本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,主要用在作物移栽過程中，與目前廣泛使用的半自動(dòng)移栽機(jī)配合使用，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物全自動(dòng)移栽。

背景技術(shù)：

育苗移栽技術(shù)可充分利用光熱資源，提高作物復(fù)種指數(shù)，能有效預(yù)防霜凍,具有對(duì)氣候的補(bǔ)償作用和使作物生長提前的綜合效益，是我國未來確保農(nóng)產(chǎn)品供給安全的重要手段。目前國內(nèi)使用最多的是半自動(dòng)移栽機(jī)，移栽機(jī)械需要人工投苗，人工投苗所帶來的后果是勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，大面積作業(yè)無法完成，又由于傳統(tǒng)的半自動(dòng)移栽機(jī)械工作時(shí)需要有多人協(xié)同操作，給生產(chǎn)帶來諸多不便。國內(nèi)半自動(dòng)移栽機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，基本上可以達(dá)到穩(wěn)定作業(yè)的要求，而如何取代人工進(jìn)行自動(dòng)化投苗是全自動(dòng)移栽機(jī)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)短板。因此，設(shè)計(jì)一種能夠適合國內(nèi)農(nóng)藝需求，簡單、可靠的自動(dòng)化投苗裝置迫在眉睫。

cn102405717a公開了一種穴盤苗移栽機(jī)取苗機(jī)械手，主要有空間凸輪連桿機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)上升機(jī)構(gòu)和取苗末端執(zhí)行器組成，不足之處在于：機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不能快速精確輸送缽苗，無法消除缽苗輸送慣性力，易造成缽苗基質(zhì)和莖稈損傷。

cn201491493u公開了一種穴盤苗移栽自動(dòng)取喂裝置，由移盤機(jī)構(gòu)、柔性鏈輸送喂入機(jī)構(gòu)、夾苗機(jī)械手、無桿氣缸和鴨嘴傳感器構(gòu)成，不足之處在于：移盤機(jī)構(gòu)由氣缸驅(qū)動(dòng)，慣性力大，易損傷缽苗莖稈，并且直接由夾苗機(jī)械手取苗，易損傷基質(zhì)。

cn105794375a公開了一種穴盤苗移栽機(jī)，其不足之處在于：由傳送帶輸送缽苗至導(dǎo)苗漏斗并將苗導(dǎo)入栽植器中，機(jī)構(gòu)的振動(dòng)對(duì)基質(zhì)易造成損傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能完成大田作物自動(dòng)移栽的缽苗自動(dòng)化取喂裝置，為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種新型移栽機(jī)自動(dòng)取喂裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種新型移栽機(jī)自動(dòng)取喂裝置，由苗盤步進(jìn)移位裝置、取苗裝置、頂苗裝置、缽苗輸送裝置、旋轉(zhuǎn)式接苗裝置、輸送連桿（17）和配重（21）組成，所述的苗盤步進(jìn)移位裝置是一種配置有張緊輪（8）的同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由均勻固裝于同步帶（6）上的定位塊（5）實(shí)現(xiàn)穴盤（3）定位，由安裝于同步帶輪軸（4）上的步進(jìn)電機(jī)?。?5）驅(qū)動(dòng)穴盤苗逐行移動(dòng)至取苗位；所述的取苗裝置由伺服電機(jī)?。?5）驅(qū)動(dòng)整排取苗器進(jìn)行夾取缽苗，夾持力大小能夠得到精確控制；所述的頂苗裝置采用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整排缽苗的頂出；所述的缽苗輸送裝置能夠在90°范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)缽苗的夾取、輸送、投苗，且取苗位和投苗位固定；所述的旋轉(zhuǎn)式接苗裝置采用兩套柔性輸送鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)苗筒的旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)整排投苗逐個(gè)栽植。

所述的苗盤步進(jìn)移位裝置由同步帶輪軸（4）、同步帶（6）、定位塊（5）、張緊輪（8）、步進(jìn)電機(jī)?。?5）和軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器?。?0）組成；在軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器?。?0）的感應(yīng)和相關(guān)控制器的控制和苗盤步進(jìn)移位裝置在步進(jìn)電機(jī)?。?5）的帶動(dòng)下，將苗盤（3）逐行移動(dòng)到頂苗裝置的位置；所述的定位塊（5）通過螺釘固定在同步帶上，每6個(gè)為一組，一組定位一個(gè)苗盤（3），整個(gè)同步帶上均勻布置4組；所述的步進(jìn)電機(jī)ⅰ通過聯(lián)軸器與同步帶輪軸（4）聯(lián)接；所述的軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器?。?0）套裝于同步帶輪軸（4）上。

所述的取苗裝置由取苗器、防護(hù)套（1）、橫梁?。?）、伺服電機(jī)?。?5）、滾珠絲杠?。?6）、螺母（37）橫梁ⅱ（38）、兩個(gè)方向?qū)U（39）構(gòu)成；所述的取苗器由夾片體（12）、一對(duì)相同的鉸接塊（10）、左斜杠（11）、驅(qū)動(dòng)桿（13）、右斜杠（14）、和固定支座（29）組成；所述的鉸接塊（10）、左斜杠（11）、夾片體（12）、驅(qū)動(dòng)桿（13）、右斜杠（14）的幾何中心線位于同一平面內(nèi)，左斜杠（11）、右斜杠（14）、驅(qū)動(dòng)桿（13）鉸鏈接在一點(diǎn)，左斜杠（11）幾何中心線和右斜杠（14）幾何中心線整體呈v字形相交配置，對(duì)稱分布于驅(qū)動(dòng)桿（13）的下端部；所述的兩夾片體（12）和固定支座（29）鉸鏈接；所述的左斜杠（11）、右斜杠（14）分別和鉸接塊（10）鉸鏈接；所述的左斜杠（11）、右斜杠（14）和鉸接塊（10）制有斜孔，兩夾片體（12）穿過斜孔，使兩夾片體（12）下末端之間達(dá)到固定距離；所述的多個(gè)取苗器通過固定支座（29）等距離地以螺紋連接方式安裝在橫梁?。?）上，驅(qū)動(dòng)桿（13）穿過橫梁?。?）上的通孔與橫梁ⅱ（38）螺紋連接；所述的橫梁?。?）左右兩端上部分別固裝一個(gè)方向?qū)U（39），橫梁ⅱ（38）左右兩端開有通孔；橫梁ⅱ（38）套裝在方向?qū)U（39）上，兩者間隙配合安裝，橫梁ⅱ（38）可沿方向?qū)U（39）上下移動(dòng)；所述的螺母（37）與橫梁ⅱ（38）固裝，伺服電機(jī)ⅰ（35）固定安裝于防護(hù)套（1）內(nèi)，防護(hù)套（1）與橫梁?。?）螺紋連接固定；伺服電機(jī)?。?5）直接與滾珠絲杠?。?6）聯(lián)接，通過控制電機(jī)（6）的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾珠絲杠?。?6）和螺母（37）相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫梁?。?）的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)多個(gè)驅(qū)動(dòng)桿（13）的上下移動(dòng)來驅(qū)使夾片體（12）的夾緊和張開，以實(shí)現(xiàn)取苗器的取苗和卸苗。

所述的頂苗裝置由連桿（31）、步進(jìn)電機(jī)ⅱ（32）、機(jī)架（40）、傳感器支架（41）、曲柄（42）、頂桿（43）、頂桿連接板（44）和直線軸承（45）構(gòu)成，所述的頂苗裝置采用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，頂桿（43）頂出缽苗通過滑塊的推程段來實(shí)現(xiàn)，頂桿（43）近似做均加速運(yùn)動(dòng)，頂出平穩(wěn)，苗缽不受損傷。

所述的缽苗輸送裝置由直線運(yùn)動(dòng)單元和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元構(gòu)成；直線運(yùn)動(dòng)單元包括：螺母固定軸（20）、端蓋（46）、滾珠絲杠ⅱ（47）、導(dǎo)向套筒（18）、導(dǎo)向螺母（48）、圓錐滾子軸承（49）、軸承端蓋?。?0）、伺服電機(jī)ⅱ固定架（51）、伺服電機(jī)ⅱ（55）；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元包括：套筒軸（52）、深溝球軸承（56）、軸承固定基座（16）、軸承端蓋ⅱ（53）、聯(lián)軸器（34）、伺服電機(jī)ⅲ（33）；兩單元可以同時(shí)或交替實(shí)現(xiàn)各自的運(yùn)動(dòng)，即直線與旋轉(zhuǎn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)；伺服電機(jī)ⅱ（55）與導(dǎo)向套筒（18）通過固定架固定，并內(nèi)置于套筒軸（52），導(dǎo)向套筒內(nèi)壁設(shè)置有直線導(dǎo)向滑槽，使其與導(dǎo)向螺母（48）間隙配合安裝；伺服電機(jī)ⅱ（55）工作時(shí)，使導(dǎo)向螺母（48）和螺母固定軸（20）相對(duì)導(dǎo)向套筒（18）實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，套筒軸（52）與導(dǎo)向套筒（18）通過螺栓緊固連接，并且由深溝球軸承（56）和軸承固定基座（16）提供支承，伺服電機(jī)ⅲ（33）通過聯(lián)軸器（34）與套筒軸（52）聯(lián)接；伺服電機(jī)ⅲ（33）工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)套筒軸（52）和直線運(yùn)動(dòng)單元整體旋轉(zhuǎn)，即通過控制兩旋轉(zhuǎn)型伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步或交替進(jìn)行；所述的導(dǎo)向套筒（18）在被用作直線導(dǎo)向作用的同時(shí)，兼起保護(hù)套和軸承支座的作用；所述的滾珠絲杠ⅱ（47）末端設(shè)置有臺(tái)階，便于安裝圓錐滾子軸承（49）；所述的伺服電機(jī)ⅱ（55）由伺服電機(jī)ⅱ固定架（51）與導(dǎo)向套筒（18）固定連接，并且與滾珠絲杠ⅱ（47）直接相連，內(nèi)置于套筒軸（52）內(nèi)，軸承端蓋?。?0）和套筒軸（52）直接與導(dǎo)向套筒（18）固定連接；所述的套筒軸（52）上端外側(cè)分布有孔，利于伺服電機(jī)ⅱ（55）的散熱，套筒軸（52）末端設(shè)置有臺(tái)階，便于安裝深溝球軸承（56）；所述的套筒軸（52）的末端制作有直徑較小的軸，通過聯(lián)軸器（34）與伺服電機(jī)ⅲ（33）聯(lián)接；所述的套筒軸（52）由深溝球軸承（56）和軸承固定基座（12）提供支承，固定于機(jī)架上；所述的螺母固定軸（20）與螺母緊固連接成一體，即該機(jī)構(gòu)主要依靠螺母固定軸（20）的直線和相對(duì)于機(jī)架的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與螺母固定軸（20）連接的取苗裝置實(shí)現(xiàn)直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

所述的旋轉(zhuǎn)式接苗裝置由柔性鏈輸送軸（22）、接苗斗（25）、軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器ⅱ(23)、支撐板ⅰ（24）、苗筒（28）、支撐板ⅱ（27）、導(dǎo)苗筒（26）、接苗筒（58）、步進(jìn)電機(jī)ⅲ（57）、鏈輪（59）和柔性輸送鏈（60）構(gòu)成，所述的支撐板ⅱ（27）上對(duì)稱安裝有兩套柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，多個(gè)苗筒（28）等間距固裝于柔性輸送鏈（60）周圍；整排缽苗投入等間距直線型排列的接苗斗（25）后，缽苗平分成兩部分沿著導(dǎo)苗筒（26）進(jìn)入兩套柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的兩列直線型排列的苗筒（28）中，隨著軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器ⅱ(23)的感應(yīng)和相關(guān)控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)ⅲ（57）的控制，柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)苗筒（28）每次移動(dòng)一個(gè)步長，隨后缽苗逐個(gè)由接苗孔（61）落入接苗筒（58）內(nèi)，并導(dǎo)出至移栽機(jī)的栽植機(jī)構(gòu)；所述的柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)由兩套安裝于間距固定的兩軸上的鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，鏈輪（59）通過鍵聯(lián)接安裝于兩個(gè)柔性鏈輸送軸（22）上，兩根柔性鏈輸送軸（22）通過軸承豎直安裝于支撐板ⅱ（27）上；其中一根柔性鏈輸送軸（22）上端部安裝有軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器ⅱ(23)，下端部安裝有步進(jìn)電機(jī)ⅲ（57）；所述的固裝于柔性輸送鏈（60）一側(cè)的呈直線排列的苗筒（28）數(shù)目大于或等于接苗斗（25）數(shù)目的一半。

所述的輸送連桿（17）兩端分別與防護(hù)套（1）和配重（21）以螺紋方式連接，可以調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的平衡，并由三通結(jié)構(gòu)（19）與缽苗輸送裝置的螺母固定軸（20）以螺紋方式連接。

所述的頂苗裝置在取苗位頂出缽苗后，由取苗裝置從取苗位置進(jìn)行整排夾取缽苗，隨后缽苗輸送裝置轉(zhuǎn)動(dòng)90°到達(dá)投苗位，將整排缽苗投入旋轉(zhuǎn)式接苗裝置的接苗斗（25）中，并在旋轉(zhuǎn)式接苗裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)下，將缽苗平分兩部分逐個(gè)投至栽植器。

本發(fā)明的有益效果是：本裝置的苗盤輸送裝置采用由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案，工作時(shí)無滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好，傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作，尤其是通過固定于同步帶上的定位塊能夠?qū)崿F(xiàn)穴盤的精確定位，較以往穴盤定位裝置更加精確，結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)穩(wěn)定，在相關(guān)傳感器和控制器的控制下，可以快速精確地將缽苗逐行輸送至取苗位進(jìn)行取苗；本裝置采用頂-夾式取苗設(shè)計(jì)方案，在相關(guān)傳感器和控制器的控制下，缽苗的頂出和夾取動(dòng)作通過伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，有利于保證缽苗頂出和夾取的精確性和缽苗夾持力大小的控制，有效降低了頂苗裝置在頂出缽苗和取苗器夾持缽苗基質(zhì)時(shí)的缽苗和莖稈損傷率；本裝置的缽苗輸送裝置采用一種能夠快速精確地傳遞直線與旋轉(zhuǎn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精確、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定，在雙伺服電機(jī)的控制下，有利于對(duì)缽苗輸運(yùn)過程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制和缽苗輸運(yùn)軌跡規(guī)劃，進(jìn)而建立缽苗輸運(yùn)機(jī)構(gòu)非線性加減速運(yùn)動(dòng)控制模型，降低缽苗輸運(yùn)過程中的秧苗莖桿慣性力損傷和缽苗基質(zhì)振動(dòng)損傷，大大降低了缽苗輸運(yùn)時(shí)間，提高了作業(yè)效率；本裝置的旋轉(zhuǎn)式接苗裝置采用兩套柔性輸送鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)苗筒的旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)整排投苗，承載能力高、適用于惡劣的作業(yè)環(huán)境，采用雙步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和傳感器控制相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)精確快速喂苗，有效降低了缺苗、漏苗率，并且可以通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)來控制株間距，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠，能夠使喂苗速率明顯得到提高，并且可以與現(xiàn)有半自動(dòng)移栽機(jī)（如：吊籃式移栽機(jī)、鏈夾式移栽機(jī)、撓性圓盤式、導(dǎo)苗管式等）結(jié)合使用以實(shí)現(xiàn)栽植；本裝置采用整排頂苗、整排取苗、整排投苗的方式，提高了作業(yè)效率；本裝置采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)和多傳感器協(xié)同控制的方式，最大限度地減少了中間機(jī)械傳動(dòng)鏈，使傳動(dòng)更快速、精確，減少了農(nóng)民移栽作業(yè)中的高強(qiáng)度勞動(dòng),還減少了勞動(dòng)力的投入。

附圖說明

圖1表示自動(dòng)取喂裝置的軸測圖。

圖2表示自動(dòng)取喂裝置正視圖。

圖3表示苗盤步進(jìn)移位裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4表示定位塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5表示取苗裝置示意圖。

圖6表示取苗器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7表示頂苗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8表示缽苗輸送裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9表示缽苗輸送裝置局部放大示意圖。

圖10表示旋轉(zhuǎn)式接苗裝置的軸測圖。

圖11表示柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12表示旋轉(zhuǎn)式接苗裝置底部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，參照附圖詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。

實(shí)施例1：本裝置在工作時(shí)，假設(shè)同步帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，首先由人工將穴盤苗放置于如附圖1所示取苗裝置位置右側(cè)的靜止苗盤步進(jìn)移位裝置的一組定位塊（5）上，隨后由頂苗裝置的頂桿（43）從穴盤底部的滲水孔將整排缽苗頂出，再由停留于取苗工位上方的取苗裝置下移，取苗器夾取缽苗基質(zhì)（育苗土）離開穴盤，缽苗離開穴盤之后，在軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器ⅰ（30）的感應(yīng)、相關(guān)控制器的控制和苗盤步進(jìn)移位裝置在步進(jìn)電機(jī)?。?5）的帶動(dòng)下，苗盤向左移動(dòng)一個(gè)穴距的距離，等待下次取苗，與此同時(shí)，頂苗裝置的頂苗桿（43）縮回，等待下次頂苗；取苗裝置在缽苗輸送裝置的帶動(dòng)下，沿著合適的路徑移動(dòng)至旋轉(zhuǎn)式接苗裝置的一列接苗斗（25）上方進(jìn)行整排投苗，將整排缽苗投入接苗斗（25）后，取苗裝置在缽苗輸送裝置的帶動(dòng)下回到取苗工位進(jìn)行下一輪取苗，依次循環(huán)，直至取完穴盤中的所有苗后,空穴盤由人工回收，而缽苗平分成兩部分沿著導(dǎo)苗筒（26）進(jìn)入兩套柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的兩列直線型排列的苗筒（28）中，隨著軸套型旋轉(zhuǎn)編碼器ⅱ(23)的感應(yīng)和相關(guān)控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)ⅲ（57）的控制，柔性輸送鏈傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)苗筒（28）每次移動(dòng)一個(gè)步長，隨后缽苗逐個(gè)由接苗孔（61）落入接苗筒（58）內(nèi)，并導(dǎo)出至移栽機(jī)的栽植機(jī)構(gòu)。

實(shí)施例2：本實(shí)施例與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同,不同之處在于,根據(jù)種植模式的不同可以增減本裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度以適應(yīng)不同株距的要求。