一种自动夹取苗移栽装置

1.本发明属于农业机械移栽机具技术领域，具体涉及一种自动夹取苗移栽装置。


背景技术：

2.秧苗移栽作为一种种植手段，已经在农业方面得到广泛应用，其移栽方法有手工移栽，也有利用移栽机的方式进行移栽。目前，比较成熟的移栽机是插秧机，根据其结构形式和特点，其栽种的行距、株距较大，适合于水田的水稻秧苗移栽。国内的众多移栽机中，大都是半自动化形式的移栽机，其需人工取苗、投苗，大大降低了栽植效率，这对栽植行距和株距较大的蔬菜移栽可满足栽植效率要求，虽有专利号为201710535794.5的专利公开了一种全自动穴盘苗移栽机，其适合于穴盘苗的移栽，其株距行距大，栽种效率低，不适宜密植满栽的场合。而对于麦冬这类药用农作物的种植要求和农艺要求，为了提高其产量，需要在移栽时达到一定的密植度，其行距株距需要达到6-8cm，这给移栽机的研发带来相当的技术难度。
3.专利号为zl202120819124.8的专利公开了一种麦冬密植满栽装置，可以实现麦冬的密植满栽，但其取苗叉还未实现对秧苗的可靠夹取动作，推苗机构的动作是靠曲柄机构转动过程中的位置变化来实现，即通过推苗滚轮顶推苗杆移动实现推苗，推苗滚轮和推苗杆从开始接触到脱开接触的时间即为推苗时间，该时间内曲柄机构需要回转一定的角度，故而该推苗动作的持续时间较长，不一定能保证将秧苗推到准确的位置。专利号为zl202120815838.1的专利公开了一种密植移栽机，其可以实现对麦冬等类型秧苗的密植满栽，其取苗时也是通过取苗针来叉取秧苗，在下行栽植过程中，麦冬苗可能会产生脱落的情形。且对只有一根主干茎类型的蔬菜类秧苗，其在叉取过程中，由于主干茎的直径大小不同，而取苗叉的宽度是固定不变的，取苗时容易损坏蔬菜秧苗。
4.因此，设计一种能适应多种类型秧苗、可靠地夹取秧苗、保证在下行栽植入土过程中秧苗不脱落、并快速准确地推苗到准确位置的移栽装置具有重要的现实意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种自动夹取苗移栽装置，用于解决秧苗在移栽过程中的自动夹取苗、保证在下行栽植入土过程中秧苗不脱落、并快速准确地推苗到准确位置问题。
6.本发明采用如下技术方案：一种自动夹取苗移栽装置，包括机架、侧板、曲柄摇杆机构、凸轮推苗机构、取苗夹。所述机架两边都安装有侧板，左右两侧板上各安装一套曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构的曲柄、摇杆安装于侧板上，其特征是：在曲柄摇杆机构上安装有凸轮推苗机构，所述凸轮推苗机构由齿轮一、齿轮二、凸轮、转轴、滚轮、连接座、横向拉板构成，其中齿轮一安装于曲柄与连杆的铰接处，且齿轮一与曲柄固定连接为一个整体并与齿轮二相互啮合，齿轮一和齿轮二的传动比为1:1，齿轮二通过转轴安装于连杆中间部位，转轴的另一端安装有凸轮，齿轮二带动凸轮一起转动。在凸轮的内侧设有滚轮，凸轮转动时带动滚轮沿凸轮半径方向移动，横向拉板安装在连杆的拉板滑槽中，滚轮通过连接座
带动横向拉板沿拉板滑槽方向来回滑动，所述横向拉板与取苗夹的拉杆相连。
7.进一步的，所述取苗夹安装固定于取苗夹安装板上，取苗夹安装板安装于连杆的前端，随着曲柄的转动，取苗夹实现取苗、夹苗和推苗的栽植动作。
8.进一步的，所述取苗夹包括苗夹支架、拉杆、压簧、活动夹、固定夹、拨苗针、推苗块、扭簧和销钉，其特征是：苗夹支架上设有拉杆和固定夹，拉杆一端连有推苗块，拉杆中间设有压簧，拉杆在横向拉板和压簧的作用下来回移动，从而带动推苗块实现推苗动作。
9.进一步的，所述推苗块上设有苗夹滑槽和头部拨杆，进一步的，所述拨苗针形状为拨苗针头部长，拨苗针尾部短，中间设有拨苗针转轴，进一步的，所述固定夹上安装有活动夹和拨苗针，所述活动夹通过销钉和扭簧与固定夹相连。
10.所述活动夹的尾部设有尾部斜面，固定夹和活动夹形成的夹子设置于推苗块上的苗夹滑槽中，推苗块来回滑动时，可通过扭簧和苗夹滑槽的相互配合实现夹子的夹紧和张开。
11.其工作原理是：电机通过传动轴、链条将动力传给安装于两侧板上的曲柄，两曲柄同时转动且转动相位相同。连杆一端连接摇杆，另一端安装有取苗夹安装板，在取苗夹安装板上安装有取苗夹，连杆在曲柄摇杆的作用下实现连续的栽植动作。在曲柄回转过程中，通过安装于曲柄上的齿轮一带动齿轮二转动，齿轮二通过安装于连杆上的转轴带动凸轮旋转。横向拉板安装于连杆前端的拉板滑槽内，凸轮通过滚轮、连接座带动横向拉板沿拉板滑槽方向来回移动，横向拉板来回移动的规律受凸轮的轮廓形状控制。横向拉板再通过拉杆与取苗夹相连，通过横向拉板和取苗夹内的压簧共同作用实现取苗夹张开、取苗、夹苗下行、快速推苗和推苗块回退动作循环。
12.取苗夹的动作循环如下：（1）取苗夹张开：在推苗块回退过程中，此时凸轮的轮廓线的回转半径逐渐减小，拉杆在凸轮控制下带动推苗块回退到极限位置，同时压簧被压缩，由于活动夹的尾部斜面在苗夹滑槽限制作用下，活动夹可绕销钉转动，从而打开活动夹的前端，整个取苗夹张开，同时推苗块的头部拨杆拨动拨苗针尾部，使拨苗针头部竖起，此时取苗夹刚好处于取苗口位置，准备取苗。
13.（2）取苗：在取苗位置处，随着凸轮的转动，凸轮的轮廓线回转半径突然增大一定值，将滚轮和横向拉板释放一个位移，此时拉杆在压簧的作用下带动推苗块快速前行一个较小距离，此距离与凸轮轮廓线回转半径增大值相等。此时拨苗针在推苗块的头部拨杆作用下旋转至水平位置，利用拨苗针将秧苗拨到固定夹与活动夹中间，同时由于推苗块前行了一段距离，其苗夹滑槽退出了活动夹的尾部斜面位置，活动夹在扭簧的作用下夹紧秧苗。
14.（3）夹苗下行：秧苗夹紧后，随着曲柄的转动，连杆带动取苗夹和秧苗一起下行入土，在下行过程中，取苗夹对秧苗始终处于夹紧状态，此过程中，凸轮的轮廓回转半径保持不变。
15.（4）快速推苗：当取苗夹和秧苗一起下行入土到一定深度位置，凸轮轮廓线回转半径再次突然增大，进一步释放滚轮和横向拉板的位移，此时拉杆在压簧的作用下带动推苗块快速前行一个距离实现推苗入土，此距离为推苗行程，与凸轮轮廓线回转半径增大值相
等。
16.（5）推苗块回退：推苗完成后，随着曲柄的转动，取苗夹上行，在上行过程中，凸轮的轮廓线回转半径逐渐减小，并通过滚轮、连接座、横向拉板带动拉杆压缩压簧并将推苗块拉回到极限位置，此时取苗夹再次张开，准备取苗进入下一次循环。
17.在每一次动作循环中，取苗夹的每个状态和该状态的持续时间均受凸轮轮廓线形状控制，故设计合理的轮廓线，能够很好地控制取苗夹的动作循环。
18.与现有技术相比本发明的有益效果为：该自动夹取苗移栽装置利用凸轮推苗机构控制取苗夹的拨苗针快速可靠将秧苗拨到夹子中间，实现自动可靠取苗；取苗后在下行栽植过程中，取苗夹一直处于夹紧状态，直到秧苗栽植入土，保证了在取苗后下行过程中秧苗不脱落；到达预定栽植深度后，凸轮控制推苗块可快速推苗到准确位置；因此本发明有效保证了可靠取苗、下行栽植过程中秧苗不脱落、快速推苗到准确位置，保证了栽植的成功率和栽植质量。
附图说明
19.图1为本发明的结构与原理示意图；图2为图1中ⅰ的局部放大示意图；图3为本发明的后视图；图4为图3中a-a的剖视图；图5为本发明的取苗夹处于取苗口位置示意图；图6为本发明的取苗夹轴侧图；图7为本发明的固定夹与活动夹结构俯视图；图8为推苗块结构示意图；图9为拨苗针结构示意图；图10为本发明的推苗块回退到极限位置示意图；图11为本发明的推苗块处于夹苗停留位置示意图；图12为本发明的推苗块处于苗推出位置示意图；图中标记为： 1-机架；2-侧板；3-曲柄；4-摇杆；5-连杆；501-拉板滑槽；6-齿轮一；7-齿轮二；8-转轴；9-凸轮;10-电机；11-传动轴；12-链条;13-取苗夹；14-横向拉板；15-取苗夹安装板；16-滚轮；17-连接座;18-苗夹支架；19-拉杆；20-压簧；21-活动夹；2101-尾部斜面；22-固定夹；23-拨苗针；2301-拨苗针转轴；2302-拨苗针头部；2303-拨苗针尾部；24-推苗块；2401-头部拨杆；2402-苗夹滑槽；25-扭簧；26-销钉。
具体实施方式
20.为更好地阐述本发明具体方案，下面将结合附图，通过具体实施方式，对本发明做具体描述。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造
和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，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。
23.参见图1至图3，一种自动夹取苗移栽装置，包括：包括机架1、侧板2、曲柄摇杆机构、凸轮推苗机构、取苗夹13。所述机架1两边都安装有侧板2，左右两侧板2上各安装一套曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构的曲柄3、摇杆4安装于侧板2上，在曲柄摇杆机构的连杆5上安装有凸轮推苗机构，凸轮推苗机构由齿轮一6、齿轮二7、凸轮9、转轴8、滚轮16、连接座17、横向拉板14构成，其中齿轮一6安装于曲柄3与连杆5的铰接处，且齿轮一6与曲柄3固定连接为一个整体，齿轮二7通过转轴8安装于连杆5中间部位，转轴8的另一端安装有凸轮9，齿轮二7带动凸轮9一起转动，在凸轮9的内侧设有滚轮16，凸轮9转动时带动滚轮16移动，横向拉板14安装在连杆5的拉板滑槽501中，滚轮16通过连接座17带动横向拉板14沿拉板滑槽501方向来回滑动，横向拉板14与取苗夹13的拉杆19相连。齿轮一6和齿轮二7的传动比为1:1，以严格保证曲柄3转一圈时，凸轮9也转一圈。
24.参见图4至图5，取苗夹13安装固定于取苗夹安装板15上，取苗夹安装板15安装于连杆5的一端，随着曲柄3的转动，在凸轮9控制下，通过横向拉板14和拉杆19的作用，控制取苗夹13实现取苗、夹苗和推苗的栽植动作。
25.参见图6至图9，取苗夹13包括苗夹支架18、拉杆19、压簧20、活动夹21、固定夹22、拨苗针23、推苗块24、扭簧25和销钉26，苗夹支架18上设有拉杆19和安装有固定夹22，固定夹22上安装有活动夹21和拨苗针23，活动夹21通过销钉26和扭簧25与固定夹22相连。拨苗针23安装于固定夹22上，可绕其拨苗针转轴2301转动。拉杆19一端连有推苗块24，拉杆19中间设有压簧20，拉杆19在横向拉板14和压簧20的作用下来回移动，从而带动推苗块24实现夹子张开、秧苗夹紧和推苗动作。
26.活动夹21的尾部设有尾部斜面2101，固定夹22和活动夹21形成的夹子设置于推苗块24上的苗夹滑槽2402中，推苗块24来回滑动时，可通过扭簧25和苗夹滑槽2402的相互配合实现夹子的夹紧和松开。
27.参见图10至12，拉杆19在凸轮9控制下分别处于不同位置，可以控制取苗夹13的不同状态。图10为拉杆19带动推苗块24回退到极限位置时的状态，此时压簧20被压缩，苗夹滑槽2402限制活动夹21的尾部斜面2101使夹子张开，同时推苗块24的头部拨杆2401拨动拨苗针尾部2303使拨苗针23竖起以准备拨苗。图11为凸轮9对拉杆19释放一定位移，拉杆19在压簧20的作用下带动推苗块24前行一个距离，推苗块24的头部拨杆2401推动拨苗针头部2302使拨苗针23旋转到水平位置，从而实现将秧苗拨到固定夹22与活动夹21中间，此时苗夹滑槽2402不再限制活动夹21的尾部斜面2101，活动夹21在扭簧25的作用下夹紧秧苗。图12为取苗夹13移动到预定栽植深度时，在凸轮9控制下的推苗状态，此时凸轮9对拉杆19的位移限制释放到最大值，拉杆19在压簧20的作用下，将推苗块24快速推出以实现推苗入土。
28.其工作过程是：电机10通过传动轴11、链条12将动力传给安装于两侧板2上的曲柄3，两曲柄3同时转动且相位相同。连杆5一端连接摇杆4，另一端安装有取苗夹安装板15，在
取苗夹安装板15上安装有多个取苗夹13，其取苗夹13的安装个数取决于栽植的幅宽和行距的要求。连杆5在曲柄3和摇杆4的作用下实现连续的栽植动作。在曲柄3回转过程中，通过安装于曲柄3上的齿轮一6带动齿轮二7转动，齿轮二7通过转轴8带动凸轮9旋转，凸轮9通过滚轮16、连接座17带动横向拉板14沿凸轮9半径方向来回移动，横向拉板14安装于连杆5前端的拉板滑槽501内，以保证横向拉板14只能沿拉板滑槽501的方向滑动，横向拉板14来回滑动的规律受凸轮9的轮廓形状控制。横向拉板14通过拉杆19与取苗夹13相连，通过横向拉板14和取苗夹13内的压簧20共同作用实现取苗夹13的张开、取苗、夹苗下行、快速推苗和推苗块24回退动作循环。
29.取苗夹13具体动作和各部件的状态如下：（1）取苗夹13张开：在推苗块24回退过程中，凸轮9的轮廓线半径逐渐减小，拉杆19在凸轮9控制下带动推苗块24回退到极限位置，由于活动夹21的尾部斜面2101受苗夹滑槽2402的限制作用，活动夹21可绕销钉26转动，从而打开活动夹21的前端，整个取苗夹13张开，同时推苗块24的头部拨杆2401拨动拨苗针尾部2303，使拨苗针头部2302竖起，此时取苗夹13刚好处于取苗口位置，准备取苗。
30.（2）取苗：在取苗位置处，随着凸轮9的转动，凸轮9的轮廓线半径突然增大一定值，将滚轮16和横向拉板14释放一个位移，此时拉杆19在压簧20的作用下带动推苗块24快速前行一个较小距离，此距离与凸轮9轮廓线半径增大值相等。此时拨苗针23在推苗块24的头部拨杆2401作用下旋转至水平位置，利用拨苗针头部2302将秧苗拨到固定夹22与活动夹21中间，同时由于推苗块24前行了一段距离，其苗夹滑槽2402退出了活动夹21的尾部斜面2101区域，活动夹21在扭簧25的作用下夹紧秧苗。
31.（3）夹苗下行：秧苗夹紧后，随着曲柄3的转动，连杆5带动取苗夹13和秧苗一起下行入土，在下行过程中，取苗夹13对秧苗始终处于夹紧状态，此过程中，凸轮9的轮廓半径保持不变。
32.（4）快速推苗：当取苗夹13和秧苗一起下行入土到预定深度位置，凸轮9轮廓线半径再次突然增大，进一步释放滚轮16和横向拉板14的位移，此时拉杆19在压簧20的作用下带动推苗块24快速前行一个距离实现推苗入土，此距离为推苗行程，与凸轮9轮廓线半径再次增大值相等。
33.（5）推苗块24回退：推苗完成后，随着曲柄3的转动，取苗夹13上行，在上行过程中，凸轮9的轮廓线半径逐渐减小，并通过滚轮16、连接座17、横向拉板14带动拉杆19压缩压簧20并将推苗块24拉回到极限位置，此时取苗夹13再次张开，准备取苗进入下一次循环。
34.本发明由于采用了凸轮9控制取苗夹13的状态，取苗夹13可以轻松夹取如麦冬类型的秧苗。在本实施例的情况下，如果去掉拨苗针23，仅在固定夹22和活动夹21的夹持作用下，该取苗夹13还适合于夹取只有一根主干茎的秧苗，从而可以扩大本发明的使用范围。
35.以上所述仅为本发明的实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。