[发明专利]一种夹持力可控的移栽机械手及其移栽方法

说明书

一种夹持力可控的移栽机械手，包括底座、通过取苗针转轴转动设置于底座表面上的两只铁质的取苗针以及夹持力控制装置，取苗针转轴与取苗针构成杠杆机构，两只取苗针的下端构成用于取苗投苗的取苗爪，所述的夹持力控制装置包括设置于两只取苗针之间上部位置的气囊、用于为气囊充放气的气泵以及取苗爪两侧分别设置的电磁铁单元。本发明有益效果：本发明的移载机械手夹持力可控且具有缓冲性，不易伤苗，可实现取苗过程中低损伤取苗的要求，保证了移栽质量。

技术领域

本发明涉及移栽机械领域，具体地说是一种夹持力可控的移栽机械手及其移栽方法。

背景技术

旱地移栽机的在工作时需要完成的动作主要包括四个：取苗、投苗、栽植、覆土镇压。在取苗过程中，需要考虑取苗夹爪对秧苗的夹持力影响，若夹苗夹爪在工作时夹持力度过小，则会造成对幼苗根系基质的影响，造成基质散落，出现移栽露苗的情况；同时若夹持秧苗的夹持力过大，还会造成秧苗根系的损伤，降低了秧苗移栽的成活率。因此移栽过程中频繁出现取苗爪伤苗或漏苗的情况，特别是大面积移栽作业时，则会带来田地减产，造成资源浪费，给农民带来巨大经济损失。

在目前的移栽机取苗机构中，少有移栽机对取苗爪进行夹持力的控制，并且大部分驱动机构使用凸轮或电机，夹取力缓冲性较小，容易伤苗。专利CN104280335A提供了一种利用压力传感器检测夹持力的方法，但其所述的压力传感器需要在取苗针上滑动，动作实现较难且易出现误差数据。

在移栽过程中，移栽机械手夹取的是幼苗，并且基质体积一定，所以取苗机械手动作变化较小且夹持力较小，考虑到夹取力对幼苗的作用，应提供一种力度较柔的取苗机械手，专利CN105638054A使用具有一定弹性的取苗针，但弹性不可控制，夹取作用力缓冲性较小，易在夹取动作时伤苗。

为了减少在移栽过程中由于取苗机械手在取苗时夹持力过大或由于夹持力缓冲性太小，造成秧苗损伤或秧苗基质散落情况的发生，本发明提出一种夹持力可控的移栽机械手。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种夹持力可控的移栽机械手及其移栽方法，解决目前移栽机工作过程中由于取苗机械手夹持力不易控制而造成伤苗或者漏苗的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种夹持力可控的移栽机械手，包括底座、通过取苗针转轴转动设置于底座表面上的两只铁质的取苗针以及夹持力控制装置，取苗针转轴与取苗针构成杠杆机构，两只取苗针的下端构成用于取苗投苗的取苗爪，所述的夹持力控制装置包括设置于两只取苗针之间上部位置的气囊、用于为气囊充放气的气泵以及取苗爪两侧分别设置的电磁铁单元；

本发明所述的底座上还设有用于控制夹持力控制装置的控制系统，所述控制系统包括控制器、电磁铁通断电控制单元以及设置于取苗针与气囊之间的压电薄膜传感器，压电薄膜传感器与控制器连接，控制器分别与电磁铁通断电控制单元和气泵连接，压电薄膜传感器将检测到的气囊与取苗针膨胀接触的压力信号传递给控制器，控制器通过对压力信号的判断控制电磁铁通断电控制单元的通断电以及气囊的充放气，进而控制取苗爪的投苗和取苗以及取苗爪的夹持力。

本发明所述取苗针转轴位于取苗针的中点处使得取苗针转轴与取苗针构成1:1的杠杆机构。

本发明所述的气囊与气泵之间通过设置在气囊顶部开口处的气压连接管连接。

本发明所述的气囊为长条型，长条型气囊的四面设有固定挡板，当气囊充气时，其膨胀方向为推动取苗针的方向。

本发明所述取苗爪的两侧还设有限位杆，限位杆通过限位螺栓固定在底座上取苗爪两侧设置的限位槽中，通过调节限位螺栓在限位槽中的位置实现对取苗针的不同程度的限位来控制取苗针下端夹紧距离。

本发明所述的底座上还设有LCD显示屏，所述的控制器与LCD显示屏连接，控制器将压电薄膜传感器检测的压力信号显示在LCD显示屏上。