一種適用于多行栽植的自動(dòng)取苗分投裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于穴盤(pán)苗多行移栽機(jī)上的能快速夾取多株幼苗再分散投放的自動(dòng)取苗分投裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，伴隨我國(guó)改革開(kāi)放深入與城市化加快，特別是育苗技術(shù)的發(fā)展以及勞動(dòng)力成本的上升，使移栽機(jī)械的研制成為農(nóng)業(yè)裝備研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)研制出的移栽機(jī)主要有撓性圓盤(pán)式、吊杯式、鏈夾式、導(dǎo)苗管式等，如南通富來(lái)威公司制造的系列鏈夾式移栽機(jī)、山東華龍機(jī)械有限公司的2ZBZ-2A型雙行移栽機(jī)、山東華興機(jī)械股份有限公司的2ZS-4型覆膜移栽機(jī)，但這些移栽機(jī)具停留在半自動(dòng)作業(yè)水平，需要配備較多的人力去取苗、分苗、投苗等，工作效率低，僅僅解決了人工彎腰栽植之苦，還沒(méi)有達(dá)到省工省力的目的。因此，迫切需要解決旱地移栽作業(yè)過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度大、用工大、效率低等問(wèn)題，急需開(kāi)發(fā)能多行高速栽植的自動(dòng)移栽機(jī)。
[0003]實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)苗自動(dòng)高效移栽的關(guān)鍵是自動(dòng)高效取苗機(jī)構(gòu)，1991年，Yang等報(bào)道受穴盤(pán)苗生長(zhǎng)特性影響，要求慢速夾取才能完整取出缽苗整體，如此作業(yè)會(huì)影響機(jī)器工作效率，解決途徑是一次性多株夾取穴盤(pán)苗，再進(jìn)行分苗栽植。這種多株夾取技術(shù)在溫室穴盤(pán)苗移栽機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，主要是完成不同規(guī)格蔬菜和花卉等穴盤(pán)苗從高密度穴盤(pán)向低密度穴盤(pán)或花盆容器里自動(dòng)移栽，如荷蘭飛梭PC-21型溫室穴盤(pán)苗自動(dòng)移栽機(jī)，由氣力聯(lián)動(dòng)自動(dòng)取苗系統(tǒng)、智能分苗移動(dòng)平臺(tái)、來(lái)源盤(pán)/目標(biāo)盤(pán)自動(dòng)輸送裝置、Tex computer型專(zhuān)用PLC控制單元等構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)苗從高密度穴盤(pán)移栽到低密度穴盤(pán)、從穴盤(pán)移栽到花盆，配置12個(gè)取苗手爪，每小時(shí)可移栽12000?16800株穴盤(pán)苗，是人工移栽的15?20倍。沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)提供了一種穴盤(pán)苗自動(dòng)移栽機(jī)申請(qǐng)?zhí)?200910187621.4，包括移栽機(jī)械手機(jī)構(gòu)、龍門(mén)式機(jī)械臂機(jī)構(gòu)、穴苗盤(pán)和花盆輸送機(jī)構(gòu)以及機(jī)架，通過(guò)在機(jī)械手分合運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上滑動(dòng)組裝多個(gè)機(jī)械手，利用氣缸活塞桿的端部連接前端的機(jī)械手，各機(jī)械手之間設(shè)置非彈性連接帶，從而形成多個(gè)機(jī)械手并攏和分開(kāi)，能實(shí)現(xiàn)從穴苗盤(pán)抓苗和到花盆放苗移栽作業(yè)。但該多個(gè)機(jī)械手的并攏和開(kāi)合依靠之間的非彈性連接帶驅(qū)動(dòng)，其移位可靠性、準(zhǔn)確性難以保證，對(duì)不同規(guī)格尺寸的花盆分開(kāi)移栽適應(yīng)性不夠。這樣的機(jī)器可以應(yīng)用到固定模式的從高密度穴盤(pán)向低密度穴盤(pán)或花盆容器里自動(dòng)移栽流水線(xiàn)上，難以應(yīng)用到其它領(lǐng)域。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)也提供了一種缽盤(pán)苗自動(dòng)取苗投苗裝置及其控制方法申請(qǐng)?zhí)?201210407579.4，利用旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)兩個(gè)抓取裝置分別順時(shí)針和逆時(shí)針交替旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位，進(jìn)行交替抓取和投放，依次向轉(zhuǎn)動(dòng)的移栽器的苗杯投苗，如此循環(huán)往復(fù)直到缽苗盤(pán)內(nèi)的苗株全部投放到苗杯內(nèi)，但如何應(yīng)用到移栽機(jī)械領(lǐng)域卻沒(méi)有說(shuō)明。
[0004]借鑒溫室穴盤(pán)苗自動(dòng)移栽技術(shù)，旱地穴盤(pán)苗移栽機(jī)嘗試多株取苗技術(shù)。江蘇大學(xué)提供了一種旱地移栽機(jī)整排取苗間隔放苗裝置申請(qǐng)?zhí)?201110342252.9，主要針對(duì)帶有旋轉(zhuǎn)托杯式的半自動(dòng)移栽機(jī)增加一套自動(dòng)取苗放苗裝置，將穴盤(pán)苗整排取出后依次喂入旋轉(zhuǎn)托杯中，便可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)移栽作業(yè)，有效的節(jié)省人力物力，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。但采用何種驅(qū)動(dòng)裝置、如何調(diào)整間隙以及如何頂桿復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)整排快速夾苗和放苗，所描述的技術(shù)方案沒(méi)有說(shuō)明。韓長(zhǎng)杰提供了一種全自動(dòng)移栽機(jī)申請(qǐng)?zhí)?201420270304.5，其工作過(guò)程為，穴盤(pán)苗被穴盤(pán)步進(jìn)移位裝置輸送至取苗位置，機(jī)械手將取苗位置的穴盤(pán)苗取出并移動(dòng)至投苗位置，機(jī)械手打開(kāi)將穴盤(pán)苗放下，落入隨動(dòng)投苗裝置中，隨動(dòng)投苗裝置隨著柔性鏈輸送喂入裝置移動(dòng)時(shí)將穴盤(pán)苗轉(zhuǎn)移至柔性鏈輸送喂入裝置中，柔性鏈輸送喂入裝置將穴盤(pán)苗逐個(gè)投給栽植器，由栽植器將穴盤(pán)苗栽入土壤中。但該機(jī)器采用每行配置自動(dòng)取苗喂苗系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)龐大，對(duì)不同作物移栽的行距要求適應(yīng)性差，僅對(duì)現(xiàn)有吊籃式移栽機(jī)進(jìn)行改造，以提高現(xiàn)有機(jī)型的利用率。為了創(chuàng)制多行高效自動(dòng)移栽機(jī)，極大程度降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約用工，提高效率，有必要進(jìn)一步研究簡(jiǎn)單可行的替代多工位人工取苗、分苗、投苗作業(yè)的自動(dòng)取苗分投裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種適用于多行栽植的自動(dòng)取苗分投裝置和方法，通過(guò)安裝多個(gè)取苗末端執(zhí)行器多株夾取穴盤(pán)苗，再平行移送至合攏的接苗杯釋放，最后散開(kāi)投放到栽植器移植到大田里，可配合不同行距半自動(dòng)栽植器完成自動(dòng)取苗、移苗、放苗、分苗、投苗需要，實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)苗快速多株夾取、移苗分散、投放栽植的自動(dòng)取苗移栽作業(yè)。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007]—種適用于多行栽植的自動(dòng)取苗分投裝置，包括多行栽植器18，其特征在于，還包括移盤(pán)裝置、水平移送裝置、豎直提升裝置、接苗分投裝置；
[0008]所述移盤(pán)裝置包括傳動(dòng)裝置13與穴盤(pán)15，所述穴盤(pán)15放置于的傳送機(jī)構(gòu)上，所述傳動(dòng)裝置13將穴盤(pán)15中的穴盤(pán)苗14輸送至抓取位置；
[0009]所述水平移送裝置水平固定在穴盤(pán)苗14輸送平面的正上方，包括直線(xiàn)模組Al、直線(xiàn)模組B11、滑塊A2、滑塊B12、桁架3、聯(lián)軸器A6、聯(lián)軸器B9、連接軸8和電機(jī)10，直線(xiàn)模組Al和直線(xiàn)模組Bll并行安裝，直線(xiàn)模組Al上的滑塊A2與直線(xiàn)模組Bll上的滑塊B12同步水平布置；所述桁架3橫跨設(shè)置在所述移盤(pán)裝置的正上方，且其兩端緊固連接在所述滑塊A2和滑塊B12上；聯(lián)軸器A6連通直線(xiàn)模組Al的驅(qū)動(dòng)軸和連接軸8，聯(lián)軸器B9連通直線(xiàn)模組Bll的驅(qū)動(dòng)軸和連接軸8，所述電機(jī)10與直線(xiàn)模組Bll的驅(qū)動(dòng)軸輸入端固定連接，所述電機(jī)10通過(guò)聯(lián)軸器A6、聯(lián)軸器B9和連接軸8驅(qū)動(dòng)滑塊A2和滑塊B12同步水平滑移；
[0010]所述豎直提升裝置垂直固定在桁架3中間位置，包括直線(xiàn)缸A 5、橫梁架7和若干取苗爪4，所述桁架3上固定安裝有直線(xiàn)缸A5，所述直線(xiàn)缸A5的滑塊水平固定有橫梁架7，所述橫梁架7上間隔安裝有多個(gè)取苗爪4，所述取苗爪4對(duì)準(zhǔn)長(zhǎng)在穴盤(pán)15里的穴盤(pán)苗14，所述直線(xiàn)缸A5驅(qū)動(dòng)取苗爪4在一個(gè)工作循環(huán)里豎直提取多株長(zhǎng)在穴盤(pán)15里的穴盤(pán)苗14 ;
[0011]所述接苗分投裝置固定在多行栽植器18的機(jī)架上，包括若干接苗器16和若干直線(xiàn)缸B17，所述直線(xiàn)缸B17交錯(cuò)水平固定在多行栽植器18的上方，所述接苗器16分別通過(guò)安裝板豎直緊固在所述直線(xiàn)缸B17的滑塊上；所述接苗器16的接苗面安裝布置在同一水平面上，其接苗位對(duì)應(yīng)于接苗爪4的位置，并且所述接苗器16在投苗位分別對(duì)準(zhǔn)多行栽植器18的栽苗口。
[0012]進(jìn)一步地，所述移盤(pán)裝置中的傳動(dòng)裝置13可以是帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)以及任何能實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)15平移輸送的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一種。
[0013]進(jìn)一步地，所述取苗爪4的數(shù)量與所述接苗器16的數(shù)量相等；所述取苗爪4為同種構(gòu)型的取苗裝置，所述接苗器16為同種構(gòu)型的接苗裝置。
[0014]進(jìn)一步地，所述水平移送裝置的直線(xiàn)模組采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制與驅(qū)動(dòng)，所述豎直提升裝置和接苗分投裝置采用直線(xiàn)缸進(jìn)行控制與驅(qū)動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步地，豎直提升裝置中的直線(xiàn)缸A5和接苗分投裝置中的直線(xiàn)缸B17可以是氣缸、液壓缸或電動(dòng)缸，其行程能夠適應(yīng)取苗分投的位移要求。
[0016]還包括一種應(yīng)用自動(dòng)取苗分投裝置的取苗分投方法，包括以下步驟，步驟1，移盤(pán)裝置13平移輸送長(zhǎng)在穴盤(pán)15里的的穴盤(pán)苗14到取苗點(diǎn)；
[0017]步驟2，水平移送裝置平行驅(qū)動(dòng)豎直提升裝置到待移栽的穴盤(pán)苗14上方，并且使豎直提升裝置的取苗爪4對(duì)準(zhǔn)穴孔位；
[0018]步驟3，所述豎直提升裝置的直線(xiàn)缸A5下放間隔固定在橫梁架7上的取苗爪4，并且使取苗爪4夾持穴盤(pán)苗14的缽體；
[0019]步驟4，豎直提升裝置的直線(xiàn)缸A5提起間隔固定在橫梁架7上的多個(gè)取苗爪4，使得取苗爪4從穴盤(pán)15的孔穴里夾取出多株穴盤(pán)苗14 ;
[0020]步驟5，水平移送裝置平行驅(qū)動(dòng)安裝取苗爪4的豎直提升裝置到接苗分投裝置的接苗位，從而將取出的多個(gè)穴盤(pán)苗14移送到接苗分投裝置上方；
[0021]步驟6，多個(gè)取苗爪4釋放取出的多個(gè)穴盤(pán)苗14到對(duì)應(yīng)多個(gè)接苗器16里，從而將取出的多個(gè)穴盤(pán)苗14轉(zhuǎn)移到接苗分投裝置里；
[0022]步驟7，接苗分投裝置分散開(kāi)接苗器14到多行栽植器18的正上方，接苗器14底部打開(kāi)，從而將取出的多個(gè)穴盤(pán)苗17釋放投入到多個(gè)栽植器18里；
[0023]步驟8，重復(fù)步驟2至7，直到取完整盤(pán)苗，再進(jìn)行接下來(lái)一盤(pán)苗自動(dòng)取苗、移苗、分苗、投苗作業(yè)。
[0024]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的一種適用于多行栽植的自動(dòng)取苗分投裝置和方法，針對(duì)現(xiàn)有的多行半自動(dòng)栽植器需要，能對(duì)平直輸送的穴盤(pán)苗一次性多株夾取，從而替代人工取苗；水平移送裝置平行移送至接苗分投裝置釋放，從而替代人工移苗和放苗；接苗分投裝置散開(kāi)投放到栽植器，從而替代人工分苗和投苗；最后由栽植器移植到大田里，可配合不同行距半自動(dòng)栽植器完成自動(dòng)取苗、移苗、放苗、分苗、投苗需要，減輕人工勞作，從而實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)苗快速多株夾取、移苗分散、投放栽植的自動(dòng)取苗移栽作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明所述的自動(dòng)取苗分投裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的接苗分投裝置示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:1.直線(xiàn)模組A，2.滑塊A，3.桁架，4.取苗爪，5.直線(xiàn)缸A，6.聯(lián)軸器A，7.橫梁架，8.連接軸，9.聯(lián)軸器B，10.電機(jī)，11.直線(xiàn)模組B，12.滑塊B，13.帶傳動(dòng)裝置，14.穴盤(pán)苗，15.穴盤(pán)，16.接苗器，17.直線(xiàn)缸B，18.栽植器。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。