一种移栽机的自动供苗系统及方法与流程

本发明涉及农业机械设备领域，特别是涉及一种移栽机的自动供苗系统及方法。

背景技术：

移栽是蔬菜生产过程中的重要环节之一，经济效益与社会效益非常可观。长期以来，蔬菜的移栽仍以人工为主，人工移栽的劳动强度大，工作效率低，难以实现大面积的蔬菜移栽作业了。目前市场上较为常见的移栽机多为半自动移栽机，其供苗装置多为人工供苗。

图1为现有技术中的一种移栽机示意图，如图1所示，投苗手坐在座椅8.4上，欲栽植的钵苗盘放置在苗盘架8.1上，投苗手将钵苗从钵苗盘中分别取出，投入到喂入器的喂入筒8.3中，当喂入筒8.3转到导苗管8.2的上方时，喂入筒8.3下面的活门打开，秧苗依靠自身重力下落到导苗管8.2内，通过导苗管8.2将秧苗引入到鸭嘴式栽植器中，然后进行覆土、镇压，完成栽植过程。对于半自动人工投苗装置，有如下问题：

1、由于作业时间长，操作步骤单调，易造成投苗手的疲劳，导致在作业时经常会出现漏苗、重复投苗的现象；

2、投苗手一般只能对应一个栽植器，对于多行的移栽机，则需要配备多名投苗手，由于人工成本不断上涨，从而造成综合成本的上涨；

3、采用人工投苗的方式，栽植频率受限于投苗手的工作效率，一般栽植频率不会超过40株/分钟，从而导致移栽机作业效率低下。

为了克服半自动人工投苗装置的问题，现有技术中，图2为一种钵苗移栽机气动取苗装置，如图2所示，其主要采用抓取式取苗方式，其包括第一机架9.1、第一摆动式固定支架9.3a、第二摆动式固定支架9.3b、第一旋转轴9.4、第一带座轴承9.5、旋转臂旋转气缸9.6、摇臂旋转气缸9.7、摇臂9.8、鱼眼杆端关节轴承9.9、第二带座轴承9.11和旋转臂总成9.28，其特征在于：所述第一机架9.1上安装有第二机架9.2，所述摇臂旋转气缸9.7的一端通过第二摆动式固定支架9.3b安装在第二机架9.2上，所述摇臂旋转气缸9.7的另一端与摇臂9.8铰接，所述摇臂9.8的一端通过第一旋转轴9.4安装在第一带座轴承9.5上，所述第一带座轴承9.5安装在第一机架9.1上，所述摇臂9.8的另一端通过第二带座轴承9.11与旋转臂总成9.28连接，所述旋转臂旋转气缸9.6的一端通过第一摆动式固定支架9.3a安装在第一机架9.1上，所述旋转臂旋转气缸9.6的另一端通过鱼眼杆端关节轴承9.9与旋转臂总成9.28的一端铰接，所述旋转臂总成9.28的另一端上铆接有取苗爪总成9.29。而种钵苗移栽机气动取苗装置，在取苗爪总成9.29取苗过程中容易损伤苗茎杆和苗叶，且单次只能传送一株秧苗，效率较低。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种移栽机的自动供苗系统及方法，其解决了半自动人工投苗装置的人工投苗中出现的漏苗、重复投苗，人工投苗成本高且效率的缺陷，以及钵苗移栽机气动取苗装置在取苗过程中容易损伤苗茎杆和苗叶，且单次只能传送一株秧苗，效率较低，自动化程度低的缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种移栽机的自动供苗系统，包括：

钵苗分配装置，包括苗盘传送机构、苗盘定位机构和顶出机构；

所述苗盘传送机构，包括苗盘机架、设于所述苗盘机架的苗盘传送轮、张设于所述苗盘传送轮的苗盘传送带和驱动所述苗盘传送轮转动的苗盘驱动单元，所述苗盘传送带上设有用于放置苗盘的支撑部，所述支撑部设有顶出通孔；

所述苗盘定位机构，包括苗盘压板，所述苗盘压板从所述苗盘传送机构的上方延伸至所述苗盘传送机构的端部附近，且所述苗盘压板逐渐靠近所述苗盘传送带，所述苗盘压板上设有供钵苗通过的槽型通孔；

所述顶出机构，包括设于机架的顶针驱动单元和由所述顶针驱动单元驱动的顶针；

其中，在所述苗盘传送到位时，所述顶针穿过所述顶出通孔将钵苗从所述苗盘中顶出。

其中，所述苗盘驱动单元包括苗盘棘轮组和用于驱动所述苗盘棘轮组的苗盘棘轮组驱动单元，所述苗盘棘轮组驱动所述苗盘传送轮。

其中，还包括钵苗传送机构，所述钵苗传送机构设于所述苗盘定位机构端部的下方，包括钵苗机架、设于所述钵苗机架的钵苗传送轮、张设于所述钵苗传送轮的钵苗传送带和驱动所述钵苗传送轮转动的钵苗驱动单元。

其中，所述钵苗驱动单元包括钵苗棘轮组和用于驱动所述钵苗棘轮组的钵苗棘轮组驱动单元，所述钵苗棘轮组驱动所述钵苗传送轮。

其中，所述支撑部为钢丝组。

其中，所述苗盘定位机构还包括连接若干个所述苗盘压板的横梁与固定支架。

其中，还包括控制器和与所述控制器电连接的若干传感器，所述传感器用于监测所述苗盘是否传送到位和钵苗是否被顶出，所述控制器控制所述顶出机构的工作与停止。

本发明还公开一种移栽机的自动供苗方法，其特征在于，包括：

S1、将带有钵苗的苗盘放在苗盘传送机构的传送带上传送，苗盘运行到苗盘传送机构的端部时，被苗盘定位机构定位，当苗盘传送到位时，苗盘传送机构的传送带停止；

S2、启动顶出机构将处于所述苗盘传送机构的端部的钵苗从苗盘顶出。

其中，还包括S3，钵苗传送机构接收从所述苗盘顶出的钵苗并输送依次排出，用于供苗。

其中，在所述顶出机构将处于所述苗盘传送机构边缘的钵苗顶出之前，还包括监测所述苗盘是否传送到位，控制器控制苗盘传送机构将所述苗盘传送到位；在顶出机构将处于所述苗盘传送机构端部的钵苗顶出之后，还包括监测钵苗是否被顶出到位并落下，控制器控制所述顶出机构是否需要重复顶出。

(三)有益效果

本发明提供的一种移栽机的自动供苗系统及方法，通过苗盘传送机构将要顶出的钵苗传送至端部，并利用苗盘定位机构和顶出机构将钵苗从其根部与苗盘分离并顶出，不会损伤苗茎杆和苗叶，还能保证钵苗土的完整，取代了人工取苗分苗的操作且能一次性顶出一排钵苗，结构简单，效率高，准确率高，成本低，自动化程度高。本发明可以切换手动和自动模式，手动模式用于有特殊需求或维修调试，自动功能可以实现各步动作的自动运行，减少了劳动强度。

附图说明

图1为现有技术中的一种半自动人工投苗装置的结构图；

图2为现有技术中的钵苗移栽机气动取苗装置的结构图；

图3为本发明一种移栽机的自动供苗系统的主视图；

图4为本发明一种移栽机的自动供苗系统的左视图；

图5为本发明一种移栽机的自动供苗方法的流程图；

图6为本发明一种移栽机的自动供苗系统的苗盘定位机构的主视图；

图7为本发明一种移栽机的自动供苗系统的苗盘定位机构的左视图；

图8为本发明一种移栽机的自动供苗系统的顶出机构的结构图。

图中，1、苗盘传送机构；1.1、苗盘棘轮组；1.2、苗盘棘轮组驱动单元；2、顶出机构；2.1、顶针；2.2、顶针驱动单元；3、控制器；4、苗盘；5、苗盘定位机构；5.1、苗盘压板；5.2、槽型通孔；6、钵苗传送机构；6.1、钵苗棘轮组；6.2、钵苗棘轮组驱动单元；7、出料口；8.1、苗盘架；8.2、导苗管；8.3、喂入筒；8.4、座椅；9.1、第一机架；9.2、第二机架；9.3a、第一摆动式固定支架；9.3b、第二摆动式固定支架；9.4、第一旋转轴；9.5、第一带座轴承；9.6、旋转臂旋转气缸；9.7、摇臂旋转气缸；9.8、摇臂；9.9、鱼眼杆端关节轴承、9.11、第二带座轴承；9.28、旋转臂总成；9.29、取苗爪总成。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图3、图6、图7和图8所示，本发明公开一种移栽机的自动供苗系统，包括：钵苗分配装置，包括苗盘传送机构1、苗盘定位机构5和顶出机构2；

所述苗盘传送机构1，包括苗盘机架、设于所述苗盘机架的苗盘传送轮、张设于所述苗盘传送轮的苗盘传送带和驱动所述苗盘传送轮转动的苗盘驱动单元，所述苗盘传送带上设有用于放置苗盘的支撑部，所述支撑部设有顶出通孔；

所述苗盘定位机构5，包括苗盘压板5.1，所述苗盘压板5.1从所述苗盘传送机构1的上方延伸至所述苗盘传送机构1的端部附近，且所述苗盘压板5.1逐渐靠近所述苗盘传送带，所述苗盘压板5.1上设有供钵苗通过的槽型通孔5.2；

所述顶出机构2，包括设于机架的顶针驱动单元2.2和由所述顶针驱动单元驱动的顶针2.1；

其中，在所述苗盘4传送到位时，所述顶针2.1穿过所述顶出通孔将钵苗从所述苗盘4中顶出。

具体的，苗盘4为网状结构，钵苗插在苗盘4的对应的一个格子内，顶出机构2为了能将钵苗从苗盘4顶出，苗盘4底部有直径大约6mm的透水孔，顶出机构2的直径要略小于6mm。苗盘传送带可以使用链板，顶针2.1也能穿过苗盘传送带。苗盘传送机构1的宽度稍大于或等于苗盘4的宽度，使整个苗盘4能覆盖于苗盘传送机构1上，苗盘传送机构1定向移动使苗盘4移动至端部。苗盘传送机构1移动一格后停止，顶出机构2顶出钵苗后，完成一排钵苗的顶出，以此类推。

如图6和图7所示，苗盘定位机构5主要用于压紧处于苗盘传送机构1端部的苗盘4，苗盘压板5.1处于苗盘定位机构5的下边缘，使苗盘4不会因顶出机构2顶出钵苗而带动苗盘一起被顶出，利用苗盘压板4将苗盘4紧贴在苗盘传送机构1上，在顶出钵苗时，钵苗可以从槽型通孔5.2中通过，达到苗盘传送机构1的端部时，顶针2.1将钵苗从槽型通孔5.2的下端圆孔顶出，苗盘和钵苗可以轻易分离。具体的，苗盘定位机构5还包括连接若干个所述苗盘压板5.1的横梁与固定支架。苗盘4的每一格都需要苗盘压板5.1紧压住，横梁将若干个苗盘压板5.1连接起来，固定支架可以将苗盘定位机构5与苗盘传送机构1连接，使其固定住。

如图8所示，顶针安装于顶针固定板上，顶针驱动单元2.2选用双杆气动缸，双杆气动缸稳定性，具有更好的精准度，故选用双杆气动缸进行驱动。顶出机构2为多个，并且每个对准苗盘4的透水孔，即一个顶出机构对应一颗钵苗，进行顶出操作。

本发明提供的一种移栽机的自动供苗系统，通过苗盘传送机构将要顶出的钵苗传送至端部，并利用苗盘定位机构和顶出机构将钵苗从其根部与苗盘分离并顶出，不会损伤苗茎杆和苗叶，取代了人工取苗分苗的操作且能一次性顶出一排钵苗，效率高，准确率高，成本低，自动化程度高。

其中，所述苗盘驱动单元包括苗盘棘轮组1.1和用于驱动所述苗盘棘轮组1.1的苗盘棘轮组驱动单元1.2，所述苗盘棘轮组1.1驱动所述苗盘传送轮。具体的，苗盘棘轮组1.1可以与苗盘传送轮同轴转动或互相啮合。还包括制动器，用于是苗盘棘轮组1.1精确地转动，苗盘驱动单元1.2每工作一次，苗盘棘轮组1.1转动30°，转动到位后，制动器工作，使苗盘棘轮组1.1立刻停止，实现精确转动，使支撑部按照设定的水平位移量移动。所述苗盘驱动单元1.2为单杆气动缸，由于气动传动的方式动作速度相对较快，所以可以大大提高作业速度，从而提高移栽机的作业效率。根据实际需要可以选用其他驱动装置例如液压缸或电机等驱动装置。

其中，如图3和4所示，还包括钵苗传送机构6，所述钵苗传送机构设于所述苗盘定位机构5端部的下方，包括钵苗机架、设于所述钵苗机架的钵苗传送轮、张设于所述钵苗传送轮的钵苗传送带和驱动所述钵苗传送轮转动的钵苗驱动单元。具体的，钵苗传送机构6和苗盘传送机构1的结构类似。因为顶出机构2工作一次就会顶出一排钵苗，为了使顶出的钵苗一株一株的下落至出料口7，则设置一个钵苗传送机构6，使顶出的钵苗依次下落，防止多个钵苗同时下落导致堵塞出料口7。

其中，所述钵苗驱动单元包括钵苗棘轮组6.1和用于驱动所述钵苗棘轮组6.1的钵苗棘轮组驱动单元6.2，所述钵苗棘轮组6.1驱动所述钵苗传送轮。具体的，传送带为挡板传送带，防止钵苗从侧面掉落。如图4所述，出料口7设于钵苗传送机构6的出料口端。具体的，钵苗传送气缸6.2每工作一次，钵苗棘轮组6.1转动30°，使挡板传送带按照设定的水平位移量移动。所述钵苗传送气缸6.2为单杆气动缸，由于气动传动的方式动作速度相对较快，所以可以大大提高作业速度，从而提高移栽机的作业效率。根据实际需要可以选用其他驱动装置例如液压缸和电机等。

其中，所述支撑部为钢丝组。钢丝组编织成网状结构，随苗盘传送带一起运动，用于支撑、稳固并移动苗盘4。

其中，还包括控制器3和与所述控制器3电连接的若干传感器，所述传感器用于监测所述苗盘4是否传送到位和钵苗是否被顶出，所述控制器3控制所述顶出机构2的工作与停止。

如图5所示，本发明还公开一种移栽机的自动供苗方法，包括：

S1、将带有钵苗的苗盘放在苗盘传送机构的传送带上传送，苗盘运行到苗盘传送机构的端部时，被苗盘定位机构定位，当苗盘传送到位时，苗盘传送机构的传送带停止；

S2、启动顶出机构2将处于所述苗盘传送机构1的端部的钵苗从苗盘4顶出。

具体的，如图5所示，还包括人工模式。先进行系统初始化，操作人员按下按钮“人工模式”或“自动模式”。人工模式则根据操作人员按下的按钮进行运转，自动模式则进行一系列逻辑判断，进行操作。具体的，如图5所示，若按下“苗盘推进”按钮，则苗盘传送机构1输送苗盘4整体向前推进一格，若按下“顶苗”按钮，则顶出机构2将整排钵苗顶出；若按下“钵苗传送”按钮，则钵苗传送机构6把从顶出机构2顶出的钵苗输送至所述出料口7。

本发明提供的一种移栽机的自动供苗方法，苗盘传送机构输送苗盘至苗盘传送机构的端部，被苗盘定位机构定位，到位后，顶出机构将苗盘中的钵苗从底部顶出，不会损伤苗茎杆和苗叶，一次顶出一排钵苗，结构简单，效率高，准确率高，成本低，自动化程度高。

其中，还包括S3，钵苗传送机构6接收从所述苗盘4顶出的钵苗并输送依次排出，用于供苗，实现钵苗依次从出料口7落下，方便后续的覆土和镇压等操作，完成栽植。

其中，如图5所示，在所述顶出机构将处于所述苗盘传送机构边缘的钵苗顶出之前，还包括监测所述苗盘是否传送到位，控制器3控制苗盘传送机构1将所述苗盘4传送到位；在顶出机构将处于所述苗盘传送机构端部的钵苗顶出之后，还包括监测钵苗是否被顶出到位并落下，控制器3控制所述顶出机构2是否需要重复顶出。

具体的，还包括监测苗盘上是否有钵苗，再进行顶出。例如，若监测到苗盘4上存在至少一颗钵苗，顶出机构2就进行顶出操作；若苗盘4一整排都上不存在钵苗，则顶出机构2不进行顶出操作，苗盘传送机构1带动苗盘继续向前运动一格，以此类推。可以利用传感器，监测苗盘4上是否存在钵苗。

具体的，在顶出机构2下方设置若干传感器，可以监测到苗盘中是否有钵苗被顶出，在根据之前监测到的苗盘中是否存在钵苗的步骤，可以知道在顶出操作之前，该格苗盘中是否存在钵苗。若顶出操作之前存在且顶出之后依然存在钵苗，则进行重复顶出操作；否则，不进行重复顶出操作，苗盘传送机构带动苗盘继续向前运动一格，以此类推。

其中，如图5所示，还包括输送到所述出料口7的待落下钵苗是否小于等于三个，若是，则所述钵苗传送机构6将钵苗全部输送至所述出料口7；若不是，则停止钵苗传送机构6，等待钵苗从出料口7排出，钵苗传送机构6再进行工作。

本发明公开一种移栽机的自动供苗系统及方法，通过苗盘传送机构将要顶出的钵苗传送至端部，并利用苗盘定位机构和顶出机构将钵苗从其根部与苗盘分离并顶出，不会损伤苗茎杆和苗叶，还能保证钵苗土的完整，取代了人工取苗分苗的操作且能一次性顶出一排钵苗，结构简单，效率高，准确率高，成本低，自动化程度高。本发明可以切换手动和自动模式，手动模式用于有特殊需求或维修调试，自动功能可以实现各步动作的自动运行，减少了劳动强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。