[发明专利]穴盘苗移栽机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业机械自动移栽技术领域，具体说是一种穴盘苗移栽机械手以及利用该机械手制成的自动移栽装置。 

背景技术

为了保证作物有适当的生长环境，秧苗需要进行移栽。手工移栽秧苗虽然简单，但生产效率不高，作业量非常巨大。近年来，随着我国设施农业的迅速发展，秧苗移栽量与日俱增，而劳动力短缺和劳动力成本提高的矛盾日益突出，人工移栽秧苗的平均速度一般为10～15棵/分钟，连续工作会使人疲劳，很难长久保持高效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、取苗质量可靠、经济适用的穴盘苗移栽机械手。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述穴盘苗移栽机械手制成的自动移动装置，通过对机械手、穴盘定位进行设计和实施控制，实现对温室穴盘苗的自动化移栽。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种穴盘苗移栽机械手，包括机械手、垂直升降机构、旋转机构、伸缩机构、PLC控制器；所述升降机构与旋转机构与伸缩机构的顶端连接，所述机械手安装在伸缩机构的底端；所述升降机构、旋转机构、伸缩机构均与PLC控制器信号连接；所述伸缩机构与所述旋转机构之间有夹角。

进一步地，所述垂直升降机构包括垂直升降气缸、立柱和连接板，所述垂直升降气缸与立柱的底端连接，所述连接板设在所述立柱的顶端；所述连接板与所述旋转机构连接。采用此结构，能够较好地防止旋转钢的转动，保证机械手在运动过程中的稳定性和运动的刚度。

进一步地，所述旋转机构包括旋转气缸、凸台，所述凸台与所述垂直升降机构连接，所述旋转气缸设在凸台上并在凸台旋转。

进一步地，所述机械手包括取苗针、以及外壳体，所述取苗针的一端与伸缩机构连接，所述取苗针的另一端沿着外壳体的轴向伸出或缩回外壳体；所述外壳体的顶部与所述伸缩机构连接。

进一步地，所述伸缩机构的中心轴线与所述旋转机构的中心轴线之间形成30-60°夹角。这样有利于取苗针插入穴盘中取苗。

为了解决上述另一目的，本发明所采用的技术方案为：利用上述穴盘苗移栽机械手制成的自动移栽装置，包括所述穴盘苗移栽机械手和穴盘定位平台，所述穴盘定位平台包括可移动的平台本体，在平台本体上设有穴盘；取苗时，所述穴盘苗移栽机械手中的机械手插入所述穴盘中。

进一步地，所述可移动的平台本体包括驱动装置、传动链、横向支架、纵向支架、托架，在横向支架上设有沿横向支架轴向设置的横向滑轨，所述纵向支架设有第一滑块，所述纵向支架通过第一滑块安装在横向滑轨上；在所述纵向支架上设有沿纵向支架轴向设置的纵向滑轨，所述托架上设有第二滑块，所述托架通过第二滑块安装在所述纵向滑轨上；所述第一滑块、第二滑块均通过传动链与驱动装置连接。

本发明自动移栽装置的工作原理：首先机械手进给运动，即由初始点运动到取苗点，运动过程包括升降运动和水平运动，根据穴盘苗的大小，控制升降运动和水平运动的距离。机械手运动到取苗点后保持合适的取苗姿态; 然后机械手的两根针在伸缩机构的推动下伸出并以30~60°的方向插入穴盘中取苗，接着机械手转动90°，即机械手由取苗点运动到投苗点，在投苗点取苗针退回，钵苗被机械手外壳体的挡板结构与取苗针分离并在穴盘苗的重力作用下进入导苗管，完成一次取苗循环。当机械手再次运动到取苗点时，穴盘在二维定位平台的控制下穴盘苗向前移动一个穴位，机械手完成又一次取苗回到起点。机械手和穴盘定位平台相配合依次完成整个穴盘的取苗、投苗动作。考虑到穴盘的结构、相邻穴格的间距，以及穴盘苗的大小不同，针扎式取苗针可以根据钵苗的大小及时调节更换，取苗稳定，不易伤根。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明穴盘苗移栽机械手结构简单，合理，取苗稳定可靠；制作成本低，取苗可达80～100棵/分钟，效率较手工取苗提高6～8倍，从而能提高生产效率，降低用工成本；适应农业生产较为恶劣的作业环境。此外，该穴盘苗移栽机械手体积小，抓取穴盘苗能模拟手指的动作，运动轨迹灵活可靠，能适应不同根系结构的蔬菜钵苗的抓取。

本发明自动移栽装置，同时利用了穴盘苗移栽机械手的取苗稳定可靠，以及穴盘定位平台的可靠定位，将穴盘苗移栽机械手与穴盘定位平台相互配套使用，能够满足不同穴盘结构、穴格的间距、取苗效率和并排取苗的要求，可靠性和灵活性较高，对中小型农户均适用。

附图说明

图1为本发明穴盘苗移栽机械手的结构示意图。

图2为本发明自动移栽装置的结构示意图。

图3为本发明中穴盘定位平台的结构示意图。