一种多层立体自动化移动苗床系统的制作方法

本发明涉及温室苗床空间物流系统领域，尤其是涉及一种多层立体自动化移动苗床系统。

背景技术：

在传统温室内的花卉、植物等均是直接放置在地面上或是摆放在固定的苗床上，由于直接和地面接触，花卉、植物等不仅容易产生病虫害，还会造成温室整体环境混乱，整洁度欠佳，并且随着温室内种苗的不断生长，需要移栽或者重新摆放位置，目前这一系列动作主要是靠人工来完成，这需要大量的劳动力，花费大量的时间，不仅工作效率低，而且增加管理人员的劳动强度。目前我国现代化温室育苗存在技术落后、智能化控制程度较低、育苗成本高等一系列问题。

中国专利CN 202617811 U公开了一种多层立体式的温室自动化移动苗床装置，包括一个至少具有四层结构以上的移动苗床摆放层，每层移动苗床摆放层上设为至少两个以上的移动苗床摆放列，通过带有升降功能的智能搬运车将移动苗床摆放于移动苗床摆放列上，该专利通过智能搬运车可将大量的移动苗床摆放在移动苗床摆放层上面来实施灌溉和生长，也可将移动苗床摆放层上的生产完成植物的移动苗床运送到工作间内，但该专利的智能搬运车的结构复杂，稳定性较差，特别是进行高空作业时，较难保证苗床的稳定性；其次，该专利的移动搬运车与苗床摆放列之间既没有对准机构，又没有紧密连接，对准准确率较低，很可能造成苗床跌落；另外，该专利只是利用电动输送滚轮进行推送，推送行程有限，且苗床摆放列上苗床与苗床之间直接接触，苗床可以双向移动，移动过程中苗床相互之间能够撞击，造成苗床及苗圃损坏甚至苗床跌落。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种多层立体自动化移动苗床系统，该系统采用多层立体化苗床架，能够大大提高温室的空间利用率、降低病虫害的发生率；采用自动化移动苗床升降机将苗床在自动快速精确对准的情况下进行安全转移，具有空间利用率高、结构简单、对接精度高等特点，是一种温室大规模生产管理的立体苗床空间物流系统，符合未来现代化温室苗床空间物流系统的发展方向。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种多层立体自动化移动苗床系统，包括栽培单元和移动单元，所述的栽培单元包括多层立体式苗床架以及放置在苗床架上的单体苗床，所述的移动单元包括移动架、设在移动架顶部的链轮机构以及设在移动架底部的轮系机构，所述的栽培单元还包括支撑单体苗床的驱动装置，驱动装置设在苗床架的横向支撑杆上，包括平行导轨、设在平行导轨之间的U形壳体、设在U形壳体内的梯形重力块，U形壳体底部由电缸驱动组件驱动，平行导轨的前端设有对准机构，所述的单体苗床放置在平行导轨上，单体苗床底部与梯形重力块接触，单体苗床的前、后两端设有铁块，所述的移动单元还包括升降台装置，升降台装置设在移动架的中间，由链轮机构驱动进行升降运动，升降台装置底部设有一对平行的升降底板，升降底板上依次设有由齿轮齿条传动的一级推送组件和由丝杠滑轨传动的二级推送组件，二级推送组件设有与所述的铁块相配合的电磁铁以及与对准机构相配合的对准插杆，所述的栽培单元以及移动单元还设有传感定位装置，工作时，在控制系统的指令下，所述的移动单元由轮系机构驱动进行移动，所述的升降台装置由链轮机构驱动进行升降运动，在传感定位装置的作用下在指定位置停止，所述的一级推送组件和二级推送组件进行动作，所述的对准插杆与对准机构配合后，电磁铁通电后吸引单体苗床上的铁块，同时驱动装置驱动单体苗床运动，完成单体苗床的转移并搬运至指定位置。

进一步地，所述的一级推送组件包括下进退板和上进退板，下进退板与上进退板之间设有推送电机和齿轮，下进退板底部设有与齿轮配合的齿条，所述的升降底板上设有一级推进滑轨，一级推进滑轨上设有配合的一级推送滑块，下进退板安装在一级推送滑块上。

进一步地，所述的二级推送组件设在上进退板上，包括丝杠、与丝杠连接的丝杠电机、设在丝杠上的丝杠滑块，丝杠滑块设有丝杠挡板，丝杠挡板上部设置电磁铁，丝杠的两侧设有推送支柱，推送支撑管通过调高螺栓设置在推送支柱的顶部，推送支撑管的端部设置对准插杆。

进一步地，所述的升降台装置设有升降侧板，升降侧板设有螺杆滑轮，所述的移动架上设有与螺杆滑轮对应的竖向导轨，升降侧板上还设有链条拉杆。

进一步地，所述的链轮机构包括电机、减速机、齿轮组、链轮和链条，所述的电机、减速机和齿轮组设置在移动架的顶部，所述的链轮设在移动架上的圆轴上，链条设在链轮上，并与链条拉杆连接，电机通过减速机和齿轮组带动链轮转动，链轮通过链条带动升降台装置上下运动。

进一步地，所述的升降侧板垂直设在升降底板的两边，所述的螺杆滑轮成对设置，螺杆滑轮之间设有牛眼万向轴承。

进一步地，所述驱动装置的电缸驱动组件包括电缸，与电缸连接的滑动支撑杆，滑动支撑杆底部设有滑轨，上部连接U形壳体，滑动支撑杆上设有调高螺栓。

进一步地，所述的驱动装置通过竖向支撑杆安装在苗床架上，竖向支撑杆之间设有壳体连接板。

进一步地，所述的单体苗床包括矩形的苗床框体、设在苗床框体底部的凹槽轮，凹槽轮通过轮子支架安装在苗床框体底部，苗床框体的前、后两端设置铁块，所述的单体苗床通过凹槽轮放置在驱动装置的平行导轨上。

进一步地，所述的轮系机构包括伺服电机、驱动轴、从动轴、安装在驱动轴和从动轴上的轮子以及导向轮，在地面上还设有与导向轮匹配、可对移动单元移动进行导向的导轨。

进一步地，所述的苗床架和移动架主体采用矩形不锈钢型材方管，架构平稳，防锈耐用，安装其他零部件比较方便，符合现代设计的要求。

进一步地，所述的传感定位装置包括第一传感定位装置、第二传感定位装置、第三传感定位装置及第四传感定位装置，所述的第一传感定位装置安装在设置于地面上导轨上，控制移动单元上的伺服电机的转动或停止，对移动单元进行定位；所述的第二传感定位装置安装在竖向支撑杆的前面和二级推送单元的推送支柱前面，控制升降台上的电机和减速机的转动或停止，对升降台进行定位；所述的第三传感定位装置安装在设置于栽培单元上的滑动支撑杆端部的对准机构前面和设置与二级推送单元的推送支撑管上，控制推送电机、丝杠电机的转动或停止以及电控磁铁块的通电和断电，对单体苗床进行定位；所述的第四传感定位装置安装在U形壳体上和单体苗床底部，控制电缸的开启或关闭，对单体苗床进行定位。

本发明利用磁吸力机构，根据电磁转换原理，当电控磁力块通电时，产生强大的磁力，吸引单体苗床上的铁块；断电之后，强大的磁性消失，对单体苗床上的铁块没有吸引力，对单体苗床不产生作用。磁吸力结构合理紧凑，具有体积小，吸力大等特点，可进行远程控制，功能稳定可靠。

同时设置梯形重力块，梯形重力块偏心设置在U形壳体上，设有多块，依次等间距排列布置。由于梯形重力块偏心放置，且一侧与U形壳体接触，这就使得单体苗床在驱动装置上只能单向运动，反向运动时被阻挡，一方面当单体苗床从升降台装置移动到驱动装置上时，避免了因振动导致驱动装置上已有的单体苗床对新移动的单体苗床的撞击，保证其稳定性；另外一方面也可以保证当单体苗床从驱动装置移动到升降台时，电缸驱动组件推动U形壳体移动时单体苗床可随U形壳体移动，避免了滑落。

当单体苗床需要转移时，移动单元在控制系统的指令下开始移动，在传感器装置的作用下在指定位置停止，升降台在控制下开始运动，在传感器装置的作用下在指定层停止，升降台上的一级推进机构和二级推进机构开始先后作用，并向栽培单元运动，当二级推送机构上的插入杆与栽培单元上的对准机构配合好后，磁吸力机构通电并吸引单体苗床运动到推进机构贴合后，推送机构带着苗床完全返回到移动单元上后，移动单元开始运动，到转移目标位置后由传感器装置作用停止，升降台开始移动，到达指定层后在传感器装置的作用下停止，推送机构在对准机构对准情况下由磁吸力机构推着苗床到栽培单元的指定位置后断电返回，转移动作完成。

本发明多层立体自动化移动苗床系统具有以下优点：

(1)本发明采用两级推送单元，可以很好地扩大推送单元的推送范围，并且使得推送单元更加精巧紧凑，智能化程度更高；

(2)本发明先通过对准机构中的对准后，推送单元才把单体苗床推送给栽培单元，防止跌落、对准准确，实现单体苗床的顺利转移，使得转移的准确率提高，工作效率得以提升；

(3)本发明设置有梯形重力块，可以避免单体苗床在转移过程中相互之间的碰撞，对苗床和苗圃造成损害；同时也保证了单体苗床从栽培单元向升降台运动的稳定性，防止苗床跌落。

(4)本发明立体苗床架为多层立体结构，每一层都有多个独立的栽培单元和传感定位装置，可以放置多个苗床，从而提高了苗圃的空间利用率；

(5)本发明可根据具体实际的生产要求进行模块化、批量生产，可在三个维度上任意拓宽，节约生产使用面积；

(6)本发明中可安装灌溉、照明系统，保证单体苗床中苗圃的正常生长发育，根据苗圃的生长状况等，可以通过移动苗床升降机将苗床自动转移到更适宜的位置，减少了劳动力、提高了生产效率；

(7)本发明实现温室大规模生产的优化管理，应用于苗床的快捷空间输送与布局，很好地解决了温室大规模生产管理的物流问题，减轻了管理人员的劳动强度，大幅度提高单位面积温室空间的利用率，降低了育苗成本，从而提高日光温室工厂化育苗的生产效率，达到智能化控制、降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的一种多层立体自动化移动苗床系统的结构示意图；

图2为本发明驱动装置的结构示意图；

图3为本发明轮系机构的局部结构示意图；

图4为本发明升降台装置的结构示意图；

图5为本发明链轮机构的结构示意图；

图6为本发明单体苗床的结构示意图；

图7为本发明栽培单元的结构示意图；

图中：A-栽培单元；B-移动单元；C-单体苗床；D-驱动装置；E-升降台装置；F-链轮机构；G-轮系机构；a-对准机构；b-导轨；c-移动架；d-竖向导轨；e-横向支持杆；1-壳体连接板；2-竖向支撑杆；3-电缸；4-滑动支撑杆；5-滑轨；6-调高螺栓；7-平行导轨；8-U形壳体；9-梯形重力块；10-轮子；11-从动轴；12伺服电机；13-轴承；14-驱动轴；15-导向轮；16-升降侧板；17-齿条；18-螺杆滑轮；19-牛眼万向轴承；20-推送支柱；21-上进退板；22-丝杠电机；23-调高螺栓；24-丝杠挡板；25-电磁铁；26-丝杠滑块；27-推送支撑管；28-丝杠；29-对准插杆；30-丝杠滑轨；31-齿轮；32-推送电机；33-链条拉杆；34-一级推进滑轨；35-升降底板；36-一级推送滑块；37-下进退板；38-进退板支柱；39-链条；40-链轮；41-齿轮组；42-圆轴；43-减速机；44-电机；45-凹槽轮；46-铁块；47-苗床框体；48-轮子支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种多层立体自动化移动苗床系统，如图1-7所示，包括栽培单元A和移动单元B，栽培单元A包括单体苗床C和驱动装置D，移动单元B包括升降台装置E、链轮机构F和轮系机构G及传感定位装置，传感定位装置包括第一传感定位装置、第二传感定位装置、第三传感定位装置及第四传感定位装置，第一传感定位装置安装在设置于地面上导轨b上，第二传感定位装置安装在竖向支撑杆2的前面和二级推送单元的推送支柱20前面，第三传感定位装置安装在设置于滑动支撑杆端部的对准机构a前面和设置与二级推送单元的推送支撑管27上；第四传感定位装置安装在U形壳体上以及单体苗床底部。

参照图2，驱动装置D设在苗床架的横向支撑杆e上，包括平行导轨7、设在平行导轨7之间的U形壳体8、设在U形壳体8内的梯形重力块9，U形壳体8底部由电缸驱动组件驱动，驱动装置D的电缸驱动组件包括电缸3，与电缸3连接的滑动支撑杆4，滑动支撑杆4底部设有滑轨5，上部连接U形壳体8，滑动支撑杆4上设有调高螺栓6。

参考图3，轮系机构包括驱动轴14，从动轴11，伺服电机12，轮子10及起导向作用的导向轮15，系统的地面上设置有导轨b，用于和移动单元上的导向轮15配合，对移动单元E起到导向作用，系统的地面上设置有导轨b，用于和移动单元上的导向轮15配合，对移动单元E起到导向作用。

参考图4，升降台装置E包括升降侧板16、升降底板35、上进退板21、下进退板37、进退板支柱38、牛眼万向轴承19和螺杆滑轮18，上进退板21和下进退板37由进退板支柱38连接，上进退板21、下进退板37和进退板支柱38构成进退板机构，牛眼万向轴承19和螺杆滑轮18设置在升降侧板16上，用于升降台装置E的上下移动。

升降台装置包括一级推送组件和二级推送组件，一级推送组件为齿轮齿条装置，齿轮齿条装置包括推送电机32、齿轮31、齿条17、一级推进滑轨34和下进退板37，推送电机设置在下进退板37上，齿轮31设置在推送电机32上，齿条17、一级推进滑轨设置在升降台装置E的升降底板35上，一级推进滑轨连接下进退板37和升降底板35，齿条17是固定在升降台装置E上的升降底板35上是不动的，推送电机32转动时，齿轮31在齿条17上转动带动进退板装置在一级滑轨上移动，二级推送组件为丝杠滑轨装置，丝杠滑轨装置包括丝杠电机22，丝杠滑块26、丝杠挡板24、电磁铁25、推送支柱20及推送支撑管27，丝杠电机22设置在上进退板21顶部，丝杠滑块26设置在丝杠28上，丝杠挡板24设置在丝杠滑块26上，电磁铁26设置在丝杠挡板24上，推送支柱20设置在上进退板21顶部，推送支柱20及推送支撑管27设置在丝杠电机22、丝杠滑块26等两侧，推送支撑管27通过调高螺栓设置在推送支柱20顶部，推送支撑管27端部设置有对准插杆29。

参照图5，链轮机构包括电机44、减速机43、齿轮组41、链轮40、链条拉杆33和链条39构成，电机44、减速机43、齿轮组41均设置在移动架c顶部，链轮设置在移动架上的圆轴42上，链条拉杆33设置在升降台装置E的升降侧板16上，链条设置在链条拉杆33和链轮40上，电机44通过减速机44和齿轮组41带动链轮转动，链轮40通过链条39带动升降台装置E上下运动。

参照图6，单体苗床C包括矩形的苗床框体47、设在苗床框体底部的凹槽轮45，凹槽轮45通过轮子支架48安装在苗床框体底部，苗床框体的前、后两端设置铁块46，单体苗床C通过凹槽轮45放置在驱动装置D的平行导轨7上。

参考图7，系统可根据具体生产要求模块化批量生产，可以在三个维度即水平方向与竖直方向上拓宽或者节约生产的使用面积，本实施例为三层三列苗床架结构，苗床架两边分别设置一个移动单元。

当单体苗床需要转移时，移动单元E在控制系统的指令下开始移动，在传感器装置的作用下在指定位置停止，升降单元在升降机构的控制下开始运动，在传感器装置的作用下在指定层停止，升降台装置E上的一级推进机构和二级推进机构开始先后作用，并向栽培单元A运动，当二级推送机构上的插入杆29与栽培单元A上的对准机构a配合好后，磁吸力机构通电并吸引单体苗床C运动到推进机构贴合后，推送机构带着苗床完全返回到移动单元E上后，移动单元E开始运动，到转移目标位置后由传感器装置作用停止，升降台装置E开始移动，到达指定层后在传感器装置的作用下停止，推送机构在对准机构a对准情况下由磁吸力机构推着苗床到栽培单元的指定位置后断电返回，转移动作完成。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。