一种自调节滑道摆动式取投苗装置

1.本发明涉及农业机械技术领域，具体的说是一种自调节滑道摆动式取投苗装置，主要用于穴盘苗的移栽。


背景技术：

2.现阶段半自动移栽机的作业过程中，取苗的环节仍是由人工进行，劳动强度大，虽然目前各种结构型式的取投苗机构已经有了研发和应用，在降低取苗环节的劳动强度、提高作业效率等方面起到了良好的效果。但是，存在取苗过程中对钵苗造成损伤的情况，特别是田间作业过程中，由于坡度导致机身倾斜、运动过程中速度不均匀等不确定因素导致取苗过程中对钵苗造成一定程度的损伤问题，从而影响钵苗存活率，降低移栽作业的质量，增加生产了成本。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种自调节滑道摆动式取投苗装置，当移栽机工作的路面不平或存在斜坡时，通过该装置能够保证取苗针与穴盘始终保持垂直状态，且取苗针的针尖到穴盘的距离始终不变，从而降低取苗针对钵苗的损伤。
4.为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种自调节滑道摆动式取投苗装置，包括用于输送穴盘苗的送苗机构、用于将送苗机构上的穴盘苗夹起并投放至投苗杯中的取投苗机构以及控制机构；所述送苗机构包括机架、以及设于机架上的用于支撑穴盘的穴盘承托板，机架上倾斜向上固定有至少一个与穴盘承托板相连的气缸i，通过气缸i能够对穴盘承托板的倾斜角度进行调节；所述取投苗机构包括支撑组件、动力组件、连杆传动组件以及取投苗组件，其中，取投苗组件能够上下移动地设于支撑组件上，动力组件由电机ii通过一对相互啮合的齿轮副提供动力，进而通过连杆传动组件带动取投苗组件中的取苗针绕支撑组件摆动，实现取投苗角度的调整；所述穴盘承托板的两相对侧壁上以及取投苗组件上均设有一对对射式光电传感器，各对对射式光电传感器均相对于穴盘对称设置；在取苗过程中，通过调整穴盘承托板的倾斜角度和取投苗组件的摆动角度，能够保证位于同侧的对射式光电传感器接收到彼此的信号，进而实现取投苗组件中的取苗针与穴盘保持垂直状态。
5.作为优选方案，所述支撑组件包括一对第一支撑腿、一对高度高于第一支撑腿的第二支撑腿、以及一水平设置的支撑平台，所述支撑平台分别与第一支撑腿顶部和第二支撑腿下部相连；两根第二支撑腿的上部连接有连接杆，连接杆上转动连接有取投苗组件。
6.作为优选方案，所述连杆组件包括与动力组件相连接的曲柄、与第二支撑腿水平连接的直线滑道、设于直线滑道内能够沿直线滑道移动的滚子、两端分别连接滚子和曲柄的摇杆、以及两端分别连接滚子和取投苗组件的连杆i；动力组件驱动曲柄，能够将摇杆的
摆动运动转变为滚子沿着直线滑道的直线运动，进而连杆i驱使取投苗组件绕着连接杆实现翻转。
7.作为优选方案，所述取投苗组件包括与连接杆转动连接的h型结构的取投苗连接件，所述取投苗连接件包括两平行设置的竖直段和连接两竖直段的水平段，两竖直段的上部与连接杆转动连接，下部与连杆i铰接，任一竖直段的内侧设有气缸ii，其活塞杆在水平段的长度范围内伸缩，气缸ii的活塞杆连接有支撑架，支撑架上沿其长度方向等间隔设有若干设有取投苗机械手，通过气缸ii能够控制若干取投苗机械手沿穴盘的横向方向来回移动。
8.作为优选方案，其中一对对射式光电传感器设于取投苗连接件中两竖直段的底面上。
9.作为优选方案，所述取投苗机械手包括气缸iii、固定于气缸iii上的固定单元、均布于固定单元上的若干连杆单元、顶端与对应的连杆单元相连接的取苗针、以及与固定单元相连的供取苗针穿过的限位单元，其中，固定单元、若干连杆单元、若干取苗针和限位单元组成伞状结构，在控制机构作用下，气缸iii的活塞杆推动连杆单元运动，带动取苗针下移，取苗针在限位单元的作用下，针尖向内聚拢，针尖距减小，进行钵苗的抓取；气缸iii的活塞杆回缩，带动取苗针针尖距变大，进而释放钵苗。
10.作为优选方案，所述固定单元包括固定于气缸iii上的固定块，与固定块通过气缸支架相连的底盘、以及与气缸iii活塞杆相连的驱动块，所述连杆单元设于驱动块和底盘上端，所述限位单元设于底盘下端。
11.作为优选方案，所述第二支撑腿中设有直线模组，且两第二支撑腿的相对侧面上设有槽孔，直线模组能够带动取投苗组件上下移动。
12.作为优选方案，所述连杆i为内置电源的伸缩杆。
13.作为优选方案，穴盘承托的背面固定有电机i，电机i通过链轮链条进行动力传递，能够带动置于穴盘承托板上的穴盘苗下移。
14.有益效果：本发明所公开的取投苗装置，采用气缸驱动送苗机构进行角度调整和取投苗机械手的直线运动以及抓取动作的实现，动力源简单，易于安装维护；同时使用电机带动齿轮副的方式实现取投苗机械爪的摆动，易于控制。采用滑道翻转式取投苗的方法，将电机的旋转运动转化为滚子的直线运动，通过连杆传动组件实现取投苗机械手的翻转动作。同时，在取苗过程中，通过送苗机构与取投苗机构同时进行角度的调节，使得同侧的对射式光电传感器接收到对射信号，从而保证在坡地的移栽作业中，取苗针与穴盘始终保持垂直状态，并且，取投苗机械手在直线模组的作用下能够沿着槽孔上下运动，保持取苗针的针尖到穴盘距离始终不变，从而降低取苗针对钵苗的损伤，并提高取投苗的稳定性，保证取投苗轨迹的准确性，进而提高取投苗效率和移栽质量。
附图说明
15.图1是本发明中取投苗装置的结构示意图。
16.图2是本发明中送苗机构的结构示意图之一。
17.图3是本发明中送苗机构的结构示意图之二。
18.图4是本发明中取投苗机构的结构示意图之一。
19.图5是本发明中取投苗机构的结构示意图之二。
20.图6是取投苗机械手的结构示意图之一。
21.图7是取投苗机械手的结构示意图之二（不含气缸支架）。
22.图中标记：1、机架，2、气缸i，3、单侧带耳滚子链，4、穴盘推杆，5、穴盘承托板，6、穴盘，7、对射式光电传感器，8、电机i，9、连杆i，10、直线滑道，11、摇杆，12、第一支撑腿，13、支撑平台，14、曲柄，15、电机ii，16、齿轮副，17、滚子，18、连接杆，19、取投苗机械手，1901、气缸iii，1902、固定块，1903、连杆单元，1903-1、连杆ii，1903-2、连杆iii，1904、气缸支架，1905、底盘，1906、连杆iv，1907、取苗针，1908、驱动块，20、支撑架，21、气缸ii，22、取投苗连接件，23、第二支撑腿。
具体实施方式
23.下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
24.本实施公开了一种自调节滑道摆动式取投苗装置，请参考图1，该装置包括送苗机构和取投苗机构，送苗机构用于输送穴盘6，取投苗机构用于夹取穴盘上的穴盘苗，并将穴盘苗投于投苗杯（图中未示出）中。下面对送苗机构和取投苗机构的具体结构进行详细阐述。
25.请参考图2和图3，送苗机构包括机架1，机架1上设有用于支撑穴盘6的穴盘承托板5，机架1上倾斜向上固定有至少一个穴盘承托板5相连的气缸i 2，通过气缸i 2能够对穴盘承托板5的倾斜角度进行调节，穴盘承托板5的背面固定有电机i 8，电机i 8通过链轮链条进行动力传递，能够带动置于穴盘承托板5上的穴盘6移动。
26.具体地，请参考图2和图3，穴盘承托板5包括一对间隔设置的侧板、连接两个侧板的支撑轴，以及设于支撑轴上并与侧板相连的支撑板，其中，链轮链条中用于控制穴盘6移动的链条为单侧带耳滚子链4，单侧带耳滚子链4上设有用于推动穴盘6移动的穴盘推杆4，单侧带耳滚子链4在转动过程中，带动穴盘推杆4推动穴盘6一同移动。
27.请参考图4和图5，下面对取投苗机构的具体结构进行详细阐述。
28.所述取投苗机构包括支撑组件、动力组件、连杆传动组件以及取投苗组件，其中，动力组件和取投苗组件均设于支撑组件上，动力组件由电机ii 15通过一对相互啮合的齿轮副16提供动力，进而通过连杆传动组件带动取投苗组件摆动，实现取投苗角度的调整。
29.其中，所述支撑组件包括一对第一支撑腿12、一对高度高于第一支撑腿12的第二支撑腿23、以及一水平设置的支撑平台13，所述支撑平台13分别与第一支撑腿12顶部和第二支撑腿23下部相连；两根第二支撑腿23的上部连接有连接杆18，连接杆18上转动连接有取投苗组件。
30.较佳地，所述第二支撑腿23中设有直线模组，且两第二支撑腿23的相对侧面上设有槽孔，直线模组能够带动取投苗组件上下移动。
31.所述连杆组件包括与动力组件相连接的曲柄14、与第二支撑腿23水平连接的直线
滑道10、设于直线滑道10内能够沿直线滑道10移动的滚子17、两端分别连接滚子17和曲柄14的摇杆11、以及两端分别连接滚子17和取投苗组件的连杆i 9，动力组件驱动曲柄14，摇杆11、直线滑道10以及滚子17相互配合，能够将摇杆11的摆动运动转变为滚子17沿着直线滑道10的直线运动，同时，连杆i 9与滚子17间旋转连接，进而驱使取投苗组件绕着连接杆18实现翻转。
32.需要说明的是，所述连杆i 9为内置电源的伸缩杆。
33.所述取投苗组件包括h型结构的取投苗连接件22，取投苗连接件22包括两平行设置的竖直段和连接两竖直段的水平段，两竖直段的上部与连接杆18转动连接，下部与连杆i 9铰接，竖直段的内侧设有气缸ii 21，其活塞杆在水平段的长度范围内移动，气缸ii 21的活塞杆连接有支撑架20，支撑架20上沿其长度方向等间隔设有若干机械手连接件，所述取投苗机械手19设于对应的机械手连接件上。通过气缸ii 21的伸缩能够控制若干取投苗机械手19沿穴盘6的横向方向来回移动；相邻两个取投苗机械手19的间距与穴盘6上任一行相邻两个穴盘苗的间距一致。
34.请参考图6和图7，下面对取投苗机械手19的结构进行描述，所述取投苗机械手19包括气缸iii 1901、固定于气缸iii 1901上的固定单元、均布于固定单元上的若干连杆单元1903、顶端与对应的连杆单元1903相连接的取苗针1907、以及与固定单元相连的供取苗针1907穿过的限位单元，其中，固定单元、若干连杆单元1903、若干取苗针1907和限位单元组成伞状结构，在控制机构作用下，气缸iii1901的活塞杆推动连杆单元1903运动，带动取苗针1907下移，取苗针1907在限位单元的作用下，针尖向内聚拢，针尖距减小，进行钵苗的抓取；气缸iii 1901的活塞杆回缩，带动取苗针1907针尖距变大，进而释放钵苗。
35.具体地，所述固定单元包括固定于气缸iii 1901上的固定块1902，与固定块1902通过气缸支架1904相连的底盘1905、以及与气缸iii 1901的活塞杆相连的驱动块1908，所述连杆单元1903设于驱动块1902和底盘1905上端，所述限位单元设于底盘1905下端。
36.所述连杆单元1903包括连杆ii 1903-1和连杆iii 1903-2，其中，连杆ii 1903-1的一端与驱动块1902相铰接，另一端与连杆iii1903-2中部相铰接，连杆iii 1903-2的一端与取苗针1907相铰接，另一端与底盘1905上端相铰接。连杆iii 1903-2与取苗针1908之间的夹角为锐角。
37.所述限位单元包括连杆iv 1906，连杆iv 1906的一端与底盘1905下端相铰接，另一端设有供取苗针1907穿过的通孔。
38.如图7所示，取投苗机械手19包含四个取苗针1907，气缸支架1904呈直角形，相邻两个气缸支架1904之间留有供连杆单元1903活动的空隙。详细地，所述底盘1905为截面类似于“士”字的结构。
39.所述穴盘承托板的两相对侧壁上以及取投苗组件上均设有一对对射式光电传感器，各对对射式光电传感器均相对于穴盘对称设置；在取苗过程中，通过调整穴盘承托板的倾斜角度和取投苗组件的摆动角度，能够保证位于同侧的对射式光电传感器通过对射接收到彼此的信号，进而实现取投苗组件中的取苗针与穴盘保持垂直状态。
40.其中，各个电机、气缸、直线模组和对射式光电传感器均与控制机构电连接，具体控制方式属于现有技术，此处不再赘述。
41.最后，结合以上附图内容阐述本发明的具体工作过程：在电机
ⅱꢀ
15的驱动作用
下，通过一对相互啮合的齿轮副16将动力传递到动力轴，动力轴的转动带动曲柄14做旋转运动，并由曲柄14带动摇杆11的一端进行摇动，摇杆11的另一端则在滚子17与直线滑道10的限制下，随着滚子17一起进行直线运动。连杆i 9在滚子17的运动下推动取投苗连接件22绕连接杆18进行旋转，同时，在取投苗连接件11上的取投苗机械爪19随着取投苗连接件22的翻转进行翻转；当对射式光电传感器7产生信号时，气缸iii 1901推出活塞杆，带动连杆单元1903运动，促使取苗针1907的针尖距变小，进行钵苗的夹取；当齿轮副16带动曲柄14旋转一周回到初始位置，取投苗机械爪19刚好位于投苗杯上方，此时，气缸iii 1901回缩，释放钵苗落入投苗杯。接着，气缸
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21的活塞杆推动取投苗机械爪19横向移动，准备进行下一轮的取投苗。当在具有坡度的地方作业时，车身会由于地形的倾斜而产生一定的倾斜角度，此时，送苗机构中气缸i 2的活塞杆和连杆i 9进行相互协调从而使得同侧的对射式光电传感器7接收到对射信号，以保证在夹取钵苗的过程中始终保持针尖与穴盘6的垂直，防止取苗过程中对钵苗造成损伤。在上述调整过程中，直线模组的滑块也会带动取投苗连接件22沿着槽孔进行上下调整，保证对射式光电传感器7信号的接收，并使得取苗针1907的针尖到穴盘6的距离在进行夹取钵苗时始终不变，以顺利完成钵苗的夹取。
42.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非随本发明作任何形式上的限制。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自调节滑道摆动式取投苗装置，包括用于输送穴盘苗的送苗机构、用于将送苗机构上的穴盘苗夹起并投放至投苗杯中的取投苗机构以及控制机构；其特征在于：所述送苗机构包括机架（1）、以及设于机架（1）上的用于支撑穴盘（6）的穴盘承托板（5），机架（1）上倾斜向上固定有至少一个与穴盘承托板（5）相连的气缸i （2），通过气缸i （2）能够对穴盘承托板（5）的倾斜角度进行调节；所述取投苗机构包括支撑组件、动力组件、连杆传动组件以及取投苗组件，其中，取投苗组件能够上下移动地设于支撑组件上，动力组件由电机ii（15）通过一对相互啮合的齿轮副（16）提供动力，进而通过连杆传动组件带动取投苗组件中的取苗针（1907）绕支撑组件摆动，实现取投苗角度的调整；所述穴盘承托板（5）的两相对侧壁上以及取投苗组件上均设有一对对射式光电传感器（7），各对对射式光电传感器（7）均相对于穴盘（6）对称设置；在取苗过程中，通过调整穴盘承托板（5）的倾斜角度和取投苗组件的摆动角度，能够保证位于同侧的对射式光电传感器（7）接收到彼此的信号，进而实现取投苗组件中的取苗针（1907）与穴盘（6）保持垂直状态。2.根据权利要求1所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述支撑组件包括一对第一支撑腿（12）、一对高度高于第一支撑腿（12）的第二支撑腿（23）、以及一水平设置的支撑平台（13），所述支撑平台（13）分别与第一支撑腿（12）顶部和第二支撑腿（23）下部相连；两根第二支撑腿（23）的上部连接有连接杆（18），连接杆（18）上转动连接有取投苗组件。3.根据权利要求2所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述连杆组件包括与动力组件相连接的曲柄（14）、与第二支撑腿（23）水平连接的直线滑道（10）、设于直线滑道（10）内能够沿直线滑道（10）移动的滚子（17）、两端分别连接滚子（17）和曲柄（14）的摇杆（11）、以及两端分别连接滚子（17）和取投苗组件的连杆i （9）；动力组件驱动曲柄（14），能够将摇杆（11）的摆动运动转变为滚子（17）沿着直线滑道（10）的直线运动，进而连杆i （9）驱使取投苗组件绕着连接杆（18）实现翻转。4.根据权利要求2所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述取投苗组件包括与连接杆（18）转动连接的h型结构的取投苗连接件（22），所述取投苗连接件（22）包括两平行设置的竖直段和连接两竖直段的水平段，两竖直段的上部与连接杆（18）转动连接，下部与连杆i （9）铰接，任一竖直段的内侧设有气缸ii （21），其活塞杆在水平段的长度范围内伸缩，气缸ii （21）的活塞杆连接有支撑架（20），支撑架上（20）沿其长度方向等间隔设有若干设有取投苗机械手（19），通过气缸ii （21）能够控制若干取投苗机械手（19）沿穴盘（6）的横向方向来回移动。5.根据权利要求4所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，其中一对对射式光电传感器（7）设于取投苗连接件（22）中两竖直段的底面上。6.根据权利要求4所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述取投苗机械手（19）包括气缸iii （1901）、固定于气缸iii （1901）上的固定单元、均布于固定单元上的若干连杆单元（1903）、顶端与对应的连杆单元（1903）相连接的取苗针（1907）、以及与固定单元相连的供取苗针（1907）穿过的限位单元，其中，固定单元、若干连杆单元（1903）、若干取苗针（1907）和限位单元组成伞状结构，在控制机构作用下，气缸iii （1901）的活塞杆推动连杆单元（1903）运动，带动取苗针（1907）下移，取苗针（1907）在限位单元的作用下，
针尖向内聚拢，针尖距减小，进行钵苗的抓取；气缸iii （1901）的活塞杆回缩，带动取苗针（1907）针尖距变大，进而释放钵苗。7.根据权利要求6所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述固定单元包括固定于气缸iii （1901）上的固定块（1902），与固定块（1902）通过气缸支架（1904）相连的底盘（1905）、以及与气缸iii （1901）活塞杆相连的驱动块（1908），所述连杆单元（1903）设于驱动块（1908）和底盘（1905）上端，所述限位单元设于底盘（1905）下端。8.根据权利要求2所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述第二支撑腿（23）中设有直线模组，且两第二支撑腿（23）的相对侧面上设有槽孔，直线模组能够带动取投苗组件上下移动。9.根据权利要求8所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，所述连杆i （9）为内置电源的伸缩杆。10.根据权利要求1所述的一种自调节滑道摆动式取投苗装置，其特征在于，穴盘承托板（5）的背面固定有电机i （8），电机i （8）通过链轮链条进行动力传递，能够带动置于穴盘承托板（5）上的穴盘苗下移。

技术总结
本发明公开了一种自调节滑道摆动式取投苗装置，该装置包括送苗机构、取投苗机构以及控制机构。送苗机构中，通过气缸I能够对穴盘承托板的倾斜角度进行调节；取投苗机构中动力组件通过连杆传动组件带动取投苗组件中的取苗针绕支撑组件摆动，实现取投苗角度的调整；穴盘承托板的两相对侧壁上以及取投苗组件上均设有一对相对于穴盘对称设置的对射式光电传感器，在取苗过程中，通过调整穴盘承托板和取投苗组件的角度，能够保证位于同侧的对射式光电传感器接收到彼此的信号，实现取投苗组件中的取苗针与穴盘保持垂直状态。通过该装置能够保证取苗针与穴盘始终保持垂直状态，且取苗针的针尖到穴盘的距离始终不变，从而降低取苗针对钵苗的损伤。对钵苗的损伤。对钵苗的损伤。


技术研发人员：李明勇 李少凡 金鑫 姬江涛 李若实 赵博 刘孟楠 肖利强
受保护的技术使用者：河南科技大学
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/6