钵苗剔补苗末端执行器及其剔补苗方法

1.本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种钵苗剔补苗末端执行器及其剔补苗方法。


背景技术：

2.穴盘育苗的填料、播种、催芽等过程均可以使用机械来完成，适合大规模的生产，能够降低农民们的劳动强度，如今已经成为现代化农业中重要的一部分。
3.但是在穴盘育苗的过程中，由于种子的质量不同、每个穴孔相对独立，穴盘里幼苗生长情况不同，所以出现了正常苗、劣苗以及无苗三种情况，而后续的成排机械化移栽又需要每个穴孔里面都是正常苗，这个时候就需要剔除劣苗，以及为劣苗穴孔以及无苗穴孔补上正常苗。这个过程如果是要人工完成，会极大的增加农民们的劳动强度，而国外的钵苗剔补苗末端执行器又由于价格过高，国内的农民们无力承担。
4.因此，为了解决上述人工剔补苗的工作效率低，劳动强度大的问题，需要提供一种具有对土壤包裹性好、结构简单等优点的钵苗剔补苗末端执行器。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种钵苗剔补苗末端执行器及其剔补苗方法，从而克服现有技术的不足。
6.为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种钵苗剔补苗末端执行器，包括：
7.机架，
8.驱动件，固定于所述机架上；
9.直槽架，固定于所述机架上，且与所述驱动件相连，在所述驱动件的驱动下沿第一方向上下往复移动；
10.分布于机架四周的至少四组滑动组件，所述四组滑动组件两两相对设置，且每组所述滑动组件包括一滑块和与所述滑块配合的直线导轨，所述滑块固定于所述机架上，且下端在第一方向上向内倾斜，所述直线导轨与所述滑块配合，且其一端固定一补苗铲，另一端与直槽架滑动连接且沿直槽架内外往复移动；
11.所述直槽架在所述驱动件的驱动下沿第一方向向下移动，移动的同时带动与其相连的四条直线导轨沿各自的滑块斜向向下滑动，所述四条直线导轨一端连接的四个补苗铲向内聚拢，形成一用于包裹基质的包裹空间，另一端沿直槽架向内滑动；反之，所述直槽架在所述驱动件的驱动下沿第一方向向上移动，移动的同时带动与其相连的四条直线导轨沿各自的滑块斜向向上滑动，所述四条直线导轨一端连接的四个补苗铲向外张开，另一端沿直槽架向外滑动。
12.在一优选实施例中，所述机架包括驱动件安装板、滑块固定板和多根支撑柱，所述驱动件安装板和滑块固定板均水平设置且两者上下分布，多根支撑柱竖直设置且一端连接
驱动件安装板，另一端连接滑块固定板。
13.在一优选实施例中，所述末端执行器还包括机械臂转接板，所述机械臂转接板的一端与机械臂相连，另一端与所述驱动件相连。
14.在一优选实施例中，所述滑块固定板沿周向均匀设置有四个滑块固定部，所述滑块固定部自所述滑块固定板的端部向下折弯形成且其下端相内倾斜设置。
15.在一优选实施例中，所述直槽架沿周向均匀设置有四个导轨连接部，每个所述导轨连接部上开设一沿内外方向延伸的滑槽，所述直线导轨的一端通过一铰接块与对应的所述滑槽滑动连接。
16.在一优选实施例中，所述包裹空间呈倒锥形空间，且所述补苗铲的倾斜角度与待伸入的穴孔侧壁的倾斜角度相同。
17.本发明所揭示的一种钵苗剔补苗末端执行器的剔补苗方法，包括：
18.s100，剔补苗末端执行器在机械臂的作用下移动到劣苗或无苗穴孔上方；
19.s200，所述驱动件驱动直槽架沿第一方向向下移动，移动的同时带动与其相连的四条直线导轨沿各自的滑块斜向向下滑动，四条直线导轨一端连接的四个补苗铲贴着穴孔的侧面斜插向劣苗或无苗穴孔的基质中，插入的同时向内聚拢包裹住基质；
20.s300，机械臂末端带着剔补苗末端执行器向上移动，取出基质，并带着基质移动到基质回收处上方；
21.s400，所述驱动件驱动直槽架沿第一方向向上移动，移动的同时带动与其相连的四条直线导轨沿各自的滑块斜向向上滑动，四条直线导轨一端连接的四个补苗铲向外张开，将取出的基质下落到基质回收处中；
22.s500，机械臂末端带着剔补苗末端执行器移动到替补苗盘的正常苗穴孔上方，按所述s200～s300执行，取出替补苗；
23.s600，机械臂末端带着剔补苗末端执行器移动到取出基质的穴孔上方，带着剔补苗末端执行器向下移动直到补苗铲接近穴孔底部，按所述s400执行将替补苗放入穴孔。
24.在一优选实施例中，所述s100之前，还包括：通过人工或智能视觉识别每一个穴孔里是正常苗、劣苗还是无苗，若穴孔内是正常苗，则跳过穴孔不对其进行剔补苗操作，若穴孔里是劣苗或者无苗，则对该穴孔进行剔补苗操作。
25.在一优选实施例中，所述s100之前，还包括：对驱动件进行复位操作。
26.在一优选实施例中，所述s200中，四个补苗铲呈倒锥形包裹住基质。
27.与现有技术相比较，本发明的有益效果至少在于：
28.1、本发明提供了一种结构简单、成本较低的钵苗剔补苗末端执行器，通过与机械臂结合，可实现对钵苗的自动化剔补，大大提高了工作效率和降低了劳动强度，另外，本发明由一个气缸能同时完成四组补苗铲的伸出和收回，相对于多个气缸分别控制单组补苗铲，补苗铲之间的同步性更好。
29.2、本发明通过驱动件、直槽架和滑动组件的配合，驱动补苗铲实现穴孔内基质的取出和放入，且补苗铲倾斜设置，且倾斜角度与穴孔内侧壁的倾斜角度相配合，对土壤包裹性好，能够比较完整的取出劣苗或者无苗穴孔的基质。
30.3、在控制上，只要给气缸的电控元件电磁阀一个高电平，就能使补苗铲伸出；给电磁阀一个低电平，就能使补苗铲收回，实现起来比较简单。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明钵苗剔补苗末端执行器的主视结构示意图；
33.图2是直槽架的立体结构图；
34.图3是铰接块的立体结构图；
35.图4是滑块固定板的立体结构图；
36.图5是取苗铲的立体结构图；
37.图6是机械臂转接板的立体结构图；
38.图7是气缸安装板的立体结构图；
39.图8是本发明钵苗剔补苗末端执行器的立体结构示意图之一(补苗铲伸出时)；
40.图9是本发明钵苗剔补苗末端执行器的立体结构示意图之一(补苗铲收回时)。
41.附图标记：
42.1、机械臂转接板，2、驱动件，3、驱动件安装板，31、驱动件固定孔，32、支撑柱固定孔，4、支撑柱，5、直槽架，51、气缸固定部，52、导轨连接部，521、滑槽，6、铰接块，7、滑块固定板，71、滑块固定部，72、支撑柱固定部，8、直线导轨，9、补苗铲，10、滑块，11、包裹空间。
具体实施方式
43.通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
44.如图1、图8和图9所示，本发明实施例所揭示的一种钵苗剔补苗末端执行器，包括机械臂转接板1、机架和固定于机架上的驱动件2、直槽架5和四组滑动组件。其中，结合图6所示，机械臂转接板1用于将剔补苗末端执行器整体与机械臂(图未示)相连接，使钵苗剔补苗末端执行器能够安装在机械臂上，通过机械臂控制剔补苗末端执行器的整体移动。具体地，机械臂转接板1的一端和机械臂法兰适配，另一端与驱动件2相连。本实施例中，驱动件2采用气缸。
45.本实施例中，机架具体包括一驱动件安装板3、滑块固定板7和多根支撑柱4，其中，驱动件安装板3用于安装驱动件2，具体地，如图7所示，其中部设置有驱动件固定孔31，四周设置有用于固定支撑柱的支撑柱固定孔32，驱动件2通过杯头螺栓(图未示)固定在气缸安装板3上，优选安装于驱动件安装板3的中部，当然也可不限定是中部。
46.滑块固定板7位于驱动件安装板3的下方，且与驱动件安装板3相平行设置，如图4所示，滑块固定板7的周边沿周向均匀设置有四个滑块固定部71，每个滑块固定部71自滑块固定板7的端部向下折弯形成，且其下端相内倾斜设置，四个滑块固定部71的倾斜角度相同，使得四组滑动组件能够呈倒锥形布置。另外，滑块固定板7的周边沿周向还均匀设置有
四个支撑柱固定部72，支撑柱固定部72与滑块固定部71间隔设置。
47.多根支撑柱4均竖直设置，且一端通过驱动件安装板3上的支撑柱固定孔32与驱动件安装板3固定连接，另一端与滑块固定板7上的支撑柱固定部72相固定连接。本实施例中，设置了4根支撑柱4，4根支撑柱4与驱动件安装板3、滑块固定板7连接呈笼形。
48.直槽架5位于驱动件安装板3、滑块固定板7之间，且其与驱动件2相连，具体与驱动件2的活塞杆(图未示)相连，在驱动件2的活塞杆的驱动作用下，上下移动。具体地，本实施例中，直槽架5呈十字直槽架，如图2所示，其具体包括一气缸固定部51及自气缸固定部51的端部向外延伸形成四个导轨连接部52，四个导轨连接部52沿周向均匀分布于气缸固定部51的四周，这样，导轨连接部52则呈十字形分布，且每相邻两个导轨连接部52之间分布有一根支撑柱4。其中，气缸固定部51用于与驱动件2相连，导轨连接部52用于与滑动组件相连。每个导轨连接部52上开设一沿内外方向延伸的滑槽521，用于供与滑动组件滑动连接。直槽架5在驱动件2的驱动下在机架形成的笼中进行上下移动。
49.四组滑动组件在第一方向上沿周向均匀分布。具体地，本实施例中，四组滑动组件两两相对设置，且每组滑动组件包括一滑块10和与滑块10配合的直线导轨8，其中，每个滑块10固定于滑块固定板7对应的滑块固定部71上，且因滑块固定部71的下端是在第一方向上向内倾斜的，所以滑块10下端也是在第一方向上向内倾斜的。
50.直线导轨8与滑块10配合，可沿滑块10上下倾斜往复移动，且本实施例中，直线导轨8的一端固定一补苗铲9，补苗铲9结构如图5所示，另一端通过一铰接块6与直槽架5滑动连接且沿直槽架5内外往复移动。具体地，结合图3所示，铰接块6的一端通过对顶螺丝穿过直槽架5的滑槽521，能够在滑槽521中内外往复滑动。本实施例中，因四个直线导轨8连接补苗铲9的那一端均是向内倾斜设置的，使得四个直线导轨8呈倒锥形布置，使四个直线导轨8能够沿一定的倾斜角度上下滑动。所以对应的，四个补苗铲9固定在直线导轨8上，同样可以构成一呈倒锥形的包裹空间11，且每个补苗铲9的角度和穴孔(图未示)侧面和底面的夹角均相同，其与直线导轨8一同进行一定角度的移动，可以保证对土壤有较好的包裹性。补苗铲9相比于现有的苗针来说，对于土壤的包裹性能更好，在移取根系不发达的幼苗时，土壤不容易松散。具体实施时，通过给气缸的电控元件电磁阀(图未示)一个高电平，就能使补苗铲9伸出；给电磁阀一个低电平，就能使补苗铲9收回，实现起来比较简单。
51.本发明实施例钵苗剔补苗末端执行器的工作原理具体为：将钵苗剔补苗末端执行器通过机械臂转接板1与机械臂相连接。工作开始前先进行复位操作，确保驱动件2的活塞杆是收回的状态。剔补苗操作时，钵苗剔补苗末端执行器在机械臂的作用下移动到劣苗/无苗穴孔上方，首先驱动件2的活塞杆伸出，带动直槽架5向下移动，安装在直槽架5上的四个铰接块6推动四根直线导轨8呈倒锥形向下滑动，四个补苗铲9贴着穴孔的侧面斜插向劣苗/无苗穴孔的基质中，呈倒梯形包裹基质。而后机械臂末端带着钵苗剔补苗末端执行器整体向上移动实现基质的取出。其次，机械臂末端移动到基质回收处的上方，驱动件2的活塞杆收回，带动直槽架5向上移动，安装在直槽架5上的四个铰接块6拉着四根直线导轨8呈倒锥形向上滑动，四个补苗铲9间距变大，劣苗/无苗基质便下落到基质回收处中。机械臂末端移动到替补苗盘的正常苗穴孔上方，按上述取出劣苗/无苗基质的方法取出替补苗，而后机械臂末端移动钵苗剔补苗末端执行器到之前取出劣苗/无苗基质的穴孔上方，垂直下降直到补苗铲9接近穴孔底部，气缸2的活塞杆收回，将替补苗和基质放入穴孔，完成劣苗或者无苗
穴孔的剔补工作。
52.本发明实施例所揭示的一种钵苗剔补苗末端执行器的剔补苗方法，包括以下步骤：
53.s100，剔补苗末端执行器在机械臂的作用下移动到劣苗或无苗穴孔上方；
54.s200，驱动件2驱动直槽架5沿第一方向向下移动，移动的同时带动与其相连的四条直线导轨8沿各自的滑块10斜向向下滑动，四条直线导轨8一端连接的四个补苗铲9贴着穴孔的侧面斜插向劣苗或无苗穴孔的基质中，插入的同时向内聚拢包裹住基质；
55.s300，机械臂末端带着剔补苗末端执行器向上移动，取出基质，并带着基质移动到基质回收处上方；
56.s400，驱动件2驱动直槽架5沿第一方向向上移动，移动的同时带动与其相连的四条直线导轨8沿各自的滑块10斜向向上滑动，四条直线导轨8一端连接的四个补苗铲9向外张开，将取出的基质下落到基质回收处中；
57.s500，机械臂末端带着剔补苗末端执行器移动到替补苗盘的正常苗穴孔上方，按所述s200～s300执行，取出替补苗；
58.s600，机械臂末端带着剔补苗末端执行器移动到取出基质的穴孔上方，带着剔补苗末端执行器向下移动直到补苗铲9接近穴孔底部，按所述s400执行将替补苗放入穴孔。
59.其中，在s100之前，还包括：对驱动件2进行复位操作，确保驱动件2的活塞杆是收回的状态。以及通过人工或智能视觉识别每一个穴孔里是正常苗、劣苗还是无苗，若穴孔内是正常苗，则跳过穴孔不对其进行剔补苗操作，若穴孔里是劣苗或者无苗，则对该穴孔进行剔补苗操作，即执行上述步骤s100～s600。
60.本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。