[實用新型]一種穴盤苗自動移栽機

無效

• 申請號: 200920203610.6
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN201491562U
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 邱立春;田素博;王榮華;張麗華;金宏亮
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: A01G9/08
• 分類號: A01G9/08;A01C11/02
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 張述學

技術領域

本實用新型屬于一種自動移栽機，特別是一種能完成不同規格蔬菜和花卉穴盤苗從高密度穴盤向低密度穴盤或容器自動移栽的機器。

背景技術

隨著科學技術的發展，蔬菜和花卉生產自動化及智能化水平不斷提高，智能農業機器人應用越來越多，它對于提高資源利用率和農業產出率，提高經濟效益，實現設施農業的規模化、機械化和自動化具有重要意義，是今后發展的主要趨勢。當今的蔬菜和花卉現代化育苗體系以輕基質穴盤育苗為代表，其中移栽是生產過程中的重要環節，具有對氣候的補償作用和使作物生育提早的綜合效益，可以充分利用光熱資源，其經濟效益和社會效益均非常可觀，但在國內移栽作業主要靠手工完成，平均移栽速度為800～1000株/h，并且連續工作勞動強度大，會使人疲勞，生產效率低，難以實現大面積作業，制約了穴盤育苗技術的發展。

穴盤苗移栽機的研究開發始于上世紀80年代。早期穴盤苗自動移栽機的實現方式以工業機器人為本體。1987年，美國奧本大學Kutz等人設計的苗圃植物移栽機器人，以Puma?560機器人為本體，末端執行器為自主設計的平行夾持指夾苗機構。可以實現將種苗從392孔穴盤移栽至36孔的生長盤中。利用電腦輔助設計系統模擬實際作業情況，以穴盤與生長盤并排放置時，移栽效率最高。1992年，K.C.Ting和Y.Yang等人研制的移栽機器人以四自由度工業機器人ADEPT-SCARA為本體，末端執行器為帶傳感器的滑移指針夾持器。位于頂部的視覺傳感器用于檢測穴苗的位置，力覺傳感器可避免SNS夾持器夾苗時用力過大而損傷穴苗。在苗盤相鄰的情況下，移栽單個苗的時間在2.6～3.3s之間。這些以工業機器人為本體的移栽機具有特定的功能，封閉式結構限制了移栽的作業對象和作業空間，適用于特定的環境，通用型差，利用率較低，與溫室自動化流水線作業設施不易實現配套，并且造價高昂，因而未能實現推廣。

近年來，出現了獨立設計專用機電系統完成移栽作業控制過程。比較典型的機型有：1995年日本研制的PT6000型移栽機器人，其主要部件有機械手、插入式拔苗器、盆狀容器傳送帶、穴盤傳送帶、漏播分選器。工作時，穴盤輸送系統將穴盤苗移動至拔苗器下方，經光電傳感器檢測保證穴孔內無缺苗后，拔苗器將穴苗抓起，在機械手的帶動下，移至空的盆狀容器所在位置，最后拔苗器放下秧苗。控制部分采用單觸式控制面板和自診斷裝置，智能化程度很高。2001年韓國K.H.Ryu等人借助笛卡爾坐標系開發了一種育苗移栽機器人，其機械手由步進電機、氣缸、氣動卡盤和夾取指組成。電機的作用是使指針在夾取前旋轉至適當的位置，避免夾苗時損傷葉片。氣缸的作用是推動指針插入苗坨。通過氣動卡盤的開合來實現對穴苗的抓取、保持和釋放。2002年，韓國W.C.Choi研制了一種蔬菜移栽機，其移栽機械手由五桿形成的路徑發生器、夾取指針和指針驅動器三部分構成。澳大利亞Transplant?Systems公司生產的XT616型移栽機，是茶葉穴盤苗專用移栽機系列之一。該移栽機體積相對較小，可靠性和靈活性較高，對大型育苗生產線和中小育苗戶均適用。機械手有4根手指，獨特的設計使其適應于不同的根系結構。

這些機型雖然能實現穴盤苗的移栽，但移栽機成套設備結構龐大，適于工廠化生產的大面積作業，并且機械手結構復雜，控制也復雜，價格昂貴，難于適應我國工廠化農業的中小規模生產。并且由于我國現在所使用的農業生產制度與國外的大農場制度之間存在差異，農民的購買能力有限。目前，我國農業設施內的穴盤苗移栽生產機械化和自動化研究工作尚處于實驗室試驗研究階段。吉林工業大學研制的空氣整根穴盤苗移栽機(范云翔等，1996)采用吸力較大的真空自動化投苗機構，該機型只適于水稻秧苗，若用于移栽蔬菜或花卉穴苗，則易使莖葉折斷。臺灣研制的氣壓式可調整穴盤苗移栽機(呂英石，2003)和南京農業大學研制的移栽機(周婷，2009)由移栽手、控制部件(PLC)以及氣壓動力源三部分組成，移栽機械手具備夾苗、放苗、插植與鎮土等多種功能，自動化程度較低，需要人工進給苗盤，移栽效率不高，并且移栽手開合結構復雜，用電機作機械手抓放苗的動力控制也復雜。中國農業大學設計的生菜自動移栽機(強麗慧，2005)，適用品種單一，通用性差，智能化程度較低，未能得到推廣。因此，在設施農業生產自動化，尤其在溫室主要作物穴盤苗移栽自動化方面的研究工作進展緩慢，還未見成熟機型。所以，應當充分汲取發達國家的成功經驗，從我國育苗移栽技術的實際情況出發，適應我國農業生產的自動化和智能化需求，研制開發適合我國國情、結構簡單、價格低廉、性能穩定可靠的中小型穴盤苗自動移栽機迫在眉睫。

實用新型內容