一种适用于育苗盆的自动清理-装填一体化系统

1.本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种适用于育苗盆的自动清理-装填一体化系统。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.育苗盆是种苗生产工艺中的一种重要器具，常用于蔬菜或花卉的大批量生产和农学实验室的少批量育种，育苗盆能够与各种手动及自动播种机配套使用，便于集中管理，提高工作效率。随着花卉产业的迅猛发展和农业研究的不断深入，育苗盆越来越发挥着不可替代的作用。
4.目前，从耗材商购买的育苗盆大都是散装的，在育苗盆的使用过程中需要在生产和实验前对育苗盆进行装土，多由手工完成或需要手工一个一个地将育苗盆在装填机中摆放整齐才能进行填土。面对使用过的育苗盆，还需要人工对其进行清理才能再次进行装填。而清理育苗盆并将二次装填是一项非常繁琐的工作，效率极低，育苗盆清理-装填的机械化、自动化和一体化势在必行。现在市场上有一些育苗盆的自动装填机，但多是大型设备，构造复杂，体积笨重，价格高达数万元，多用于专业企业。根据花卉生产和农学实验室的规模不同，育苗盆使用量也不同，大到每天几千个，小到每天几十个，所以小规模花卉生产和农学实验室更需要轻巧、便宜的育苗盆清理-装填机械。
5.中国发明专利cn210202635u中公开的花盆基质自动装填装置采用分料装置对育苗盆进行装填，依靠底部的托盘和分料板来固定育苗盆并将土壤基质送入育苗盆中。但是，该方案缺少育苗盆输送装置，育苗盆的移入移出需要人工操作，工作繁琐且不利于与清理和土壤压实机构实现一体化。中国发明专利cn212349793u公开的方案依靠放置在育苗盆内的滚刷进行清洗，但因为滚刷的放置方式，育苗盆只能通过人工进行移入移出，同时内置的清洗喷头冲洗力过大，易造成小型育苗盆的损坏。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于育苗盆的自动清理-装填一体化系统，该系统能够实现对无序摆放状态下的育苗盆的理顺工作的同时对育苗盆进行清洗和填土并压实的工作。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
8.第一方面，本发明提供了一种适用于育苗盆的自动清理-装填一体化系统，包括：
9.理顺输运装置，其包括理顺箱，理顺箱内设置可转动的理顺杆，理顺杆沿其轴向带有螺旋状结构，理顺箱设有出料口与自动清理装置连接，将育苗盆调整为正向后输送至自动清理装置；
10.自动清理装置，其包括清理箱，清理箱内设置倒置轨道，倒置轨道包括多根钢丝，多根钢丝按育苗盆轮廓排布，且沿着育苗盆的运动轨迹扭转；清理箱固定设置清洗喷头对
育苗盆进行清洗，清洗后的育苗盆回正后输送至装填压实装置进行土壤装填和压实。
11.作为进一步的技术方案，所述理顺箱侧部与储料盘连接，储料盘底面为倾斜面，以向理顺箱内输送育苗盆；所述理顺杆螺旋状结构的螺旋间隙供育苗盆进入和输送，育苗盆在理顺杆的旋转动作下调整为正向放置的姿态后运输。
12.作为进一步的技术方案，所述理顺箱底部带有漏土板，漏土板下方设置储土箱。
13.作为进一步的技术方案，所述清理箱设有进料口和出料口，清理箱进料口与理顺箱出料口连接，清理箱进料口和倒置轨道入口之间设置前置导流板，倒置轨道出口和清理箱出料口之间设置后置导流板，清理箱出料口与装填压实装置连接。
14.作为进一步的技术方案，所述钢丝穿过固定盘开口，固定盘设置固定位以固定钢丝外形，固定盘通过支撑杆与理顺箱连接固定；所述固定盘开口内侧带有固定箍以供传输带穿过，传输带沿育苗盆的倒置运动轨迹布置，传输带动作带动育苗盆在倒置轨道内运动，实现育苗盆的倒置和回正过程。
15.作为进一步的技术方案，所述固定盘设置两组，每组固定盘设置多个，两组固定盘之间具有间隙，清洗喷头设置于两组固定盘间隙处，两组固定盘处钢丝扭转设置，两组固定盘间隙处钢丝平直设置；所述清洗喷头包括上置清洗喷头和下置清洗喷头，上置清洗喷头对应于倒置轨道上方，上置清洗喷头向下喷出高压水流，下置清洗喷头对应于倒置轨道下方，下置清洗喷头向上喷雾。
16.作为进一步的技术方案，所述装填压实装置包括工位转盘，工位转盘外周设置外挡板，外挡板设有进料口和出料口，外挡板进料口与清理箱出料口连接，外挡板出料口处设置出料挡板，以将育苗盆推出。
17.作为进一步的技术方案，所述工位转盘下方设置承托盘，工位转盘和承托盘同轴设置，工位转盘通过第一转轴与弧面分度凸轮机构连接进行间歇运动；所述工位转盘上方设置装填装置，装填装置通过传动机构与第一转轴连接，进行间歇运动。
18.作为进一步的技术方案，所述装填装置包括料箱，料箱内设置分料盘，分料盘下方设置漏料盘，分料盘转动，漏料盘不动；所述分料盘开设两个供料筒插入的孔，漏料盘开设一个漏料孔，漏料孔与分料盘的一个孔对应，料筒底部与漏料盘贴合；所述分料盘中部设置挡料板将分料盘分为两个区域。
19.作为进一步的技术方案，所述装填装置下方设置压实装置，压实装置包括转轮，转轮与传动机构连接，转轮通过销轴与连杆连接，连杆与导轨滑块连接，导轨滑块沿直线导轨上下移动，导轨滑块固定设置压实块，以对育苗盆内土壤压实。
20.上述本发明的有益效果如下：
21.本发明的自动清理-装填一体化系统，通过理顺输运装置的螺旋传动将育苗盆理顺为正向放置并传输，不受育苗盆无序摆放姿态的影响，工作可靠；育苗盆输送至自动清理装置处由倒置轨道将育苗盆倒置后经清洗喷头清洗，而后经由装填压实装置进行土壤装填，为一体化设计，从理顺清理至装填压实，所有工作都能够自动完成，减少人工劳动成本。
22.本发明的自动清理-装填一体化系统，自动清理装置设置有传输带带动育苗盆前进，不会产生最后输出的育苗盆卡在清理装置内无法输出的问题，适应了小批量生产的需求。
23.本发明的自动清理-装填一体化系统，装填压实装置通过内部的传动系统分配传
动比实现装填和压实工作能够联动进行，自动化程度高，工作效率高。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
25.图1为本发明育苗盆自动清理-装填一体机总体结构示意图；
26.图2为本发明自动清理装置局部结构示意图；
27.图3为本发明装填压实装置结构示意图；
28.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
29.其中，1-三相异步电动机，2-减速器，3-储料盘，4-理顺杆，5-理顺箱，6-联轴器，7-储土箱，8-带轮，9-上置清洗喷头，10-1-前置导流板，10-2-后置导流板，11-清理箱，12-下置清洗喷头，13-圆柱齿轮，14-料箱，15-分料盘，16-挡料板，17-料筒，18-工位转盘，19-出料挡板，20-外挡板，21-齿轮轴，22-圆锥齿轮，23-带轮轴，24-齿轮轴，25-固定盘，26-钢丝，27-圆形带，28-支撑杆，29-齿轮轴，30-圆锥齿轮，31-漏料盘，32-轴承座，33-转轮，34-连杆，35-压实块，36-承托盘，37-弧面分度凸轮机构，38-直线导轨系统(直线导轨及导轨滑块)，39-转轮轴，40-圆柱齿轮。
具体实施方式
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种适用于育苗盆的自动清理-装填一体化系统，其包括理顺输运装置、自动清理装置和装填压实装置三个部分。
32.其中，理顺输运装置主要包括：三相异步电动机1、减速器2、储料盘3、理顺杆4、理顺箱5、储土箱7组成。理顺输运装置用于实现育苗盆的自动排序整理，并准确输运进入自动清洗装置内。
33.储料盘3用于存放无序摆放的育苗盆，其出料端与理顺箱5连接，储料盘3底面为倾斜面，使储料盘3中的育苗盆沿着斜面滑入理顺箱中，可以完成自动输料的过程。
34.理顺箱5由一个箱体和两块漏土板组成，箱体顶部开口，箱体侧壁与储料盘出料端连通，箱体底部设置漏土板，箱体下方设置储土箱7，储土箱7连接于箱体漏土板底部；漏土板可带有开口或筛孔或镂空等，在理顺育苗盆的过程中从育苗盆中泄露出的土壤通过漏土板掉入理顺箱下方的储土箱。
35.理顺箱5内对应于漏土板上方安装有理顺杆4，储料盘3安装在理顺杆4的斜上方。理顺杆4水平设置，理顺杆4通过联轴器6与减速器2连接，减速器2和三相异步电动机1(即动力装置)连接，由三相异步电动机通过减速器带动理顺杆4旋转，用以理顺育苗盆的方向并平稳运输育苗盆。
36.理顺杆4沿其轴向带有螺旋状结构，其螺旋状结构的螺旋间隙供育苗盆进入和输送，螺旋状结构的螺旋间隙形状与育苗盆形状相似，能更好的与育苗盆配合。育苗盆在理顺杆的旋转动作下调整为正向放置的姿态后向前运输。
37.理顺箱5在理顺方向末端设置有出料口，育苗盆从出料口输出至自动清理装置。
38.理顺杆4螺旋状结构的螺旋间隙及其与理顺箱侧壁的间隙均小于育苗盆盆口。因此，只有当育苗盆盆口朝上掉入理顺箱5时，育苗盆才能顺利卡入螺旋结构的螺旋间隙和理顺箱侧壁之间，由理顺杆4的旋转运动带动育苗盆沿着理顺箱5内壁向前输送。当育苗盆不以盆口朝上的姿态掉入理顺箱5内时(如盆口向下或侧倾)，育苗盆不能插入螺旋间隙之内，会浮在螺旋杆上方，会受到螺旋结构和向前运动的育苗盆的不断拨动以调整姿态，直至育苗盆反转至盆口向上才能进入螺旋状结构的螺旋间隙和理顺箱侧壁之间而向前运动，可以完成无序摆放的育苗盆的理顺输送过程，储料盘3内的育苗盆不需要刻意整理摆放。在理顺过程中产生的漏土经过理顺箱5的漏土板掉入储土箱7内，可以完成土壤的回收利用过程。理顺箱5的出料口与自动清理装置连接，可以完成理顺后的育苗盆自动输送至自动清理装置的过程。
39.自动清理装置沿着理顺输运装置的理顺方向放置，自动清理装置连接于理顺箱5的出料口处；自动清理装置主要包括：上置清洗喷头9、前置导流板10-1、后置导流板10-2、清理箱11、下置清洗喷头12、输送带、倒置轨道。
40.导流板、输送带、清洗喷头和倒置轨道安装在清理箱11内，清理箱11设计有进料口和出料口，清理箱进料口与理顺输运装置理顺箱5的出料口连接，倒置轨道由钢丝26、固定盘25、支撑杆28组成，倒置轨道沿理顺方向布置，前置导流板10-1连接清理箱11进料口和倒置轨道的入口，将育苗盆送入倒置轨道处。后置导流板10-2连接倒置轨道的出口和清理箱11出料口，清理箱11出料口与装填压实装置连接。
41.钢丝26设置多根，多根钢丝按照育苗盆的轮廓排布后沿着育苗盆的倒置运动轨迹弯曲，固定盘25设置多个，沿钢丝26长度方向均布设置，固定盘25带有开口供钢丝26穿过，通过固定盘25固定四根钢丝的外形；本实施例中，沿着育苗盆输送方向安装有六个固定盘，固定盘25通过支撑杆28与理顺箱11连接固定。
42.本实施例中，设置四根钢丝，四根钢丝按育苗盆的轮廓排布，且整体呈扭转设置，可带动育苗盆逐步由正置扭转为倒置，再由倒置扭转为正置，扭转过程中钢丝本身的排布情况不变；具体的，可在固定盘开口内侧设置4个固定位，每一固定位固定牵引一根钢丝，保证钢丝排布的稳定不变，将各个固定盘之间相对转动一定角度，使钢丝内部空间在形状不变的情况下发生扭转。
43.多个固定盘分为两组设置，本实施例中每组设置3个固定盘，其中第一组固定盘靠近前置导流板10-1设置，第二组固定盘靠近后置导流板10-2设置，两组固定盘之间具有一定间隙；第一组固定盘中钢丝扭转180度，带动育苗盆转动180度，由正置转为倒置；两组固定盘之间钢丝平直设置，不再扭转，倒置输送育苗盆，上置清洗喷头9和下置清洗喷头12即设置在此处对育苗盆进行清洁；第二组固定盘中钢丝再扭转180度，带动育苗盆转动180度，由倒置转为正置，输送给装填压实装置。
44.固定盘25开口内侧带有固定箍，固定箍对称安装在固定盘开口周向。
45.输送带主要由圆形带27(即传输带)、带轮轴23、带轮8、圆锥齿轮22和齿轮轴24组成。圆形带27和带轮8设置两组安装在倒置轨道两侧，圆形带27绕过带轮8设置，圆形带27穿梭在倒置轨道内，圆形带27穿过固定盘25开口处固定箍沿着育苗盆的倒置运动轨迹(同前文)布置，圆形带27传动路径大致与钢丝26的旋转轨迹相似。
46.带轮8与带轮轴23连接，电动机通过齿轮轴24和圆锥齿轮22连接，圆锥齿轮22和带轮轴23底部固定的圆锥齿轮啮合传动，电动机通过齿轮轴24带动圆锥齿轮22转动，圆锥齿轮22带动带轮轴23转动，在带轮轴23的带动下带轮8做旋转运动。圆锥齿轮组对称布置两组，由对称布置的圆锥齿轮组带动两组圆形带传动运动，育苗盆在圆形带的带动下在倒置轨道内运动，可以实现育苗盆的倒置和回正过程。
47.上置清洗喷头9和下置清洗喷头12固定在清理箱11内，上置清洗喷头9固定于清理箱11顶部，其对应于倒置轨道上方，其喷水方向向下；下置清洗喷头12固定于清理箱11底部，其对应于倒置轨道下方，其喷水方向向上。育苗盆沿着倒置轨道倒置后依次经过上置清洗喷头9下方和下置清洗喷头12上方，上置清洗喷头9接通高压水流，上置清洗喷头输出的高压水流通过育苗盆底部的漏水孔进入盆内，冲掉盆内土壤，完成清理，下置清洗喷头12接通水流形成喷雾，下置清洗喷头输出的水雾对育苗盆进行冲洗。冲洗后的育苗盆沿着倒置轨道的轨迹再次回到盆口朝上的姿态。清洗后的育苗盆经过与出料口连接的后置导流板10-2输送至装填压实装置，可以实现育苗盆的自动清理，不需要人工参与，清理过程中节水效果好。
48.装填压实装置进行育苗盆的装填压实，其主要包括工位转盘18、承托盘36、外挡板20、装填装置、压实装置、弧面分度凸轮机构37、出料挡板19、圆柱齿轮13和圆锥齿轮30组成，装填装置和压实装置均布置在工位转盘18的上方。
49.工位转盘18外周设置外挡板20，外挡板20设有进料口和出料口，进料口与自动清理装置清理箱11出料口连接。工位转盘18与承托盘36通过一根转轴同轴连接，承托盘36位于工位转盘18底部，转轴与弧面分度凸轮机构37连接，工位转盘在上，承托盘在下，承托盘不动，工位转盘周向布置六个开口工位并随转轴做顺时针(按图1中摆放方式所示)转过一周停顿六次的间歇运动，用外挡板20围住工位转盘和承托盘防止育苗盆掉落。
50.工位转盘18上部还设置出料挡板19，出料挡板19可设置为弧状，其对应设置在外挡板20的出料口处，将填料后的育苗盆由外挡板出料口推出。工位转盘18从进料口，转动至装填工位，再到压实工位，再到出料口，在出料口处被出料挡板19拨动出开口工位而掉出出料口。
51.弧面分度凸轮机构37的结构主要由圆柱凸轮和分度盘组成，圆柱凸轮带动分度盘做间歇运动从而使弧面分度凸轮机构37机构输出间歇运动，工位转盘18与弧面分度凸轮机构37通过齿轮轴21连接，齿轮轴21还与圆柱齿轮13连接，圆柱齿轮13与圆柱齿轮40啮合传动，圆柱齿轮40与齿轮轴29连接，圆柱齿轮40与装填装置连接；弧面分度凸轮机构37带动工位转盘18和齿轮轴21做间歇运动的同时通过圆柱齿轮13和齿轮轴29向装填装置传递间歇运动，使工位转盘18的转动和装填装置的装填过程按照准确的时序进行，可以实现工位转盘18和装填装置的联动工作，实现自动装填。
52.弧面分度凸轮机构37采用现有技术，在此不再赘述。
53.装填装置主要由分料盘15、漏料盘31、挡料板16、料筒17组成。分料盘15和漏料盘31通过一根转轴同轴连接，分料盘15在上并跟随转轴转动，漏料盘31不动，漏料盘31和转轴之间可设置轴承；分料盘15对称设计两个符合料筒17大小的孔，料筒17底部开孔并插入分料盘15的孔内，漏料盘31只在一侧对应分料盘孔的位置进行开孔形成漏料孔，分料盘15对应位于工位转盘18上方，土壤通过漏料盘31的漏料孔进入下方工位转盘18上的育苗盆中。
54.分料盘15和漏料盘31安装在料箱14内部，圆柱形的料箱14安装在工位转盘18的上方。上下布置的分料盘15和漏料盘31将料箱分为三部分，最上面的部分中间安装有挡料板16，挡料板16竖向设置，与分料盘15连接，将分料盘分为两个区域，在漏料盘未开孔的一侧堆放土壤。料筒17底部开孔并插入分料盘15对称布置的两个孔内，土壤通过料筒17进入料箱14的中间部分，料筒17的下底边与漏料盘31紧紧贴合，漏料盘31只在送料一侧开孔，分料盘15的转轴通过圆柱齿轮40与工位转盘圆柱齿轮13连接，圆柱齿轮40和圆柱齿轮13的传动比为3:1，当工位转盘转过一个工位后分料盘装过1/2周完成一次输料工作。圆柱齿轮40和圆柱齿轮13组成传动机构，通过传动机构实现工位转盘和装填装置的运动传递。
55.在齿轮轴21的带动下装填装置也做间歇转动，分料盘15带动料筒17进入存放土壤一侧储料后再进入漏料孔一侧送料。装填装置的结构可以配合间歇运动的特点完成装填工作。
56.压实装置主要由直线导轨系统38、连杆34、转轮33、压实块35、轴承座32、转轮轴39组成，转轮33安装在料箱14的下方，转轮33通过转轮轴39上的圆锥齿轮和圆锥齿轮30连接，圆锥齿轮30与齿轮轴29连接，齿轮轴29和装填装置的圆柱齿轮40连接，装填装置的间歇转动便可通过齿轮轴29传递给转轮33，转轮轴39上的圆锥齿轮处设置轴承座32以将整个齿轮配合结构固定。
57.直线导轨系统38包括直线导轨及导轨滑块，导轨滑块沿直线导轨滑动；连杆34通过销轴与转轮33连接，同时与直线导轨系统38中的导轨滑块连接，转轮带动连杆34做往复摆动，连杆34带动导轨滑块沿着直线导轨做上下移动，导轨滑块上安装有压实块35，转轮、连杆、导轨滑块和直线导轨构成一组曲柄滑块机构，压实块35位于工位的正上方位置，转轮做间歇转动带动压实块35的上下移动可实现对育苗盆中土壤的压实。
58.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。