一种钵苗移栽机的取苗机构的制作方法

本发明涉及一种钵苗移栽机的取苗机构。

背景技术：

移栽是蔬菜生产过程中的重要环节之一，移栽具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益，可以充分利用光热资源，其经济效益和社会效益均非常可观。目前，国内正在应用的移栽机械多为半自动移栽机，半自动移栽机靠手工送苗，效率低，劳动强度大，而国内自动移栽机的研究刚刚起步，自动移栽机从取苗到植苗都由机械自动完成，效率高。国内虽有一些自动移栽机应用于生产，但仍处于不断研究与推广阶段。而取苗机构是制约自动移栽机发展的“瓶颈”，也是制约蔬菜大规模种植的关键问题之一。

取苗机构是钵苗移栽机取苗装置的核心部件。国内现有钵苗移栽机取苗方式主要有顶杆式取苗及人工取苗等。顶杆式取苗采用顶杆机构将穴盘苗顶出，然后进入送苗投苗机构，机构繁琐，取苗环节多，可靠性低，易损伤钵苗根系和钵苗土壤结构；人工取苗劳动强度大，工作效率低。因此，设计一种结构简单，可靠性高，不易破坏钵苗的取苗机构是全自动钵苗移栽机发展的关键。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，组装方便，制造成本低，可靠性高，移栽效率高且不易破坏钵苗的取苗机构。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种钵苗移栽机的取苗机构，所述的取苗机构包括第一支架、上端部与所述的第一支架相滑动且转动设置的多根苗针、套设在所述的苗针上的针筒、与所述的针筒相转动设置的第二支架、分别与所述的第一支架和所述的第二支架相连接用于控制所述的苗针的行程的第一驱动组件、分别与所述的第二支架和所述的针筒相连接用于控制所述的苗针的倾斜角度的第二驱动组件。

优选地，所述的第一驱动组件为第一气缸，所述的第一气缸固定安装在所述的第一支架上，所述的第一气缸的活塞杆与所述的第二支架相固定连接。

进一步优选地，所述的第一气缸采用的是品牌为smc的cq2a20-40dm型气缸，其缸径为10mm，行程为40mm。

优选地，所述的第二驱动组件包括固定安装在所述的第二支架上的第二气缸、与所述的第二气缸的活塞杆相固定连接的第三支架、套设在所述的针筒上的针筒套、两端部分别与所述的第三支架和所述的针筒套相转动连接的连接件。

进一步优选地，所述的第二气缸采用的是品牌为smc的cq2b20-5d型气缸，其缸径为10mm，行程为5mm。

进一步优选地，所述的第三支架的材质为铝合金，针筒套和连接件的材质为45钢。

优选地，所述的第一支架上开设有多个滑槽，所述的取苗机构还包括滑动设置在所述的滑槽内的滑块、与所述的滑块相转动连接的针卡，所述的苗针的上端部与所述的针卡相固定连接。

进一步优选地，所述的滑块、所述的针卡的材质为45钢。

优选地，所述的苗针的根数为偶数且沿着所述的取苗机构的轴心线对称布置。

进一步优选地，所述的苗针的根数为四根。采用四针对称式苗针夹取钵苗，能够更好的保护钵苗根系和钵土结构。

优选地，所述的取苗机构还包括固定设置在所述的第二支架上的定位块、与所述的定位块相转动连接的针筒卡，所述的针筒与所述的针筒卡相固定连接。

进一步优选地，所述的定位块、所述的针筒卡的材质为45钢。

优选地，所述的取苗机构还包括固定设置在所述的针筒的下端部上的剔苗环，从而能够更好的防止钵苗粘连在苗针上。

优选地，所述的第一支架的材质为45钢，所述的苗针的材质为65mn，所述的针筒和所述的第二支架的材质为铝合金。

优选地，相邻两根所述的苗针的上端部的距离为50～100mm，相邻两根所述的苗针的下端部的距离为25～40mm，每根所述的苗针与竖直方向所形成的夹角的范围为0～15°，所述的苗针下部露出所述的针筒的长度为0～40mm。

本发明的上下等方位以图1的方位进行限定。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优势：

本发明采用两个驱动组件分别驱动，结构简单、紧凑；采用多根苗针夹取钵苗，不易破坏钵苗根系和钵土结构；适用于多种类钵苗，适应性强。本发明实现原理简单，提高了钵苗移栽的效率，有效的解放人力、减轻工人的劳动强度、降低农业生产的成本，有利实现农业机械的自动化。

附图说明

图1为具体实施方式的钵苗移栽机取苗机构的立体结构示意图；

图2为具体实施方式的钵苗移栽机取苗机构的俯视图；

图3为图1的a处局部放大示意图；

图4为图1的b处局部放大示意图；

图5为第二支架的俯视图；

图6为第三支架的立体图；

图7为连接件的立体图；

图8为具体实施方式的钵苗移栽机取苗机构重要尺寸示意图；

图9为本发明取苗过程流程图。

其中，1、第一支架；2、第一气缸；3、第二气缸；4、连接件；5、针筒；6、剔苗环；7、苗针；8、第二支架；9、第三支架；10、滑块；11、针卡；12、定位块；13、针筒卡；14、针筒套。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的限制。

如图1至9所示，本发明提供一种钵苗移栽机的取苗机构，该取苗机构用于夹取、投放钵苗。

该取苗机构包括第一支架1、上端部与第一支架1相滑动且转动设置的多根苗针7、套设在苗针7上的针筒5、与针筒5相转动设置的第二支架8、分别与第一支架1和第二支架8相连接用于控制苗针7的行程的第一驱动组件、分别与第二支架8和针筒5相连接用于控制苗针7的倾斜角度的第二驱动组件、滑块10、针卡11、定位块12、针筒卡13等。

如图2所示，苗针7与第一支架1通过如下结果实现滑动且转动连接：第一支架1上开设有多个滑槽，本实施例中，滑槽为长方形豁口。滑块10等角度安装在滑槽内且能够在滑槽内滑动，滑块10通过轴与针卡11相铰接，苗针7的上端部具有螺纹，针卡11上设置有螺纹孔，苗针7和针卡11通过螺纹与螺纹孔固定连接。

苗针7的根数为偶数且沿着取苗机构的轴心线对称布置。本实施例中，苗针7的根数为四根，采用四针对称式苗针7夹取钵苗，能够更好的保护钵苗根系和钵土结构。当苗针7的根数为四根时，对应的滑槽、滑块10、针卡11的数量均为四个。

第一驱动组件为第一气缸2，第一气缸2的上端部固定安装在第一支架1上，第一气缸2的活塞杆与第二支架8相固定连接。第一气缸2采用的是品牌为smc的cq2a20-40dm型气缸，其缸径为10mm，行程为40mm。第一气缸2的活塞杆的伸缩运动实现苗针7的刺入和拔出。

如图3所示，针筒5和第二支架8通过如下结果实现转动连接：第二支架8上开设有长方形豁口，定位块12通过螺栓固定安装在第二支架8的长方形豁口处，针筒卡13通过轴与定位块12转动连接，从而使得针筒卡13能够相对第二支架8旋转一定角度。

第二驱动组件包括上端部通过螺栓固定安装在第二支架8上的第二气缸3、与第二气缸3的活塞杆相固定连接的第三支架9、套设在针筒5上的针筒套14、两端部分别与第三支架9和针筒套14通过轴相铰接的连接件4。第二气缸3采用的是品牌为smc的cq2b20-5d型气缸，其缸径为10mm，行程为5mm。第二气缸3的活塞杆的伸缩运动带动连接件4运动，进而实现苗针7相对竖直方向的倾斜角度的调节。

取苗机构还包括固定设置在针筒5的下端部上的剔苗环6，从而能够更好的防止钵苗粘连在苗针7上。

为了减轻整个机构的重量，同时考虑到整个机构的受力要求，第一支架1的材质为45钢，其结构如图2所示；第二支架8和第三支架9的材质为铝合金，第二支架的宽度为70mm，其结构如图5和图6所示；针筒套14、连接件4、滑块10、针卡11、定位块12、针筒卡13等零部件的材质均为45钢，针筒5直接购买铝合金型材即可。

为了要保证夹取钵苗的可靠性及苗针7的刚性，因此选用65mn作为苗针7的材料，直径为4mm。

取苗机构总体尺寸如图8所示，总体高度约为300mm，相邻两根苗针7的上端部的距离可在50～100mm范围调节，相邻两根苗针7的下端部的距离可在25～40mm范围调节。通过调节第二驱动组件，每根苗针7与竖直方向所形成的夹角的范围可在0～15°范围内调节。通过调节第一驱动组件，苗针7下部露出针筒5的长度为0～40mm，即苗针7插入苗钵的深度可在0～40mm范围内调节。生产中种植钵苗使用穴盘尺寸为72穴的苗盘，上边长38mm，下边长22mm，钵孔直径10mm。因此，所设计取苗机构尺寸能够满足穴盘苗移栽作业要求。

取苗过程：

工作时，整个取苗机构通过第二支架8上的通孔安装在移栽机械臂上，移栽机械臂带着取苗机构平移到单个苗穴的上方，下降至接近苗钵位置；接通第一气缸2的气源，此时第一气缸2的活塞杆变为收缩状态，苗针7顺着针筒5向下移动，苗针7的针尖插入苗钵。接通第二气缸3的气源，此时第二气缸3的活塞杆变为收缩状态，针筒5在第三支架9和连接件4的拖动下改变夹取角度，针筒5带动苗针7针尖距苗钵中心最近位置夹紧钵苗。移栽机械臂带动取苗机构向上移动，夹持着钵苗离开穴盘，并向目的穴盘移动。当移动到要进行移钵作业的目的穴盘的空穴上方后，移栽机械臂带动取苗机构向下运动，被四个苗针7夹持着要进行移钵作业的钵苗进入目的穴盘空穴中。接通第二气缸3的气源，此时第二气缸3的活塞杆变为伸出状态，带动第三支架9和连接件4向下移动，针筒5在第三支架9和连接件4的推动下改变夹取角度，针筒5带动苗针7释放苗钵。接通第一气缸2的气源，此时第一气缸2的活塞杆变为伸出状态，苗针7顺着针筒5向上移动，苗针7离开钵苗，移栽机械臂带动取苗机构离开目的穴盘，完成一次钵苗的移栽作业。

本发明的主要加工制造方法：

本发明由多个零部件及标准件装配而成，其中第一支架1材料选用了45钢，由事先设计好的图纸，选择合适的钢板，采用等离子切割的加工方法，加工四个长方形豁口，然后在钻床上等角度的加工四个孔；第二支架8选用了铝合金材料，采用同样的方法加工，由于第二支架8是“l”型，则需要两块铝合金板焊接在一起，然后在钻床上加工所设计的孔；第三支架9采用激光切割，操作简单，无毛刺，效率高。将所有零部件加工完后，根据预先设计好的装配原理，组装起来即可，装配结果如图1所示。

本发明的优势在于：

本发明首次采用双气缸作为气源动力，原理新颖，结构合理，制造成本低，便于组装拆卸。

本发明采用四指针对称式夹取方式，不易破坏钵苗根系和钵土结构；适用于多种类钵苗，适应性强。

本发明极大的提高了钵苗移栽的效率，有效的解放人力、减轻了工人的劳动强度、具有良好的实用性和推广性。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。