[發明專利]一種穴盤苗氣力自適應夾取裝置和方法

有效

• 申請號: 201610513138.0
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN106068842B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 韓綠化;毛罕平;劉洋;胡建平;楊德勇;左志宇
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農業機械研究領域，具體涉及一種穴盤苗氣力自適應夾取裝置和方法。

背景技術

隨著農業勞動力結構性短缺，以及農業現代化技術的發展，近年來穴盤苗移栽機的研究備受關注，已開發出多種型式的移栽機械來代替人工作業，但在應用上主要依靠人工和半自動移栽機，全自動移栽機處于實驗室研發階段，移栽技術的趨勢向全自動作業方向發展。

現有蔬菜穴盤苗自動移栽機取苗機構往往采用取苗爪插入缽土中夾取苗或者直接夾取苗根莖部的拔出式取苗方式，如一種穴盤苗自動移栽取放苗裝置申請號：201210480539.2、自由二階非圓齒—傅里葉齒缽苗移栽夾苗式取苗機構申請號：201310637066.7等。雖然這些機構能夠代替人工實現穴盤苗的取送，但此類機構需要將夾持手爪插入到缽體中拔出幼苗，因此容易破壞缽體苗基質，傷害缽體苗的根系。于是提出了缽苗移栽頂出式取苗機構申請號：201410524329.8和201510222500.4，采用機械裝置先將待夾取的穴盤苗頂松，再執行夾取作業。但在實際應用中，受育苗農藝的影響，穴盤苗的生長發育情況不一致，采用固定的機械方式頂苗，頂苗機構自適應能力不夠，反而容易頂破穴盤苗缽體。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種穴盤苗氣力自適應夾取裝置和方法，采用適應穴盤苗取苗力的頂送穴盤苗缽體，再由取苗機構夾缽取苗，可極大限度地避免傷缽。

本發明的技術方案是：一種穴盤苗氣力自適應夾取裝置，包括輸送裝置、取苗機構、氣力頂缽機構和控制系統；

所述輸送裝置包括輸送板和導向板；所述輸送板平直安裝在機架上，且在取苗處對準穴盤底部排水口的部位開有氣流通孔；所述導向板沿穴盤輸送方向固定安裝在所述輸送板上；

所述取苗機構安裝在所述輸送裝置的正上方，包括取苗機械臂、取苗末端執行器、上位傳感器和下位傳感器；所述取苗末端執行器安裝在所述取苗機械臂的末端，所述上位傳感器安裝在所述取苗機械臂的上端，下位傳感器安裝在取苗機械臂的下端、且對著取苗末端執行器的位置；

所述氣力頂缽機構安裝在所述輸送裝置的正下方，包括電機、直線位移單元、滑塊、伸縮機構和氣力頂桿；所述電機的輸出端與所述直線位移單元的一端連接，所述直線位移單元的另一端與所述滑塊滑動連接；所述伸縮機構對準穴盤底部的排水口豎直安裝在所述滑塊上；所述氣力頂桿固定安裝在所述伸縮機構的伸縮桿上；

所述控制系統分別與所述上位傳感器、下位傳感器、伸縮機構和電機電連接；所述上位傳感器用于檢測所述取苗機構是否完成夾缽取苗并將完成信號傳送到所述控制系統，所述下位傳感器用于檢測所述取苗機構是否開始夾缽取苗并將開始信號傳送到所述控制系統，所述控制系統根據開始信號通過驅動所述電機帶動所述直線位移單元上的滑塊實現所述氣力頂桿對準所述穴盤底部的排水口移位，所述控制系統驅動所述伸縮機構帶動所述氣力頂桿穿透所述輸送板的氣流通孔接觸所述穴盤底部的排水口；所述控制系統根據完成信號停止控制氣流壓力流通所述氣力頂桿，同時控制所述伸縮機構帶動所述氣力頂桿回縮。

上述方案中，所述氣力頂桿包括橡膠吸盤、氣流管和氣管；

所述氣流管中通且底部密實固定在所述伸縮機構的伸縮桿上端，所述氣流管上部開口部位與所述橡膠吸盤的喇叭口底部固定聯接，所述氣管聯通所述氣流管中通的氣流通道。

上述方案中，所述氣力頂桿的橡膠吸盤喇叭口外廓尺寸與穴盤底部的排水口的邊緣尺寸一致。

進一步的，所述輸送裝置的輸送板上的氣流通孔的外形尺寸與所述氣力頂桿的橡膠吸盤喇叭口外廓尺寸保持間隙配合。

上述方案中，所述取苗機構的取苗末端執行器數目與所述氣力頂缽機構的氣力頂桿數目相同。

上述方案中，所述直線位移單元是同步帶直線模組、滾珠絲桿直線模組或直線電機。

上述方案中，所述伸縮機構是直線氣缸、液壓缸、電動伸縮桿或直線電機。

一種根據所述穴盤苗氣力自適應夾取裝置的夾取方法，所述方法包括以下步驟：

S1、根據穴盤苗取苗力要求，確定所述氣流管頂缽的氣流壓力；

S2、所述下位傳感器檢測到所述取苗機械臂帶動所述取苗末端執行器開始夾缽取苗，所述控制系統控制所述電機帶動所述直線位移單元上的滑塊移位，使所述氣力頂桿對準待夾取的穴盤苗底部；

S3、所述控制系統控制所述伸縮機構帶動所述氣力頂桿穿透所述輸送板的氣流通孔，使所述氣力頂桿的橡膠吸盤喇叭口無縫接觸所述穴盤底部的排水口；