[發明專利]插針式穴盤苗移栽末端執行器

有效

• 申請號: 201210181312.8
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102696322A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉繼展;李萍萍;毛罕平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01C11/02
• 分類號: A01C11/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及農業機械領域，特別涉及一種插針式穴盤苗移栽末端執行器。

背景技術

穴盤苗移栽末端執行器是全自動穴盤苗移栽機和移栽機器人直接插入穴孔內取苗并完成放苗的關鍵裝置，成為國內外智能與全自動移栽技術研究的重點。汪小旵、孫國祥、蔣煥煌、周婷、L.G.?Kutz、W.?C.?Choi等開發的穴盤苗移栽末端執行器（汪小旵等.穴盤苗移植裝置及其中的移植機械手.公開號：CN101306532A；孫國祥等.?穴盤苗移栽機末端執行器設計與虛擬樣機分析.農業機械學報，2010,41（10）：48-53,47；蔣煥煌等.穴盤苗移缽系統末端執行器.公開號：CN101569258A；周婷等.溫室穴盤苗移栽機的設計與仿真分析.機械設計與研究，2009,25（2）：121-124；L.G.?Kutz,?et?al.?Robotic?Transplanting?of?Bedding?Plants.?Transactions?of?the?ASAE,1987,30(3):586-590；?W.?C.?Choi,?et?al.?Development?of?A?Seedling?Pick-up?Device?for?Vegetable?Transplanters.?Transactions?of?the?ASAE,2002,45(1):13-19.）僅由電機或氣缸驅動實現手指的開合，甚至直接由工業用夾持器改裝而成，而手指的入土需要由機械臂等完成。田素博、張麗華、尹文慶等開發的穴盤苗移栽末端執行器（田素博.一種穴盤苗移栽機械手.授權公告號：CN201499444U；張麗華等.?指針夾緊式穴盤苗移栽爪設計.?沈陽農業大學學報，2010，04，41(2)：235-237；尹文慶等.?旱地穴盤苗移栽機末端執行器.公開號：CN101569257A）利用單氣缸或電機驅動手指豎直運動進行取苗和落苗，為了滿足內穴盤內取苗時夾持苗坨的需要，手指均設計為具有一定弧度和傾角，同時手指在入土取苗時產生一定的變形，由于手指運動方向與指尖方向間存在夾角，且隨著手指的變形該夾角不斷變大，造成入土阻力過大。同時，其豎直直線運動結構導致末端執行器自身尺寸過長。K.?C.?Ting等開發的移栽末端執行器（K.?C.?Ting,?et?al.?Robotic?Workcell?for?Transplanting?of?Seedlings?Part?Ⅱ-End-effector?Development.?Transactions?of?the?ASAE,?1990,?33(3):1013-1017；K.?C.?Ting,?et?al.?Workability?and?Productivity?of?Robotic?Plug?Transplanting?Workcell.?Vitro?Cell.?Dev.?Biol.1992,?28:5-10）由氣缸驅動手指的擺動實現入土和夾持，入土后手指角度的不斷變化帶來作業阻力的增加與夾持苗坨的不穩定，同時可能造成落苗坨與土壤間的間隙，對幼苗健康生長產生不利影響。黃世欣等開發的四種形式末端執行器均由電磁鐵驅動（黃世欣等.?種苗移植作業夾持具之設計與性能分析.農業機械學刊，1996，5（3）：51-65），其中片狀指末端執行器由兩個電磁鐵分別實現手指的入土和夾持，驅動較復雜且片狀手指必須嚴格貼著苗穴邊緣入土；三種形式的針形指末端執行器由單電磁鐵驅動，但手指或指端傾斜，亦存在手指運動方向與指尖方向間存在夾角造成入土阻力過大的問題。

因此，國內外現有穴盤苗移栽末端執行器存在驅動與傳動復雜、成本高、作業阻力大等問題，同時其手指傾角及夾持尺寸不易調整，無法適應不同穴盤規格和不同作物秧苗的自動化移栽要求。

發明內容

為了克服現有穴盤苗移栽末端執行器的不足，本發明提供一種插針式穴盤苗移栽末端執行器，以簡單結構實現各類穴盤苗移栽的順暢入土取苗和放苗。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括殼體背板、電磁鐵、電磁鐵推桿、兩個水平槽內滑塊、兩個擺桿滑塊、兩個擺桿、兩個滑套、兩個插針、兩個上螺栓螺母和兩個下螺栓螺母。電磁鐵通電使電磁鐵推桿伸出，從而帶動擺桿擺動，。通過擺桿滑塊的滑動使插針沿固定滑套所確定的直線向斜下方伸出，插入穴盤孔內進行取苗。當該插針式穴盤苗移栽末端執行器夾持苗坨到達放苗位置時，插針式穴盤苗移栽末端執行器下行將苗坨栽入土中，電磁鐵斷電，電磁鐵內置的彈簧使電磁鐵推桿自動復位，從而帶動兩插針反方向縮回滑套內，滑套底端壓住苗坨，從而避免滑針縮回時由摩擦力將苗坨重新帶出，保證了移栽的質量。