本发明涉及一种全自动穴盘苗移栽机取苗选苗补苗投苗装置，属于农业机械技术领域。
背景技术
中国是农业大国，蔬菜种植面积达到3亿多亩，年产量超过7亿吨，人均占有量500多公斤，均居世界第一位。随着市场需求量的不断增大，育苗技术的发展以及劳动成本的上升，极大促进了全自动移栽机械的发展。目前，全自动的穴盘苗移栽机在国外已经产业化应用，一些蔬菜、花卉公司或种植基地从国外引进了性能先进的穴盘苗移栽机，但存在成本高、不适合国内种植模式及售后服务不方便等问题。国内对穴盘育苗技术的研究时间不长，落后于国外成熟的技术体系。目前，国内对人工喂苗的半自动穴盘苗移栽机的应用比较多，但对适用于大田作业的、不需手工取苗投苗的穴盘苗全自动移栽机械的应用比较少。国内农作物移栽多为人工移栽，或需人工取喂苗的半自动移栽机，半自动移栽机工人劳动强度大、效率低、成本高，不适合设施农业的移栽作业。
穴盘苗在培育、运输、移栽过程中会出现幼苗发育不良、病苗、死苗现象，在全自动移栽过程中会出现取苗失败的情况。如果移栽机在移栽过程中不进行弱苗、病苗、死苗和空苗检测及补苗，会造成很大经济损失。因此，全自动移栽机在移栽过程中进行死苗和空苗的监测、死苗剔除和进行补苗非常有必要。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种全自动穴盘苗移栽机取苗选苗补苗投苗装置，实现全自动取苗、幼苗监测及异常苗剔除、送苗补苗投苗。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种全自动移栽机自动取苗选苗补苗投苗装置，包括自动取苗机构，该自动取苗机构包括送盘底板8，所述装置进一步包括送苗补苗投苗机构和幼苗监测及异常苗剔除机构；
所述自动取苗机构将多排多列的矩阵式穴盘10中的一整排穴盘苗顶落到送苗补苗投苗机构；
所述送苗补苗投苗机构包括输送带从动辊1、输送带主动辊11、输送带12、输送带驱动电机15和输送底板31；
所述输送底板31与送盘底板8位于同一平面内，布置于送盘底板8的下方；所述输送带从动辊1和输送带主动辊11分别垂直地设置在输送底板31前端面的两端，其中一端为投苗端，该投苗端的正下方设置有投苗口；外表面设置有输送仓的输送带12套设在输送带从动辊1和输送带主动辊11之间，其中，位于上方的为上层带；输送带12的输送仓与输送底板31垂直，且输送带12上层带上的输送仓与穴盘10的苗穴相对应，并间歇式运动将从自动取苗机构接到的穴盘苗向输送底板31的投苗端输送；
固接在输送底板31后端面的输送带驱动电机15的动力输出轴与输送带主动辊11的辊轴连接，间歇式驱动输送带主动辊11转动，使得输送带12每个运动周期移动一个输送仓宽度；
所述幼苗监测及异常苗剔除机构包括相机5、踢苗板3、剔除气缸4和弃苗收集篮13；
所述相机5位于输送底板31的投苗端与邻近所述投苗端的自动取苗机构一侧之间的输送带12的上层带的正上方；
在所述相机5与输送底板31的投苗端之间的输送底板31上，设置有与输送带12上层带的输送仓相对应的剔除气缸4，剔除气缸4的活塞杆端设有踢苗板3，弃苗收集篮13与剔除气缸4相对应地设置在输送带12前方。
所述输送带12上的输送仓为半圆筒状。
在所述输送底板31的投苗端的输送带12的外侧设有投苗挡板2，所述投苗挡板2为一弧形板，与输送带主动辊11具有相同的圆心。
一种全自动移栽机自动取苗选苗补苗投苗装置，包括自动取苗机构，该自动取苗机构包括送盘底板8，所述装置进一步包括送苗补苗投苗机构和幼苗监测及异常苗剔除机构；
所述自动取苗机构将多排多列的矩阵式穴盘10中的一整排穴盘苗顶落到送苗补苗投苗机构；
所述送苗补苗投苗机构包括输送带从动辊1、输送带主动辊11、输送带12、输送带驱动电机15和输送底板31；
所述输送底板31与送盘底板8位于同一平面内，布置于送盘底板8的下方；所述输送带从动辊1和输送带主动辊11分别垂直地设置在输送底板31前端面的两端，其中一端为投苗端，该投苗端的正下方设置有投苗口；外表面设置有输送仓的输送带12套设在输送带从动辊1和输送带主动辊11之间，其中，位于上方的为上层带；输送带12的输送仓与输送底板31垂直，且输送带12上层带上的输送仓与穴盘10的苗穴相对应，并间歇式运动将从自动取苗机构接到的穴盘苗向输送底板31的投苗端输送；
固接在输送底板31后端面的输送带驱动电机15的动力输出轴与输送带主动辊11的辊轴连接，间歇式驱动输送带主动辊11转动，使得输送带12每个运动周期移动一个输送仓宽度；
所述幼苗监测及异常苗剔除机构包括光电传感器29、踢苗板3、剔除气缸4和弃苗收集篮13；
输送带12上的每一个输送仓设置有一检测孔28，光电传感器29位于输送底板31的投苗端与邻近所述投苗端的自动取苗机构一侧之间的输送带12的上层带的正下方，与输送带12的上层带的检测孔28相对应；
在所述光电传感器29与输送底板31的投苗端之间的输送底板31上，设有与输送带12上层带的输送仓相对应的剔除气缸4，剔除气缸4的活塞杆端设有踢苗板3，弃苗收集篮13与剔除气缸4相对应地设置在输送带12前方。
所述输送带12上的输送仓为半圆筒状。
在所述输送底板31的投苗端的输送带12的外侧设有投苗挡板2，所述投苗挡板2为一弧形板，与输送带主动辊11具有相同的圆心。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明取苗效率高，能使穴盘苗与穴盘有效分离，利用顶杆直接将整排的穴盘苗从穴盘中顶入到输送带的半圆筒状的格子中，实现快速取苗，通过改变气缸的推出速度来调节穴盘苗被顶入到输送带的最佳位置，利用带有拨杆的链条来拨动穴盘向前滑动，苗盘导向架、压盘架控制穴盘在静止或滑动过程中的位置和姿态；在输送带上设置了半圆筒状的输送仓，既可使相邻两棵苗不发生干涉，也有利于将苗向前输送和异常苗的剔除。
2、本发明能实时监测出病苗、弱苗、死苗、钵体不完整等情况，智能化程度高，设有幼苗监测及异常苗剔除装置，幼苗监测装置对输送带上的幼苗进行实时监测，若监测出病苗、弱苗、死苗、钵体不完整等异常情况，异常苗剔除机构将异常苗从输送带踢到异常苗收集篮中。
3、本发明能进行补苗功能，可有效避免漏苗。
4、本发明能自动投苗，自动化程度高，设有投苗挡板，在输送带向下输送穴盘苗的过程中，穴盘苗不会因自动而跌落，在投苗口处，穴盘苗在没有投苗挡板的支撑下，利用自身重力进行投苗。
5、本发明能移栽多种作物的穴盘苗，适应能力强。
附图说明
图1为本发明全自动移栽机自动取苗选苗补苗投苗装置的结构示意图；
图2为本发明全自动移栽机自动取苗选苗补苗投苗装置的后视图；
图3为幼苗监测及异常苗剔除机构的俯视图；
图4为本发明另一实施例采用光电传感器29监测穴盘苗的示意图；
图5为本发明异常苗剔除、补苗状态示意图。
其中的附图标记为：
1输送带从动辊2投苗挡板
3踢苗板4剔除气缸
5相机6轴承座
7苗盘导向架8送盘底板
9压盘架10穴盘
11输送带主动辊12输送带
13弃苗收集篮14机架
15输送带驱动电机16主动轴
17从动轴18从动链轮
19链条20送盘驱动电机
21主动链轮22导轨
23顶苗气缸24顶杆
25顶杆支架26异常苗
27空转运仓28检测孔
29光电传感器30拨杆
31输送底板
图1中的箭头方向为输送带12的运动方向
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
如图1和图2所示，一种全自动移栽机自动取苗选苗补苗投苗装置，包括自动取苗机构、送苗补苗投苗机构和幼苗监测及异常苗剔除机构。
所述自动取苗机构将多排多列的矩阵式穴盘10中的一整排穴盘苗顶落到送苗补苗投苗机构。该自动取苗机构包括送盘底板8、机架14、主动轴16、从动轴17、从动链轮18、链条19、送盘驱动电机20、主动链轮21、导轨22、顶苗气缸23、顶杆24、顶杆支架25和拨杆30。
所述主动轴16和从动轴17分别安装在送盘底板8后侧的上部和下部，并分别通过轴承座6与机架14转动连接，使得苗盘底板8由后方向前方被向下倾斜地设置。所述送盘底板8下边缘的下方为顶苗位置。
所述主动轴16上设置有一对主动链轮21，所述从动轴17上设置有一对从动链轮18；链条19套设在主动链轮21和从动链轮18之间，且链条19的上层链位于送盘底板8的上表面的上方。
多个拨杆30等间距地设置在链条19上。
相邻的拨杆30之间的距离等于穴盘10的苗穴排长度，使得每个拨杆30位于放置在送盘底板8上的穴盘10的苗穴排间隔内。
所述送盘驱动电机20的动力输出轴与主动轴16连接，间歇式驱动主动轴16转动，使得链条19每个运动周期移动一个穴盘10的苗穴排长度；穴盘10在拨杆30的拨动作用下间歇式移动。
一对导轨22的一端与送盘底板8的下表面垂直固接，另一端固接在机架14上。水平设置的顶杆支架25自由滑动地套设在两个导轨22上。所述顶杆支架25的前端面上、沿顶杆支架25的长度方向等间距的固接有多个垂直于送盘底板8的顶杆24。平行于导轨22的顶苗气缸23的气缸端连接在机架14上，顶苗气缸23的活塞杆端与顶杆支架25的后端面连接。
所述顶杆24的数量与穴盘10的苗穴列数相等，每一个顶杆24对应一个穴盘10的苗穴；所述顶杆24在顶苗气缸23的活塞杆推动作用下，从送盘底板8下边缘的下方，垂直于送盘底板8向上伸出，将一整排移动到顶苗位置的穴盘苗从穴盘10的苗穴中顶出。
所述送盘底板8的上表面，沿送盘底板8的长度方向设置有多个苗盘导向架7，用于在送苗过程中，使穴盘10保持稳定的送苗姿态。所送盘底板8的上表面下部设置有用于将穴盘10压紧在送盘底板8上的压盘架9。
所述送苗补苗投苗机构包括输送带从动辊1、投苗挡板2、输送带主动辊11、输送带12、输送带驱动电机15和输送底板31。
所述输送底板31与送盘底板8位于同一平面内，布置于送盘底板8的下方。所述输送带从动辊1和输送带主动辊11分别垂直地设置在输送底板31前端面的两端，其中一端为投苗端，该投苗端的正下方设置有投苗口。外表面设置有输送仓的输送带12套设在输送带从动辊1和输送带主动辊11之间，其中，位于上方的为上层带，位于下方的为下层带；输送带12的输送仓与输送底板31垂直，且输送带12上层带上的输送仓与穴盘10的苗穴相对应，并间歇式运动将从自动取苗机构接到的穴盘苗向输送底板31的投苗端输送。
固接在输送底板31后端面的输送带驱动电机15的动力输出轴与输送带主动辊11的辊轴连接，间歇式驱动输送带主动辊11转动，使得输送带12每个运动周期移动一个输送仓宽度。
所述投苗挡板2设置在输送底板31的投苗端的输送带12的外侧，保证穴盘苗准确落入投苗口。所述投苗挡板2为一弧形板，与输送带主动辊11具有相同的圆心。
优选地，输送带12上的输送仓为半圆筒状。
如图3所示，所述幼苗监测及异常苗剔除机构包括相机5、踢苗板3、剔除气缸4和弃苗收集篮13。
所述相机5位于输送底板31的投苗端与邻近所述投苗端的自动取苗机构一侧之间的输送带12的上层带的正上方。
在所述相机5与输送底板31的投苗端之间的输送底板31上，设置有与输送带12上层带的输送仓相对应的剔除气缸4，剔除气缸4的活塞杆端设有踢苗板3，用于将相机5监测到的异常苗26从输送仓中剔除，剔除掉的异常苗26落入设置在输送带12前方的弃苗收集篮13中。
所述异常苗26包括病、弱、死、钵体不完整等异常情况的穴盘苗。
如图4所示，为降低设备成本和简化系统，本发明的另一个实施例采用光电传感器29代替相机5监测穴盘苗。输送带12上的每一个输送仓设置有一检测孔28，光电传感器29安装在剔除气缸4与邻近输送底板31的投苗端的自动取苗机构一侧之间的输送带12的上层带的正下方，与输送带12的上层带的检测孔28相对应。
本发明的工作过程如下：
移栽工人将穴盘10放置在送盘底板8上，使拨杆30位于穴盘10的苗穴排间隔内。送盘驱动电机20启动，穴盘10由设置在链条19上的拨杆30驱动，穴盘10在压盘架9的辅助下沿着穴盘导向板7向下间歇移动。当穴盘10的第一排穴盘苗移动到顶苗位置时，送盘驱动电机20停止。安装在顶杆支架25上的顶杆24在顶苗气缸23的推动下，从送盘底板8下边缘的下方、垂直于送盘底板8向斜上方顶出，将一整排移动到顶苗位置的穴盘苗从穴盘10的苗穴中顶出并落入输送带12的转运仓中，随后顶苗气缸23的活塞杆收缩，完成一次取苗，此时，送盘驱动电机20启动，穴盘10由链条19上的拨杆30驱动，将下一排穴盘苗送入取苗位置，当输送带12与穴盘10对应的转运仓全为空转运仓27时，进行下一次取苗。
如图5所示，由输送带驱动电机15驱动的输送带12通过转运仓带动穴盘苗向投苗端间歇移动，当穴盘苗经过相机5的下方时，相机5拍摄若干穴盘苗图像，再由图像处理系统进行分析处理，若监测出异常苗26时，则当异常苗26经过异常苗剔除位置时，剔除气缸4的活塞杆推动踢苗板3将异常苗26从输送带12的转运仓踢入到弃苗收集篮13中，随后剔除气缸4的活塞杆收回，完成对异常苗26的剔除。
当空转运仓27到投苗端的达投苗口的前一个位置时，输送带12的转动时间增加一倍或转动速度提高一倍，将空转运仓27的后一个转运仓中的穴盘苗送入投苗口，完成对空转运仓27的补苗。
输送带12通过转运仓将穴盘苗送到投苗端时，在投苗挡板2的支撑下实现穴盘苗输送的转向送入投苗口，穴盘苗自由下落到栽植装置中，实现投苗。