一种浮动旋转偏心破绳夹苗方法与装置

技术领域

本发明涉及一种浮动旋转偏心破绳夹苗方法与装置，属于渔业装备技术领域。

背景技术

海带作为重要的海藻类经济价值，具有极高的食用价值和工业价值。目前海带普遍采用筏式养殖方式，养殖过程中海带整齐地附着在苗绳上，每根苗绳长度约2.3～2.5米，每根苗绳附着海带30～40棵。在海藻机械化生产方面，从80年代开始，中国开展了海带夹苗装置研究，先后研制成绳夹式夹苗机、分绳机头式夹苗机、脚踏式海带夹苗机等半自动装置。

现有技术中的较为先进的海带夹苗机械系统，采用后插方式将海带幼苗插入苗绳中，可实现海带夹苗机的半自动插苗，伤苗率较高，且夹苗速度接近手工操作，还有较大的提升空间。

公布日为2020年7月7日，公布号为CN111374039A的中国发明专利文献，公开了“一种用于海带成排插苗的苗绳解旋方法及装置”，是本发明的参考文献。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮动旋转偏心破绳夹苗方法与装置，针对分段解旋后的海带苗绳，浮动旋转偏心穿绳插头能顺利插入并穿透3股苗绳交织的苗绳缝隙，夹取海带苗根系，并拖拽苗根至苗绳上沿，并使海带苗根系不受损伤。

本发明采取以下技术方案：

一种浮动旋转偏心破绳夹苗装置，其特征在于，具有一空腔，头部偏心式伸出一凸出部位的偏心穿绳插头1；位于所述空腔内部，且可沿空腔轴向移动、头部可伸出所述空腔的细管状夹取装置，所述细管状夹取装置可抓取海带苗；带动所述偏心穿绳插头1旋转，并使所述凸出部位偏心旋转的同步带轮3；设于所述偏心穿绳插头1四周，径向着力于偏心穿绳插头1的四周，使其可横向浮动的弹性部件；带动偏心穿绳插头1上下移动的第一动机机构；带动细管状夹取装置上下移动的第二动力机构。

优选的，所述弹性部件包括横向设置的导轨5、弹簧6，弹簧6套在所述导轨外，弹簧一端固定，另一端抵住一机座4，所述机座4为一腔体结构，其内壁固定设置若干角接触轴承，所述角接触轴承施力于所述偏心穿绳插头1的外壁。

优选的，所述细管状夹取装置包括夹爪开合装置，所述夹爪开合装置包括夹爪2、开合推杆11、开合滑块12、开合滑槽13、开合气缸14；所述开合滑块12与开合推杆11上端垂直固定连接，开合滑块12位于所述开合滑槽 13内，开合气缸14带动所述开合滑槽13上下移动，进而带动所述开合推杆 11上下移动，进而带动夹爪2张开/闭合。

进一步的，所述第二动力机构为细管状提升装置，所述细管提升装置包括移动槽8、提升滑块9、提升气缸10，所述偏心穿绳插头1的管体7的上沿与提升滑块9垂直固定连接，所述提升滑块9限位于所述移动槽8内，提升气缸10带动所述移动槽8上下移动，进而带动所述偏心穿绳插头1上下移动。

更进一步的，还包括机架17，所述机架17作为浮动旋转偏心破绳夹苗装置的支撑基础，机架17外部固定一竖向的齿条16，齿轮15与所述齿条16 啮合，在所述第一动力机构的带动所述齿条16与机架17一并竖向移动。

优选的，偏心穿绳插头1呈圆柱状外圆，中部有圆通孔，向下的端部偏离圆心的侧边呈局部扁圆形钝尖状，钝尖距离圆心有一定距离，呈偏心状；或者偏心穿绳插头1也可以由呈螺旋状结构，螺旋状结构内设导管螺旋状结构附着于导管外侧，螺旋状结构的初始端向下形成偏心头。

进一步的，所述偏心穿绳插头1和细管状夹取装置多组联并排安装在导轨上，电机通过同步带轮，驱动述偏心穿绳插头1头同步旋转，实现多组偏心穿绳插头1同时插入苗绳，夹取多组海带苗根并固定在苗绳的缝隙内。

一种浮动旋转偏心破绳夹苗方法，其特征在于：采用权利要求5所述的浮动旋转偏心破绳夹苗装置；包括以下步骤：海带苗绳经解旋、分段夹取后由每段间距减小，每段苗绳为松弛状态；伺服电机驱动齿轮15使与齿条 16固结的机架17向下移动，偏心穿绳插头1在同步带轮3带动下旋转过程中，其所述凸出部位率先穿透3股绳的间隙；随着偏心穿绳插头1继续下移，偏心穿绳插头1头部整体穿透3股绳的间隙；细管夹爪2从偏心穿绳插头1的中心孔内伸出，夹爪夹取海带苗根后从3股绳的间隙中穿过，并释放；苗绳向两侧张紧，使海带苗根固定在苗绳上。

本发明的有益效果在于：

1)通过浮动旋转偏心穿绳插头能顺利插入并穿透3股苗绳交织的苗绳缝隙，细管状夹取装置沿穿绳插头圆孔而下，夹取海带苗根系，并拖拽苗根至苗绳上沿，在插入苗绳过程中，根系不会受损伤。

2)穿绳插头在浮动旋转偏心的作用下，自动寻找苗绳内三股绳交织的缝隙，穿透苗绳的成功率高，阻力小，速度快，对苗绳没有损伤。

3)整个装置结构紧凑，可复制几十乃至上百个，在宽度方向上按间距排列。几十上百个浮动旋转偏心插入苗绳夹苗结构同时夹苗，大幅提高了夹苗的工作效率，有效解决了现有海带夹苗机半自动插苗速度比人工慢，效率低，根系容易受损的问题。

4)通过弹性部件实现偏心穿绳插头的横向浮动，使容错率进一步提高，更容易插入偏心穿绳插头三股苗绳的缝隙之中。

附图说明

图1是偏心穿绳插头为圆柱偏心穿绳插头时的仰视图。

图2是偏心穿绳插头为圆柱偏心穿绳插头时的主视图。

图3是偏心穿绳插头为圆柱偏心穿绳插头时的剖视图。

图4是偏心穿绳插头为螺旋偏心插头时的剖视图。

图5是浮动旋转偏心插入苗绳及夹苗装置初始位置图。

图6是浮动旋转偏心插入苗绳示意图。

图7是浮动旋转偏心插入苗绳及夹爪伸出张开图。

图8是夹爪夹住苗根并拽至苗绳上沿图。

图中，1.偏心穿绳插头，2.细管夹爪，3.同步带轮，4.机座，5.导轨，6.弹簧，7.管体，8.移动槽，9.提升滑块，10.提升气缸，11.开合推杆， 12.开合滑块，13.开合滑槽，14.开合气缸，15.齿轮，16.齿条，17.机架， 18.苗绳，19.海带苗。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-3，展示了一种偏心穿绳插头的结构，浮动旋转偏心插入组件的偏心穿绳插头呈圆柱状外圆，中部有圆通孔，向下的端部偏离圆心的侧边呈局部扁圆形钝尖状，钝尖距离圆心有一定距离，呈偏心状。

如图4，或者偏心破绳插头也可以由类似弹簧的螺旋状构成，螺旋内设导管，螺旋结构附着与导管外侧，螺旋的初始端向下形成偏心头。

所述偏心穿绳插头其作用在于头部旋转插入苗绳缝隙时，穿绳插头相对3股绳的位置呈随机状态，极端情况为插头正好正对单股绳的中部，容易被顶死，无法继续插入。旋转偏心穿绳头，在旋转力的作用下，可将顶死的单股绳拨至一边，顺着绳与绳的缝隙穿透苗绳。

具体工作状态参见图5-8，浮动旋转偏心插入苗绳及夹苗装置设有偏心穿绳插头1，同步带轮3，导轨5，弹簧6，细管状夹取装置包括细管状提升装置(管体7、移动槽8、提升滑块9、提升气缸10)和夹爪开合装置(夹爪2、开合推杆11、开合滑块12、开合滑槽13、开合气缸14)。

具体方法如下：作业时，由3股直径为6-8mm绳缠绕成的海带苗绳经解旋装置分段夹取后由每段间距70mm缩短为50mm，每段苗绳为松弛状态。伺服电机驱动齿轮15使与齿条16固结的机架17向下移动，偏心穿绳插头在旋转过程中，穿透3股绳的间隙，细管夹爪2从偏心穿绳插头的中心孔内伸出，夹爪夹取海带苗根后从3股绳的间隙中穿过，并释放。同时，苗绳向两侧张紧，使海带苗根固定在苗绳上。完成夹苗的动作。关于海带苗绳经解旋装置及其工作原理可参见背景技术所引证的公布号为 CN111374039A的中国发明专利文献，此处不再赘述。

继续参见图5，偏心穿绳插头1，同步带轮3，导轨5，弹簧6，齿轮15、齿条16、机架17构成浮动旋转偏心插入组件。

参见图1-3，浮动旋转偏心插入组件的偏心穿绳插头呈圆柱状外圆，中部有圆通孔，向下的端部偏离圆心的侧边呈局部扁圆形钝尖状，钝尖距离圆心有一定距离，呈偏心状。或者，在另一实施例中，参见图4，偏心破绳插头也可以由类似弹簧的螺旋状构成，螺旋内设导管，螺旋结构附着与导管外侧，螺旋的初始端向下形成偏心头。其作用在于头部旋转插入苗绳缝隙时，穿绳插头相对3股绳的位置呈随机状态，极端情况为插头正好正对单股绳的中部，容易被顶死，无法继续插入。旋转偏心穿绳头，在旋转力的作用下，可将顶死的单股绳拨至一边，顺着绳与绳的缝隙穿透苗绳。

参见图5-6，浮动旋转偏心插入组件的偏心穿绳插头通过轴承与机座4 连接，机座至于导轨5上，两侧设置弹簧6，当偏心穿绳插头插入苗绳缝隙时，整个组件能沿着导轨左右浮动，以便插头能自由拨开遮挡的单股绳进入苗绳缝隙，并穿透苗绳。

参见图5，偏心穿绳头与同步带3连接，通过电机(未显示)驱动同步带轮，带动偏心穿绳插头旋转。

参见图5，偏心穿绳插头内部的通孔，为了让细管状夹取装置通过。机座4上部设有导向圆管，便于细管状夹取装置沿导管上下移动。

所示细管状夹取装置，是一种常见夹爪机构，其本身属于现有技术，其作用在于能在偏心旋转穿绳插头的圆孔内伸出，并夹取海带苗根后从苗绳的缝隙中带出，关于卡爪开合的基本原理，此处不做赘述。

参见图5，为了满足细管状夹取装置随同浮动旋转偏心插入组件左右浮动，因此通过气缸10、14分别带动细管状提升装置上下移动及夹取开合装置均采用滑块9、12及滑槽8、13连接副的形式。

所述的浮动旋转偏心插入组件和细管状夹取装置可30联并排安装在导轨上，电机通过同步带轮，驱动偏心穿绳插头同步旋转。实现30段苗绳同时插入苗绳，夹取30棵海带苗根并固定在苗绳的缝隙内。附图未对此展示。

作业时，由3股直径为6～8mm绳缠绕成的海带苗绳经解旋装置(详见背景技术所引证的专利文献)分段夹取后由每段间距70mm缩短为50mm，每段苗绳为松弛状态，图5所示各机构动作处于初始位置；图6所示，伺服电机驱动齿轮15使与齿条16固结的机架17向下移动，偏心穿绳插头在旋转插入过程中，通过滑块与移动槽的相对移动，使偏心穿绳插头具有浮动性能，能顺利穿透3股绳的间隙；图5所示细管夹爪2从偏心穿绳插头的中心孔内伸出，夹爪夹取海带苗根；图7显示机架整体上移，使夹爪夹取海带苗根后从3股绳的间隙中穿过，到达苗绳上沿。随后开合气缸14驱动开合滑槽13、开合滑块12、开合推杆11下行，使夹爪2张开，释放苗根。随后夹爪闭合，提升气缸10驱动管体7上移，使夹爪缩至插头内。苗绳向两侧张紧，使海带苗根固定在苗绳上，完成夹苗的动作。最后所有动作复位，等待下一次插苗流程。

整个装置结构紧凑，可复制30个，在宽度方向上等距排列，减少了海带苗收纳装置的占用空间。30个浮动旋转偏心插入苗绳及夹苗装置同时插苗，大幅提高了插苗的工作效率，有效解决了现有海带插苗机半自动插苗速度比人工慢，效率低，根系容易受损的问题。本发明适用于大规模海带苗快速夹苗缺人工、缺有效装备的难题，本方法形成状装置自动化程度高，对操作人员的要求低，便于推广应用。本发明填补了我国在筏式养殖海带插苗自动化、机械化的技术空白。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。