反馈回授驱动式稀植移钵装置.pdf

本发明涉及反馈回授驱动式稀植移钵装置。目的是提供的装置可以将小穴盘中的育苗杯按排转移到排布稀疏的大穴盘，为后续的全自动的稀植移钵作业提供更高效率。技术方案是：反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：包括悬挂机构、N个移动爪夹机构以及驱动机构；悬挂机构包括横梁、侧板以及至少两条光轴；每个移动爪夹机构包括滑块安装板、滑块以及手爪；驱动机构包括齿轮齿条组件、N个齿轮驱动组件以及两个主动轴；齿轮齿条组件包括齿条以及行走齿轮。

权利要求书
1.  反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：包括悬挂机构、安装在悬挂机构上的N个移动爪夹机构(6)以及驱使各爪夹机构运动的驱动机构；
悬挂机构包括水平布置的横梁(1)、垂悬固定在横梁左右两端的侧板(2)以及水平固定在两侧板之间的至少两条光轴(8)，光轴与横梁平行布置；
N个移动爪夹机构安装在两条光轴上，每个移动爪夹机构包括竖直布置的滑块安装板(6-6)、固定在滑块安装板背面并与两条光轴配合的滑块(6-5)以及安装在滑块安装板底端的手爪(5)；
驱动机构包括齿轮齿条组件、N个齿轮驱动组件以及分别由电机(3)驱动的两个主动轴(4)；齿轮齿条组件包括固定在横梁底部的齿条(7)以及安装在各滑块安装板顶部的行走齿轮(6-4)；N个齿轮驱动组件逐一对应安装在N个移动爪夹机构的滑块安装板上，两个主动轴对称安装在光轴左侧和右侧的侧板上且与光轴平行，光轴左侧的N/2个齿轮驱动组件的输入端与左侧的主动轴连接，光轴右侧的N/2个齿轮驱动组件的输入端与右侧的主动轴连接，每个齿轮驱动组件的输出端通过带轮组件与相应的行走齿轮的齿轮轴连接。

2.  根据权利要求1所述的反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：所述齿轮驱动组件包括作为输入端的主动锥齿轮(9-6)以及作为输出端的从动锥齿轮(9-4)，主动锥齿轮通过滑键与主动轴上开设的长键槽(4-1)配合从而形成滑移齿轮，主动锥齿轮的左右两端由固定在滑块安装板上的挡板(9-2)限位，从动锥齿轮的齿轮轴(9-1)安装在滑块安装板上并与行走齿轮的齿轮轴平行。

3.  根据权利要求1或2所述的反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：所述带轮组件包括主动带轮(6-2)、从动带轮(6-1)以及连接两者的皮带(6-3)；主动带轮安装在齿轮驱动组件的输出端，从动带轮安装在行走齿轮的齿轮轴上。

4.  根据权利要求3所述的反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：所 述各主动轴上安装在各驱动机构中，从最靠近主动轴末端的驱动机构起，向外至最靠近相应侧板的驱动机构为止，下方带轮与上方带轮的传动比依次为1:1、3:1、5:1…(N-1):1。

5.  根据权利要求4所述的反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：所述手爪包括固定在滑块安装板底部并向前伸出的支座(5-3)、对称铰接在支座上的两个夹爪(5-1)以及分别抵靠在两个夹爪后端与滑块安装板之间的两个弹簧(5-2)，所述两个夹爪制有对称的弧形口，合拢后形成与育苗杯相适应的夹持口。

说明书反馈回授驱动式稀植移钵装置
技术领域
本发明涉及移栽机械技术领域，尤其是一种稀植移钵装置，可以将盛有幼苗的育苗杯以等比变距的形式由小间距穴盘向大间距穴盘按排转移。
背景技术
随着农业生产自动化技术的不断提高，人民群众对绿色叶菜需求正在快速增长；因为人工移栽的成本高而且速度慢，很难跟上现代化的脚步，所以目前的叶菜幼苗已经逐步从人工移栽向机械移栽过渡；但是机械化稀植移栽作业，需要事先将育苗杯从穴孔排布密集的小穴盘(也叫育苗穴盘)转移到穴孔排布稀疏的大穴盘(也叫栽植板)，这部分操作目前尚需人工完成，迫切需要有一种辅助装置进行替代。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种稀植移钵装置，可以将小穴盘中的育苗杯按排转移到排布稀疏的大穴盘，为后续的全自动的稀植移钵作业提供更高效率。
本发明采用了以下技术方案：反馈回授驱动式稀植移钵装置，其特征在于：包括悬挂机构、安装在悬挂机构上的N个移动爪夹机构以及驱使各爪夹机构运动的驱动机构；悬挂机构包括水平布置的横梁、垂悬固定在横梁左右两端的侧板以及水平固定在两侧板之间的至少两条光轴，光轴与横梁平行布置；N个移动爪夹机构安装在两条光轴上，每个移动爪夹机构包括竖直布置的滑块安装板、固定在滑块安装板背面并与两条光轴配合的滑块以及安装在滑块安装板底端的手爪；驱动机构包括齿轮齿条组件、N个齿轮驱动组件以及分别由电机驱动的两个主动轴；齿轮齿条组件包括固定在横梁底部的齿条以及安装在各滑块安装 板顶部的行走齿轮；N个齿轮驱动组件逐一对应安装在N个移动爪夹机构的滑块安装板上，两个主动轴对称安装在光轴左侧和右侧的侧板上且与光轴平行，光轴左侧的N/2个齿轮驱动组件的输入端与左侧的主动轴连接，光轴右侧的N/2个齿轮驱动组件的输入端与右侧的主动轴连接，每个齿轮驱动组件的输出端通过带轮组件与相应的行走齿轮的齿轮轴连接。
所述齿轮驱动组件包括作为输入端的主动锥齿轮以及作为输出端的从动锥齿轮，主动锥齿轮通过滑键与主动轴上开设的长键槽配合从而形成滑移齿轮，主动锥齿轮的左右两端由固定在滑块安装板上的挡板限位，从动锥齿轮的齿轮轴安装在滑块安装板上并与行走齿轮的齿轮轴平行。
所述带轮组件包括主动带轮、从动带轮以及连接两者的皮带；主动带轮安装在齿轮驱动组件的输出端，从动带轮安装在行走齿轮的齿轮轴上。
所述各主动轴上安装在各驱动机构中，从最靠近主动轴末端的驱动机构起，向外至最靠近相应侧板的驱动机构为止，下方带轮与上方带轮的传动比依次为1:1、3:1、5:1…(N-1):1。
所述手爪包括固定在滑块安装板底部并向前伸出的支座、对称铰接在支座上的两个夹爪以及分别抵靠在两个夹爪后端与滑块安装板之间的两个弹簧，所述两个夹爪制有对称的弧形口，合拢后形成与育苗杯相适应的夹持口。
本发明的有益效果是：本发明利用主动轴与齿轮驱动组件配合，再通过皮带驱动行走齿轮在齿条上行走，通过主动带轮与从动带轮之间的传动比不同，使得各移动爪夹机构等间距分布，从而可以使果蔬移栽机中针对育苗穴盘中大间距的育苗杯(营养钵)转移到间距比较大的穴盘(如水浮泡沫穴盘)上，整个过程可以自动完成，大大降低劳动强度，提高工作效率；除此之外，本发明中的主动轴与齿轮驱动机构中的主动锥齿轮通过滑键结构配合，使主动锥齿轮 形成滑移齿轮，可以精准地带动移动爪夹机构在光轴上行走，而且结构得到简化，安装和维护方便，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的后视结构示意图。
图3是本发明中移动爪夹机构集中排列时的结构示意图。
图4是本发明中移动爪夹机构分散排列时的结构示意图。
图5是本发明中移动爪夹机构的立体结构示意图。
图6是本发明中手爪的立体结构示意图。
图7、图8是本发明中齿轮驱动组件的结构示意图。
图9是本发明中主动锥齿轮与主动轴的安装结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1-图4所示，本发明所述的反馈回授驱动式稀植移钵装置，包括悬挂机构、安装在悬挂机构上的N个移动爪夹机构6(N为偶数，且通常N≥4，图中为6个)以及驱使各爪夹机构运动的驱动机构。
所述悬挂机构包括水平布置的横梁1、垂悬固定在横梁左右两端的侧板2以及水平固定在两侧板之间的至少两条光轴8，光轴与横梁平行布置。横梁安装在外部动力机构上，外部动力机构可以带动整个装置沿着竖直方向升降和水平方向前后移动(工作方式与十字滑台类似)，该外部动力机构的水平方向包含一个水平导轨、水平滑块以及驱动水平滑块的丝杆(或者气缸等)，竖直方向包括安装在滑块上的竖直导轨、竖直滑块以及驱动竖直滑块的丝杆(或者气缸等)， 所述横梁可以安装在竖直滑块上；所述外部动力机构在图中予以省略。
如图1～图5所示，N个移动爪夹机构安装在两条光轴上(移动爪夹机构的间距相等)，每个移动爪夹机构包括竖直布置的滑块安装板6-6、固定在滑块安装板背面并与两条光轴配合的滑块6-5以及安装在滑块安装板底端的手爪5。
如图1-图4、图7-图9所示，驱动机构包括齿轮齿条组件、N个齿轮驱动组件9、两个电机3以及两个主动轴4。齿轮齿条组件包括固定在横梁底部的齿条7以及安装在各滑块安装板顶部的行走齿轮6-4(位于滑块安装板的背面)，各行走齿轮的形状相同。两个电机分别固定在两个侧板的外侧，两个主动轴对称安装在光轴左侧和右侧的侧板上且与光轴平行，每个主动轴的外端(靠近侧板的一端)分别与一电机连接从而受电机驱动，图1中，主动轴位于两条光轴之间。N个齿轮驱动组件逐一对应安装在N个移动爪夹机构的滑块安装板上，光轴左侧的N/2个齿轮驱动组件的输入端与左侧的主动轴连接，光轴右侧的N/2个齿轮驱动组件的输入端与右侧的主动轴连接(光轴左侧的N/2个齿轮驱动组件与光轴右侧的N/2个齿轮驱动组件对称布置)，主动轴转动时可以驱动齿轮驱动组件，每个齿轮驱动组件的输出端通过带轮组件与相应的行走齿轮的齿轮轴连接，齿轮驱动组件动作时可以带动行走齿轮在齿条上行走。
如图7、图8所示，所述齿轮驱动组件安装在滑块安装板的背面，包括作为输入端的主动锥齿轮9-6以及作为输出端的从动锥齿轮9-4，主动锥齿轮通过滑键9-10与主动轴4上开设的长键槽4-1配合从而形成滑移齿轮，主动锥齿轮的左右两端由轴套9-5、9-7以及固定在滑块安装板上的挡板9-2限位，从动锥齿轮的齿轮轴9-1通过轴套9-3安装在滑块安装板上并与行走齿轮的齿轮轴平行。齿轮轴9-1通过平键9-9与锥齿轮9-4相连，齿轮轴通过平键9-8与带轮6-2相连，使得锥齿轮9-4与带轮6-2能够同速同向同步转动。
所述带轮组件包括主动带轮6-2、从动带轮6-1以及连接两者的皮带6-3。主动带轮安装在齿轮驱动组件的输出端，即从动锥齿轮的齿轮轴，从动带轮安装在行走齿轮的齿轮轴上。从动锥齿轮以及行走齿轮的齿轮轴均穿过滑块安装板，从滑块安装板的正面伸出后安装相应的带轮。
所述各主动轴上安装在各驱动机构中，从最靠近主动轴末端(即光轴中部)的驱动机构起，向外至最靠近相应侧板(即光轴端部)的驱动机构为止，下方带轮与上方带轮的传动比依次为1:1、3:1、5:1…(N-1):1，即如果N为4，则所述传传动比依次为1:1、3:1；如果N为6，则所述传动比依次为1:1、3:1、5:1；如果N为8，则所述传动比依次为1:1、3:1、5:1、7:1；如果N为10，则传动比依次为1:1、3:1、5:1、7:1、9:1，以此类推。
如图5、图6所示，所述手爪包括固定在滑块安装板底部并向前伸出的支座5-3、通过铰接轴5-4对称铰接在支座上的两个夹爪5-1以及分别抵靠在两个夹爪后端与滑块安装板之间的两个弹簧5-2，所述两个夹爪制有对称的弧形口，合拢后形成与育苗杯相适应的夹持口。
本发明的工作原理是：
以图1-图4所示六爪机构为例，开始时，移动爪夹机构6处于如图3所示位置，外部动力机构控制整个装置向前运动，手爪的两个夹爪被育苗杯顶开后夹取育苗杯，之后控制整个装置上提，然后运动到大穴盘，此过程中电机3正转带动主动轴4正转，从而带动主动锥齿轮9-6正转，因从动锥齿轮9-4与其啮合，故动力传动至齿轮轴9-1，使得所有主动带轮6-2转动，因各个移动爪夹机构6上的主动带轮和从动带轮的传动比的布置，各行走齿轮6-4以不同的转速与齿条7啮合，通过反馈使得移动爪夹机构6以5:3:1:1:3:5的速度比在光轴8上向两侧滑动，最终于如图4处停下，各个移动爪夹机构呈等间距布置。随后外部 动力机构带动整个装置向下运动，将各放下育苗杯放入大穴盘，并带动整个装置向着小穴盘运动，手爪与育苗杯脱开，此过程中电机3反转，收回移动爪夹机构，过程与发出过程相同，不再赘述，最终装置回到图3位置。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。