一种全自动田间铺盘装置及其铺盘方法与流程

本发明属于育秧盘自动铺盘技术领域，具体涉及一种全自动田间铺盘装置及其铺盘方法。

背景技术：

随着我国农业生产机械化的发展，水稻育秧现多采用自动化生产线，以此提高幼苗质量。先经过自动化育苗流水线，在育秧盘里完成覆土、播种、覆土。然后再放在暗室里集中保温保湿，出苗。待在暗室出苗整齐后再通过人工搬运到炼苗大棚或秧田田中进行二次育苗，这过程劳动强度大，对劳动力需求大，急需一台机械设备代替人工完成铺盘工作。

已有的铺盘设备虽然可以完成育秧铺盘作业，但是需要随着铺盘的进行，不断更换上盘的位置，无法实现定点上盘工作，大大加重了工人劳动，不满足现代农业的高效、高质的综合作业要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全自动田间铺盘装置及其铺盘方法。

本发明一种全自动田间铺盘装置，包括育秧盘输出装置和n个覆膜铺盘装置，n≤10。n个覆膜铺盘装置依次排列。所述的覆膜铺盘装置包括铺盘卷扬组件和收膜卷扬组件。所述的铺盘卷扬组件包括铺盘卷筒、绳索、拉膜板、铺盘基座和铺盘驱动组件。所述的铺盘卷筒支承在铺盘基座上，并由铺盘驱动组件驱动。多根绳索的一端均与铺盘卷筒的外侧面固定，另一端均与拉膜板固定。所述的收膜卷扬组件包括收膜电机、薄膜卷筒、长条形铁丝网、长条形薄膜和收膜基座。薄膜卷筒支承在收膜基座上，并由收膜驱动组件驱动。长条形铁丝网的一端与薄膜卷筒的侧面固定，另一端与拉膜板的底部固定。长条形铁丝网缠绕在薄膜卷筒上。长条形铁丝网上设置有长条形薄膜。

所述的育秧盘输出装置包括水平输盘机构、换轨输盘机构和支撑框架。所述的水平输盘机构包括水平输盘电机、第一传动轴和单侧水平输盘组件。所述的单侧水平输盘组件包括动力带轮、支撑带轮、水平传送带和传送带安装板。等高设置的动力带轮、多个支撑带轮依次支承在传送带安装板的内侧面上。水平传送带环住动力带轮和所有支撑带轮。两个单侧水平输盘组件内的传送带安装板与支撑框架顶部的两侧分别固定。两块传送带安装板的相背侧面均开设有水平设置的轨道槽。第一传动轴支承在两块传送带安装板上。第一传动轴的两端与两个单侧水平输盘组件内的动力带轮分别固定。第一传动轴由水平输盘电机驱动。

所述的换轨输盘机构包括换轨组件和倾斜输盘组件。所述的换轨组件包括行进电机、动力行进架、铲盘块和s型输送机。所述的动力行进架包括行进轮轴、主动轨道轮和水平安装板。两根行进轮轴的顶端与水平安装板的两端分别构成转动副，底端与两个主动轨道轮分别固定。两个主动轨道轮分别设置两块传送带安装板上的轨道槽上。两根行进轮轴由行进电机驱动。所述的铲盘块与水平安装板的中部固定。铲盘块的底端低于水平传送带的顶面，顶端高于水平安装板的顶面。所述的辅助行进架与两块传送带安装板构成滑动副。s型输送机的头端与水平安装板固定连接。

所述的倾斜输盘组件包括倾斜输盘电机、倾斜架、倾斜挡板、行走轮、倾斜输盘传动轴和单侧倾斜输盘组件。所述倾斜架的顶端与s型输送机的尾端铰接。倾斜架上固定有两块间隔设置的倾斜挡板。两块倾斜挡板的底端均支承有行走轮。b根依次等间距倾斜排列的倾斜输盘传动轴均支承在两块倾斜挡板之间，2≤b≤20。单侧倾斜输盘组件包括倾斜输送带和b个倾斜输送轮。b个倾斜输送轮与b根倾斜输盘传动轴分别固定。b个倾斜输送轮通过倾斜输送带连接。两个单侧倾斜输盘组件均设置两块倾斜挡板之间。

进一步地，n个覆膜铺盘分别设置在相邻的n垄田地上。铺盘卷扬组件、收膜卷扬组件分别设置在对应的那垄田地的两端。支撑框架固定在n个收膜卷扬组件远离对应铺盘卷扬组件的一侧。支撑框架沿一垄田地的宽度方向设置。对n垄田地按照支撑框架的尾端向头端的方向依次排序。初始状态下，倾斜输盘组件内倾斜架的底端位于第一垄田地远离支撑框架头端的那一侧，并行走轮与对应的长条形薄膜接触。

进一步地，所述的换轨输盘机构还包括辅助行进架。辅助行进架包括支撑板、辅助轮轴和从动轨道轮两根竖直设置的辅助轮轴的顶端与支撑板的两端分别构成转动副，底端与两个从动轨道轮分别固定。两个从动轨道轮分别位于两块传送带安装板上的轨道槽上。辅助行进架共有两个。两个辅助行进架内的支撑板与s型机架的中部、尾端分别固定。

进一步地，所述的s型输送机包括换轨电机、s型机架、链轮轴和s型链板。s型机架的头端与水平安装板固定。两根链轮轴分别支承在s型机架的头端尾端，并通过s型链板连接。

进一步地，所述的倾斜输送带上设置有均布的多块隔板，且相邻两块隔板的间距等于育秧盘的长度。

进一步地，所述的育秧盘输出装置还包括挡板。位于支撑框架头端的挡板的两端与两块传送带安装板分别固定。所述挡板的顶部边缘高于水平输送带的顶面。

进一步地，所述的铺盘驱动组件包括铺盘电机和铺盘减速器。所述的铺盘减速器包括铺盘减速架、第一齿轮和第二齿轮。所述的第一齿轮及第二齿轮均支承在铺盘减速架内。第一齿轮与第二齿轮啮合。第一齿轮的齿数小于第二齿轮的齿数。铺盘电机固定在铺盘基座上。铺盘电机的输出轴、铺盘卷筒的一端与第一齿轮、第二齿轮分别固定。

所述的收膜驱动组件包括收膜电机和收膜减速器。所述的收膜减速器包括收膜减速架、第三齿轮和第四齿轮。所述的第三齿轮及第四齿轮均支承在收膜减速架内。第三齿轮与第四齿轮啮合。第三齿轮的齿数小于第四齿轮的齿数。收膜电机固定在收膜基座上。收膜电机的输出轴、收膜卷筒的一端与第三齿轮、第四齿轮分别固定。

所述的行进电机共有两个。两个行进电机与水平安装板的两端分别固定。两个行进电机的输出轴与两根行进轮轴分别固定。

所述的水平输盘电机固定在其中一块传送带安装板上。水平输盘电机的输出轴与第一传动轴的一端固定。

进一步地，两个单侧水平输盘组件内的传送带安装板的间距等于育秧盘的长度。两块倾斜挡板的间距等于育秧盘的长度。

进一步地，所述铺盘卷筒及拉膜板的长度均等于一垄田地的宽度。所述长条形铁丝网的长度等于一垄田地的长度，宽度等于一垄田地的宽度。

该自动田间铺盘装置铺盘方法具体如下：

步骤一、将n个覆膜铺盘装置分别设置在相邻的n垄田地上。育秧盘输出装置设置在n垄田地的一端。将1赋值给i。

步骤二、水平输盘电机正转，s型输送机启动，工作人员将多个育秧盘依次放上水平输盘机构内的两根水平传送带。直到最先放上水平输盘机构的育秧盘与两条倾斜输送带接触时，倾斜输盘电机正转，使得育秧盘沿倾斜输送带倾斜向下运动。水平输送带的移动速度、s型输送机的输送速度及倾斜输送带的移动速度均相等。最先放上水平输盘机构的育秧盘与第i垄田地接触后，进入步骤三。

步骤三、水平输盘电机停转，两个行进电机同步正转，使得换轨输盘机构按照与倾斜输送带的移动速度相等的速度向支撑框架的头端移动。水平输送带上的育秧盘被铲盘块逐个铲上s型输送机；s型输送机上的育秧盘被逐个送上倾斜输送带。倾斜输送带上的育秧盘被逐个铺设到第i垄田地上。

步骤四、倾斜输盘组件内行走轮与第i垄田地对应的长条形薄膜分离后，若第i垄田地被铺满，则进入步骤八；否则，执行步骤五至七。

步骤五、s型输送机关闭，倾斜输盘电机停转，铺盘电机、收膜电机同步正转，使得收膜卷扬组件移动s距离。s距离大于或等于育秧盘的宽度、倾斜挡板的厚度及行走轮的厚度之和。之后，铺盘电机、收膜电机同步停转。

步骤六、两个行进电机同步反转，使得换轨输盘机构向支撑框架的尾端移动。直到倾斜输盘组件内倾斜架的底端到达第i垄田地远离支撑框架头端的那一侧后，两个行进电机同步停转。

同时，水平输盘电机正转，工作人员将多个育秧盘依次放上水平输盘机构内的两根水平传送带。直到两个行进电机停转，且铲盘板与挡板之间装满育秧盘后，水平输盘电机停转，工作人员停止放置育秧盘。

步骤七、执行步骤三和四。

步骤八、若i＝n，则铺盘结束，否则，执行步骤九和十。

步骤九、工作人员取下水平传送带上的p个育秧盘，其中p-1·l1≤l2＜p·l1，l1为育秧盘的宽度，l2为相邻两垄田地的间距。

步骤十、水平输盘电机反转，使得水平输送带上的育秧盘向支撑框架的头端移动。同时，两个行进电机同步正转，使得换轨输盘机构按照与水平输送带的移动速度相等的速度向支撑框架的头端移动。直到倾斜输盘组件内的行走轮与第i+垄田地上的长条形薄膜接触后，水平输盘电机及两个行进电机均停转，将i增大1，重复执行步骤三至七。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明通过薄膜带动育秧盘，同时实现覆膜和铺盘的工作，使得铺盘机构位置可以无需改变，实现了定点上盘的功能，大大减少了工人的劳动。

2、本发明通过可移动的s型输送机实现了育秧盘在不同位置的自动变轨，进而实现了通过一台设备对多垄田地的铺设。

3、本发明通过逐个铺设的铺盘方式，达到了高精度的自动铺盘。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明中覆膜铺盘装置的示意图；

图4是本发明中水平输盘机构示意图；

图5是本发明的换轨输盘机构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种全自动田间铺盘装置，包括育秧盘输出装置和n个覆膜铺盘装置1。n个覆膜铺盘装置1分别设置在相邻的n垄田地上。育秧盘输出装置设置在n垄田地的一端(n的实际数字根据被铺盘田地的田垄数确定，本实施例中针对两垄田地，故n＝2)。

如图1、2和3所示，覆膜铺盘装置1包括铺盘卷扬组件和收膜卷扬组件。铺盘卷扬组件、收膜卷扬组件分别设置在对应的那垄田地的两端。铺盘卷扬组件包括铺盘卷筒7、绳索8、拉膜板9、铺盘基座10和铺盘驱动组件。铺盘卷筒7支承在铺盘基座10上。铺盘驱动组件包括铺盘电机5和铺盘减速器6。铺盘减速器6包括铺盘减速架、第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮及第二齿轮均支承在铺盘减速架内。第一齿轮与第二齿轮啮合。第一齿轮的齿数小于第二齿轮的齿数。铺盘电机5固定在铺盘基座10上。铺盘电机5的输出轴、铺盘卷筒7的一端与第一齿轮、第二齿轮分别固定。m根绳索8的一端均与铺盘卷筒7的外侧面固定，另一端与拉膜板9上的m根绳索连接位分别固定，m＝5。拉膜板9上的m根绳索8连接位沿拉膜板9的长度方向均布，且均位于拉膜板9的底部。m根绳索8均缠绕在铺盘卷筒7上，且绕向一致。铺盘卷筒7及拉膜板9的长度均等于一垄田地的宽度。m根绳索8的长度均等于一垄田地的长度。

收膜卷扬组件包括收膜电机11、薄膜卷筒12、长条形铁丝网13、长条形薄膜和收膜基座14。薄膜卷筒12支承在收膜基座14上。收膜驱动组件包括收膜电机11和收膜减速器。收膜减速器包括收膜减速架、第三齿轮和第四齿轮。第三齿轮及第四齿轮均支承在收膜减速架内。第三齿轮与第四齿轮啮合。第三齿轮的齿数小于第四齿轮的齿数。收膜电机11固定在收膜基座14上。收膜电机11的输出轴、收膜卷筒的一端与第三齿轮、第四齿轮分别固定。

长条形铁丝网13的一端与薄膜卷筒12的侧面固定，另一端与拉膜板9的底部固定。长条形铁丝网13缠绕在薄膜卷筒12上。长条形铁丝网13的长度等于一垄田地的长度，宽度等于一垄田地的宽度。长条形铁丝网13上附着有长条形薄膜(长条形薄膜用于避免育秧盘内秧苗的根扎入田地)。铺盘基座10、收膜基座14分别固定在对应的那垄田地的两端。通过铺盘电机5的转动，能够驱动绳索8绕上铺盘卷筒7，从而拉动长条形铁丝网13和长条形薄膜覆盖到田地上。通过收膜电机11的转动，能够驱动长条形铁丝网13和长条形薄膜绕上铺盘卷筒7，从而回收长条形铁丝网13和长条形薄膜。

如图1和2所示，育秧盘输出装置包括水平输盘机构2、换轨输盘机构3和支撑框架4。支撑框架4固定在田垄上设置有收膜卷扬组件的那端。支撑框架4沿一垄田地的宽度方向设置。水平输盘机构2设置在支撑框架4的顶部。换轨输盘机构3通过轨道轮安装于水平输盘机构2的上方。

如图1、2和4所示，所述的水平输盘机构2包括水平输盘电机15、第一传动轴16、单侧水平输盘组件和挡板17。单侧水平输盘组件包括动力带轮18、支撑带轮、水平传送带19和传送带安装板20。等高设置的动力带轮18、z个支撑带轮依次等间距排列支承在传送带安装板20的内侧面上，z＝11。水平传送带19环住动力带轮18和z个支撑带轮，形成一个水平传送育秧盘的结构。两个单侧水平输盘组件内的传送带安装板20与支撑框架4顶部的两侧分别固定。两个单侧水平输盘组件内的传送带安装板20的间距等于育秧盘的长度。两块传送带安装板20的内侧面相对设置。两块传送带安装板20的相背侧面均开设有水平设置的轨道槽。第一传动轴16的两端分别支承在两块传送带安装板20上。第一传动轴16的两端与两个单侧水平输盘组件内的动力带轮18分别固定。水平输盘电机15固定在其中一块传送带安装板20的一端。水平输盘电机15的输出轴与第一传动轴16的一端固定。挡板17的两端与两块传送带安装板20分别固定。挡板17位于支撑框架4的头端。

如图1、2和5所示，换轨输盘机构3包括换轨组件和倾斜输盘组件。换轨组件包括行进电机21、动力行进架、辅助行进架25、铲盘块26和s型输送机。动力行进架包括行进轮轴22、主动轨道轮23和水平安装板24。竖直设置的两根行进轮轴22的顶端与水平安装板24的两端分别构成转动副，底端与两个主动轨道轮23分别固定。两个主动轨道轮23分别伸入两块传送带安装板20上的轨道槽内。两个行进电机21与水平安装板24的两端分别固定。两个行进电机21的输出轴与两根行进轮轴22分别固定。铲盘块26与水平安装板24的中部固定。铲盘块26的工作侧面倾斜朝向支撑框架4的头端。铲盘块26的底端低于水平传送带19的顶面，顶端高于水平安装板24的顶面。初始状态下，水平安装板24位于水平输盘机构2尾端的上方。水平输盘机构2能够将育秧盘从头端输送至尾端，从而使得换轨组件能够从水平输盘机构2上铲取育秧盘。辅助行进架25包括支撑板、辅助轮轴和从动轨道轮两根竖直设置的辅助轮轴的顶端与支撑板的两端分别构成转动副，底端与两个从动轨道轮分别固定。两个从动轨道轮分别伸入两块传送带安装板20上的轨道槽内。

s型输送机包括换轨电机27、s型机架28、链轮轴和s型链板29。s型机架28的头端与水平安装板24固定，尾端位于支撑框架4靠近田地的一侧。辅助行进架25共有两个。两个辅助行进架25内的支撑板与s型机架28的中部、尾端分别固定。平行于第一传动轴16的两根链轮轴分别支承在s型机架28的头端尾端，并通过s型链板29连接。s型输送机用于将位置支撑框架4上的育秧盘转移到支撑框架4外。

倾斜输盘组件包括倾斜输盘电机30、倾斜架、倾斜挡板31、行走轮32、倾斜输盘传动轴33和单侧倾斜输盘组件。倾斜架的顶端与s型机架28的尾端铰接。倾斜架上固定有两块间隔设置的倾斜挡板31。两块倾斜挡板31的底端均支承有行走轮32。行走轮32与地面或长条形薄膜接触。b根依次等间距倾斜排列的倾斜输盘传动轴33均支承在两块倾斜挡板31之间，b＝8。两块倾斜挡板31的间距等于育秧盘的长度。单侧倾斜输盘组件包括倾斜输送带34和b个倾斜输送轮35。b个倾斜输送轮35与b根倾斜输盘传动轴33分别固定。b个倾斜输送轮35通过倾斜输送带34连接。倾斜输送带34上设置有均布的多块隔板，且

相邻两块隔板的间距等于育秧盘的长度。两个单侧倾斜输盘组件内倾斜输送带34上隔板分别对齐。两个单侧倾斜输盘组件均设置两块倾斜挡板31之间，且分别靠近两个单侧倾斜输盘组件设置。通过换轨输盘机构3的移动，能够将育秧盘放置到任意一块长条形薄膜上。

对n垄田地按照支撑框架4的尾端向头端的方向依次排序。

初始状态下，所有覆膜铺盘装置1内拉膜板9与对应收膜基座14的间距等于育秧盘长度的1.2倍。倾斜输盘组件内倾斜架的底端位于第一垄田地远离支撑框架头端的那一侧，并与长条形薄膜接触。两条倾斜输送带上的其中一块隔板位于最高的倾斜输送轮35的正上方，且竖直朝向正上方。

该自动田间铺盘装置铺盘方法具体如下：

步骤一、将n个覆膜铺盘装置1分别设置在相邻的n垄田地上。育秧盘输出装置设置在n垄田地的一端。将1赋值给i。

步骤二、水平输盘电机15正转，s型输送机启动，工作人员将多个育秧盘依次放上水平输盘机构2内的两根水平传送带19。直到最先放上水平输盘机构2的育秧盘与两条倾斜输送带上最高处的隔板接触时，倾斜输盘电机30正转，使得育秧盘沿倾斜输送带倾斜向下运动。水平输送带的移动速度、s型输送机的输送速度及倾斜输送带的移动速度均相等。最先放上水平输盘机构2的育秧盘与第i垄田地接触后，进入步骤三。

步骤三、水平输盘电机15停转，两个行进电机21同步正转，使得换轨输盘机构3按照与倾斜输送带的移动速度相等的速度向支撑框架4的头端移动。水平输送带上的育秧盘被铲盘块逐个铲上s型输送机；s型输送机上的育秧盘被逐个送上倾斜输送带。倾斜输送带上的育秧盘被逐个铺设到第i垄田地上。

步骤四、倾斜输盘组件内倾斜架的底端到达第i垄田地靠近支撑框架头端的那一侧，且行走轮32与第i垄田地对应的长条形薄膜分离后(此时不存在一个育秧盘一半在第i垄田地，一半在倾斜输送带)，若第i垄田地被铺满，则进入步骤八。否则，进入步骤五至七。

步骤五、s型输送机关闭，倾斜输盘电机30停转，铺盘电机5、收膜电机11同步正转，使得拉膜板9带动长条形薄膜向收膜卷扬组件移动s距离。s距离等于育秧盘的宽度、倾斜挡板31的厚度及行走轮32的厚度之和(倾斜挡板31与行走轮32的厚度之和即为铺盘间距)，之后铺盘电机5、收膜电机11同步停转。

步骤六、两个行进电机21同步反转，使得换轨输盘机构3向支撑框架4的尾端移动。直到倾斜输盘组件内倾斜架的底端到达第i垄田地远离支撑框架头端的那一侧后，两个行进电机21同步停转。

同时，水平输盘电机15正转，工作人员将多个育秧盘依次放上水平输盘机构2内的两根水平传送带19。直到两个行进电机21停转，且铲盘板与挡板17之间装满育秧盘后，水平输盘电机15停转，工作人员停止放置育秧盘。

步骤七、执行步骤三和四。

步骤八、若i＝n，则铺盘结束，否则，执行步骤九和十。

步骤九、工作人员取下水平传送带19上的p个育秧盘，其中p-1·l1≤l2＜p·l1，l1为育秧盘的宽度，l2为相邻两垄田地的间距。

步骤十、水平输盘电机15反转，使得水平输送带上的育秧盘向支撑框架4的头端移动。同时，两个行进电机21同步正转，使得换轨输盘机构3按照与水平输送带的移动速度相等的速度向支撑框架4的头端移动。直到倾斜输盘组件内倾斜架的底端移动至第i+1垄田地远离支撑框架头端的那一侧，并与第i+1垄田地上的长条形薄膜接触后，水平输盘电机15及两个行进电机21均停转，将i增大1，重复执行步骤三至七。