一种旱地秧苗移栽装置及方法与流程

本发明属于农业机械技术领域，具体为一种旱地秧苗移栽装置及方法。

背景技术：

随着时代的发展，农业生产，尤其是种植业的发展正同机械制造业产生越来越紧密的融合，机器辅助农民进行高效生产的趋势越来越强。我国幅员辽阔，耕地面积广阔，占耕地中一大部分的菜地面积相当广阔，但在大部分地区，插种菜苗的工作大多是种植人员手工操作。种植人员手工插种效率低下，插苗深度不稳定，插苗距离不均匀，并且因为种植人员长期弯腰，腰部造成劳损，危害身体健康。

为此，现有技术通过使用旱地秧苗移栽装置解决上述问题。专利公开号为cn108370693a，公开日期2018.08.07，名称为一种农业用便于移栽秧苗设备的中国发明专利设计了一种手工移栽秧苗设备的解决方案；具体地该设备包括直筒、二号套环和扇形板，直筒上方设有投放口，直筒一侧固定连接支撑手柄，直筒另一侧设有提拉手柄，提拉手柄一端设有滑块，且滑块滑动连接在直筒表面的滑槽内部，直筒表面设有二号套环，直筒底端设有二号连接件，扇形板表面设有一号连接件，一号连接件与二号连接件转动连接，一号连接件一端通过二号拉杆与二号套环固定连接，但是此方案需要人进行辅助操作，并未完全达到自动的效果。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种旱地秧苗移栽装置及方法，结构简单紧凑、自动化高、稳定性好，可自行完成刨坑、送料、插苗和掩土的操作，插苗距离均匀，插苗深度稳定，有效的提高了生产效率，降低了劳动强度。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种旱地秧苗移栽装置，包括行走机构、底盘、驱动装置、传动机构、送料机构和刨插掩机构；

所述底盘的下方设置有行走机构，驱动装置固定在底盘上，驱动装置的输出端连接有传动机构的动力输入端，传动机构设置有第一动力输出端和第二动力输出端，驱动装置通过传动机构的动力输入端将动力传送至传动机构的两个动力输出端；

所述的刨插掩机构包括一号连杆和刨插掩结合头，刨插掩结合头包括筒和空心圆锥头，空心圆锥头的顶点处沿母线的方向分割呈若干能够开合的弧形板，若干个弧形板的上端与筒的下端铰接，空心圆锥头和筒连通设置，传动机构的第一动力输出端与筒的外壁铰接设置，一号连杆的一端与筒的外壁固定，一号连杆的另一端铰接在底盘上，传动机构的第一动力输出端带动刨插掩结合头上下往复运动；

所述的送料机构包括拨杆、载苗筐和曲柄摇杆机构，载苗筐固定在底盘的上方，载苗筐位于筒的上方，载苗筐设置有与外界连通的缺口，缺口位于筒开口处的正上方，缺口用于放置秧苗的根部，传动机构的第二动力输出端通过曲柄摇杆机构固定连接有拨杆，拨杆在传动机构的第二动力输出端的带动下做上下往复运动，拨杆用于将秧苗的根部从缺口处拨下。

优选的，所述的刨插掩结合头还包括套环、脚撑支座、压缩弹簧、拉杆、一号连接件和脚撑，筒为直筒，直筒的顶部和脚撑支座固定连接，脚撑支座的下端固定有不少于三个空心圆筒，空心圆筒设置在直筒的外侧，空心圆筒与脚撑支座的下端面垂直，脚撑插接在空心圆筒中，压缩弹簧设置在脚撑和脚撑支座之间，套环沿径向设置在直筒和脚撑之间，套环的内侧与直筒的外壁留有间隙，套环的外侧与脚撑焊接固定，空心圆锥头低于脚撑的末端设置，弧形板的外侧与直筒的结合处铰接有呈拐臂设置的一号连接件，拉杆的一端铰接在一号连接件的一端，一号连接件的另一端连接对应的弧形板，拉杆的另一端铰接在套环的外壁上，拉杆、一号连接件与弧形板一一对应设置。

进一步，所述的脚撑包括上脚撑和下脚撑，上脚撑的下端设有内螺纹孔，下脚撑上端设有外螺纹，上脚撑与下脚撑通过螺纹连接，压缩弹簧放置在上脚撑和脚撑支座之间，套环沿径向设置在直筒和上脚撑之间，套环的外侧与上脚撑固定设置，空心圆锥头低于下脚撑的末端设置。

优选的，当传动机构的第一动力输出端带动刨插掩结合头运动至刨插掩结合头轨迹的最高点时，第二动力输出端带动拨杆运动至拨杆轨迹的最低点。

优选的，所述的传动机构包括第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、第一同步带轮轴、第二同步带轮轴、第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板均垂直固定在底盘的上表面，第一侧板和第二侧板平行设置，驱动装置的输出端连接有第一同步带轮轴，第一同步带轮轴和第二同步带轮轴通过第一侧板和第二侧板上的轴孔均转动设置在第一侧板和第二侧板中，第一同步带轮轴和第二同步带轮轴均垂直于第一侧板和第二侧板的两侧设置，第一同步带轮轴上固定连接有第一同步带轮，第二同步带轮轴上固定连接有第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮上套接有同步带。

进一步，所述的刨插掩机构还包括二号连接件、曲柄和一号摇杆，曲柄的一端与第二同步带轮轴的一端铰接设置，曲柄的另一端与一号摇杆的一端铰接设置，筒的外壁上固定有二号连接件，一号摇杆的另一端与二号连接件铰接设置。

进一步，所述的曲柄摇杆机构包括转盘、二号摇杆、二号连杆和立式轴承，转盘固定在第二同步带轮轴的另一端，二号摇杆的一端铰接在转盘中，二号摇杆的另一端与二号连杆的一端铰接设置，二号连杆的另一端通过固定在第一侧板上的立式轴承与拨杆固定连接。

进一步，所述的曲柄摇杆机构还包括轴承支座，轴承支座固定在第一侧板中，立式轴承固定在轴承支座中。

进一步，所述的驱动装置包括第一电机、联轴器和电源，第一电机固定在第一侧板的一侧，第一电机的输出轴通过联轴器与第一同步带轮轴的一端连接，电源与第一电机连接。

一种旱地秧苗移栽方法，基于上述任意一项所述的旱地秧苗移栽装置，包括以下步骤，

步骤1，行走机构带动该装置运动，使空心圆锥头置于待移栽的位置；

步骤2，启动驱动装置，驱动装置将动力传送至传动机构的第一动力输出端和第二动力输出端；

传动机构的第一动力输出端通过筒和一号连杆带动空心圆锥头向下运动，空心圆锥头完成刨坑动作；

传动机构的第二动力输出端通过曲柄摇杆机构，带动拨杆向下运动，拨杆将放置在载苗筐缺口处的秧苗根部拨下，秧苗从载苗筐掉入刨插掩结合头中；

步骤3，弧形板张开，秧苗掉入步骤2刨好的坑中，弧形板闭合，弧形板内的土送回步骤2刨的坑中；

步骤4，重复步骤1-步骤3，连续对秧苗进行移栽。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的旱地秧苗移栽装置，底盘下方设置的行走机构可使整个装置运动，驱动装置的输出端连接传动机构的动力输入端，可为传动机构提供动力；传动机构的第一动力输出端与筒的外壁铰接设置，一号连杆的一端与筒的外壁固定，另一端铰接在底盘上，可将动能传递给刨插掩结合头，再结合一号连杆可使刨插掩结合头有固定的运动轨迹，进行上下运动；载苗筐固定在筒的上方，这样载苗筐的缺口才能位于筒开口的正上方，在缺口处放置秧苗的根部，传动机构的第二动力输出端能使拨杆将秧苗的根部从缺口处拨下；空心圆锥头可完成刨坑功能，当弧形板张开时秧苗的根部掉入坑中，当弧形板闭合时弧形板中的土送回坑中，这样便完成了刨坑、送料、插苗和掩土的操作；可自行进行秧苗的移栽，避免了劳动人员手动移栽秧苗，减轻了劳动强度；由于行走机构能保持速度稳定且较快，故插苗的间距均匀一致，提高了工作效率。

进一步的，上脚撑与下脚撑通过螺纹连接，通过旋转下脚撑可使下脚撑底部相对于弧形板底部的位置发生改变，进而可以根据需要改变刨坑深度，可保证刨坑深度稳定一致。

进一步的，当传动机构的第一动力输出端带动刨插掩结合头运动至刨插掩结合头轨迹的最高点时，第二动力输出端带动拨杆运动至拨杆轨迹的最低点，可以节省送料时间，提高本发明装置的工作效率。

本发明的移栽方法，行走机构带动该装置运动，使空心圆锥头置于待移栽的位置，完成了刨坑的准备工作；启动驱动装置后，驱动装置可将动力传送至传动机构的第一动力输出端和第二动力输出端，传动机构的第一动力输出端通过筒和一号连杆带动空心圆锥头向下运动，空心圆锥头在地面上可刨出一个坑，与此同时，传动机构的第二动力输出端通过曲柄摇杆机构，带动拨杆向下运动，拨杆可将放置在载苗筐缺口处的秧苗根部拨下，此时秧苗从载苗筐掉入到刨插掩结合头中；弧形板张开时，秧苗便可掉入刨好的坑中，然后弧形板闭合，弧形板将土送回坑中，重复操作，连续对秧苗进行移栽，完成秧苗移栽工作；本发明的移栽方法可使旱地秧苗移栽装置自行进行秧苗的移栽，避免了劳动人员手动移栽秧苗，减轻了劳动强度；由于行走机构能保持速度稳定且较快，故插苗的间距均匀一致，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明所述装置的整体示意图。

图2为图1中除去履带式行走机构后的左视图。

图3为图1中除去履带式行走机构后的右视图。

图4为行走机构的内部结构示意图。

图5为行走机构的张紧结构示意图。

图6为刨插掩结合头的局部剖面示意图。

图中：行走机构1，底盘2，链板3，第一电机4，主动链轮5，链条6，后轴承座7，轮轴8，u形槽9，轮毂10，顶丝11，连接轴12，第二电机13，电机支座14，联轴器15，导线16，电源17，第一同步带轮18，第二同步带轮19，同步带20，第一同步带轮轴21，第二同步带轮轴22，第一侧板23，第二侧板24，曲柄25，一号摇杆26，一号连杆27，拨杆28，载苗筐29，转盘30，二号摇杆31，二号连杆32，立式轴承33，轴承支座34，筒35，套环36，脚撑支座37，上脚撑38，下脚撑39，压缩弹簧40，拉杆41，弧形板42，一号连接件43，二号连接件44，三号连接件45，从动链轮46。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种旱地秧苗移栽装置，如图1、图2和图3所示，包括行走机构1、底盘2、驱动装置、传动机构、送料机构和刨插掩机构；

所述底盘2的下方设置有行走机构1，驱动装置固定在底盘2上，驱动装置的输出端连接有传动机构的动力输入端，传动机构设置有第一动力输出端和第二动力输出端，驱动装置通过传动机构的动力输入端将动力传送至传动机构的两个动力输出端；

所述的刨插掩机构包括一号连杆27和刨插掩结合头，刨插掩结合头包括筒35和空心圆锥头，空心圆锥头的顶点处沿母线的方向分割呈若干能够开合的弧形板42，若干个弧形板42的上端与筒35的下端固定铰接，空心圆锥头和筒35连通设置，传动机构的第一动力输出端与筒35的外壁铰接设置，一号连杆27的一端与筒35的外壁固定，一号连杆27的另一端铰接在底盘2上，其中三号连接件45固定在筒35的外壁上，一号连杆27的一端通过三号连接件45与筒35的外壁固定，传动机构的第一动力输出端带动刨插掩结合头上下往复运动；

所述的送料机构包括拨杆28、载苗筐29和曲柄摇杆机构，载苗筐29固定在底盘2上，载苗筐29位于筒35的上方，载苗筐29设置有与外界连通的缺口，缺口位于筒35开口处的正上方，缺口用于放置秧苗的根部，传动机构的第二动力输出端通过曲柄摇杆机构固定连接有拨杆28，拨杆28在传动机构的第二动力输出端的带动下做上下往复运动，拨杆28用于将秧苗的根部从缺口处拨下。

在优选方案中，驱动装置包括第一电机4、电机支座14、联轴器15、导线16和电源17，第一电机4为减速电机，电机支座14固定连接在底盘2上，减速电机固定在第一侧板23的一侧，减速电机与电机支座14固定连接，减速电机的输出轴与联轴器15固定连接，减速电机和双输出轴减速电机通过导线16与电源17连接。

具体地，行走机构1为履带式行走机构，该机构为直行机构，包括链板3、第二电机13，主动链轮5、从动链轮46、链条6、后轴承座7、轮轴8、u形槽9、轮毂10、顶丝11和连接轴12，其中第二电机13为双输出轴减速电机；如图4所示，轮毂10的一端内固定有双输出轴减速电机，双输出轴减速电机两端的输出轴伸出轮毂10两侧设置后与两个主动链轮5固定连接，轮毂10的另一端内转动设置有轮轴8，轮轴8两端伸出轮毂10两侧后与两个从动链轮46固定连接，位于同一侧的主动链轮5与从动链轮46上套接有链条6，链板3固定在链条6上；进一步而言，链板3垂直于链条6的切线方向，多个链板3形成滚筒状结构，并且链板3为圆形板的四分之一结构，链条6依次穿过其上的各个链板3设置，四个链板3形成一个圆板结构。

在连接时，链板3的直角位置角落处设置有一个缺口，链条6依次穿过各个链板3的缺口，两个链条6上的链板3对称分布，相对称的两个链板3形成二分之一圆板结构。双输出轴减速电机运转，带动两个主动链轮5同时转动，进而带动两个链条6运转，带动两个从动链轮46转动，从而实现直行；双输出轴减速电机满足了速度输出的动平衡，在行进过程中较平稳，摩擦阻力较小。

为了避免行进过程中的卡顿现象，在轮毂10内部设置有与链条6配合的张紧装置，如图5所示，即同轴设置在轮毂10一端外部的u形槽9，u形槽9位于轮毂10和从动链轮46之间，u形槽9的端部设置有顶丝11，u形槽9能够相对于轮毂10沿其轴线方向移动，轮轴8两端分别伸出u形槽9两侧，分别连接两个从动链轮46，u形槽9端部设置有顶丝11，通过调整顶丝11使得u形槽9相对于轮毂10沿其轴线运动，从而达到对链条6张紧的目的。

为了减少轮轴8转动过程中的摩擦力，u形槽9内部两侧壁上均设置有一个后轴承座7，轮轴8穿过两个后轴承座7，两个后轴承座7分别安装在轮毂10的内侧，后轴承座7上安装有轴承，后轴承座7通过螺钉安装在与u形槽9上，轮毂10的两端均设置有连接轴12，连接轴12一端伸出行走机构1，分别连接双输出轴减速电机和底盘2。

如图6所示，刨插掩结合头还包括套环36、脚撑支座37、压缩弹簧40、拉杆41、一号连接件43和脚撑，筒35为直筒，直筒的顶部和脚撑支座37固定连接，脚撑支座37的下端固定有不少于三个空心圆筒，空心圆筒设置在直筒的外侧，空心圆筒与脚撑支座37的下端面垂直，脚撑插接在空心圆筒中，压缩弹簧40设置在脚撑和脚撑支座37之间，套环36沿径向设置在直筒和脚撑之间，套环36的内侧与直筒的外壁留有间隙，套环36的外侧与脚撑焊接固定，空心圆锥头低于脚撑的末端设置，弧形板42的外侧与直筒的结合处铰接有呈拐臂设置的一号连接件43，拉杆41的一端铰接在一号连接件43的一端，一号连接件43的另一端连接对应的弧形板42，拉杆41的另一端铰接在套环36的外壁上，拉杆41、一号连接件43与弧形板42一一对应设置。套环36可沿着直筒表面上下移动，当套环36向上移动时，其带动拉杆41通过一号连接件43将弧形板42打开，当套环36向下移动时，其带动拉杆41通过一号连接件43将弧形板42闭合。

脚撑包括上脚撑38和下脚撑39，上脚撑38的下端设有内螺纹孔，下脚撑39上端设有外螺纹，上脚撑38与下脚撑39通过螺纹连接，压缩弹簧40放置在上脚撑38和脚撑支座37之间，套环36沿径向设置在直筒和上脚撑38之间，套环36的外侧与上脚撑38固定设置，空心圆锥头低于下脚撑39的末端设置。这样可以转动下脚撑39可以改变螺纹配合部分的长短，进而改变下脚撑39底部与弧形板42底部的垂直距离，进而可以改变刨坑的深度。需要注意，三个脚撑的长度需要一致，以保证同时接触地面。

传动机构包括第一同步带轮18、第二同步带轮19、同步带20、第一同步带轮轴21、第二同步带轮轴22、第一侧板23和第二侧板24；第一侧板23和第二侧板24均垂直固定在底盘2的上表面，第一侧板23和第二侧板24平行设置，驱动装置的输出端连接有第一同步带轮轴21，第一同步带轮轴21和第二同步带轮轴22通过第一侧板23和第二侧板24上的轴孔均转动设置在第一侧板23和第二侧板24中，第一同步带轮轴21和第二同步带轮轴22均垂直于第一侧板23和第二侧板24的两侧设置，第一同步带轮轴21上固定连接有第一同步带轮18，第二同步带轮轴22上固定连接有第二同步带轮19，第一同步带轮18和第二同步带轮19上套接有同步带20。

刨插掩机构还包括二号连接件44、曲柄25和一号摇杆26，曲柄25的一端与第二同步带轮轴22的一端铰接设置，曲柄25的另一端与一号摇杆26的一端铰接设置，筒35的外壁上固定有二号连接件44，一号摇杆26的另一端与二号连接件44铰接设置。

曲柄摇杆机构包括转盘30、二号摇杆31、二号连杆32和立式轴承33，转盘30固定在第二同步带轮轴22的另一端，二号摇杆31的一端铰接在转盘30中，二号摇杆31的另一端与二号连杆32的一端铰接设置，二号连杆32的另一端通过固定在第一侧板23上的立式轴承33与拨杆28固定连接；曲柄摇杆机构还包括轴承支座34，轴承支座34固定在第一侧板23中，立式轴承33固定在轴承支座34中。在摆放秧苗的时候，秧苗的根部应置于所述载苗筐29的缺口处，拨杆28拨下秧苗时，可将秧苗从水平状态变为根部朝下的竖直状态掉入直筒中。当刨插掩结合头从下到上运动时，拨杆28从上到下将秧苗拨下；当刨插掩结合头从上到下运动完成功能时，拨杆28从下到上完成回复。传动机构将一部分动力通过第二同步带轮轴22传递给转盘30，带动转盘30绕第二同步带轮轴22进行转动，转盘30旋转进而带动二号摇杆31运动，二号摇杆31的另一端与二号连杆32转动连接，二号连杆32带动拨杆28做上下往复运动。

本发明一种旱地秧苗移栽装置，一个传动机构、一个送料机构和一个刨插掩机构组成一组秧苗移栽单元，底盘2上总共有两组秧苗移栽单元，电源17通过导线16同时与两组秧苗移栽单元连接。

本发明旱地秧苗移栽装置的移栽方法包括如下步骤，

步骤1，秧苗移栽前，在载苗筐29中摆放好需要移栽的秧苗，将秧苗的根部放置在载苗筐29有缺口的一端，以确保送料机构中的拨杆28从上至下拨下秧苗时，可将秧苗从水平状态变为根部朝下的竖直状态掉入直筒中。根据需要刨坑的深度，转动下脚撑39，调整弧形板42底部到下脚撑39底部的距离，保证三个脚撑长度相等；

控制履带式行走机构带动该装置运动，使空心圆锥头置于待移栽的位置；

步骤2，启动驱动装置，驱动装置将动力传送至传动机构的第一动力输出端和第二动力输出端；传动机构的第一动力输出端通过筒35和一号连杆27带动空心圆锥头向下运动，空心圆锥头完成刨坑动作；传动机构的第二动力输出端通过曲柄摇杆机构，带动拨杆28向下运动，拨杆28将放置在载苗筐29缺口处的秧苗根部拨下，秧苗从载苗筐29掉入刨插掩结合头中；

秧苗移栽时，由履带式行走机构中的两个双输出轴减速电机控制机构行进方向，当两个双输出轴减速电机同时正转时，履带式行走机构将向前匀速运动；当一侧双输出轴减速电机正转，另一侧双输出轴减速电机反转时，履带式行走机构将朝反转的电机一侧转向，从而实现履带式行走机构原地转向的控制；当一侧双输出轴减速电机停止工作，另一侧双输出轴减速电机正转时，履带式行走机构将朝停转的电机一侧转向，从而实现履带式行走机构在行进中的左右转向控制；

减速电机为传动机构输入动力，通过第二同步带轮轴22带动刨插掩机构和送料机构运动，当送料机构的拨杆28将秧苗拨下去时，刨插掩机构运送至其整个运动轨迹的最上方，使秧苗落入刨插掩结合头；第二同步带轮轴22带动刨插掩结合头向下移动时，闭合的弧形板42首先接触地面，刨出一个锥形坑，完成刨坑功能，刨插掩结合头再向下移动一段距离后，下脚撑39与地面接触，上脚撑38在下脚撑39给的反力作用下挤压空心圆筒内的压缩弹簧40，并带动套环36相对直筒向上移动将弧形板42打开，使秧苗掉入刨好的锥形坑中，完成插苗功能；之后刨插掩结合头向上移动，下脚撑39离开地面，空心圆筒内的压缩弹簧40复位使套环36相对直筒向下移动，进而将弧形板42闭合，此时被推开的泥土对秧苗根部进行掩埋，这样完成了刨坑、插苗和掩土的功能，即完成一次移栽；

步骤3，履带式行走机构不断运动，驱动装置通过传动机构带动送料机构和刨插掩结合头循环运动，完成对秧苗的移栽工作。

刨插掩结合头的上下往复运动通过曲柄25和一号摇杆26来实现，一号摇杆26摆回速度比摆去速度快的性质，称为急回特性，这在该秧苗移栽装置中利用曲柄摇杆机构的急回特性可以大幅度提高插苗作业的效率，减少在非作业阶段花费的时间。

本发明未做详细说明的部分属于本领域技术人员的公知常识，通过上述的解释说明，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改，这些都在本发明权利要求书的保护范围之内。