一种多行联动栽植器及包括该栽植器的移栽机

技术领域

本发明属于农机技术领域，尤其涉及一种多行联动栽植器及包括该栽植器的移栽机。

背景技术

我国是世界上最大的蔬菜生产和消费国家，种植面积已达3亿亩，年产量超过7亿吨，并且持续增长。目前蔬菜大多为反季节温室种植，蔬菜需要穴盘育苗后进行田间移栽。现有移栽作业多采用人工的方式，其存在移栽效率低、劳动强度大等问题，因此，自动、半自动移栽机在我国已得到越来越广泛的使用。

而移栽机的核心部件是栽植器，其作用是把全自动移栽机中取苗机构夹持的苗或者半自动移栽机手动运输的苗通过栽植器在保证栽植质量的前提下，成功将苗栽植到旱地中。

现常用的栽植器为吊篮式栽植器，多个鸭嘴通过转动臂连接偏心圆盘上，由于平行四边形机构的作用，使鸭嘴始终垂直于地面，连续转动，完成栽植过程，但是栽植株距无法自由调节，行距较大且调节也非常复杂。因此适合其种植的蔬菜的品种也相对有限，例如无法适应高密度种植类型的蔬菜。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种多行联动栽植器及包括该栽植器的移栽机，能够实现全自动移栽机中接苗，打穴，放苗等步骤，且结构紧凑，体积小，解决现有全自动移栽机栽植机构的效率低下，无法适应较高密度蔬菜的移栽种植的问题。

本发明的技术方案是：一种多行联动栽植器，包括电动驱动机构、联合驱动机构、鸭嘴开合机构、栽植基板和控制单元；

所述电动驱动机构安装在栽植基板上，电动驱动机构与鸭嘴开合机构连接，用于驱动鸭嘴开合机构上下移动；

所述联合驱动机构与鸭嘴开合机构连接，用于驱动鸭嘴开合机构的鸭嘴打开和闭合；

所述鸭嘴开合机构包括多个鸭嘴，每个鸭嘴包括左鸭嘴和右鸭嘴，左鸭嘴和右鸭嘴通过凸轮啮合传动；所述联合驱动机构与左鸭嘴或者右鸭嘴连接，用于驱动多个鸭嘴同时打开或者闭合；

所述控制单元分别与电动驱动机构和联合驱动机构连接。

上述方案中，所述电动驱动机构包括伺服电机、传动机构、滚珠丝杆和运动联结杆；

所述伺服电机安装在栽植基板上部，伺服电机通过传动机构与滚珠丝杆的一端连接，滚珠丝杆的另一端与运动联结杆的一端连接，运动联结杆的另一端与鸭嘴开合机构连接。

进一步的，还包括滚珠丝杆固定块、滚珠丝杆螺母、滚珠丝杆螺母座和丝杆模组带轮；

所述滚珠丝杆固定块安装于栽植基板上，滚珠丝杆的一端安装在滚珠丝杆固定块上，丝杆模组带轮安装在滚珠丝杆的一端，所述传动机构与丝杆模组带轮连接，滚珠丝杆另一端设有滚珠丝杆螺母，滚珠丝杆螺母与滚珠丝杆螺母座连接，滚珠丝杆螺母座与运动联结杆的一端连接，运动联结杆的另一端与鸭嘴开合机构连接。

进一步的，所述传动机构包括皮带和电机带轮；所述伺服电机与电机带轮连接，丝杆模组带轮与电机带轮之间通过皮带连接。

进一步的，还包括滑块、导轨和支撑杆；所述栽植基板的两侧分别设置滑块，导轨配合安装于滑块中，支撑杆的一端与导轨连接，另一端与鸭嘴开合机构。

上述方案中，所述鸭嘴开合机构还包括前固定杆、后固定杆、鸭嘴支撑杆和联结支架；

所述前固定杆和后固定杆对称布置安装在鸭嘴支撑杆上，所述左鸭嘴和右鸭嘴安装在鸭嘴支撑杆上、且位于前固定杆和后固定杆之间，左鸭嘴和右鸭嘴的上部分别与前固定杆和后固定杆转动连接；所述联结支架与后固定杆连接。

进一步的，所述联合驱动机构包括气缸、气缸固定座和联动杆；

所述气缸固定座的两侧分别连接于前固定杆和后固定杆上，气缸安装在气缸固定座上；所述气缸的输出轴与联动杆连接，多个左鸭嘴或者多个右鸭嘴的上部与联动杆连接，实现多个鸭嘴同步开关。

进一步的，所述气缸的输出轴通过气缸鱼眼接头与联动杆连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用全新的联动鸭嘴开合方式，同时控制多个鸭嘴的开合，相对于吊篮式栽植器和其他传统的栽植器大大提高了栽植效率，同时结构紧凑、体积小，且采用电动和气动结合的方式，极大提高了栽植的精确度，解决了高密度种植蔬菜的自动栽植难题。

附图说明

图1是本发明一实施方式的整体结构示意图1；

图2是本发明一实施方式的整体结构示意图2；

图3本发明一实施方式的鸭嘴开合机构示意图；

图4是本发明一实施方式的联结支架结构示意图；

图5是本发明一实施方式的电动驱动机构示意图；

图6是本发明一实施方式的联合驱动机构示意图。

图中：1-伺服电机；2-皮带；3-1滚珠丝杆固定块；3-2滚珠丝杆；3-3滚珠丝杆螺母；3-4滚珠丝杆螺母座；3-5丝杆模组带轮；4-运动联结杆；5-栽植基板；6-滑块；7-导轨；8-支撑杆；9-电机带轮；10-气缸；11-气缸固定座；12-联动杆；13-前固定杆；14-右鸭嘴；15-左鸭嘴；16-后固定杆；17-鸭嘴支撑杆；18-联结支架。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

图1、2所示为所述多行联动栽植器的一种较佳实施方式，所述多行联动栽植器，包括电动驱动机构、联合驱动机构、鸭嘴开合机构、栽植基板5和控制单元。

所述电动驱动机构安装在栽植基板5上，电动驱动机构与鸭嘴开合机构连接，用于驱动鸭嘴开合机构上下移动；所述联合驱动机构与鸭嘴开合机构连接，用于驱动鸭嘴开合机构的鸭嘴打开和闭合；所述鸭嘴开合机构包括多个鸭嘴，每个鸭嘴包括左鸭嘴15和右鸭嘴14，左鸭嘴15和右鸭嘴14通过凸轮啮合传动；所述联合驱动机构与左鸭嘴15或者右鸭嘴14连接，用于驱动多个鸭嘴同时打开或者闭合；所述控制单元分别与电动驱动机构和联合驱动机构连接。

如图3和4所示，所述鸭嘴开合机构还包括前固定杆13、后固定杆16、鸭嘴支撑杆17和联结支架18；所述前固定杆13和后固定杆16对称布置安装在鸭嘴支撑杆17上，所述左鸭嘴15和右鸭嘴14安装在鸭嘴支撑杆17上、且位于前固定杆13和后固定杆16之间，左鸭嘴15和右鸭嘴14的上部分别与前固定杆13和后固定杆16转动连接；所述联结支架18与后固定杆16连接。

根据本实施例，优选的，所述鸭嘴的数量为八个，联动杆12与左鸭嘴15连接。所述左鸭嘴15铰链连接于前固定杆13和后固定杆16之间，使自由度限制为垂直前固定杆13的旋转。所述左鸭嘴15和右鸭嘴14的上部之间为凸轮啮合传动，如图3所示，当左鸭嘴15的上半部分在联动杆12的作用下向右拨动，由于只有一个垂直于前固定杆13的自由度，因此左鸭嘴15的下半部分向右运动，右鸭嘴14会发生相反方向的运动，左鸭嘴15和右鸭嘴14在联动杆12的作用下形成开合运动。

如图5所示，所述电动驱动机构包括伺服电机1、皮带2、电机带轮9、滚珠丝杆固定块3-1、滚珠丝杆3-2、滚珠丝杆螺母3-3、滚珠丝杆螺母座3-4、丝杆模组带轮3-5、运动联结杆4、栽植基板5、滑块6、导轨7和支撑杆8；所述伺服电机1安装在栽植基板5上部，伺服电机1与电机带轮9键连接，丝杆模组带轮3-5与电机带轮9之间通过皮带2连接，丝杆模组带轮3-5与滚珠丝杆3-2键连接，滚珠丝杆固定块3-1通过螺纹安装于栽植基板5上，滚珠丝杆3-2的一端安装在滚珠丝杆固定块3-1上，另一端设有滚珠丝杆螺母3-3，滚珠丝杆螺母3-3与滚珠丝杆螺母座3-4螺纹连接，实现由伺服电机1输出的动力转换成滚珠丝杆3-2的运动，所述滚珠丝杆3-2与滚珠丝杆螺母3-3螺纹配合；滚珠丝杆螺母座3-4与运动联结杆4的一端螺纹连接，运动联结杆4的另一端与鸭嘴开合机构连接；所述栽植基板5的两侧分别设置两个滑块6，滑块6分别通过螺纹连接于栽植基板5上，导轨7配合安装于滑块中6，支撑杆8的一端与导轨7螺纹连接，另一端与鸭嘴开合机构。所述滚珠丝杆3-2的运动带动滚珠丝杆螺母3-3的垂直运动，所述滑块6分为两组，所述导轨7与滑块6配合，用于上下垂直运动，所述导轨7与支撑杆8连接。电动驱动机构通过伺服电机1为鸭嘴开合机构的周期性垂直运动提供动力。

如图6所示，所述联合驱动机构包括气缸10、气缸固定座11和联动杆12；所述气缸固定座11的两侧分别通过螺纹连接于前固定杆13和后固定杆16上，气缸10通过螺栓安装在气缸固定座11上；所述气缸10的输出轴通过气缸鱼眼接头10-1与联动杆12连接，气缸鱼眼接头10-1一端螺纹连接于气缸10，另一端螺栓连接于联动杆12，多个左鸭嘴15或者多个右鸭嘴14的上部与联动杆12螺纹连接，实现多个鸭嘴联合运动。

12也随之往复运动。八个左鸭嘴15的上半部分螺栓连接于联动杆12上，在联动杆12往复运动的过程中，八个左鸭嘴15也实现一定的周期往复运动。所述联动驱动机构即是通过气缸10的周期性运动来最终实现八个左鸭嘴15的周期性运动，实现左鸭嘴15和右鸭嘴14的同步打开或者关闭。

本实施例，由电动驱动机构提供动力带动鸭嘴开合机构垂直往复运动，伺服电机1工作经由皮带2，将动力传输到滚珠丝杆模组，带动鸭嘴开合机构垂直运动，到达指定位置。由联合驱动机构开始工作，带动多个鸭嘴开合，实现栽植目的。

所述电动驱动机构用于驱动鸭嘴开合机构上下往复运动，通过伺服电机1输出轴的转动带动电机带轮9运动，进一步带动皮带2运动。所述皮带2作用是联接伺服电机带轮9和丝杆模组带轮3-5。滚珠丝杆3-2旋转带动滚珠丝杆螺母座3-4沿着预定轨迹垂直运动，滚珠丝杆螺母座3-4和运动联结杆4螺纹联结，进而可以驱动鸭嘴开合机构垂直往复运动。栽植基板5用于安装在移栽机的机架上，滑块6安装在栽植基板5上，滚珠丝杆模组安装在栽植基板5上，支撑杆8螺栓联结固定在导轨6上，导轨6和滑块7可相对滑动配合，所述支撑杆8螺纹连接于联结支架18。运动联结杆4螺纹连接于联结支架18上。运动联结杆4运动的时候，支撑杆8由于连接在联结支架18上，也会随之上下垂直运动。进一步，鸭嘴开合机构在伺服电机1的驱动下，在栽植基板5上，沿着导轨7做垂直上下运动。

所述联动驱动机构用于控制多个鸭嘴张合，所述气缸10采用螺纹连接在气缸固定座11上。所述气缸10在收到控制单元的信号时，伸缩气缸杆，气缸杆螺纹连接于气缸鱼眼接头10-1，气缸鱼眼接头10-1螺栓连接于联动杆12，进而控制联动杆12的往复运动。

所述鸭嘴开合机构用于同步实现多个鸭嘴的闭合和张开，联动杆12和多个左鸭嘴15之间采用螺栓联结。进一步由于联动杆12左右运动，带动多个左鸭嘴15的运动，由于左鸭嘴15和右鸭嘴14之间凸轮啮合传动，当左鸭嘴15张开时，右鸭嘴14也张开，实现左右鸭嘴同步开合。

所述左鸭嘴15和右鸭嘴14采用铰链连接于前固定杆13和后固定杆16之间，气缸固定座11采用螺纹连接于前固定杆13和后固定杆16，形成稳定的支撑。联结支架18采用螺纹连接于后固定杆16上。

前固定杆13和后固定杆16之间采用鸭嘴支撑杆17螺栓连接，用于固定前固定杆13和后固定杆16之间的相对位置。

一种包括所述多行联动栽植器的移栽机，其工作过程如下：

移栽机运动到指定位置，多行联动栽植器开始工作，伺服电机1工作，带动皮带2运动，皮带2连接电机带轮9和丝杆模组带轮3-5，滚珠丝杆模组开始工作，滚珠丝杆3-2开始转动，所述滚珠丝杆3-2带动滚珠丝杆螺母3-3上下垂直运动，进一步带动运动联结杆4上下垂直运动，进一步带动鸭嘴开合机构垂直运动到垂直行程最小的点，苗钵从上方的移栽机的其他机构投入到闭合的鸭嘴里，再由伺服电机1运动，带动鸭嘴开合机构垂直运动到垂直行程的最大的位置，此时，鸭嘴可以插入土中实现打穴，所述联动驱动机构开始工作，气缸10的伸缩杆伸出，带动联动杆12运动，进一步带动鸭嘴开合，苗钵落下；伺服电机1工作，鸭嘴开合机构开始做垂直向上运动，同时联动驱动机构工作，气缸10的伸缩杆收缩，带动联动杆12反方向运动，鸭嘴机构闭合，一个栽植周期完成。

本发明采用全新的联动鸭嘴开合方式，同时控制多个鸭嘴的开合，相对于吊篮式栽植器和其他传统的栽植器大大提高了栽植效率，同时结构紧凑、体积小，且采用电动和气动结合的方式，极大提高了栽植的精确度，解决了高密度种植蔬菜的自动栽植难题。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。