一种烟草幼苗移栽车及其方法

技术领域

本发明涉及一种烟草幼苗移栽车及其方法。

背景技术

烟草在国民经济中占有不小的地位，传统的烟苗移栽是以人力为主，人工使用轻便小工具与田垄上进行定位，一次打穴（以人力按压为主），放置营养土，二次开穴（扩充穴），放置烟苗，浇水等几个步骤，均为人力完成，费时耗力，效率低下，劳动成本高。后来出现了一些简易的机械装置，虽然在移栽的效率上有所提高，但其工作原理还是以人力操作为主，过程比较繁琐，劳动力大，其经济效益并不高。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的烟苗移栽以人力为主，费时耗力，效率低下。

本发明的具体实施方案是：一种烟草幼苗移栽车，包括车体及位于车体上方的存放肥料的储肥仓及用于存放存放幼苗的穴盘，所述车体中部具有能够摆动的打穴件，所述打穴件包括能穿过车体的打穴杆，所述打穴杆中部空心，打穴杆的下端铰接有能够开合的一对半锥状锥嘴件，所述打穴杆顶部与车架之间具有打穴复位弹簧，所述半锥状锥嘴件外部挂钩有伸缩杆，所述伸缩杆的上端定位于车体，所述车体上具有驱动打穴杆下行的打压装置，当打穴杆下移时伸缩杆伸缩并达到拉伸长度极限后将半锥状锥嘴件向外张开释放打穴杆内腔物料。

进一步的，所述车体上开设有槽道，所述打穴复位弹簧的上端与打穴杆固定连接，打穴复位弹簧下端固定有横跨槽道顶于车体上表面的挡杆，所述车架上固定有摆架电机，所述摆架电机的输出端固定有摆架，所述打穴杆经连接弹簧固定于摆架下端并穿过槽道。

进一步的，所述打穴件具有一对，两个打穴杆位于摆架的两侧，所述摆架对应打穴杆上端开口处设置有开孔，所述开孔的轴向固定连接弹簧的上端，连接弹簧的下端与打穴杆上端固定连接。

进一步的，所述打压装置包括位于车架上的打压电机，所述打压电机下方具有固定于车体上滚珠，打压电机的输出端同轴连接有丝杠，所述丝杠能够抵顶打穴杆上端。

进一步的，所述车体上具有用于夹持幼苗的机械手，所述机械手位于三轴滑台的移动端上，所述机械手包括机械手座，所述机械手座上铰接有一对铰接的夹爪，各个夹爪的中部铰接有连接片，所述连接片中部与一能前后拉动连接片的拉块连接，所述拉块由电缸驱动前后移动。

进一步的，所述车体底部位于前侧固定有沿车体长度方向布设的一对后轮导轨，所述后轮导轨上滑动配合有一导向滑块，所述后轮铰接于一轮轴上，所述轮轴的两端经轴承连接于导向滑块上，所述车体底部具有驱动轮轴前后移动的换垄电缸。

进一步的，所述车体包括机架及位于车架下方的一对前轮及一对后轮，所述一对前轮由不同的电机驱动转动。

进一步的，所述车体上部固定有蓄水箱，所述蓄水箱延伸有固定于车体下方的喷头。

进一步的，所述穴盘放置于穴盘架上，所述车体上设置有电源及控制箱，所述穴盘放置于穴盘架上，所述车体上设置有电源及控制箱，所述储肥仓下方的出肥口具有控制排料的阀体或绞龙。

本发明还包括一种烟草幼苗移栽方法，利用如上所述的一种烟草幼苗移栽车，其特征在于，包括以下步骤：

（1）开始作业后，小车整体行走在田垄上方，出肥口处设置有绞龙，控制储肥仓中的肥料从出肥口流出，从而流入到一打穴件内部，完成装肥；

（2）装肥完毕之后，摆架电机转动，此时整个打穴件连同内部的肥料以及置于打穴件上方的连接弹簧均转动至打压电机以及滚珠丝杠正下方，且此位置就是田垄里要打穴的位置正上方；

（3）打压电机转动，滚珠丝杠下移顶在一次打穴件的的打穴杆顶端，此时一次打穴件会在滚珠丝杠的作用下向下伸出打穴，打穴复位弹簧受到档杆的作用会被车体挡住，随着滚珠丝杠转动带动打压电机下行，打穴复位弹簧压缩，上方连接弹簧拉伸，同时伸缩杆也会被拉长。当打穴深度到达后，伸缩杆遍达到最大伸缩限度，此时滚珠丝杠继续转动，一次打穴件继续下伸，此时伸缩杆不再伸长，而是开始拉一次打穴件最下面的半锥状锥嘴件，之后两个半锥状锥嘴件张开，内部物料落入土壤内完成打穴落料工序；

（4）一次打穴件内部的肥料流出，之后打压电机反转，一次打穴件也会在处于压缩状态的打穴复位弹簧以及上方处于拉伸状态的连接弹簧的作用下上升，完成一次打穴和放置营养土工序；

（5）此时另一打穴件内通过机械手从穴盘处将烟苗置入打穴杆内，摆架电机转动内置有烟苗的打穴件移动至打压电机下方重复进行步骤（3）的打穴落料工序使烟苗落入土壤内；

（6）所述车体上部固定有蓄水箱，所述蓄水箱延伸有固定于车体下方的喷头，完成烟苗落入土壤后，喷头喷水实现；

（7）小车完成一排垄的工作后，换垄电缸的伸缩端工作拉回，此时轮轴沿着后轮导轨向前轮靠近，缩小了前后轮的距离，之后再进行转弯动作，此时转弯半径变小因此不会压坏周围田垄。小车转弯完成换垄工作后。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：此移栽车能实现机械自动操作打穴，放置肥料，二次开穴，放置烟苗等自动化操作，可作为烟草幼苗移栽机器人，解放了人力，提高了效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明俯视结构示意图。

图3为本发明打穴件安装结构示意图。

图4为本发明打穴件结构示意图。

图5为本发明机械手结构示意图。

图6为本发明底部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～6所示，一种烟草幼苗移栽车，包括车体10及位于车体上方的存放肥料的储肥仓20及用于存放存放幼苗的穴盘30，所述车体中部具有能够摆动的打穴件40，所述打穴件包括能穿过车体的打穴杆410，所述打穴杆中部空心，打穴杆的下端铰接有能够开合的一对半锥状锥嘴件420，所述打穴杆顶部与车架之间具有打穴复位弹簧430，所述半锥状锥嘴件外部挂钩有伸缩杆440，所述伸缩杆440的上端定位于车体，所述车体上具有驱动打穴杆下行的打压装置，当打穴杆下移时伸缩杆440伸缩并达到拉伸长度极限后将半锥状锥嘴件411向外张开释放打穴杆内腔物料。

本实施例中，所述车体上开设有槽道110，所述打穴复位弹簧的上端与打穴杆410固定连接，打穴复位弹簧430下端固定有横跨槽道110顶于车体上表面的挡杆431，所述车架上固定有摆架电机50，所述摆架电机50的输出端固定有摆架510，所述打穴杆经连接弹簧520固定于摆架下端并穿过槽道110。

本实施例中，所述打压装置包括位于车架上的打压电机60，所述打压电机下方具有固定于车体上滚珠，打压电机的输出端同轴连接有丝杠，所述丝杠能够抵顶打穴杆上端。

实际设计中采用电缸，气缸等其他直线驱动方式实现对打穴杆进行施压。

本实施例中，所述打穴件40具有一对，包括一次打穴件401及二次打穴件402，一次打穴件401用于接收肥料，二次打穴件402用于接收烟苗。

摆架510呈扇形结构，槽道110呈弧形结构，处于摆架510摆动弧度所经过的路径，两个打穴杆410位于摆架510的两侧，所述摆架对应打穴杆上端开口处设置有开孔511，所述开孔的轴向固定连接弹簧520的上端，连接弹簧的下端与打穴杆上端固定连接。

本实施例中，所述穴盘30放置于穴盘架310上，所述穴盘上设置有多个用于放置幼苗的插孔。所述车体上设置有电源及控制箱，所述储肥仓下方的出肥口210具有控制排料的绞龙220。

所述车体上具有用于夹持幼苗的机械手70，所述机械手位于三轴滑台710的移动端上。

工作时，作业程序也分为定位，一次打穴，放置肥料，二次开穴，放置烟苗，浇水等几个步骤；

开始作业后，小车整体行走在田垄上方，车轮置于田垄两边，不会压坏田垄。到达指定位置后，出肥口210处的绞龙220转动，置于储肥仓20中的肥料在内部绞龙的作用下从出肥口210流出，出肥量由绞龙转动圈数控制，从而流入到一次打穴件401内部（一次打穴件默认位置为出肥口210的正下方），完成装肥。

装肥完毕之后，摆架电机50转动，此时整个一次打穴件401连同内部的肥料以及置于一次打穴件401上方的连接弹簧520均转动至打压电机60以及滚珠丝杠正下方，且此位置就是田垄里要打穴的位置正上方。此时二次打穴件402以及置于二次打穴件402上方的连接弹簧520刚好转动至机械手70跟前。

之后打穴开始，打压电机60转动，滚珠丝杠下移顶在一次打穴件401的的打穴杆410顶端，此时一次打穴件401会在滚珠丝杠的作用下向下伸出打穴，打穴复位弹簧430受到档杆431的作用会被车体挡住，随着滚珠丝杠转动带动打压电机60下行，打穴复位弹簧430压缩，上方连接弹簧520拉伸，同时伸缩杆25也会被拉长。当打穴深度到达后，伸缩杆25遍达到最大伸缩限度，此时滚珠丝杠继续转动，一次打穴件401继续下伸，此时伸缩杆不再伸长，而是开始拉一次打穴件401最下面的半锥状锥嘴件411，之后两个半锥状锥嘴件411张开，一次打穴件401内部的肥料流出，之后打压电机60反转，一次打穴件401也会在处于压缩状态的打穴复位弹簧430以及上方处于拉伸状态的连接弹簧520的作用下上升，完成一次打穴和放置营养土工序。一次打穴件401在上升途中，伸缩杆440也会被压缩缩进，直到不再缩进，一次打穴件401还在上升，此时伸缩杆440开始顶回一次打穴件401下的锥嘴，使其闭合，一次打穴件401也回到原始状态。

所述穴盘30放置于穴盘架310上，所述穴盘具有多层，所述机械手70包括机械手座710，所述机械手座上铰接有一对铰接的夹爪720，各个夹爪的中部铰接有连接片730，所述连接片中部与一能前后拉动连接片的拉块740铰接连接，所述拉块由电缸驱动前后移动，利用电缸拉动夹爪720。实际设计中机械手可以采用其他多轴的机械手进行夹取烟苗的操作。

在一次打穴件401工作的同时，机械手70也会同时工作，其会在旁边穴盘架310上某一固定位置夹取穴盘30中的幼苗，穴盘30会在三轴滑台的作用下将里面的幼苗送到机械手70抓取的固定位置上。机械手70抓取幼苗之后将其放置于二次打穴件402当中，之后机械手70返回，摆架电机50反向转动，二次打穴件402以及置于二次打穴件402上方的连接弹簧520刚好转动至打压电机60以及滚珠丝杠正下方，而一次打穴件401连同置于一次打穴件401上方的连接弹簧520、打穴复位弹簧430均转动至出肥口210下方。此时打压电机60带动输出轴带动丝杠转动下移，二次打穴件402以及上方的部件与一次打穴件401工作原理完全相同，伸缩杆25遍达到最大伸缩限度，此时滚珠丝杠继续转动，二次打穴件402继续下伸，此时伸缩杆不再伸长，而是开始拉二次打穴件402最下面的半锥状锥嘴件411，之后两个半锥状锥嘴件411张开，二次打穴件402内部的幼苗掉落，之后二次打穴件402上升返回，各部位均处于原始状态，完成二次打穴以及放置烟苗工序。

工作过程中，为了实现一次打穴和二次打穴的两次工作能够更为紧凑效率更高，在二次打穴件工作期间，一次打穴件401正好位于出肥口210处，绞龙220转动转动，出肥口210出肥，肥料落尽一次打穴件401中以备下次打穴，机械手70准备进行下一次抓取烟苗。

所述车体上部固定有蓄水箱80，所述蓄水箱延伸有固定于车体下方的喷头810。放置烟苗工序完成后，喷头810工作喷水，喷头810经管路连接蓄水箱80，管路上设置有水泵及电磁阀实现出水控制。至此一个工作循环完成，之后各个机构协同工作，循环往复。虽然工序较多，但都是同时进行的，省时省力。

本实施例中，所述的车体10车体包括机架及位于车架下方的一对前轮120及一对后轮130，所述一对前轮由不同的前轮电机（121，122）驱动转动从而实现转向时产生差速达到转向的目的。

底部位于前侧固定有沿车体长度方向布设的一对后轮导轨131，所述后轮导轨131上滑动配合有一导向滑块140，所述后轮铰接于一轮轴150上，所述轮轴的两端经轴承连接于导向滑块上，所述车体底部具有驱动轮轴前后移动的换垄电缸160。

由于小车在工作时，前轮120和后轮130具有一定的距离，因此在小车完成一排垄的工作后换垄转向时，转向半径较大，会压坏旁边田垄，因此在小车完成一排垄的工作后，换垄电缸160的伸缩端工作拉回，此时轮轴150及两个后轮130在拉力的作用下沿着后轮导轨130向前轮120靠近，缩小了前后轮的距离，之后再进行转弯动作，此时转弯半径变小因此不会压坏周围田垄。小车转弯完成换垄工作后，换垄电缸160的伸缩端工作推出，轮轴150，两个后轮130沿着后轮导轨130回到初始位置，开始移栽工作，循环往复。

车体上还设置有电源170及控制箱180用于实现电控设备的电力供给和控制。

此烟草幼苗移栽车外加上控制电机部分以及自适应巡航，北斗导航和双目视觉辅助等控制系统，此移栽车会在田间按照田垄自由导航寻迹行走，人工只需按照警报声音添加肥料，水，更换穴盘，电池等即可，可作为烟草幼苗移栽机器人，解放了人力，提高了效率。

利用本装置可以适应各类不同植物幼苗载种需求。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。