸轮轴支架(I)上，导板(4)开个长方形孔，两个取苗爪(7)从导板(4)的方孔内伸出。
2.根据权利要求I所述的旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是，所述夹苗装置的个数与穴盘单排穴孔数相同，相邻两组取苗爪之间的间隔距离与穴盘穴孔中心间距相同。
3.根据权利要求I述的的旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是，所述凸轮轴支架(I)的轴向两端各开了个圆孔(15)，安装凸轮轴(2)和盘形凸轮(14);在凸轮轴支架(I)的每个凸轮底端位置开个小孔(16)，顶杆(10)通过小孔(16)上下运动。
4.根据权利要求I、2或3所述的旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是，所述每个盘形凸轮(14)外形轮廓完全一祥。
5.根据权利要求I、2或3所述的旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是，所述楔形块(9)两侧开有小槽，苗爪开合推杆(8)与楔形块(9)接触一端为半球形或滚子嵌在小槽内。
6.根据权利要求I、2或3所述的旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是，所述每组所述两个取苗爪(7 )对称安装2对拉簧支杆(5 )保持平衡。
专利摘要本实用新型涉及一种旱地穴盘移栽装置末端执行器，其特征是它有连接到移栽机机械臂上的凸轮轴支架(1)，在凸轮轴支架(1)下端并列安装一排完全相同的夹苗装置。每组夹苗装置由盘形凸轮(14)、顶杆(10)、楔形块(9)、压簧(11)、顶杆支架(13)、苗爪开合推杆(8)、拉簧支杆(5)、拉簧(6)和两个取苗爪(7)组成。本实用新型优点在于，整体结构简单紧凑，装卸方便，整排取苗，提高了栽植效率。
文档编号A01C11/02GK202406510SQ2011204293
公开日2012年9月5日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者丁文芹, 刘发, 吴福华, 孙磊, 杨德勇, 毛罕平, 胡建平 申请人:江苏大学