专利名称：一种穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种针对穴盘苗自动移栽的取苗末端执行器，尤其是应用电磁力驱动夹取针夹取穴盘苗的拔苗装置。
背景技术：
目前，中国的蔬菜、花卉等作物已广泛采用穴盘育苗，但移栽作业仍以人工栽植为主，采用人工移栽用工多，而且劳动强度大，生产效率低，不能及时、快速实现种苗大面积移栽。虽然已经研发出吊杯式、导苗管式等各型移栽机，解决了栽插作业，但仍需配备相当人力进行分苗、取苗、投苗等操作，当栽植频率大于35株/每分钟，并且连续作业时，人工取苗等操作难以适应。
取苗机构作为穴盘苗自动移栽机的核心工作部件，在国外穴盘育苗种植行业得到广泛的使用，如荷兰Pic-O-Mat PC系列自动移载机、意大利Transplanter RW系列移栽机、澳大利亚Williames Transplanter等,大大节省了昂贵的劳动力，减轻了劳动强度，及时实现作物大面积移植。国内学者对自动移栽机的研究主要集中在取苗机构的研发上，所设计的取苗机构满足插穴取苗要求，如浙江理工大学研发的非圆齿轮行星轮系移栽机构(申请号:201110270973. 3,201110270977. 1,201010104378. 8)、江苏大学研发的旋转摆动式移苗装置(申请号201110342232.1)、南京农业大学研发的翻转式气动取苗装置(申请号201110180467. 5)等，但这些研究处于实验室阶段，尚未到生产实用，主要原因是取苗效果不理想，高速取苗时取苗末端执行器动作不协调，夹取动作反应迟缓。国外温室穴盘苗自动移载机的取苗末端执行器以气动方式实现夹取动作。气动方式主要是在取苗末端执行器的夹持机构上采用从上向下斜插式或水平夹紧式，虽然驱动结构简单，动作迅速，但需要配备空压机、电磁阀、其他气动控制元件等，且气动设备工作环境要求较高，既增加成本，又增加设备体积和外设部件，控制起来相对复杂。旱地穴盘苗自动移栽机的取苗末端执行器主要是通过转动机构与凸轮槽盘联动等一系列机械动作来实现夹苗和投苗，这在无形之中增加了机构的复杂性和传动的不稳定性，同时也增加了故障产生的可能性，既不便于智能控制也不便于维护。为此，需要进一步研究穴盘苗移栽自动夹取的驱动方式并开发相应的夹取装置，使其结构简单，调控容易，又保证夹取灵活性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种由电磁力驱动夹取针夹取穴盘苗的拔苗装置，通过通电螺线管接入不同方向的直流电流产生的电磁力推动夹取针从机械手指内伸出和缩回，以及机械手指吸合摆转，从而实现夹取针插入钵体夹紧取苗和夹取针脱出钵体松开放苗等动作，并能通过调整电流强度的大小有效地控制夹取针插入深度、夹持力度。本发明采用的技术方案是
一种穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置，包括机械手柄1、螺线管2、支撑杆5、机械手指、收紧弹簧8、机械手指限位块9，所述的支撑杆5沿机械手柄I轴向设置在机械手柄I下端，支撑杆5下端设置有机械手指限位块9 ;所述的机械手指由永磁块3、机械手指螺线管4、机械手指套筒7、夹取针10组成，永磁块3固定在机械手指套筒7上端，夹取针10能够在机械手指套筒7内滑动，机械手指套筒7通过转轴6与支撑杆5连接，机械手指螺线管4设置在机械手指套筒7外周且位于转轴6上方，机械手指套筒7下端穿过机械手指限位块9 ;所述的机械手指设置2组，对称设置在支撑杆5的两侧，所述的2组机械手指和支撑杆5通过收紧弹簧8预紧，螺线管2设置在支撑杆5上端对应永磁块3位置。本发明通过通电螺线管接入不同方向的直流电流产生的电磁力驱动夹取针伸缩和机械手指开合，可满足72穴、128穴等不同规格尺寸的穴盘苗移栽夹取要求。本发明的有益效果是I)通过简单的机械机构和相应的电磁装置就可实现需要复杂机械结构才能实现的工作要求；2)在顺利实现取苗投苗动作的基础上成功避免了机械机构对系统严格动作时序的要求；3)合理有效控制取苗末端执行器移苗时的动作，通过电磁结构，实现线性、精确控制，减少在移栽过程中对幼苗的损伤；4)整个移植过程可以实现全程自动化，操作简单，移植效率高，特别适用于高强度的移植要求。
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1是本发明的整体结构简图。图2是机械手指骨架简图。图3是机械手指结构简图。图4是夹取针结构简图。图1中标号分别代表1.机械手柄2、4.通电螺线管3.永磁铁5.支撑杆6.转轴7.机械手指套筒8.收紧弹黃9.机械手指限位块10.夹取针；
图2中字母标号分别代表C、D.电流接入点；
图3中字母标号分别代表:A、B.电流接入点N.磁场北极S.磁场南极；
图4中字母标号分别代表N.磁场北极S.磁场南极。
具体实施例方式如图1所示，本发明的穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置，包括机械手柄1、螺线管2、支撑杆5、机械手指、收紧弹簧8、机械手指限位块9，机械手柄I用于与取苗机架安装对接，可以旋转调整其安装位置；所述的支撑杆5沿机械手柄I轴向设置在机械手柄I下端，支撑杆5下端设置有机械手指限位块9 ;所述的机械手指由永磁块3、机械手指螺线管
4、机械手指套筒7、夹取针10组成,永磁块3固定在机械手指套筒7上端，夹取针10能够在机械手指套筒7内滑动，机械手指套筒7通过转轴6与支撑杆5连接，使得机械手指套筒7可绕转轴6在支撑杆5 —侧灵活摆转，机械手指螺线管4设置在机械手指套筒7外周且位于转轴6上方，机械手指套筒7下端穿过机械手指限位块9 ;所述的机械手指设置2组，对称设置在支撑杆5的两侧，所述的2组机械手指和支撑杆5通过收紧弹簧8预紧，螺线管2设置在支撑杆5上端对应永磁块3位置。本发明的穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置主要骨架结构如图2所示，由机械手柄1、螺线管2、支撑杆5、转轴6、机械手指限位块9组成，机械手柄1、支撑杆5、机械手指限位块9依次同轴心安装，通电螺线管2具有C、D两个电流接入点，两个电流接入点接入不同方向的直流电流产生不同方向的磁场力。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。主要由永磁块3、机械手指螺线管4、机械手指套筒7、夹取针10组成。每根机械手指上，机械手指套筒7上方端部靠近螺线管2处固接永磁块3，永磁块3磁场N、S两极沿摆转方向布置，机械手指套筒7靠近转轴6安装处朝永磁铁3方向螺旋缠绕机械手指螺线管4，机械手指螺线管4具有A、B两个电流接入点，夹取针10设置在机械手指套筒7内，夹取针10尖端对着取苗方向，夹取针10可在机械手指套筒7内上下滑动。夹取针10直接作用穴盘苗，用来插入穴盘苗钵体，其结构如图4所示。夹取针10具有磁性，夹取针10取苗末端扁平、尖锐，便于插入穴盘苗。下面结合附图1、2、3、4所编标号，具体说明本发明的取苗执行过程
取苗工作时，穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置由取苗机构带动，螺线管2通入电流，产生磁场力吸合永磁块3使机械手指套筒7下端张开，机械手指螺线管4通入电流，产生磁场力拉动夹取针10缩进机械手指套筒7内，到达取苗点时，机械手指螺线管4上的电流反向，产生磁场力推动夹取针10伸出机械手指套筒7，使夹取针10插进穴盘苗钵体，插入到最大深度时，螺线管2上电流反向，产生磁场力推开永磁块3，使机械手指套筒7下端收合，借助收紧弹簧8牢牢捏住穴盘苗钵体，完成夹紧取苗动作，取苗机构带动穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置取苗。放苗工作时，取苗机构带动穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置带苗到放苗点，螺线管2上通入电流，产生磁场力吸合永磁块3，使机械手指套筒7下端张开，夹取针10松开夹持穴盘苗钵体，机械手指螺线管4上通入电流，产生磁场力拉动夹取针10缩进机械手指套筒7内，从而使穴盘苗脱离夹取针10实现松脱放苗。
权利要求
1.一种穴盘苗自动移栽取苗末端电磁执行装置，其特征在于包括机械手柄(I)、螺线管(2)、支撑杆(5)、机械手指、收紧弹簧(8)、机械手指限位块(9)，所述的支撑杆(5)沿机械手柄(I)轴向设置在机械手柄(I)下端，支撑杆(5)下端设置有机械手指限位块(9);所述的机械手指由永磁块(3)、机械手指螺线管(4)、机械手指套筒(7)、夹取针(10)组成，永磁块(3)固定在机械手指套筒(7)上端，夹取针(10)能够在机械手指套筒(7)内滑动，机械手指套筒(7 )通过转轴(6 )与支撑杆(5 )连接，机械手指螺线管(4 )设置在机械手指套筒(7 )外周且位于转轴(6)上方，机械手指套筒(7)下端穿过机械手指限位块(9);所述的机械手指设置2组，对称设置在支撑杆(5)的两侧，所述的2组机械手指和支撑杆(5)通过收紧弹簧(8)预紧，螺线管(2)设置在支撑杆(5)上端对应永磁块(3)位置。
全文摘要
本发明公开了一种穴盘苗自动移载取苗末端电磁执行装置，包括机械手柄(1)、螺线管(2)、支撑杆(5)、机械手指、收紧弹簧(8)、机械手指限位块(9)，所述的支撑杆(5)沿机械手柄(1)轴向设置在机械手柄(1)下端，支撑杆(5)下端设置有机械手指限位块(9)；所述的机械手指由永磁块(3)、机械手指螺线管(4)、机械手指套筒(7)、夹取针(10)组成。该发明利用电磁力实现夹取针伸缩和机械手指开合，结构简单，成本低，调控容易，可用于不同规格的穴盘苗自动移栽领域。
文档编号A01C11/02GK103004348SQ20121058192
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者左志宇, 毛罕平, 张晓东, 韩绿化, 胡建平, 丁文芹 申请人:江苏大学