专利名称：一种两指四针穴盘苗自动移栽取放苗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种针对穴盘苗的自动移栽装置，尤其是带有两根机械手指四根夹取针的穴盘苗自动移栽取放苗装置。
背景技术：
蔬菜、花卉等作物的工厂化育苗是现代农业、工厂化农业的先驱，已成为现代蔬菜、花卉产业的龙头。种苗产业化具有巨大的发展潜力，自动化育苗和移苗装备是育苗产业的关键技术装备。发达国家的穴盘苗移栽技术起步较早，荷兰在温室花卉生产上广泛应用了穴盘苗自动移栽机(如Visser Group的Pic-O-Mat PC系列自动移载机等)，完成穴盘苗从高密度穴盘向低密度穴盘或者花盆里自动移栽，作业效率高，而我国的农业生产处在现代化大发展的进程中，但穴盘苗栽植作业仍以人工移栽为主，采用人工移栽，移栽效率低， 用工量大，严重制约了农业现代化水平。对我国来说，完全靠引进国外自动移栽机，价格昂贵，使用维护成本高，而且国外移栽机对育苗和穴盘的要求不适合我国国情。因此，大力发展我国穴盘育苗移栽技术具有重大现实意义，研发结构简单、价格低廉、性能稳定的穴盘苗自动移栽机极为迫切。事实上，制约穴盘苗自动移栽的关键技术难点在于穴盘苗自动取苗的方法和装置。目前，我国蔬菜、花卉等穴盘苗普遍采用以草本泥炭为主的育苗基质育苗，这种育苗基质培育的穴盘苗钵体纤维结构差，采用的夹取方法不当，很容易夹碎穴盘苗钵体，降低自动取苗成功率，无法满足生产应用。作为穴盘苗自动取苗机构的核心工作部件，取苗末端执行器是解放手工劳动的直接设备，将代替手工取苗，其工作目的是在尽量不伤苗的情况下，将穴盘苗从穴盘孔穴中夹取出来。国外温室穴盘苗自动移载机广泛采用气动四指手爪取苗，例如荷兰Pic-O-Mat PC系列自动移载机、意大利Transplanter RW系列移栽机等，在取苗速度和取苗质量方面表现良好，但结构复杂，系统成本大。国外学者Ting, K. C. et al.、Ryu, K. H. et al.等人相继开发了取苗末端执行器，考虑不伤害幼苗、避开植株叶片等因素，充分利用气动技术和传感器技术，从试验研究角度论证了多针夹持取苗的可行性和可靠性。我国至今没有自主研发的穴盘苗自动移载机应用到生产上，虽然台湾、南京农业大学、沈阳农业大学等单位试制出一些类似四指手爪的取苗末端执行器，结构简单，但手指已固定成形，仅仅利用四个夹取针在机械手指内伸缩实现取苗，灵活性差，很难避免伤苗情况的发生。为此，在消化吸收国外先进取苗末端执行器的基础上，需要进一步研究满足我国穴盘育苗移栽要求的取苗方法并开发相应的取苗末端执行器，既结构简单，又保证取苗灵活性。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种两指四针穴盘苗自动移栽取放苗装置，采用两根摆动机械手指和四根可伸缩的夹取针实现穴盘苗取苗和放苗，通过四根夹取针伸出插入穴盘苗钵体机械手指合拢夹紧取苗，通过机械手指撑开放松四根夹取针缩回脱离穴盘苗钵体放苗，与取苗系统协调配合实现穴盘苗自动高效移栽，从而在保证取苗灵活性，不伤害幼苗的同时简化结构，降低成本。为了解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下—种两指四针穴盘苗自动移栽取放苗装置，由机械手指关节3、支撑杆5、微型气缸6、机械手指套筒7构成，其特征在于所述的移栽装置沿同一中心线方向顺序安装机械悬臂套筒I、与所述机械悬臂套筒I固接的机械手指骨架2、与所述机械手指骨架2固接的带有气囊的橡胶手指4、与所述橡胶手指4固接的支撑杆5、固定在所述支撑杆5末端的带有沿与中心线方向垂直的滑槽的机械手指限位块9 ;机械手指由顺序安装的机械手指关节
3、固接于所述机械手指关节3的微型气缸6、固接于所述微型气缸6上的长度超过所述机械手指限位块9的机械手指套筒7、固接于所述机械手指套筒7的带有纵向限位槽的夹取针限位块11和可在所述夹取针限位块11槽内滑动的与所述微型气缸6活塞杆固接的叉形 夹取针14构成；两个所述机械手指的机械手指关节3上端对称铰接于所述机械手指骨架2两侧；所述机械手指套筒7穿过所述机械手指限位块9上的滑槽，并可沿滑槽方向在滑槽内移动；两个所述机械手指与所述支撑杆5通过收紧弹簧8预紧在一起，所述收紧弹簧8位于所述机械手指限位块9远离机械手指末端的一侧并接近所述机械手指套筒7。根据穴盘苗的大小，通过调整所述机械手指限位块18卡槽的宽度来改变机械手指的开合程度，以满足72穴、128穴等不同规格尺寸的穴盘苗移栽。本发明具有明显的有益效果。采用两指开合四针伸缩取苗和放苗，既模仿手指动作，又充分利用四针稳定夹取。本发明的取苗装置由两根机械手指组成，对称布置在机械手指支架上，两根机械手指安装在机械手指骨架2上，构成手指关节，可灵活转动，提高取苗的灵活性；本发明中的机械手指限位块9可配置尺寸长度不同的卡槽片，以限制机械手指的开合程度，满足不同尺寸大小的穴盘苗夹取，增强了取苗装置的灵活性。每根机械手指活动在机械手指限位块9的槽内，保证捏紧抓取姿态；两根机械手指靠收紧弹簧8收合，夹取针14对穴盘苗钵体的抓取力主要来自收紧弹簧8，结构简单。通过夹取针14插入钵体捏紧抓取穴盘苗，插入点小，抓取力对称，这对钵体破坏性较小，极大地提高了取苗质量；取苗时两根机械手指呈张开状态，一旦对穴到位，两对叉形夹取针伸出插进穴盘苗钵体捏紧来取苗，既保证了取苗成功率，又减少伤苗情况的发生。本发明的取苗装置集成关节机械手技术、气动技术，结构简单，灵活性高，适宜穴盘苗夹取。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。图I是本发明的整体结构简图。图2是机械手指支架简图。图3是机械手指结构简图。图4是夹取针结构简图。图中标号分别代表1.机械悬臂套筒2.机械手指骨架 3.机械手指关节
4.橡胶手指5.支撑杆6.微型气缸7.机械手指套筒8.收紧弹簧9.机械手指限位块10.锁紧螺钉11.夹取针限位块12.活塞杆13.夹紧滑块14.夹取针。
具体实施例方式如图I所示，本发明整体结构由机械悬臂套筒、机械手指骨架、机械手指关节、橡胶手指、微型气缸、机械手限位块、机械手指套筒、夹取针、弹簧等组成。其中各运动副及零部件的具体布置如下机械悬臂套筒I安装在取苗机架上，可以旋转调整其安装位置，机械悬臂套筒I上配置机械手指骨架2，用于悬挂两根机械手指关节3，每根机械手指关节3与机械手指骨架2通过转动副联接，使得机械手指关节2可以灵活摆转，橡胶手指4固接在机械手指骨架2上，橡胶手指4的气囊顶着两根机械手指关节3，每根机械手指关节3上固接一个双作用微型气缸6，微型气缸6的端部安装机械手指套筒7，两根机械手指套筒7穿过机械手指限位块9，收紧弹簧8箍紧机械手指套筒7，微型气缸6的活塞杆12可在机械手指套筒7里伸缩，活塞杆12通过夹紧滑块13装配夹取针14，夹取针14在夹取针限位块11的定位孔里滑动，锁紧螺钉10将夹取针限位块11固接在机械手指套筒7上。机械手指支架是安装、固定其他零部件的支撑部件，其结构如图2所示。主要由机械悬臂套筒I、机械手指骨架2、橡胶手指4、支撑杆5、机械手指限位块9组成，机械悬臂套 筒I、机械手指骨架2、橡胶手指4、支撑杆5、机械手指限位块9依次同轴心安装，支撑牢固。机械手指是取苗装置的关键部件，完成开合夹持动作，其结构如图3所示。主要由机械手指关节3、微型气缸4、机械手指套筒7、锁紧螺钉10、夹取针限位块11组成。每根机械手指上，机械手指关节3固接双作用微型气缸4尾部，微型气缸4的活塞杆12端部固接机械手指套筒7，机械手指套筒7末端嵌套夹取针限位块11。夹取针限位块11叉开两个小腿架，两个小腿架叉开幅度为14_。每个小腿架上伸出一个足底板，夹取针14穿过夹取针限位块11足底板上的孔槽，夹取针14可在孔槽内穿梭。夹取针部件直接作用穴盘苗，夹取针的结构关系到取苗质量，其结构如图4所示。主要由活塞杆12、夹紧滑块13、夹取针14组成。每个夹取针14的直径为I. 8_，呈叉子型装配，夹取针14与活塞杆12在同一平面上，轴线平行，两根夹取针尖端距离为10mm，从而构成叉子型夹取针。所发明的移栽装置由两根机械手指组成，对称布置在机械手指支架上。两根机械手指安装在机械手指骨架2上，构成手指关节，可灵活转动。每根机械手指活动在机械手指限位块9的槽内，保证捏紧抓取姿态。两根机械手指靠收紧弹簧8收合，夹取针14对穴盘苗钵体的抓取力主要来自收紧弹簧8。通过夹取针14插入钵体捏紧抓取穴盘苗，插入点小，抓取力对称，这对钵体破坏性较小，极大地提到取苗质量。本发明中的机械手指限位块9可配置尺寸长度不同的卡槽片，以限制机械手指的开合程度，满足不同尺寸大小的穴盘苗夹取。该取苗装置的工作过程是根据穴盘苗的大小、苗态调整好机械手的对穴姿态和开合程度，当取苗装置在执行取苗动作时两根机械手指呈张开状态，一旦对穴到位，两对叉子型夹取针伸出夹取针限位块11从幼苗两侧插进钵体抓取穴盘苗，同时橡胶手指14放气，两根机械手指在收紧弹簧8作用下捏紧穴盘苗钵体。当机械手放苗时，橡胶手指14充气，撑开两根机械手指，使机械手指呈张开状态，同时两对叉子型夹取针缩进夹取针限位块11里，从而达到释放穴盘苗的目的。
权利要求
1.一种两指四针穴盘苗自动移栽取放苗装置，由机械手指关节(3)、支撑杆(5)、微型气缸(6)、机械手指套筒(7)构成，其特征在于所述的移栽装置沿同一中心线方向顺序安装机械悬臂套筒(I)、与所述机械悬臂套筒(I)固接的机械手指骨架(2)、与所述机械手指骨架(2)固接的带有气囊的橡胶手指(4)、与所述橡胶手指(4)固接的支撑杆(5)、固定在所述支撑杆(5)末端的带有沿与中心线方向垂直的滑槽的机械手指限位块(9);机械手指由顺序安装的机械手指关节(3)、固接于所述机械手指关节(3)的微型气缸(6)、固接于所述微型气缸(6)上的长度超过所述机械手指限位块(9)的机械手指套筒(7)、固接于所述机械手指套筒(7)的带有纵向限位槽的夹取针限位块(11)和可在所述夹取针限位块(11)槽内滑动的与所述微型气缸(6)活塞杆固接的叉形夹取针(14)构成；两个所述机械手指的机械手指关节(3 )上端对称铰接于所述机械手指骨架(2 )两侧；所述机械手指套筒(7 )穿过所述机械手指限位块(9)上的滑槽，并可沿滑槽方向在滑槽内移动；两个所述机械手指与所述支撑杆(5)通过收紧弹簧(8)预紧在一起，所述收紧弹簧(8)位于所述机械手指限位块(9)远离机械手指末端的一侧并接近所述机械手指套筒(J)。
2.如权利要求I所述的一种两指四针穴盘苗自动移栽取放苗装置，其特征在于根据穴盘苗的大小，通过调整所述机械手指限位块(18)卡槽的宽度来改变机械手指的开合程度，以满足72穴、128穴等不同规格尺寸的穴盘苗移栽。
全文摘要
本发明公开了一种两指四针穴盘苗自动移栽取放苗装置，包括沿同一中心线方向顺序固接的机械悬臂套筒1、机械手指骨架2、橡胶手指4、支撑杆5、机械手指限位块9；机械手指由顺序固接的机械手指关节3、微型气缸6、机械手指套筒7、带有纵向限位槽的夹取针限位块11和可在其槽内滑动与微型气缸6活塞杆固接的夹取针14；机械手指关节3上端对称铰接于机械手指骨架2两侧；机械手指套筒7穿过机械手指限位块9上的滑槽，并可沿滑槽方向在滑槽内移动；两个机械手指与支撑杆5通过收紧弹簧8预紧在一起，收紧弹簧8位于机械手指限位块9远离机械手指末端的一侧并接近机械手指套筒7。该发明成本低且不易伤苗，可用于不同规格的穴盘苗自动移栽。
文档编号A01C11/02GK102934555SQ201210477010
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者毛罕平, 韩绿化, 胡建平, 缪小花 申请人:江苏大学