一种开合角度可控的防沾式植苗装置

技术领域

本发明涉及种植机械技术领域，更具体的说是涉及一种开合角度可控的防沾式植苗装置。

背景技术

目前，农田栽植机已被广泛使用，尤其是在北方地区，由于无霜期短，为满足农作物生长成熟的需要，就需要利用温室大棚先行育苗，然后等大田地温升高后再进行植株的栽植作业。然而，现有的栽植机构对鸭嘴开合角度的大小是固定的，当遇到体型较小或者较大的植株时栽植机构的故障率会显著上升，而且存在部分植株根部粘性较大，容易与鸭嘴内壁粘合而发生挂壁现象，限制了栽植机构的泛用性和栽植成功率。

当前，中国专利公开了一种鸭嘴式植苗机构(申请号：201420194577.6)包括有端面凸轮、支架、摆杆、主动鸭嘴驱动板、从动鸭嘴驱动板、主动植苗鸭嘴、从动植苗鸭嘴和弹簧；两个植苗器部件的端面凸轮分别固定在传动部件的齿轮盒两端；传动部件的第一行星轴和第二行星轴伸出齿轮盒外的一端分别与一个支架固定；每个植苗器部件中,支架的一端铰接有主动鸭嘴驱动板和从动鸭嘴驱动板；主动鸭嘴驱动板顶部的轮齿与从动鸭嘴驱动板顶部的轮齿啮合，且主动鸭嘴驱动板的底部与从动鸭嘴驱动板的底部通过弹簧连接；主动鸭嘴驱动板靠近端面凸轮的一侧固定有摆杆,摆杆与滚子铰接,滚子与端面凸轮通过凸轮副连接；主动植苗鸭嘴与从动植苗鸭嘴相对设置；主动植苗鸭嘴与主动鸭嘴驱动板固定,从动植苗鸭嘴与从动鸭嘴驱动板固定，该发明可以精确控制开合的角度，但鸭嘴之间使用的齿轮传动需要定期润滑保养且不适宜在恶劣环境中进行工作，因而泛用性和经济性较差；中国专利还公开了一种鸭嘴式移栽机构(授权号：202021090002.1)包括有固连于安装架上的导苗斗及支撑架，导苗斗和支撑架之间设有开合调节轮抵接的导轨支架，导轨支架上连接有可开合设置的鸭嘴开合片总成，鸭嘴开合片总成包括端部相互铰接的两个鸭嘴开合片，且于两个所述鸭嘴开合片上设有弹性复位件，弹性复位件限位运动于支撑架上，因开合调节轮的转动，导轨支架可向下移动而构成鸭嘴开合片的开启；弹性复位件因导轨支架的向下移动而具有施加于鸭嘴开合片上的弹性力，且随开合调节轮的继续转动，导轨支架因弹性力而向上移动，并构成鸭嘴开合片的闭合，该发明结构简单运动轨迹清晰利于保养，但对开合时的弹性力不能用恒定的力控制；另外，该发明对鸭嘴的开合角度也难以控制，因而会导致使用寿命低，泛用性低等问题。因此设计一种具有结构简单、开合角度可控、内壁防沾式、使用寿命长的植苗装置很有必要。

发明内容

本发明的目的是针对鸭嘴开合角度固定导致工作对象单一以及植株粘附在鸭嘴内壁导致挂壁现象等问题，提供了一种开合角度可控的防沾式植苗装置，既能满足移栽农艺的要求，又能调节鸭嘴开合角度的大小，同时其结构简单易于实现。

实现本发明采用如下技术方案：

一种开合角度可控的防沾式植苗装置，包括传动模块、开合模块和助力模块；所述传动模块控制开合模块的开合；

所述传动模块由传动杆、推杆、右鸭嘴打开杆、“T”型杆、传动偏心轮、曲柄、滑杆、驱动轴组成，所述驱动轴设置在装置右侧；所述传动偏心轮与驱动轴连接；所述传动杆设置在驱动轴左侧，与传动偏心轮相连接；所述曲柄设置在右鸭嘴上，与推杆、传动杆连接；所述滑杆设置在右鸭嘴上，与推杆相连接；所述“T”型杆设置在左鸭嘴上，与滑杆相连接；所述右鸭嘴打开杆固定在右鸭嘴上，与“T”型杆相连接；

所述开合模块由左鸭嘴、右鸭嘴组成，所述左鸭嘴和右鸭嘴铰接安装；

所述助力模块由左压板、右压板组成，所述左压板设置在左鸭嘴下端；所述右压板设置在右鸭嘴下端；

所述的左鸭嘴和右鸭嘴为圆锥状，使左鸭嘴和右鸭嘴内腔形成一个锥状空间，左鸭嘴和右鸭嘴上部为矩形平面状。

进一步的，所述曲柄和滑杆通过连杆相连，通过曲柄的转动来带动滑杆的上下直线运动，从而控制鸭嘴的开合。

进一步的，所述推杆安装有伸缩套筒，通过套筒插销控制伸缩套筒的伸缩量，从而控制滑杆的行程，以此对鸭嘴的开合角度进行控制。

进一步的，所述“T”型杆与右鸭嘴打开杆通过转动轴连接，右鸭嘴打开杆与右鸭嘴固定连接，在“T”型杆转动推动左鸭嘴打开块实现打开左鸭嘴时，右鸭嘴打开杆沿右鸭嘴打开块导轨推动右鸭嘴打开，从而实现左右鸭嘴的同时开合。

所述鸭嘴下端设置有左压板和右压板，所述压板上的吊绳与植苗机主体结构相连，在鸭嘴装置向下运动时吊绳收紧，拉动左压板和右压板同时绕插销旋转压向植株以实现对鸭嘴内植株的辅助下落以及摆正作业。

进一步的，所述左压板和右压板插销处设置有插销拨块，通过拉动插销拨块使内部弹簧压缩从而使插销头收缩，从而改变插销头的安装位置，以此改变左压板和右压板在左鸭嘴和右鸭嘴下方的高度，达到适应不同栽植深度对压板高度要求的目的。本发明的有益效果为：

(1)本发明主体由传动模块、开合模块和助力模块组成。设备工作时，通过鸭嘴后方的传动构件以椭圆形轨迹下沉，鸭嘴插入土中，以“T”型杆为主的传动构件工作，左右鸭嘴打开，完成破土栽植功能；鸭嘴下降到最深时，左压板与右压板上的吊绳被拉紧，扶正植株以及辅助植株下落，完成对植苗的助力工作；

(2)本发明以“T”型杆和右鸭嘴打开杆同时运动来控制左鸭嘴和右鸭嘴在同一时间开合，且“T”型杆和右鸭嘴打开杆对于左鸭嘴和右鸭嘴所产生的行程一致，确保了左右鸭嘴开合角度一致，避免了植株下落时因为倾斜而倒伏；

(3)本发明通过设置电动机输出固定扭矩来控制传动模块从而实现开合运动，相较于传统的通过扭紧钢丝和弹簧组成的开合机构，比如鸭嘴式移栽机构(授权号：CN212487246U)而言有输出力固定和传动机构不易损坏的优点，延长了机构的使用寿命；

(4)本发明通过左压板和右压板同时下压辅助栽植鸭嘴机构将植株压入土中，避免了植株因为土壤粘合挂在鸭嘴内壁，进一步减少了倒伏现象，相较于传统栽植机构存活率有了很大的提升；

(5)本发明中左压板和右压板插销处设置有插销拨块，通过拉动插销拨块使内部弹簧压缩从而使插销头收缩，从而改变插销头的安装位置，以此改变左压板和右压板在左鸭嘴和右鸭嘴下方的高度，达到适应不同栽植深度对压板高度的要求的目的；

(6)本发明中推杆安装有伸缩套筒，通过套筒插销控制伸缩套筒的伸缩量，从而控制滑杆的行程，以此对鸭嘴的开合角度进行控制，从而比诸如鸭嘴式植苗机构(申请号：201420194577.6)等发明更具有泛用性，使该装置工作对象从农作物和蔬菜种植扩大到了果树、药材以及花卉种植；

(7)本发明中左压板与右压板的材料为柔性耐腐蚀材料，减轻了压板挤压植株时对植株造成的损害，使用寿命相较于传统钢材也有所延长。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明主视图

图3为本发明中压板示意图

图4为本发明中压板安装局部示意图

图5为本发明中压板背面视图

图6为本发明中压板内插销示意图

图7为“T”型杆局部示意图

图中：101传动杆、102推杆、103右鸭嘴打开杆、104左鸭嘴、105“T”型杆、106左压板、107传动偏心轮、108曲柄、109右鸭嘴、110滑杆、111右压板、201驱动轴、202推杆与偏心轮连接轴、203推杆与连杆及曲柄连接轴、204右鸭嘴打开杆与“T”型杆连接轴、205“T”型杆与左鸭嘴连接轴、206左鸭嘴打开块、207曲柄与右鸭嘴连接轴、208滑杆导轨、209连杆与滑杆连接轴、210滑杆与“T”型杆连接轴、211右鸭嘴打开杆导轨、212套筒、213套筒插销、301吊绳、302套环、303插销、401插销头、402插销拨块、403弹簧、304上插销孔、305中插销孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1至图7，本发明提供的开合角度可控的防沾式植苗装置包括传动模块，开合模块，助力模块。

传动模块包括传动杆(101)、推杆(102)、右鸭嘴打开杆(103)、“T”型杆(105)、传动偏心轮(107)、曲柄(108)、滑杆(110)、驱动轴(201)组成，驱动轴(201)设置在装置右侧；传动偏心轮(107)与驱动轴(201)连接；传动杆(101)设置在驱动轴左侧，与传动偏心轮(107)相连接；曲柄(108)设置在右鸭嘴(109)上，与推杆(102)、传动杆(101)连接；滑杆(110)设置在右鸭嘴(109)上，与推杆(102)相连接；“T”型杆(105)设置在左鸭嘴(104)上，与滑杆(110)相连接；右鸭嘴打开杆(103)固定在右鸭嘴(109)上，与“T”型杆(105)相连接。

开合模块包括左鸭嘴(104)、右鸭嘴(109)组成，左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)铰接安装。

助力模块包括左压板(106)、右压板(111)组成，左压板(106)设置在左鸭嘴下端；右压板(111)设置在右鸭嘴(109)下端。

在所述的一种开合角度可控的防沾式植苗装置鸭嘴中，所述左压板(106)和右压板(111)通过吊绳(301)与植苗机主体相连；

在所述的一种开合角度可控的防沾式植苗装置鸭嘴中，所述左压板(106)和右压板(111)插销处设置有插销拨块(402)，通过拉动插销拨块(402)使内部弹簧(403)压缩从而使插销头(401)收缩。

在所述的一种开合角度可控的防沾式植苗装置鸭嘴中，所述“T”型杆(105)与右鸭嘴打开杆(103)设置在鸭嘴前端壁面上，控制鸭嘴的开合。

在所述的一种开合角度可控的防沾式植苗装置鸭嘴中，所述曲柄(108)通过传动杆(101)以及传动偏心轮(107)与电动机相连，控制传动模块工作。

实施例：参照附图1～7，本发明提供了一种开合角度可控的防沾式植苗装置，该装置包括开合模块和传动模块(图1、图2)，助力模块(图3)，提供以下优选技术方案：

开合模块由左鸭嘴(104)、右鸭嘴(109)组成，所述左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)通过铰接方式安装，由所述后方的传动构件实现椭圆形轨迹下沉与上升，由所述传动模块控制实现开合。

传动模块由传动杆(101)、推杆(102)、右鸭嘴打开杆(103)、“T”型杆(105)传动偏心轮(107)、曲柄(108)、滑杆(110)、驱动轴(201)组成，所述左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)扎入土中时，所述驱动轴(201)开始转动，通过所述传动偏心轮(107)带动传动杆(101)移动，从而带动所述曲柄(108)转动，所述曲柄(108)带动推杆(102)移动，带动所述滑杆(110)沿滑杆导轨(208)向下移动，带动所述“T”型杆(105)绕“T”型杆(105)与左鸭嘴连接轴(204)转动，使所述“T”型杆(105)下端接触左鸭嘴打开块(206)，打开左鸭嘴(104)，与此同时“T”型杆(105)的转动带动右鸭嘴打开杆(103)沿右鸭嘴打开杆导轨(211)移动，打开所述右鸭嘴(109)，以此实现左右鸭嘴的同时开合。

助力模块由左压板(106)、右压板(111)组成，所述左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)向下运动时吊绳(301)收紧，拉动所述左压板(106)和右压板(111)绕插销(303)旋转以实现对鸭嘴内植株的辅助下落以及摆正；

左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)为圆锥状，使左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)内腔形成一个锥状空间，左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)上部为矩形平面状，便于设定左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)转动轴和传动机构的安装。

左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)开合时，以左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)底端和左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)连接处的水平距离为参考，左鸭嘴(104)开合距离为“T”型杆(105)底端A点行程与A点和滑杆与“T”型杆连接轴(210)构成的角度θ的余弦的乘积，记作S，右鸭嘴打开杆(103)的行程为右鸭嘴打开杆与“T”型杆连接轴(204)的行程与角度θ的余弦的乘积，与S相等，因而两边鸭嘴的开合距离相等，即左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)开合角度相等。

左压板(106)与右压板(111)外壳选用柔性材料氯丁橡胶来避免与植株接触时损伤植株，同时该材料耐腐蚀性强，适合植苗时的工作环境，外层包裹FHL-177增加防粘性，防止土壤粘连在压板上引起干涉；左压板(106)与右压板(111)内部材料选用韧性较好的45钢，以此避免工作过程中的断裂，且基于45钢密度，压板产生的力不易损坏植株。同时，为防止压板调节幅度过大造成干涉，在插销处设有回正弹簧实现控制其运动的幅度范围。

本发明工作地区为华东地区，以扬州地区为例，该地区土壤为二类土壤，土质较为松软，故鸭嘴材料选用10Cr17Mo不锈钢，其具备较好的韧性和耐腐蚀性，能适应栽植时的环境。鸭嘴形状为圆锥状，内腔为锥状空间，此设计可以增加栽植时锥腔表面强度，从而满足栽植时所需的锥腔破土能力。

本发明的平均栽植深度为8cm，该深度可以满足绝大多数果蔬(如西红柿、黄瓜、辣椒)的移栽深度要求。最大栽植深度为17cm，主要用于满足马铃薯等对深度要求较高的作物。

本发明工作时，当左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)扎入土中时，驱动轴(201)开始转动，通过传动偏心轮(107)带动传动杆(101)移动，从而带动曲柄(108)转动，曲柄(108)带动推杆(102)移动从而带动滑杆(110)沿滑杆导轨(208)向下移动，从而带动“T”型杆(105)绕“T”型杆(105)与左鸭嘴连接轴(204)转动，从而使“T”型杆(105)下端接触左鸭嘴打开块(206)，打开左鸭嘴(104)，与此同时“T”型杆(105)的转动带动右鸭嘴打开杆(103)沿右鸭嘴打开杆导轨(211)移动，从而打开右鸭嘴(109)，以此实现左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)的同时开合。

与此同时，当左鸭嘴(104)和右鸭嘴(109)向下扎入土中时，吊绳(301)收紧，拉动左压板(106)和右压板(111)绕插销(303)旋转以实现对鸭嘴内植株的辅助下落以及摆正作业。

应说明的是，以上实施例仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。