一種穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置和方法與流程

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械研究領(lǐng)域，具體涉及一種穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置和方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著農(nóng)業(yè)勞動力結(jié)構(gòu)性短缺，以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，穴盤苗移栽機(jī)的研究備受關(guān)注，已開發(fā)出多種型式的移栽機(jī)械來代替人工作業(yè)。采用機(jī)械方式移栽穴盤苗，能有效減輕勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，保證秧苗移栽質(zhì)量。

現(xiàn)有的申請?zhí)枮?00820100210.8的穴盤苗移栽機(jī)分半自動移栽機(jī)，和申請?zhí)枮?01520310260.9的全自動移栽機(jī)。半自動移栽機(jī)采用人工作業(yè)方式將生長在穴盤里的穴盤苗取出，投進(jìn)栽植器里。而全自動移栽機(jī)采用取苗機(jī)構(gòu)夾取穴盤苗，再喂入到栽植器里。無論哪種類型的移栽機(jī)，都需要將穴盤苗從生長穴盤里有效提取出來。受穴盤孔穴空間的限制，穴盤苗在生長過程中其缽體束縛在孔穴里，與穴盤孔穴建立了粘附作用，直接拔取穴盤苗要求較高的育苗質(zhì)量和柔性的夾取方式，否則容易拔斷穴盤苗莖桿，取苗時缽體不完整，容易斷缽。為了提高夾取質(zhì)量，提出了申請?zhí)枮?01510222500.4的缽苗移栽頂出式取苗方式，采用機(jī)械裝置先將待夾取的穴盤苗頂松，再執(zhí)行夾取作業(yè)。但在實(shí)際應(yīng)用中，受育苗農(nóng)藝的影響，穴盤苗的生長發(fā)育情況不一致，采用固定的機(jī)械方式頂苗，頂苗機(jī)構(gòu)自適應(yīng)能力不夠，反而容易頂破穴盤苗缽體。為此，需要進(jìn)一步研究穴盤苗移栽松脫穴盤孔穴粘附的方法，減輕穴盤苗拔苗過程中不必要的損傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置和方法，采用不超過穴盤苗缽體破壞強(qiáng)度的氣流壓力場頂吹穴盤苗缽體，使穴盤苗缽體松脫穴盤孔穴的粘附力作用，可由人工輕松拔苗或者機(jī)械方式高效取苗，能輔助穴盤苗移栽作業(yè)，極大限度地避免取苗時損傷穴盤苗缽體。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置，其特征在于，包括氣力頂缽裝置、穴盤限位裝置、平推擋缽裝置和控制系統(tǒng)；

所述氣力頂缽裝置包括電機(jī)、直線模組、滑塊、提升機(jī)構(gòu)、匯流板和氣嘴；所述電機(jī)聯(lián)接到直線模組的動力輸入軸上，所述直線模組平直固定安裝在機(jī)架的下部，所述滑塊固定聯(lián)接到直線模組的移動平臺上；所述提升機(jī)構(gòu)的基體豎直固定安裝在所述滑塊上，所述匯流板平直固定安裝在提升機(jī)構(gòu)的活動桿件上；所述氣嘴排列成行、且正對穴盤孔穴排水口的部位豎直固定安裝在匯流板上；

所述穴盤限位裝置安裝在所述氣力頂缽裝置的正上方，包括聯(lián)接板、支撐板、吊桿和壓盤條；所述支撐板的四角固定聯(lián)接四塊聯(lián)接板，所述聯(lián)接板豎直安裝在機(jī)架上，所述支撐板通過聯(lián)接板水平橫架在所述氣力頂缽裝置的正上方，且所述支撐板對著所述氣力頂缽裝置的氣嘴工作位置開有槽型氣流通道；所述吊桿的下端固定聯(lián)接壓盤條，上端安裝在機(jī)架上，所述壓盤條通過吊桿水平壓緊穴盤的外廓邊緣，穴盤孔穴排水口的部位緊貼所述支撐板上的氣流通道；

所述平推擋缽裝置安裝在所述穴盤限位裝置的正上方，包括擋缽條、基座板和平推機(jī)構(gòu)；所述擋缽條沿穴盤成行栽苗的方向直線陣列成型，平直固定安裝在基座板上；所述基座板固定安裝在所述平推機(jī)構(gòu)的活動桿件上，所述平推機(jī)構(gòu)的基體固定安裝在機(jī)架上；

所述控制系統(tǒng)分別與所述平推機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)和電機(jī)電連接；所述控制系統(tǒng)根據(jù)開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)帶動所述基座板，帶動所述擋缽條平行橫架在整排穴盤苗缽體的上方移位；所述控制系統(tǒng)根據(jù)升降工作信號驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)帶動所述匯流板，帶動所述氣嘴對著穴盤孔穴的排水口升降移位；所述控制系統(tǒng)根據(jù)水平移動工作信號驅(qū)動所述電機(jī)帶動所述直線模組上的滑塊，帶動所述氣嘴順著穴盤孔穴的排水口平行移位。

上述方案中，所述氣嘴在所述提升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下通過所述支撐板的氣流通道與穴盤孔穴的排水口保持緊密接觸，所述擋缽條在所述平推機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下與穴盤苗缽體的上表面保持間隙配合。

上述方案中，所述氣嘴的排列陣型與所述支撐板擺放的穴盤孔穴排水口一致，所述擋缽條直線陣列的條數(shù)與穴盤沿成行栽種穴盤苗的方向上設(shè)置的孔穴格數(shù)一致。

上述方案中，所述氣嘴的外廓尺寸與穴盤孔穴排水口的邊緣尺寸一致，所述支撐板板面上的氣流通道寬度與所述氣嘴的外廓尺寸保持間隙配合尺度。

上述方案中，所述擋缽條的寬度大于相鄰兩個穴盤孔穴之間的上口邊長，小于相鄰兩株穴盤苗主莖之間的距離。

上述方案中，所述直線模組是同步帶模組、絲杠模組、電動缸或直線電機(jī)的任意一種，所述提升機(jī)構(gòu)和平推機(jī)構(gòu)是直線氣缸、液壓缸、電動伸縮桿或直線電機(jī)中的任意一種。

一種根據(jù)所述穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置的松脫方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)穴盤苗粘附穴盤孔穴的力學(xué)要求，確定所述氣嘴氣力頂缽的氣流壓力；

S2、人工將待移栽的穴盤苗整盤放到所述穴盤限位裝置的支撐板上，兩側(cè)的壓盤條將穴盤限制定位在所述支撐板的板面上，使穴盤孔穴排水口對準(zhǔn)所述支撐板上開的氣流通道；

S3、啟動所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)帶動所述基座板平行移位，使所述擋缽條以保持間隙配合的尺度平行橫架在整排穴盤苗缽體的上方；

S4、所述控制系統(tǒng)根據(jù)水平移動工作信號驅(qū)動所述電機(jī)帶動所述直線模組上的滑塊順著穴盤孔穴的排水口平行移位，使所述氣嘴對準(zhǔn)穴盤孔穴的排水口。

S5、所述控制系統(tǒng)根據(jù)升降工作信號驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)帶動所述匯流板升降移位，使所述氣嘴通過所述支撐板的氣流通道緊密接觸穴盤孔穴的排水口；

S6、所述控制系統(tǒng)控制氣流壓力流通所述氣嘴，使氣嘴對準(zhǔn)穴盤中穴盤苗的缽體底部產(chǎn)生氣流壓力場，造成穴盤苗松脫穴盤孔穴的粘附作用，所述平推擋缽裝置的擋缽條限止穴盤苗不躍出穴盤的孔穴格子；

S7、所述控制系統(tǒng)控制所述提升機(jī)構(gòu)帶動氣嘴回縮，所述控制系統(tǒng)控制所述電機(jī)帶動氣嘴至下一排待松脫的穴盤苗，直至完成整盤穴盤苗的氣力頂缽松脫作業(yè)，所述控制系統(tǒng)控制所述平推機(jī)構(gòu)帶動擋缽條回縮，解除阻擋穴盤苗的缽體；

S8、人工取走已松脫好的整盤穴盤苗，重復(fù)步驟S2至步驟S7，繼續(xù)執(zhí)行下一盤穴盤苗的氣力頂缽松脫作業(yè)。

上述方案中，所述步驟S1具體為：

根據(jù)穴盤苗粘附穴盤孔穴的力學(xué)要求，通過測力系統(tǒng)測試，得到穴盤苗的缽體與穴盤孔穴的粘附力為F，穴盤苗缽體的抗壓破壞強(qiáng)度為σ，利用游標(biāo)卡尺測得所用穴盤孔穴排水口的直徑為D，于是確定需要的所述氣嘴中對準(zhǔn)穴盤孔穴的排水口用于氣力頂缽松脫的氣流壓力P應(yīng)滿足為

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過所述控制系統(tǒng)根據(jù)開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)帶動所述基座板實(shí)現(xiàn)所述擋缽條平行橫架在整排穴盤苗缽體的上方，以限止氣流壓力頂吹的穴盤苗出格，通過所述控制系統(tǒng)根據(jù)工作信號驅(qū)動所述電機(jī)帶動所述直線模組上的滑塊實(shí)現(xiàn)所述氣嘴對準(zhǔn)穴盤孔穴的排水口，通過所述控制系統(tǒng)根據(jù)工作信號驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)帶動所述匯流板實(shí)現(xiàn)所述氣嘴緊密接觸穴盤孔穴的排水口，從而能以克服穴盤孔穴粘附力的氣流壓力頂吹缽體，達(dá)到松脫粘附作用的目的，為人工輕松拔苗或機(jī)械可靠夾苗做輔助。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能有效避免取苗時傷苗傷缽，可用在穴盤苗移栽中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的氣力頂缽裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的支撐板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明一實(shí)施方式的平推擋缽裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式的初始位置示意圖。

圖6是本發(fā)明一實(shí)施方式的工作位置示意圖。

圖7是本發(fā)明一實(shí)施方式的氣力頂缽作用示意圖。

圖8是本發(fā)明一實(shí)施方式的氣力頂缽松脫作用示意圖。

圖中：1、電機(jī)；2、直線模組；3、滑塊；4、提升機(jī)構(gòu)；5、匯流板；6、氣嘴；7、機(jī)架；8、聯(lián)接板；9、支撐板；10、吊桿；11、壓盤條；12、穴盤；13、穴盤苗；14、擋缽條；15、基座板；16、平推機(jī)構(gòu)；17、控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

圖1所示為所述穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置的一種實(shí)施方式，所述穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置，包括氣力頂缽裝置、穴盤限位裝置、平推擋缽裝置和控制系統(tǒng)17。

圖2所示為所述氣力頂缽裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括電機(jī)1、直線模組2、滑塊3、提升機(jī)構(gòu)4、匯流板5和氣嘴6。所述電機(jī)1聯(lián)接到直線模組2的動力輸入軸上，所述直線模組2平直固定安裝在機(jī)架7的下部，所述滑塊3固定聯(lián)接到直線模組2的移動平臺上；所述提升機(jī)構(gòu)4的基體豎直固定安裝在所述滑塊3上，所述匯流板5平直固定安裝在提升機(jī)構(gòu)4的活動桿件上；所述氣嘴6排列成行、且正對穴盤12孔穴排水口的部位豎直固定安裝在匯流板5上。

所述穴盤限位裝置安裝在所述氣力頂缽裝置的正上方，包括聯(lián)接板8、支撐板9、吊桿10和壓盤條11。圖3所示為所述支撐板9結(jié)構(gòu)示意圖，所述支撐板9的四角固定聯(lián)接四塊聯(lián)接板8，所述聯(lián)接板8豎直安裝在機(jī)架7上，所述支撐板9通過聯(lián)接板8的聯(lián)接作用水平橫架在所述氣力頂缽裝置的正上方，且所述支撐板9對著所述氣力頂缽裝置的氣嘴6工作位置開有槽型氣流通道；所述吊桿10的下端固定聯(lián)接壓盤條11，其上端安裝在機(jī)架7上，所述壓盤條11通過吊桿10的聯(lián)接作用水平壓緊穴盤12的外廓邊緣，使穴盤12孔穴排水口的部位緊貼所述支撐板9上的氣流通道。

圖4所示為所述平推擋缽裝置結(jié)構(gòu)示意圖，安裝在所述穴盤限位裝置的正上方，包括擋缽條14、基座板15和平推機(jī)構(gòu)16。所述擋缽條14沿穴盤12成行栽苗的方向直線陣列成型，平直固定安裝在基座板15上；所述基座板15固定安裝在所述平推機(jī)構(gòu)16的活動桿件上，所述平推機(jī)構(gòu)16的基體固定安裝在機(jī)架7上。

所述控制系統(tǒng)17分別與所述平推機(jī)構(gòu)16、提升機(jī)構(gòu)4和電機(jī)1電連接。所述控制系統(tǒng)17根據(jù)開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)16帶動所述基座板15，實(shí)現(xiàn)所述擋缽條14平行橫架在整排穴盤苗13缽體的上方移位；所述控制系統(tǒng)17根據(jù)升降工作信號驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)4帶動所述匯流板5，實(shí)現(xiàn)所述氣嘴6對著穴盤12孔穴的排水口升降移位；所述控制系統(tǒng)17根據(jù)水平移動工作信號驅(qū)動所述電機(jī)1帶動所述直線模組2上的滑塊3，實(shí)現(xiàn)所述氣嘴6順著穴盤12孔穴的排水口平行移位。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)選用TC5510單軸運(yùn)動控制器，其包括8個輸出口和18個輸入口，使用3個輸入口讓外部的通斷信號實(shí)現(xiàn)程序的啟動和停止，使用2個輸出口控制外部兩路繼電器通斷，分別與平推機(jī)構(gòu)16和提升機(jī)構(gòu)4電連接，實(shí)現(xiàn)平推機(jī)構(gòu)16和提升機(jī)構(gòu)4的執(zhí)行動作，1個單軸控制信號輸出端與電機(jī)驅(qū)動器連接，電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)1工作。當(dāng)按下啟動按鈕TC5510單軸運(yùn)動控制器就發(fā)出工作開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)16帶動所述基座板15，實(shí)現(xiàn)所述擋缽條14平行橫架在整排穴盤苗13缽體的上方移位；然后給出升降工作信號，驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)4帶動所述匯流板5，實(shí)現(xiàn)所述氣嘴6對著穴盤12孔穴的排水口升降移位；再給出水平移動工作信號，驅(qū)動所述電機(jī)1帶動所述直線模組2上的滑塊3，實(shí)現(xiàn)所述氣嘴6順著穴盤12孔穴的排水口平行移位。

所述氣嘴6在所述提升機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動下通過所述支撐板9的氣流通道與穴盤12孔穴的排水口保持緊密接觸，所述擋缽條14在所述平推機(jī)構(gòu)16的驅(qū)動下與穴盤苗13缽體的上表面保持間隙配合。

所述氣嘴6的排列陣型與所述支撐板9擺放的穴盤12孔穴排水口一致，所述擋缽條14直線陣列的條數(shù)與穴盤12沿成行栽種穴盤苗13的方向上設(shè)置的孔穴格數(shù)一致。

所述氣嘴6的外廓尺寸與穴盤12孔穴排水口的邊緣尺寸一致，所述支撐板9板面上的氣流通道寬度與所述氣嘴6的外廓尺寸保持間隙配合尺度。

所述擋缽條14的寬度大于相鄰兩個穴盤12孔穴之間的上口邊長，小于相鄰兩株穴盤苗13主莖之間的距離。

所述直線模組2是同步帶模組、絲杠模組、電動缸或直線電機(jī)的任意一種，所述提升機(jī)構(gòu)4和平推機(jī)構(gòu)16是直線氣缸、液壓缸、電動伸縮桿或直線電機(jī)中的任意一種。

所述氣嘴6中用于氣力頂缽松脫的氣流壓力采用現(xiàn)有的氣動控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明還提供一種根據(jù)所述穴盤苗移栽氣力頂缽松脫裝置的松脫方法，圖5～圖8所示為穴盤苗移栽氣力頂缽松脫作用示意圖；本實(shí)施例以128穴黃瓜穴盤苗移栽為例，一種穴盤苗移栽氣力頂缽松脫的方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)黃瓜穴盤苗粘附穴盤6孔穴的力學(xué)要求，通過測力系統(tǒng)測試，得到128穴黃瓜穴盤苗粘附力F為2.34N，利用游標(biāo)卡尺測得所用穴盤排水口的直徑D為8mm，128穴黃瓜穴盤苗缽體抗壓破壞強(qiáng)度σ為0.66MPa，于是確定需要的所述氣嘴6中對準(zhǔn)穴盤7底部的排水口用于氣力頂缽的氣流壓力P應(yīng)滿足為

S2、如圖5所示，人工將待移栽的穴盤苗13整盤放到所述穴盤限位裝置的支撐板9上，兩側(cè)的壓盤條11將穴盤12限制定位在所述支撐板9的板面上，使穴盤12孔穴排水口對準(zhǔn)所述支撐板9上開的氣流通道；

S3、如圖6所示，啟動所述控制系統(tǒng)17，所述控制系統(tǒng)17根據(jù)開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)16帶動所述基座板15平行移位，使所述擋缽條14以保持間隙配合的尺度平行橫架在整排穴盤苗13缽體的上方；

S4、所述控制系統(tǒng)17根據(jù)水平移動工作信號驅(qū)動所述電機(jī)1帶動所述直線模組2上的滑塊3順著穴盤12孔穴的排水口平行移位，使所述氣嘴6對準(zhǔn)穴盤12孔穴的排水口。

S5、所述控制系統(tǒng)17根據(jù)升降工作信號驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)4帶動所述匯流板5升降移位，使所述氣嘴6通過所述支撐板9的氣流通道緊密接觸穴盤12孔穴的排水口；

S6、如圖7所示，所述控制系統(tǒng)17控制氣流壓力流通所述氣嘴6，使氣嘴6對準(zhǔn)穴盤12中穴盤苗13的缽體底部產(chǎn)生一定的氣流壓力場，壓力值為0.55MPa，造成穴盤苗13松脫穴盤12孔穴的粘附作用，所述平推擋缽裝置的擋缽條14限止穴盤苗13不躍出穴盤12的孔穴格子，如圖8所示；

S7、所述控制系統(tǒng)17控制所述提升機(jī)構(gòu)4帶動氣嘴6回縮，所述控制系統(tǒng)17控制所述電機(jī)1帶動氣嘴6至下一排待松脫的穴盤苗13，直至完成整盤穴盤苗13的氣力頂缽松脫作業(yè)，所述控制系統(tǒng)17控制所述平推機(jī)構(gòu)16帶動擋缽條14回縮，解除阻擋穴盤苗13的缽體；

S8、人工取走已松脫好的整盤穴盤苗13，重復(fù)步驟S2至步驟S7，繼續(xù)執(zhí)行下一盤穴盤苗13的氣力頂缽松脫作業(yè)。

本發(fā)明所述控制系統(tǒng)根據(jù)開始信號驅(qū)動所述平推機(jī)構(gòu)帶動所述基座板15實(shí)現(xiàn)所述擋缽條14平行橫架在整排穴盤苗缽體的上方，以限止氣流壓力頂吹的穴盤苗出格，所述控制系統(tǒng)根據(jù)工作信號驅(qū)動所述提升機(jī)構(gòu)4帶動所述匯流板5實(shí)現(xiàn)所述氣嘴6緊密接觸穴盤孔穴的排水口，從而能以克服穴盤孔穴粘附力的氣流壓力頂吹缽體，達(dá)到松脫粘附作用的目的，為人工輕松拔苗或機(jī)械可靠夾苗做輔助；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能有效避免取苗時傷苗傷缽，可用在穴盤苗移栽中。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實(shí)施例描述的，但并非每個實(shí)施例僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。