CN102342206A

CN102342206A - 旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置

Info

Publication number: CN102342206A
Application number: CN2011103422529A
Authority: CN
Inventors: 胡建平; 毛罕平; 吴福华; 孙磊; 张建兵
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2012-02-08

Abstract

本发明涉及一种旱地穴盘移栽机整排取苗间隔放苗装置，由若干个相互并列的取苗爪（18）组成整排取苗装置，在驱动取苗爪（18）开合的顶杆（9）上方设置一排盘形凸轮，每个凸轮的推程运动角θ₂、回程运动角θ₃均相同，但每个凸轮的近休止角θ₁、远休止角θ₄不同，每个凸轮的近休止角依次递增，每个凸轮的远休止角依次递减。本发明一次从穴盘中将整排苗取出，然后依次间隔投苗，可实现同时整排取苗，间隔放苗，结构简单，效率高，适合在户外大田使用，可有效节省劳动力。

Description

旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置

技术领域

本发明涉及一种旱地移栽机取苗装置，特指一种能从穴盘中把苗整排取出，并依次投放到移栽机旋转托杯中的自动取苗间隔放苗装置，该装置可应用到全自动旱地移栽机上。

背景技术

取苗装置是旱地移栽机的重要组成部份，其作为取苗和放苗的直接设备，是区分全自动移栽机和半自动移栽机的关键部件。国外现有的全自动移栽机中使用的取苗装置均采用气动或液动的并联形式，即将多个取苗机械手并联同一设备上统一控制。该种移栽设备效率虽然尚可，但是基于气动或液动***的特点，其只适合在温室作业，如放在户外大田中作业，则受环境影响较大，其***稳定性不能得到保证。而且气动或液动***成本高，体积庞大，在大田中控制难度大，灵活性差。

在旱地移栽机械中，半自动移栽机结构简单，技术也比较成熟，因而应用较广，但半自动移栽机需要人工将穴盘苗取出并投放到栽植器中，由于人工喂苗作业频率高、劳动强度大，容易产生漏苗，从而影响移栽机作业质量。全自动旱地移栽机则结构复杂，效率不高，应用面还不广，主要原因是取苗装置普遍采用单个机械手从穴盘中取苗，为了满足机械手对穴取苗要求，穴盘需作间隙横向移位和纵向进给的双向运动，使移栽机***结构复杂，运动精度要求高，工作效率得不到提高。

旱地全自动移栽机如果能实现穴盘苗整排取苗，则穴盘只需作单向进给运动，从而简化移栽机移箱***结构，同时可大大提高移栽机工作效率，但整排取苗后如何有序间隔投放秧苗至栽植器是解决这类移栽机的关键技术难题。目前，一种带有旋转托杯式的半自动移栽机已得到普遍应用，如井观PVHR2型旱地移栽机，其工作原理是移栽机栽植器上方设置一圈旋转托杯，由人工将钵苗喂入托杯中，托杯旋转到某特定位置，托杯底板打开将钵苗依次喂入2个或2个以上栽植器中，这种移栽机栽植效率较高，缺点是需要人工喂苗。如果在旋转托杯式半自动移栽机上增加一套自动取苗放苗装置，将穴盘苗整排取出后依次喂入旋转托杯中，便可实现全自动移栽作业，有效的节省人力物力，同时提高生产效率。

发明内容

由于穴盘中心孔距与旋转托杯接苗装置中两托杯中心孔距不一致，因此整排取苗装置无法将穴盘苗同时投放到旋转托杯中，为此本发明将提供一种由多组取苗爪并联，一次从穴盘中将整排苗取出，然后依次间隔投苗的取苗装置。

实现本发明方法的技术方案为：

一种旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置，其特征包括凸轮轴支架、凸轮轴、夹苗装置和托杯旋转台。

所述凸轮轴支架连接到移栽机机械臂上，凸轮轴通过轴承安装在凸轮轴支架内，在凸轮轴支架下方并列安装一排完全相同的夹苗装置；所述夹苗装置由凸轮、顶杆、锲形块、压簧、顶杆支架、苗爪开合推杆、拉簧支杆、拉簧和两个取苗爪组成，凸轮与凸轮轴键联接，顶杆为台阶状圆柱形，上端粗下端细；顶杆粗的一端与凸轮底端接触；顶杆细的一端套有压簧，压簧的一端在顶杆粗细交接的台阶处，压簧的另一端支撑在顶杆支架上，压簧始终处于压缩状态，凸轮与顶杆保持接触；顶杆支架（与苗爪支架均固定在凸轮轴支架下方，顶杆下端固定有锲形块，锲形块的形状为倒梯形，两侧面的锲形面为工作面；两个取苗爪顶端转动链接在苗爪支架上，在两个取苗爪中间位置分别固定安装有拉簧支杆和苗爪开合推杆，两个苗爪开合推杆安装在两个取苗爪的内侧且相对，拉簧支杆在苗爪开合推杆下方，拉簧支杆和苗爪开合推杆呈90°空间布置，在拉簧支杆两端之间安装一个拉簧，使苗爪开合推杆与锲形块的工作面保持接触。

所述托杯旋转台设于夹苗装置下方，在托杯旋转台上设有一圈托杯，相邻托杯之间中心距相同，托杯旋转台带动托杯作匀速转动。

所述凸轮为盘形凸轮，其轮廓分成近休止、推程、远休止和回程四个部分，对应的凸轮转角分别为近休止角θ₁、推程运动角θ₂、远休止角θ₃、回程运动角θ₄；每个凸轮的轮廓各不相同，各凸轮推程运动角θ₂、回程运动角θ₄均相同，但近休止角θ₁、远休止角θ₃不同，近休止角θ₁沿逆时针方向依次递增，远休止角θ₃沿逆时针方向依次递减。每个凸轮的近休止角依次递增与每个凸轮的远休止角依次递减的角度相同，为ωt，其中，ω为凸轮转动角速度，t为取苗机构之间的间隔投苗时间。当托杯在托杯旋转台上沿单一方向匀速旋转时，间隔投苗时间t =（b-a）/v，其中，v为旋转托杯移动速度，b相邻两托杯中心距，a为相邻两取苗爪间距离。

所述取苗爪2个组成1组，每组2个取苗爪对称安装2对拉簧支杆保持平衡。整排取苗爪并列个数与穴盘单排穴孔数相同，取苗爪之间的间隔距离与穴盘穴孔中心间距相同。整排取苗爪在凸轮驱动下同时从穴盘中夹取钵苗；夹取钵苗的取苗爪移动至托杯上方时，第1组取苗爪在凸轮一的驱动下首先打开，钵苗落入托杯中，第2组取苗爪在凸轮二的驱动下，相对第1组取苗爪延迟一段时间后再打开，钵苗刚好落入第2个移动中的托杯中心，同样，后续取苗爪均相互延迟一段时间依次打开取苗爪，使整排钵苗依次落入移动中的托杯中。

本发明的有益效果有：

可实现同时整排取苗，间隔放苗，结构简单，效率高，适合在户外大田使用，可有效节省劳动力。

附图说明

图1为本发明的工作示意图。

图2为本发明凸轮机构与苗爪机构的布置图。

图3为本发明的凸轮与凸轮轴的轴测图。

图4为本发明盘形凸轮的外形轮廓示意图。

图5为本发明苗爪与托杯间的空间布置示意图。

图中，1、凸轮轴支架； 2、凸轮轴；3、凸轮一；4、凸轮二；5、凸轮三；6、苗爪支架；7、顶杆支架；8、压簧；9、顶杆；10、锲形块；11、凸轮四；12、凸轮五；13、凸轮六；14、铰链；15、苗爪开合推杆；16、拉簧；17、拉簧支杆；18、取苗爪；19、托杯；20、托杯旋转台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明：

如图1、图2所示，旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置由若干相互并列的取苗机构和凸轮组成，每个取苗机构由取苗爪18、苗爪支架6、顶杆9、顶杆支架7、锲形块10、苗爪开合推杆15、压簧8、拉簧16组成，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5、凸轮四11、凸轮五12、凸轮六13通过键联接在凸轮轴2上，凸轮轴2由凸轮轴支架1支撑，凸轮轴支架1连接到移栽机机械臂或其他移栽设备上。在每个凸轮下方设有顶杆9，顶杆9与顶杆支架7组成移动副联接，压簧8两端分别与顶杆支架7和顶杆9接触，使顶杆9与凸轮始终保持接触；顶杆9下端与锲形块10固定联接，在锲形块10的两侧安装有苗爪开合推杆15，苗爪开合推杆15和拉簧支杆17一起固定联接在取苗爪18上，在拉簧支杆17两侧对称安装有拉簧16，使苗爪开合推杆15与锲形块10始终保持接触状态；在顶杆支架7的两侧固定联接苗爪支架6，苗爪支架6再与凸轮轴支架1固定联接，取苗爪18通过铰链14与苗爪支架6组成转动副联接。凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5、凸轮四11、凸轮五12、凸轮六13受外界驱动后旋转，推动顶杆9上下间隙移动，进而带动锲形块10上下运动，锲形块10再通过苗爪开合推杆15推动取苗爪18绕铰链14作间隙旋转，从而实现每组取苗爪18的开合动作。

如图1所示，在移栽机上设有一托杯旋转台20，在托杯旋转台20上设有一圈托杯，间隔排列，托杯旋转台20带动托杯19作匀速转动，取苗爪18夹取的钵苗落入旋转的托杯19中，再通过托杯19喂入移栽机栽植器内，实现栽植。

如图3、图4所示，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5、凸轮四11、凸轮五12、凸轮六13为盘形凸轮，其轮廓分成近休止、推程、远休止和回程四个部分，对应的凸轮转角分别为近休止角θ₁、推程运动角θ₂、远休止角θ₃、回程运动角θ₄。由于整排取苗爪18的间隔距离a是按穴盘孔距排列，而相邻两托杯的间距b要大于取苗爪之间的间隔距离a，如图5所示，因而取苗爪18同时取苗后移至托杯19上方投苗时，钵苗不能同时落入托杯中，为解决此难点，本发明的取苗装置通过改变凸轮的外形轮廓，使每个凸轮的推程运动角θ₂、回程运动角θ₄均相同，但每个凸轮的近休止角θ₁、远休止角θ₃不同，从左往右每个凸轮的近休止角依次递增，每个凸轮的远休止角依次递减，实现取苗爪18能同时在穴盘中夹取钵苗，在托杯19上方间隔依次打开放苗，将每颗钵苗均投放到托杯19中。

下面以6×12规格穴盘钵苗移栽为例，对发明的工作原理做进一步的说明：

如图1所示整个取苗装置由六个凸轮和六个取苗机构组成，凸轮一3、凸轮二4、凸轮三5、凸轮四11、凸轮五12、凸轮六13作顺时针匀速转动，设凸轮转动角速度为ω，旋转托杯移动速度为v，相邻两托杯中心距为b，相邻两取苗爪间距离为a，则六个取苗机构之间的间隔投苗时间t =（b-a）/v，由此得六个凸轮的近休止角θ₁、推程运动角θ₂、远休止角θ₃和回程运动角θ₄关系如下表。

表1. 凸轮各运动角的分配关系

	近休止角θ₁	推程运动角θ₂	远休止角θ₃	回程运动角θ₄
					凸轮一	θ₁	θ₂	θ₃	θ₄
凸轮二	θ₁ + ωt	θ₂	θ₃-ωt	θ₄
					凸轮三	θ₁ + 2ωt	θ₂	θ₃-2ωt	θ₄
凸轮四	θ₁ + 3ωt	θ₂	θ₃-3ωt	θ₄
					凸轮五	θ₁ + 4ωt	θ₂	θ₃-4ωt	θ₄
凸轮六	θ₁ + 5ωt	θ₂	θ₃-5ωt	θ₄

当取苗爪18在穴盘中整排夹取六棵钵苗运动到托杯19正上面时，此时只有第一组取苗爪18正对着托杯19的中心，后五组取苗爪18与后面五个托杯分别相距（b-a）、2（b-a）、3（b-a）、4（b-a）、5（b-a），故后五组取苗爪18相对第一组取苗爪18张开开始的时间需要分别延迟t、2t、3t、4t、5t，这样六棵苗便可依次落入托杯中心中，为实现每组取苗爪18的先后张开，控制取苗爪18张开开始时间的凸轮近休止角θ₁需要按表1依次增大。同样，当全部投苗结束后取苗爪18回到穴盘上方取苗时，为实现取苗爪18同时闭合取苗，后五组取苗爪18相对第一组取苗爪18开始闭合的时间需要分别提前t、2t、3t、4t、5t，则控制取苗爪18闭合开始时间的凸轮远休止角θ₃需按表1依次减小。

以上为本发明的实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的技术人员能够显而易见想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置，其特征是，包括凸轮轴支架（1）、凸轮轴（2）、夹苗装置和托杯旋转台（20）；

所述凸轮轴支架（1）连接到移栽机机械臂上，凸轮轴（2）通过轴承安装在凸轮轴支架（1）内，在凸轮轴支架（1）下方并列安装一排完全相同的夹苗装置；所述夹苗装置由凸轮、顶杆（9）、锲形块（10）、压簧（8）、顶杆支架（7）、苗爪开合推杆（15）、拉簧支杆（17）、拉簧（16）和两个取苗爪（18）组成，凸轮与凸轮轴（2）键联接，顶杆（9）为台阶状圆柱形，上端粗下端细；顶杆（9）粗的一端与凸轮底端接触；顶杆（9）细的一端套有压簧（8），压簧（8）的一端在顶杆（9）粗细交接的台阶处，压簧（8）的另一端支撑在顶杆支架（7）上，压簧（8）始终处于压缩状态，凸轮与顶杆（9）保持接触；顶杆支架（7）与苗爪支架（3）均固定在凸轮轴支架（1）下方，顶杆（9）下端固定有锲形块（10），锲形块（10）的形状为倒梯形，两侧面的锲形面为工作面；两个取苗爪（18）顶端转动链接在苗爪支架（3）上，在两个取苗爪（18）中间位置分别固定安装有拉簧支杆（17）和苗爪开合推杆（15），两个苗爪开合推杆（15）安装在两个取苗爪（18）的内侧且相对，拉簧支杆（17）在苗爪开合推杆（15）下方，拉簧支杆（17）和苗爪开合推杆（15）呈90°空间布置，在拉簧支杆（17）两端之间安装一个拉簧（16），使苗爪开合推杆（15）与锲形块（10）的工作面保持接触；

所述托杯旋转台（20）设于夹苗装置下方，在托杯旋转台（20）上设有一圈托杯（19），相邻托杯（19）之间中心距相同，托杯旋转台（20）带动托杯（19）作匀速转动；

所述凸轮为盘形凸轮，其轮廓分成近休止、推程、远休止和回程四个部分，对应的凸轮转角分别为近休止角θ₁、推程运动角θ₂、远休止角θ₃、回程运动角θ₄；每个凸轮的轮廓各不相同，各凸轮推程运动角θ₂、回程运动角θ₄均相同，但近休止角θ₁、远休止角θ₃不同，相邻凸轮近休止角θ₁沿逆时针方向依次递增，远休止角θ₃沿逆时针方向依次递减。

2. 根据权利要求1所述的一种旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置，其特征是，每个凸轮的近休止角依次递增与每个凸轮的远休止角依次递减的角度相同，为ωt；其中，凸轮转动角速度为ω，旋转托杯移动速度为v，相邻两托杯中心距为b，相邻两取苗爪间距离为a，取苗机构之间的间隔投苗时间t = （b-a）/ v。

3. 根据权利要求1或2所述的一种旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置，其特征是，取苗爪（18）的个数与穴盘单排穴孔数相同，取苗爪（18）之间的间隔距离与穴盘穴孔中心间距相同。

4. 根据权利要求1所述的一种旱地移栽机整排取苗间隔放苗装置，其特征是，所述每组所述两个取苗爪（18）对称安装2对拉簧支杆（17）保持平衡。