一种花卉苗自动移栽机的制作方法

本发明涉及农业自动化机械技术领域，具体地，涉及一种花卉苗自动移栽机。

背景技术：

将穴盘苗移栽至花盆中是花卉生产的重要一环，当前国内这一环节几乎全由人工完成，每逢集中移栽的农忙时段，花卉公司需在短时间内外请大量短期工进行移苗，不管能否请到足额打工人员，短时间内外请大量短期工本身就是不小的问题，花大的精力即使请到了足额打工人员，也因人力成本的增加，生产成本增大，花卉价格优势就受到影响。另外，从移苗工作本身来看，尽管劳动强度不大，但须长时间保持弯腰的姿势，使人极易腰酸背胀，身体产生酸胀，甚至痛的不适感，影响工作效率，从而生产效率降低。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种花卉苗自动移栽机，旨在改变当前人工移苗的现状，提高生产率，降低生产成本，增强花卉产品的竞争力。

为实现上述目的，本发明提出的花卉苗自动移栽机，包括：

机架；

取栽苗切换装置，包括导轨、多个滚轮组、多个伸缩杆件组和切换驱动机构，所述切换驱动机构连接所述导轨、且固定于所述机架上方，所述导轨设置于所述机架下方、且在所述切换驱动机构的驱动下在水平面上转动，所述滚轮组设置于所述导轨下方并沿所述导轨移动，所述伸缩杆件组连接所述滚轮组的下方；

两组取栽装置，包括多个移栽执行机构，每组所述取栽装置的移栽执行机构的数量相等，所述移栽执行机构包括第一支架、第一步进电机、齿轮齿条传动模块和四爪取苗器，所述第一支架连接所述伸缩杆件组的下方，所述第一步进电机设置于所述第一支架上，所述四爪取苗器通过所述齿轮齿条传动模块连接所述第一步进电机；

花盆输送装置，设置于所述取栽装置的下方；

穴盘输送装置，与所述花盆输送装置并排设置于所述取栽装置的下方。

优选地，所述伸缩杆件组包括四边形杆件机构，所述四边形杆件机构包括四根互相铰接的连杆，所述连杆的长度均相等，且相邻的两个所述四边形杆件机构铰接。

优选地，所述四边形杆件机构与所述移栽执行机构的相接处设置有垂直限位板，所述第一支架设置于所述垂直限位板上，所述垂直限位板上设置有十字型滑槽，所述四边形杆件机构包括位于下方相邻的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆的铰接处设置有定位销轴，所述定位销轴在所述十字型滑槽的纵向槽内滑动。

优选地，所述第一连杆的下端设置有第一限位销轴，所述第二连杆的下端设置有第二限位销轴，所述第一限位销轴和第二限位销轴分别设置于所述十字型滑槽的横向槽的两端、并在所述横向槽对称滑动。

优选地，所述取栽苗切换装置还包括工位切换机构，所述工位切换机构设置于两组所述取栽装置之间，且分别与两侧相邻的所述伸缩杆件组连接。

优选地，所述切换驱动机构包括驱动电机和不完全齿轮副，所述驱动电机的输出轴连接所述不完全齿轮副的主动轮，所述不完全齿轮副从动轮的输出轴与所述导轨枢接。

优选地，所述不完全齿轮副中从动轮具有两个运动段和两个停歇段，主动轮齿数等于从动轮一个运动段的齿间数。

优选地，所述花盆输送装置包括第一输送带、第一驱动辊、第一从动辊；所述穴盘输送装置包括第二输送带、第二驱动辊、第二从动辊；所述第一输送带和所述第二输送带的输送方向与所述取栽装置的工作平面垂直。

优选地，所述花盆输送装置还包括振动机构，所述振动机构包括第三输送带和振动器，所述第三输送带衔接于所述第一输送带的末端，所述振动器与所述第三输送带上部的内侧相接。

优选地，还包括滚孔装置，所述滚孔装置包括齿辊和第二支架，所述齿辊设置于所述第一输送带的上方、且在输送方向上位于所述取栽装置的前方。

本发明技术方案中，花卉苗自动移栽机包括机架、取栽苗切换装置、两组取栽装置、花盆输送装置和穴盘输送装置；取栽苗切换装置包括导轨、多个滚轮组、多个伸缩杆件组和切换驱动机构，切换驱动机构连接导轨、且固定于机架上方，导轨设置于机架下方、且在切换驱动机构的驱动下在水平面上转动，滚轮组设置于导轨下方并沿导轨移动，伸缩杆件组连接滚轮组的下方；取栽装置包括多个移栽执行机构，每组取栽装置的移栽执行机构的数量相等，移栽执行机构包括第一支架、第一步进电机、齿轮齿条传动模块和四爪取苗器，第一支架连接伸缩杆件组的下方，第一步进电机设置于第一支架上，四爪取苗器通过齿轮齿条传动模块连接第一步进电机；花盆输送装置设置于取栽装置的下方；穴盘输送装置与花盆输送装置并排设置于取栽装置的下方。本发明提供的移栽机在工作时，两组取栽装置同时工作，一组从穴盘输送装置上运行的穴盘中取苗，取苗完成后由取栽苗切换装置水平旋转使得该组取栽装置从取苗工位切换到栽苗工位，将花卉苗移栽到花盆输送装置上承载的花盆中；同时，另一组取栽装置由栽苗工位切换到取苗工位，从穴盘中执行取苗工作，整个过程完全实现了自动化，提高生产率且降低生产成本，增强花卉产品的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明花卉苗自动移栽机一实施例的结构示意图；

图2为图1的在a向视角图；

图3为图1的在b向视角图；

图4为本发明一实施例移栽执行机构的结构示意图；

图5为本发明一实施例四边形杆件机构的局部结构示意图；

图6为本发明一实施例垂直限位板的结构示意图；

图7为本发明一实施例花盆/穴盘输送装置的部分结构示意图；

图8为本发明一实施例滚孔装置的结构示意图；

图9为本发明一实施例花盆穴盘的排布示意图；

图10为本发明花卉苗自动移栽机一实施例的机构协调示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种花卉苗自动移栽机。

请参照图1至图10，在本发明一实施例中，花卉苗自动移栽机包括机架100、取栽苗切换装置200、两组取栽装置300、花盆输送装置400和穴盘输送装置500；取栽苗切换装置200包括导轨210、多个滚轮组220、多个伸缩杆件组230和切换驱动机构240，所述切换驱动机构240连接所述导轨210、且固定于所述机架100上方，所述导轨210设置于所述机架100下方、且在所述切换驱动机构240的驱动下在水平面上转动，所述滚轮组220设置于所述导轨210下方并沿所述导轨210移动，所述伸缩杆件组230连接所述滚轮组220的下方；取栽装置300包括多个移栽执行机构310，每组所述取栽装置300的移栽执行机构310的数量相等，所述移栽执行机构310包括第一支架311、第一步进电机、齿轮齿条传动模块313和四爪取苗器312，所述第一支架311连接所述伸缩杆件组230的下方，所述第一步进电机设置于所述第一支架311上，所述四爪取苗器312通过所述齿轮齿条传动模块313连接所述第一步进电机；花盆输送装置400设置于所述取栽装置300的下方；穴盘输送装置500与所述花盆输送装置400并排设置于所述取栽装置300的下方。

具体地，如图1所示，取栽苗切换装置200包括导轨210、多个滚轮组220、多个伸缩杆件组230和切换驱动机构240、定位块lx1与lx2。其中，所述伸缩杆件组230包括四边形杆件机构231，所述四边形杆件机构231包括四根互相铰接的连杆，所述连杆的长度均相等，且相邻的两个所述四边形杆件机构231铰接。其中，本实施例中的四边形杆件机构231优选为平行四边形杆件机构，在移动与伸缩过程中始终使下端相邻转动副间距相等，移栽执行机构310正对穴盘800中一排8个穴孔的正中，便于顺利取苗，同时，也保证栽苗工位移栽执行机构310正对托盘中一排8个花盆700的土孔正中，方便栽苗。16组滚子沿导轨210作纯滚动，同时约束四边形杆件机构231不会前后晃动，不使移栽执行机构310偏离穴孔与土孔。定位块lx1与lx2确定四边形杆件机构231左极限位——栽苗工位和右极限位——取苗工位。

如图4所示，取栽装置300包括多个移栽执行机构310，每组所述取栽装置300的移栽执行机构310的数量相等，在本实施例中每组取栽装置300包括了8个移栽执行机构310，移栽执行机构310包括第一支架311、第一步进电机、齿轮齿条传动模块313和四爪取苗器312。齿轮齿条传动模块313中的齿轮固连在第一步进电机轴上，齿条沿第一支架311中通孔可上下移动，其下端固连四爪取苗器312，取苗器的四爪分布在直径等于穴孔底径的圆周上。取苗时，花卉苗位于四爪中央，爪位于苗茎的四周，不伤苗茎，爪的下部有一小段缩小部分，起作支承苗重量的承肩作用，使苗在自身重力作用下不致于滑落。

参见图9，装填土的花盆700例如按8×4排列置于托盘中，托盘宽度方向与穴盘800长度方向平行布局，分别由花盆(第一)输送带和穴盘(第二)输送带平行同向输送，两输送带皆作间歇运动，花盆输送带运动节距为相邻花盆700中心距a，穴盘输送带运动节距为相邻穴孔中心距a，花盆输送带运动速度为穴盘输送带运动速度的a/a倍，8个穴孔同时取苗，8个花盆700同时栽苗，取苗工位和栽苗工位位于同一铅垂平面上。花盆700采用带凸缘的塑料花盆700，外口径为93.3、102.7、114、127.8和145mm，高度为73.7、81.1、90、100.9和114.4mm。托盘以外口径145的花盆7008×4排列进行设计，长l＝8d+8δ，宽b＝4d+4δ，托盘四周花盆700外缘距托盘边δ/2，这里，可取δ＝5～10，若换成其他4种尺寸花盆700进行花苗移栽，托盘中花盆700排列及花盆700位置均与此相同，保持不变。

本发明提供的移栽机在工作时，两组取栽装置300同时工作，一组从穴盘输送装置500上运行的穴盘800中取苗，取苗完成后由取栽苗切换装置200水平旋转使得该组取栽装置300从取苗工位切换到栽苗工位，将花卉苗移栽到花盆输送装置400上承载的花盆700中；同时，另一组取栽装置300由栽苗工位切换到取苗工位，从穴盘800中执行取苗工作，整个过程完全实现了自动化，提高生产率且降低生产成本，增强花卉产品的竞争力。

优选地，如图5、图6所示，所述四边形杆件机构231与所述移栽执行机构310的相接处设置有垂直限位板232，所述第一支架311设置于所述垂直限位板232上，所述垂直限位板232上设置有十字型滑槽232a，所述四边形杆件机构231包括位于下方相邻的第一连杆231a和第二连杆231b，所述第一连杆231a和所述第二连杆231b的铰接处设置有定位销轴231c，所述定位销轴231c在所述十字型滑槽232a的纵向槽内滑动。进一步地，所述第一连杆231a的下端设置有第一限位销轴231d，所述第二连杆231b的下端设置有第二限位销轴231e，所述第一限位销轴231d和第二限位销轴231e分别设置于所述十字型滑槽232a的横向槽的两端、并在所述横向槽对称滑动。

第一连杆231a和第二连杆231b间安装垂直限位板232，该垂直限位板232中央设有互相垂直的十字型滑槽232a，定位销轴231c在竖向槽中滑动，固定在第一连杆231a下端的第一限位销轴231d、第二连杆231b下端的第二限位销轴231e在横向槽中滑动。当四边形杆件机构231运动时，第一连杆231a和第二连杆231b相对于转动副作对称运动，第一限位销轴231d、第二限位销轴231e始终处在横向滑槽作对称滑动，约束横向滑槽使之保持水平，从而使垂直限位板232保持铅垂方向不变，固定于该垂直限位板232上的移栽执行机构310随垂直限位板232一起上下微幅运动，但始终保持铅垂状态。

具体地，如图1所示，所述取栽苗切换装置200还包括工位切换机构，所述工位切换机构设置于两组所述取栽装置300之间，且分别与两侧相邻的所述伸缩杆件组230连接，工位切换机构例如如图1中所示包括圆柱表面凸轮250。两组移栽执行机构310的各8组四边形杆件机构231随导轨210绕中心轴转动时，在静止的圆柱表面凸轮250约束下，左侧的四边形杆件机构231收缩，右侧的四边形杆件机构231伸展，实现取苗工位和栽苗工位的循环切换。

优选地，如图1所示，所述切换驱动机构240包括驱动电机241、不完全齿轮副242和无级变速箱243，所述驱动电机241的输出轴连接所述不完全齿轮副242的主动轮，所述不完全齿轮副242从动轮的输出轴与所述导轨210枢接。其中，无级变速箱243速度可调，以适应其他机构运动节拍。不完全齿轮副242中从动轮具有两个运动段和两个停歇段，主动轮齿数等于从动轮一个运动段齿间数，从动轮与导轨210通过轴固连，主动轮转动一周，从动轮用一半时间运动，而另一半时间静止，用以配合两组取栽装置300在取苗、栽苗工位的动作节奏。

优选地，所述不完全齿轮副242中从动轮具有两个运动段和两个停歇段，主动轮齿数等于从动轮一个运动段的齿间数。

优选地，如图1至图3所示，所述花盆输送装置400包括第一输送带410、第一驱动辊420、第一从动辊430；所述穴盘输送装置500包括第二输送带510、第二驱动辊520、第二从动辊530；所述第一输送带410和所述第二输送带510的输送方向与所述取栽装置300的工作平面垂直。其中花盆输送装置400具体包括第一输送带410、第一驱动辊420、第一从动辊430、张紧装置、托辊及支架组成。为使5种不同尺寸花盆700都能顺利地滚孔和栽苗，保证自动移栽机有不同尺寸花盆700的适应性，通过底部螺杆可进行第一(花盆)输送带高度调节，使移栽执行机构310底部与花盆700中土平面间高度差满足栽苗高差要求，方便栽苗。花盆输送带张紧装置由滑块、丝杆及手轮组成。穴盘输送装置500主要包括第二输送带510、第二驱动辊520、第二从动辊530、张紧装置、托辊及支架组成。穴盘800采用8×16的128穴盘800规格，支架仅用于自动移栽机安装调试用。穴盘输送带张紧装置同样由滑块、丝杆及手轮组成。此外，参见图7花盆/穴盘输送装置还包括电机、三角带无级变速箱540、曲柄550、摇杆560、单向超越离合器570等，摇杆560的长度通过丝杆滑块机构调节，改变摇杆560摆幅，从而调整单向超越离合器570摆角，实现输送带节距调节。

优选地，如图2所示，所述花盆输送装置400还包括振动机构440，所述振动机构440包括第三输送带(振动带)441和振动器442，所述第三输送带441衔接于所述第一输送带410的末端，所述振动器442与所述第三输送带441上部的内侧相接。其中，振动器442为偏心轮结构，通过第三输送带441将小幅低频振动传递给托盘中的花盆700，使花盆700中穴盘苗盘根周围的空隙振实，穴盘苗不至于倾斜，甚至倒伏。

优选地，如图8所示，还包括滚孔装置600，所述滚孔装置600包括齿辊610和第二支架620，所述齿辊610设置于所述第一输送带410的上方、且在输送方向上位于所述取栽装置300的前方。滚孔装置600位于栽苗工位前端，还包括调节高度的手轮，通过丝杆带动滑块上下移动，改变齿辊610位置高度，使5种不同尺寸花盆700的土平面满足滚孔高度要求，均能顺利滚孔。齿辊610的滚齿形状为圆台形，滚齿外径大于穴孔孔径，齿高大于穴孔深度，使超出穴孔深的部分形成的空间大于滚孔后孔壁上的土滑落至孔底所占据的空间，确保穴盘苗能顺利栽入土孔中，且根上部在土平面以下。

自动移栽机工作原理如机构协调图10所示，当导轨210静止时，左右两侧四边形杆件机构231分别处在左极限位——栽苗工位和右极限位——取苗工位，两侧的移栽执行机构310同时在各自步进电机转动带动下，通过齿轮齿条传动模块313齿轮带动齿条及四爪取苗器312一起向下移动，左侧移栽执行机构310下移至花盆700的土孔中时，几次短时通电断电，移栽执行机构310抖动，穴盘苗抖落在土孔中，此时第一步进电机反转，移栽执行机构310的四爪取苗器312一起上行至上极限位后静止，完成栽苗；右侧移栽执行机构310下移至下极限位，四爪取苗器312插入穴盘苗的盘根中少作停顿，第一步进电机反转，四爪取苗器312下端承肩支承起穴盘苗重量，随四爪取苗器312上行至上极限位，完成取苗；当导轨210水平转动切换工位时，花盆输送带运动一节距a后静止，送出8个已栽苗的花盆700，后排8个花盆700送至栽苗工位；与此同时，穴盘输送带间歇运动一节距a后静止，穴盘800前移一节距a，将后排8个带苗穴孔送至取苗工位，为取苗作准备。在移栽机的1个工作循环中，齿辊610始终转动，转动一周，花盆输送带移动一节距a，在一排8个花盆700上压8个土孔。取苗工位和栽苗工位位于一条导轨210两端，待取苗的穴孔及待栽苗的花盆700位于输送带宽度方向的一条直线上，花盆输送带速度/穴盘输送带速度＝相邻花盆700中心距/相邻穴孔中心距。移栽好苗一个托盘中的8×4个花盆700进入振动输送带，在第三(振动)输送带的振动小幅低频振动下，穴盘苗盘根周围的空隙被周边的土填充且振实，穴盘苗保持栽苗时的铅垂状态，穴盘苗不至于倾斜，甚至倒伏。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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