一种植物幼苗分栽测试机构的制作方法

本发明涉及植物种植技术领域，特别涉及一种植物幼苗分栽测试机构。

背景技术：

在植物工厂和水培工厂中，植物幼苗在育苗室中进行育苗后，需要人工或机器操作，将育苗后的植株经过挑选后进行栽培定植，随着幼苗植株的生长，育苗期所采用的种植盘的种植密度已经无法满足植物生长的正常需要，因此需要将育苗期的植株进行分栽，移至到适合栽培的定植期种植盘内，现有技术中大多采用人工进行分栽定植，效率较为低下并且人工成本较高，采用自动化机械分栽设备可大幅度提高分栽效率。

现有技术中存在如下问题，目前新开发的自动化设备及对应夹具需在植物工厂的自动化种植线上安装并进行测试，以验证其功能及稳定性并且现有植物工厂的自动化种植线都是大型设备，这样不仅耗费大量人力，还将引起停线停产，造成损失。

技术实现要素：

为此，需要提供一种植物幼苗分栽测试机构，适用于各种类型夹具的开发测试，可在新型夹具批量制造前验证其效果，不对正式种植生产造成影响，节约资源，缩短开发测试周期。

为实现上述目的，本发明提供了一种植物幼苗分栽测试机构，包括机架、三轴联动机构、夹具和种植盘，所述三轴联动机构包括x轴装置、z轴装置和y轴装置，所述x轴装置设置在机架的上端，x轴装置的输出端沿x轴运动，所述z轴装置固定在x轴装置的输出端，z轴装置的输出端沿z轴运动，所述z轴装置的输出端与夹具相连接，所述y轴装置设置在机架的底端上并位于夹具下方，所述种植盘架设在y轴装置输出端上并且在y轴装置驱动下沿y轴运动，所述夹具夹取幼苗在种植盘内对应分栽孔内进行分栽，以测试夹具的分栽功能及稳定性。该机构造型轻巧，可在新型夹具批量制造前验证其效果，不对正式种植生产造成影响，节约资源，缩短开发测试周期。

进一步的，所述x轴装置包括x轴滑轨、x轴滑块、以及下方的辅助直线导轨、x轴驱动电机和铰链，所述x轴滑轨沿着机架底端的宽度方向设置于机架的上端，辅助直线导轨连接在机架上，且辅助直线与x轴滑轨平行，所述x轴滑块滑动设置在x轴滑轨上，所述x轴驱动电机设置x轴滑轨的一端并且输出端通过丝杠与x轴滑块相连接，所述铰链位于机架的顶端，所述铰链的一端与机架相连接并且另一端与z轴装置相连接，所述z轴装置固定连接在x轴滑块上。该结构的设置使得x轴装置能够准确的沿着机架的宽度方向带动z轴装置左右移动。

进一步的，所述z轴装置包括z轴滑轨、z轴滑块和z轴驱动电机，所述z轴滑轨沿着机架的高度方向设于x轴装置上，所述z轴滑块滑动设置在z轴滑轨上，所述z轴驱动电机设置在z轴滑轨的顶端并且输出端通过丝杆与z轴滑块相连接，所述夹具固定连接在z轴滑块上。使得z轴装置能驱动夹具上下移动，从而模拟大型设备夹具的上下移动。

进一步的，所述y轴装置包括y轴驱动电机和支撑板，所述y轴驱动电机设置于机架的底端上，所述y轴驱动电机的输出端上设有y轴滑块，支撑板设置在y轴滑块上，所述y轴驱动电机的输出方向与x轴装置输出方向垂直，所述支撑板向着y轴驱动电机的方向延伸设有加固板，所述种植盘放置在支撑板上。使得种植盘能够在y轴装置上前后水平移动，从而能够模拟大型设备的水平传输带传输种植盘。

进一步的，所述夹具包括安装架、第一驱动装置、连接杆机构、至少两个第二驱动装置、至少两个夹持臂和至少两个夹取部件，所述安装架固定安装在z轴滑块上，所述第一驱动装置设置在安装架上，所述第一驱动装置的输出端连接有推杆，所述夹持臂通过驱动转轴与安装架的转动连接，所述第二驱动装置连接在所述夹持臂自由端，所述推杆自由端与连接杆机构连接，所述连接杆机构分别连接至少两个第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出端连接所述夹取部件。将整个夹具固定设置在安装架，在通过安装架设置在z轴装置上，使得在拆卸时只需拆卸安装架即可，方便测试夹具的安装拆卸，节约时间，该夹具可直接夹取幼苗根部海绵，对幼苗进行分栽，从而取消定植杯的使用，省去诸多装置，减少成本。

进一步的，所述安装架由一侧板与一底板垂直连接形成，所述第一驱动装置为第一气缸，所述第一气缸的侧端与侧板固定连接，第一气缸的底端与底板固定连接，所述第一气缸的输出端贯穿底板与推杆固定连接。形成一个稳定驱动装置，放置在运作过程中驱动装置掉落。

更进一步的，所述底板向下延伸设有两个转动安装板，所述转动安装板上开始有通孔，所述驱动转轴的上端开设有与转动安装板相适配的插槽，所述插槽的侧壁上贯穿设有连接孔，所述驱动装置上还设有转轴杆，所述转轴杆穿过连接孔嵌设在通孔内。实现驱动轴能够在安装架上摆动，从而使得两个第二驱动装置向中间靠拢。

进一步的，所述第二驱动装置和夹持臂的数量均为两个，所述夹持臂为圆柱体设置，所述第二驱动装置为第二气缸，所述夹持臂的下端与第二气缸的上端固定连接，夹持臂的上端与驱动转轴的下端相连接。夹持臂的设置能够将第二驱动装置和驱动转轴稳定连接，实现第二驱动装置转动。

更进一步的，所述夹持臂与第二气缸和驱动转轴的结合部为过度柔性管。使得在第二气缸和驱动转轴在转动时，有个弯曲过渡空间，增加转动流畅性和效率。

进一步的，所述连接杆机构包括圆柱体连接头和气缸连接件，所述连接头上设有一固定螺母，所述连接头通过固定螺母与推杆的下端固定连接，连接头的底端向下延伸设有三个转动连接板，所述气缸连接件包括延伸板和套板，所述延伸板倾斜设置在套板上，所述延伸板与转动连接板转动连接，所述套板上端开设有一连接口，所述套板通过该连接口套设在第二驱动装置的下端，并且套板通过螺帽与第二驱动装置固定连接。连接杆机构的设置一是限定第二驱动装置的转动角度，二是为第二驱动装置的转动提供了个牵引力，三是起到一定的固定作用。

更进一步的，三个转动连接板之间相邻之间具有间隙，该间隙的数量为两个，两个间隙均嵌设有连接臂，三个转动连接板在相同的位置上均开设有转动孔，所述连接臂对称的两端均贯穿设有圆柱孔，圆柱孔与转动孔结构一致，所述圆柱孔分为第一圆孔和第二圆孔，所述转动孔内设有铆钉，铆钉贯穿第一圆孔设置。该结构的设置进一步的为第二驱动装置的转动提供稳定性，且确保两个第二驱动装置的转动幅度是一致的。

更进一步的，所述延伸板的上端开设有转动适配孔，所述转动适配孔与转动孔结构一致，所述转动适配孔内嵌设有转轴杆，所述转轴杆贯穿转动适配孔嵌设在第二圆孔内，且该连接杆机构和推杆共同作用下驱动第二驱动装置及其连接的连接臂张开与闭合。从而将第二驱动装置与连接杆机构稳定连接，且能够受到第一驱动装置的牵引。

进一步的，所述夹取部件的数量为两个，所述夹取部件包括夹取杆和夹针，所述夹取杆的顶端与第二驱动装置的下端固定连接，所述夹针的上端设有圆柱套筒，圆柱套筒套设在夹取杆的下端。夹取杆和夹针的配合设置模拟其筷子的用法能够轻松的夹取海绵。

更进一步的，所述夹针下端外壁设有增大摩擦力、方便夹取的防滑纹。有效的防止在夹取的过程中海绵吸水过重掉落。

进一步的，还包括水碗，所述水碗中空有底、且为圆角矩形设置，所述水碗设置在种植盘上，所述种植盘为水槽盘，所述水槽盘为圆角矩形设置，水槽盘的底端开设有凹槽，所述凹槽与y轴装置相适配。凹槽的设置使得种植盘能够稳定的放置在y轴装置上，水碗的设置可以在分栽过程中给幼苗根部沾水，使得较为散开的根须会聚拢到一起，方便分栽并且也给幼苗补充点水分。

更进一步的，所述水槽盘包括分栽盘，分栽盘设置于水槽盘内。水槽盘和分栽盘的结合方便拆卸清洗。

进一步的，所述分栽盘上开设有三行分栽孔，每行分栽孔的尺寸不同，每个分栽孔的两端均开设有让位孔。让位孔的设置使得夹取部件能够伸进分栽孔内夹取幼苗。

进一步的，所述机架是由水平支架和竖直支架呈90°夹角形成。90°夹角的设置使得z轴装置垂直于y轴装置，确保夹具垂直上下移动不会影响测试结果。

更进一步的，所述竖直支架包括一根横杆和两根支撑杆，所述横杆的两端分别与两根支撑杆垂直连接形成槽形框，所述x轴装置设置在横杆的一长侧端并且x轴装置的输出方向与横杆相平行。该结构的设置确保x轴装置位于该装置的顶端，使得z轴装置有足够的空间驱动夹具上下移动。

更进一步的，所述水平支架包括五根连接杆，四根所述连接杆相互连接形成矩形框，一根连接杆设置在矩形框内，该连接杆的两端与相对称的两根连接杆连接，所述y轴装置设置在矩形框内的连接杆上并且y轴装置的输出方向垂直于该连接杆。确保其y轴装置能够前后水平的驱动种植盘。

更进一步的，所述水平支架的底部还设有调节高度的四个调节脚部和四个螺纹孔，所述调节脚部包括防滑支撑垫和螺纹杆，所述防滑支撑垫与螺纹杆一体化设置，螺纹杆与螺纹孔相适配，所述防滑支撑垫通过螺纹杆在螺纹孔内转动做上下位移运动。可以随时根据需要调整装置的高度。

区别于现有技术，上述技术方案具有以下有益效果：

1、本实用新型通过在一个机架上同时设有x轴装置、z轴装置和y轴装置，一机多用，一套机构可用于测试不同尺寸，不同动作，不同工序对分栽的影响并且还可以更换新的夹具，来测试新型夹具的稳定性，节约资源，缩短开发测试周期。

2、本实用新型通过将z轴装置设置在x轴装置上，可以模拟植物工厂大型机械爪设备驱动夹具上下左右移动，减少装置的占用空间，并且装置的工作轨迹较为简单，无需多复杂的操作，从而节约操作时间，增加工作效率。

3、本实用新型通过在机架底端设有调节脚部，可以根据实际需要升降机架，从而使得机架能够适应更多环境。

4、本实用新型机架是由水平支架和竖直支架呈90°夹角形成，90°角度的设置确保夹z轴装置是垂直于y轴装置，从而使得夹具垂直于种植盘上下移动，保证在测试时不会发生偏差影响测试结果。

附图说明

图1为背景技术所述一种植物幼苗分栽测试机构的结果示意图；

图2为具体实施方式所述x轴装置的结构示意图；

图3为具体实施方式所述z轴装置的结构示意图；

图4为具体实施方式所述夹具的结构示意图；

图5为具体实施方式所述y轴装置的结构示意图；

图6为具体实施方式所述水槽盘的结构示意图。

附图标记说明：

1、机架，101、竖直支架，102、水平支架，103、调节脚部，2、x轴装置，201、x轴滑轨，202、x轴滑块，203、x轴驱动电机，204、铰链，205、辅助直线导轨，3、z轴装置，301、z轴滑轨，302、z轴滑块，303、z轴驱动电机，4、y轴装置，401、y轴驱动电机，402、支撑板，5、夹具，501、安装架，502、第一驱动装置，503、连杆机构，504、夹取部件，505、第二驱动装置，506、推杆，6、水槽盘，601、凹槽，602、分栽盘，603、分栽孔，7、水碗。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-图6，本实施例一种植物幼苗分栽测试机构，包括机架1、三轴联动机构、夹具5和种植盘，所述三轴联动机构包括x轴装置2、z轴装置3和y轴装置4，所述x轴装置2设置在机架1的上端，x轴装置2的输出端沿x轴运动，所述z轴装3固定在x轴装置2的输出端，z轴装置3的输出端沿z轴运动，所述z轴装置3的输出端与夹具5相连接，所述y轴装置4设置在机架1的底端上并位于夹具5下方，所述种植盘架设在y轴装置4输出端上并且在y轴装置4驱动下沿y轴运动，所述夹具5夹取幼苗分载至种植盘内。具体地，所述机架1是由水平支架102和竖直支架101呈90°夹角形成，即水平支架102所处的面为水平面，竖直支架101所处的面为竖直面，水平面与竖直面的交界线为轴线，x轴与该轴线相互平行，且x轴位于竖直面、平行于水平面；z轴垂直于轴线，且z轴位于竖直平面、垂直于水平面；y轴垂直于轴线，且y轴位于水平面、垂直于竖直面。所述竖直支架101包括一根横杆和两根支撑杆，所述横杆的两端分别与两根支撑杆的顶端垂直连接形成槽形框，所述水平支架102包括五根连接杆，四根所述连接杆相互连接形成矩形框，一根连接杆与相对称的两根连接杆连接，所述水平支架102的底部还设有调节高度的四个调节脚部103和四个螺纹孔，所述调节脚部103包括防滑支撑垫和螺纹杆，所述防滑支撑垫与螺纹杆一体化设置，螺纹杆与螺纹孔相适配，所述防滑支撑垫通过螺纹杆在螺纹孔内转动做上下位移运动。两根支撑杆的底端分别与两根对称的连接杆的侧端相连接，两根支撑杆均为与同一侧端，所述x轴装置2设置在横杆的一长侧端并且x轴装置2的输出方向与横杆相平行，所述y轴设置在矩形框内，位于矩形框内的连接杆上并且y轴装置4的输出方向垂直于该连接杆。

本实施例中，所述x轴装置2包括x轴滑轨201、x轴滑块202、以及下方的辅助直线导轨205、x轴驱动电机203和铰链204，所述x轴滑轨201沿着连接杆的长度方向设置于机架1横杆的侧壁上，辅助直线导轨205连接在机架1上，且辅助直线导轨205与x轴滑轨201平行，所述x轴滑块202滑动设置在x轴滑轨201上，所述x轴驱动电机203设置x轴滑轨201左边的末端并且输出端与x轴滑块202相连接，所述x轴驱动电机203驱动x轴滑块202在x轴滑轨201上左右水平滑动，所述铰链204位于机架1横杆的顶端，所述铰链204的左端与机架1横杆相连接并且铰链204的另一端沿着横杆的长度方向延伸一定长度再回折延伸一定长度与z轴装置3相连接，所述z轴装置3固定连接在x轴滑块202上。

本实施例中，所述z轴装置3包括z轴滑轨301、z轴滑块302和z轴驱动电机303，所述z轴滑轨301沿着机架1支撑杆的高度方向设于x轴滑块202上，所述z轴滑块302滑动设置在z轴滑轨301上，所述z轴驱动电机303设置z轴滑轨301的顶端，并且输出端通过丝杆与z轴滑块302相连接，所述夹具5固定连接在z轴滑块302上。

本实施例中，所述y轴装置4包括y轴驱动电机401和支撑板402，所述y轴驱动电机401设置于机架的底端上，所述y轴驱动电机401的输出端上设有y轴滑块，支撑板402设置在y轴滑块上，所述y轴驱动电机401的输出方向与x轴装置2输出方向垂直，所述支撑板402向着y轴驱动电机401的方向延伸设有加固板，所述种植盘放置在支撑板上，所述支撑板402与y轴驱动电机401位于相对侧，所述支撑板402向着y轴驱动电机401的方向延伸设有两块加固板，两块加固板分别位于y轴驱动电机401的两侧，所述种植盘放置在支撑板402上。

本实施例中，所述夹具5包括安装架501、第一驱动装置502、连杆机构503、至少两个第二驱动装置505、至少两个夹持臂和至少两个夹取部件504，所述第一驱动装置502设置在安装架501上，所述第一驱动装置502的输出端连接有推杆506，所述夹持臂通过驱动转轴与安装架501的转动连接，所述第二驱动装置505连接在所述夹持臂自由端，所述推杆506自由端与连杆机构503连接，所述连杆机构503分别连接至少两个第二驱动装置505，所述第二驱动装置505的输出端连接所述夹取部件504，且该连杆机构503和推杆506共同作用下驱动第二驱动装置505及其连接的连接臂张开与闭合。

本实施例中，所述安装架501由一侧板与一底板垂直连接形成，所述第一驱动装置502为第一气缸，所述第一气缸的侧端与侧板固定连接，第一气缸的底端与底板的上表面固定连接，所述第一气缸的输出端向下延伸贯穿底板设置，并与推杆506的顶端固定连接。具体地，所述底板沿着侧板的高度方向向下延伸设有两个转动安装板，两个转动安装板对称设置，所述转动安装板偏下端的位置开始有通孔，所述驱动转轴的上端开设有与转动安装板相适配的插槽，且插槽贯穿驱动转轴设置，从而插槽形成两个对称的侧壁，所述插槽的两侧壁上贯穿设有相对应的连接孔，所述驱动装置的连接孔内设有转轴杆，所述转轴杆穿过连接孔嵌设在通孔内，使得驱动转轴与安装架501转动连接。

本实施例中，所述第二驱动装置505数量均为两个，所述夹持臂的数量也为两个，所述第二驱动装置505为第二气缸，所述夹持臂的下端与第二气缸的上端固定连接，夹持臂的上端与驱动转轴的下端相连接。具体地，所述夹持臂与第二气缸和驱动转轴的结合部为过度柔性管。

本实施例中，所述连杆机构503包括圆柱体连接头和气缸连接件，所述连接头上设有一固定螺母，所述连接头通过固定螺母与推杆506的下端固定连接，连接头的底端向下延伸设有三个转动连接板，三个转动连接板结构一致，所述气缸连接件包括延伸板和套板，所述延伸板倾斜设置在套板的一侧端上，所述延伸板与转动连接板转动连接，所述套板上端开设有一连接口，连接口的水平面与延伸板的倾斜面之间的夹角为钝角，所述套板通过该连接口套设在第二驱动装置505的下端，并且套板通过螺帽与第二驱动装置505固定连接。具体地，三个转动连接板之间相邻之间具有间隙，该间隙的数量为两个，两个间隙结构大小一致，两个间隙均嵌设有连接臂，连接臂为两端是圆弧的长条板，三个转动连接板在相同的位置上均开设有转动孔，所述连接臂对称的两端均贯穿设有圆柱孔，圆柱孔与转动孔结构一致，所述圆柱孔分为第一圆孔和第二圆孔，所述转动孔内设有铆钉，所述连接臂嵌设在间隙内使得第一圆孔与转动孔对齐，从而铆钉贯穿第一圆孔设置。所述延伸板靠近上端的位置开设有转动适配孔，所述转动适配孔与转动孔结构一致，所述转动适配孔内嵌设有转轴杆，所述转动适配孔与第二圆孔对齐，所述转轴杆贯穿转动适配孔嵌设在第二圆孔内。

本实施例中，所述夹取部件504的数量为两个，所述夹取部件504包括夹取杆和夹针，所述夹取杆为圆柱体设置，所述夹取杆的至今小于连接口的直径，所述夹取杆的顶端与第二驱动装置505的下端固定连接，所述夹针的上端设有圆柱套筒，圆柱套筒套设在夹取杆的下端。具体地，所述夹针下端外壁设有增大摩擦力、方便夹取的防滑纹。

本实施例中，所述种植盘为水槽盘6，所述水槽盘6为圆角矩形设置，水槽盘6的底端开设有凹槽601，凹槽601位于种植盘底部的中心轴上，所述凹槽601与y轴装置4的y轴驱动电机401相适配。具体地，所述水槽盘6包括分栽盘602，分栽盘602设置于水槽盘6内，所述水槽盘6的外壁开设有一缺口，所述分栽盘602的侧壁在对应缺口的位置凹陷设有一通孔，方便将分栽盘602从水槽盘6内取出。所述分栽盘602上开设有三行分栽孔603，每个分栽孔603对称的两端均向外开设有让位孔。还包括水碗7，所述水碗7中空有底、且为圆角矩形设置，所述水碗7设置在分栽盘602的顶端上。

在具体使用时，先将要测试的夹具5通过安装架501安装至z轴装置3的z轴滑块302上，在通过四个调节脚部103调节整体机架1的高度，然后在将放置有幼苗的分栽盘602放置在水槽盘6内，然后将水槽盘6上的凹槽601对准y轴装置4的y轴驱动电机401，然后放置在支撑板402上，随之启动设备，y轴驱动电机401就会驱动支撑板402移动到指定位置，从而水槽盘6也会跟着移动在指定位置，与此通知x轴驱动电机203也会驱动x轴滑块202沿着x轴滑轨201带动z轴装置3水平移动到指定位置固定住，然后通过z轴驱动电机303驱动z轴滑块302沿着z轴滑轨301带动夹具5向下移动到指定位置，从而第二驱动装置505上的夹取部件504就会伸入分栽孔603内，然后第一驱动装置502驱动推杆506向上移动，从而推杆506拉动连杆机构503，连杆机构503的两端分别拉动两个第二驱动装置505向着中间位摆动，从而使得第二驱动装置505的夹取部件504之间的距离缩小夹住幼苗，再z轴装置3将其幼苗取出并且配合x轴装置2将幼苗放置在另外一个种植槽内。

需要说明的是，在本文中，诸如x轴和z轴等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。