一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机及其控制系统的制作方法

本发明涉及一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机，特别是涉及盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机及其控制系统。

背景技术：

移栽是生产和培育花卉的重要环节之一，目前盆花移栽作业主要依靠人工完成，传统人工移栽存在耗费工时效率低、劳动强度大、作业环境恶劣、移栽成本高、无法连续生产。随着我国人民生活水平的提高和人口老龄化趋势的加剧，劳动力大量短缺。因此，研究花卉移栽自动化装备，提升智能水平，解放劳动力迫在眉睫，实现农机与农艺的结合、移栽技术与工厂化育苗生产的配合已经成为我国农业机械化发展亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于plc控制的盆栽花卉全自动移栽机控制系统设计。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机，包括机架及行走机构1、精准取分土机构2、取分盆机构3、穴盘输送及移栽机构4、钵盆输送及落摆盆机构5、plc控制装置6，移栽机沿预先铺设好的轨道行驶，从地面取土并精准分送到钵盆中装满，全自动完成分盆、下土、打坑、移栽、落盆五个工位的配合作业，实现从穴盘苗到钵盆的移栽以及移栽后落盆到地面。

所述机架及行走机构1由方管焊接而成，地面预先铺设好角铁轨道，行走机构下端左右两侧分别安装有带凹槽的驱动轮和万向轮与角铁轨道紧密接触，行走电动机驱动右侧驱动轮，配合移栽机自动启停；机架分为钵盆输送和穴盘输送两个框架，钵盆输送框架沿前进方向后依次连接精准取分土机构2、取分盆机构3、移栽机构的打坑成穴机构、钵盆输送及落摆盆机构5，穴盘输送框架固连穴盘输送机构，移栽机构跨接在两个框架上，实现穴盘苗到钵盆的移栽作业。

所述的精准取分土机构2包括取土及输送机构21、分土机构22、机架23，精准取分土机构2通过两根轴插在整机机架最前端的方管内，固连在整机机架的最前端；将温室大棚中旋耕好并掺有基质的土壤通过斗式提升机构提升至分土机构22内，分土机构22位于取土机构21正下方，与其衔接配合工作。

所述取分盆机构3包括机架31、吸盆部件32、储盆部件33；所述的取分盆机构3通过直角件固连于整机机架上取土机构的下方以及分土机构22的前方，利用吸盆部件32同时吸附10个钵盆，然后利用升降气缸将10个钵盆精准落入下方钵盆输送机构的盆托中；所述吸盆部件32包括吸盘和真空发生器。

所述穴盘输送及移栽机构，穴盘输送机构(45)包括直线模组(451)和穴盘固定件(452)，移栽机构(41)包括铝型材机架(428)、移栽臂(42)、移栽机械手(435)、打坑成穴机构(44)，穴盘输送机构(45)配合移栽机构(41)工作负责穴盘的向前输送，每移栽一排穴盘苗，穴盘输送机构将穴盘向前输送一个穴位；移栽机构(2)负责将穴盘苗从栽植密集的穴盘内移栽到钵盆内，降低移栽成本，提高移栽效率。所述的打坑机构(44)安装在分土机构(22)的后侧，在装满土的钵盆里打坑成穴后，钵盆输送机构将钵盆运送到移栽工位，移栽手(435)通过移栽臂(42)的电机带动同步带合并到达穴盘正上方，移栽臂(42)向下运动，当移栽针尖离穴盘苗坨表面3mm时，移栽针在气缸的带动下向下插入苗坨并夹紧，随后移栽机构向上运动将苗坨提起，同步带通过电机反向运动带动十个机械手分开并移动到每个钵盆上方，移栽臂向下运动将穴盘苗插入钵盆穴孔内。

所述的钵盆输送及落摆盆机构5负责整机行进过程中的钵盆输送及移栽后将钵盆整齐落摆在温室地面上；所述的钵盆输送及落摆盆机构5包括钵盆输送部件51、机架52、落盆机构53和盆托54；钵盆输送机构采用链式输送机构循环工作，盆托54通过横梁固连于钵盆输送部件51的链上，取分盆机构3将钵盆吸下放入盆托内后，在钵盆输送电机带动下依次经过分土机构22装土、打坑成穴机构和移栽机构进入落盆工位。

所述的plc控制装置包括精准取分土控制模块111、取分盆控制模块112、穴盘输送及移栽控制模块113、钵盆输送及落摆盆控制模块114、行走控制模块115、输入控制模块116；精准取分土控制模块111由取土输送控制模块、分土控制继电器、搅拌控制继电器，和相对应的取土输送交流电机、分土直流电机、搅拌直流电机组成；取分盆控制模块112由取分盆升降气缸及控制电磁阀、真空发生器及控制电磁阀组成；穴盘输送及移栽控制模块113由分合控制继电器及机械手水平分合直流电机、机械臂升降气缸及控制电磁阀、机械手爪夹紧和放松气缸及控制电磁阀、打坑成穴气缸及控制电磁阀、穴盘苗输送步进电机组成；钵盆输送及落摆盆控制模块114由落盆气缸及电磁阀、钵盆输送步进电机和配套驱动器组成；行走控制模块115包括速度控制模块及行走交流电机；所述输入控制模块116包括机器启停复位及控制开关、钵盆定位传感器、穴盘初始定位传感器、机械手分合左右限位开关。

所述的plc控制装置中，取分盆控制模块112将钵盆取分到钵盆输送的盆托中，精准取分土控制模块111精准取土并分装到每个钵盆中，打坑成穴气缸及控制电磁阀控制打坑成穴机构拉伸向下完成打坑动作后迅速压缩气缸收回，气缸及控制电磁阀控制机械手臂升降，机械手水平分合直流电机控制机械手分合，移栽爪抓紧和放松气缸及控制电磁阀完成抓苗移栽作业；穴盘苗输送步进电机和配套驱动器及穴盘定位光电传感器控制穴盘输送机构按要求一穴一穴精准前进配合自动移栽机构完成移栽作业，钵盆输送及落摆盆控制模块114将移栽好的带花钵盆按要求摆落到地面指定位置，行走控制模块115控制行走交流电机配合移栽机按落摆盆要求起停完成移栽作业。

本发明的有益效果：

本发明的移栽机沿预先铺设好的轨道行驶，从地面取土并精准分送到钵盆中装满，全自动完成分盆、下土、打坑、移栽、落盆五个工位的配合作业，实现从穴盘苗到钵盆的移栽以及移栽后落盆到地面。自动化程度高，且控制精确度高，进一步方便了使用。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的整体结构示意图；

图2为精准取分土机构结构示意图；

图3为取分盆机构结构示意图；

图4为钵盆输送及落摆盆机构的结构示意图；

图5为盘输送及移栽机构的结构示意图；

图6为lc控制装置的模块示意图；

图7为移栽机工作流程图。

图1中1、机架及行走机构；2、精准取分土机构；3、取分盆装；4、移栽机构；5、钵盆输送及落摆盆机构；6、plc控制装置；

图2中1、取土及输送机构；2、分土部件；3、机架；

图3中1、机架；2、吸盆部件；3、储盆部件；

图4中28、铝型材机架；2、移栽臂；35、移栽机械手；3、移栽臂安装横梁

图5中1、钵盆输送机构；2、机架；3、落盆机构；4、盆托。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机由机架及行走机构1、精准取分土机构2、取分盆机构3、穴盘输送及移栽机构4、钵盆输送及落摆盆机构5、plc控制装置6构成。

如图2所示，精准取分土机构2由取土及输送机构21、分土机构22和机架23构成。

如图3所示，取分盆机构3由吸盆部件32、储盆部件33和机架31构成。

如图4所示，移栽机构41由移栽臂42、移栽机械手435和铝型材机架428构成。

如图5所示，钵盆输送及落摆盆机构5由钵盆输送部件51、落盆机构53、盆托54和机架52构成。

如图6所示，盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机plc控制系统即plc控制装置包括精准取分土控制模块111、取分盆控制模块112、穴盘输送及移栽控制模块113、钵盆输送及落摆盆控制模块114、行走控制模块115、输入控制模块116；plc控制器以西门子生产的smart型plc为主机，利用其编程简单、可靠性高、抗干扰能力强及环境适应性好的特点，结合光电传感器和电容接近开关控制步进电机动作，实现对移栽机控制系统的整个工作过程控制。

精准取分土控制模块111由取土输送控制模块、分土控制继电器、搅拌控制继电器，和相对应的取土输送交流电机、分土直流电机、搅拌直流电机组成；取分盆控制模块112由取分盆升降气缸及控制电磁阀、真空发生器及控制电磁阀组成；穴盘输送及移栽控制模块113由分合控制继电器及机械手水平分合直流电机、机械臂升降气缸及控制电磁阀、机械手爪夹紧和放松气缸及控制电磁阀、打坑成穴气缸及控制电磁阀、穴盘苗输送步进电机组成；钵盆输送及落摆盆控制模块114由落盆气缸及电磁阀、钵盆输送步进电机和配套驱动器组成；行走控制模块115包括速度控制模块及行走交流电机；所述输入控制模块116包括机器启停复位及控制开关、钵盆定位传感器、穴盘初始定位传感器、机械手分合左右限位开关；行走控制模块115控制轨道行走电机配合移栽机完成移栽作业。

盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的控制系统主要完成自动取分钵、钵盆输送、穴盘输送、精准取分土、自动打坑成穴和移栽及落盆等作业过程。plc控制装置控制精准取分土模块111根据钵盆所需的土量精准控制取土和分土量，实现钵盆土量的精准填充。钵盆定位传感器检测到待落盆的一排钵盆后，利用气缸带动伸缩板缩回，钵盆因重力沿设计好的组合滑道自动滑落到地面，完成落摆盆动作。如图7所示，开始移栽时控制系统首先完成复位动作，使各个工作部分恢复到最初位置，即穴盘输送到指定位置、钵盆输送到工位、分盆上升气缸上升到位、打坑气缸上升到位、移栽臂上升回位、移栽爪合并、手爪松开回位；当复位完毕后，精准取土输送交流电机开始运行，当取土机构装取一定量的土之后，取自动分钵机构开始将层叠钵盆单个分离并整齐摆放到钵盆输送带上的盆托中，钵盆输送带通过传感器限位控制前进一个工位。单独分盆三次后，再分盆时同时完成下土动作。钵盆输送带前进到下一工位也同时完成分盆和下土动作。钵盆输送带再前进一个工位停止时，完成分盆、下土和打坑成穴作业，同时穴盘苗输送带前进一个穴盘位置。钵盆输送带继续前进一个工位，同时完成分盆、下土、打坑成穴和移栽作业，穴盘苗输送带再前进一个穴盘位置。钵盆输送带接着前进到最后一个落盆工位，同时完成分盆、下土、打坑成穴、移栽和落盆作业，穴盘输送带同时再前进一个穴位，整机也前进一个钵盆摆放工位。接下来，整机前进一个摆放工位，钵盆输送带也同时前进一个工位，重复落盆工位的各项作业，依次完成整盘穴苗的移栽，再更换穴盘完成多盘连续作业。移栽机一次移栽10株苗，连续移栽20次完成一盘穴盘苗移栽(通常为200穴花苗)。

在plc控制下，取分盆模块将钵盆取分到钵盆输送的盆托中，精准取分土控制模块精准取土并分装到每个钵盆中，打坑成穴伸缩气缸及控制电磁阀控制打坑成穴机构拉伸向下完成打坑动作后迅速压缩气缸收回，气缸及控制电磁阀控制机械手臂升降，机械手爪开合气缸及控制电磁阀控制机械手分合，机械手爪开合气缸及控制电磁阀完成移栽作业；穴盘苗输送步进电机和配套驱动器及穴盘定位光电传感器控制穴盘输送机构按要求一穴一穴精准前进配合自动移栽机构完成移栽作业，输送及落摆盆控制模块将移栽好的带花钵盆按要求摆落到地面指定位置，行走控制模块控制轨道行走电机配合移栽机按落摆盆要求起停完成移栽作业。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。