一种弹射式高速栽植试验装置

技术领域

本发明属于农业机械移栽领域，具体涉及一种弹射式高速栽植试验装置。

背景技术

目前，蔬菜育苗移栽技术已成为蔬菜生产的重要手段，其具有缓和季节矛盾和提高幼苗成活率的优点，可显著提高经济收益，我国目前采用的移栽方式多为人工移栽或半自动机械化移栽。人工移栽耗时耗力，并且移栽质量难以保证，不适合大面积移栽，制约了生产效率；而机械移栽可以一次性完成打穴、栽苗、覆土等多道工序，并且移栽后的苗根系发达、生长一致、便于管理。在农艺上，对被植苗直立度有着相应的要求，良好的直立度才能保证蔬菜苗的正常生长，而机械化移栽的栽植过程对植苗质量有很大的影响，为保证植苗直立度、植苗质量，移栽机的栽植速度通常较慢。目前高速栽植装置较少，栽植机构通过优化栽植器底端运动轨迹、吊杯倾角、连杆参数等，从而提高栽植速度，但目前使用的移栽机栽植速度通常为每分钟40株左右，通过优化后的样机栽植速度大部分在每分钟80株左右，再往上植苗质量就会严重下降。这是因为栽植器打穴后，杯内钵苗在自身重力的作用下落入穴中，随着栽植速度的提升，栽植器运转到栽植点后，钵苗依靠自身重力还未落至栽植器底部，从而造成了植苗直立度下降，植苗质量差的现象。

发明内容

为了克服以上不足，本发明设计了一种弹射式高速栽植试验装置，通过弹射下压的方式在钵苗下落过程中施加外作用力，使钵苗在高速移栽中顺利随栽植器到达栽植点，从而可进行高速栽植过程中，栽植机构的设计与优化。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种弹射式高速栽植试验装置，包括土槽、土槽传送装置、同步带直线模组、机架、栽植装置、高速摄像机、计算机，所述土槽传送装置固定放置在地面上，土槽设置在土槽传送装置上，但需居中放置；所述机架横跨土槽传送装置，且沿传送方向水平居中设置；所述同步带直线模组安装于机架上，包括第一同步带直线模组、第二同步带直线模组、第三同步带直线模组、第四同步带直线模组，第一同步带直线模组、第二同步带直线模组沿传送方向并列放置，垂直安装于传送方向机架的两端，为栽植装置提供水平方向的运动，第三同步带直线模组横跨在机架上方，安装于第一同步带直线模组、第二同步带直线模组上，第四同步带直线模组竖直放置，安装于第三同步带直线模组上，为栽植装置提供竖直方向的运动；所述栽植装置并列于第三同步带直线模组放置，安装于第三同步带直线模组上；所述高速摄像机设置于土槽传送装置和第三同步带直线模组之间，用于采集栽植过程中的图片信息，并上传到计算机进行栽植质量分析。

进一步优化，所述鸭嘴倾斜装置包括电机、涡轮、蜗杆、电机壳、L型板、鸭嘴栽植器、苗杯固定环和垂直送苗箱，所述L型板安装于第三同步带直线模组，L型板上固定有电机壳，电机壳内安装有电机，电机与蜗杆相连，蜗杆上装配有涡轮，涡轮连接苗杯固定环，苗杯固定环上固定有鸭嘴栽植器，通过电机带动鸭嘴栽植器沿传送方向的前后倾斜，鸭嘴栽植器的装苗口正位于垂直送苗箱的下端送苗口。

进一步优化，所述垂直送苗箱包括箱体、箱体固定杆、带隔板的传送带、张紧轮、弹射下压装置，所述固定杆横跨机架上方，安装在第一同步带直线模组和第二同步带直线模组上，并列于第三同步带直线模组，箱体安装在固定杆上，且出苗口位于鸭嘴装苗口上方，所述带隔板的传送带、所述张紧轮均安装在箱体内，且用于竖直方向运送钵苗，适合移栽期的蔬菜钵苗高度，所述弹射下压装置设置在隔板下方，箱体内左侧距出苗口小于一个隔板的位置固定有弧形凸块，该弧形凸块用于启动弹射下压装置，箱体内右侧与箱体内左侧对称位置均固定有弧形凸块，使弹射下压装置恢复到预紧状态。

进一步优化，所述弹射下压装置包括套筒、伸缩杆、连杆一、连杆二、弹簧一、弹簧二、拉绳、橡胶板，套筒固定于带隔板的传送带的隔板下方，套筒内安装有伸缩杆，伸缩杆与套筒底端设有弹簧一，伸缩杆下端与连杆二的末端相连，使用连杆一连接连杆二与套筒，橡胶板水平且对称放置，橡胶板通过弹簧二与隔板下端相连，伸缩杆下端设有拉绳，拉绳连接橡胶板凸端，通过橡胶板向钵苗基质进行下压。

进一步优化，所述第一同步带直线模组和第二同步带直线模组通过同步带连接杆相连。

进一步优化，所述第三同步带直线模组垂直于土槽传送装置的传送方向。

进一步优化，所述鸭嘴倾斜装置通过L型板与第四同步带直线模组相连。

进一步优化，所述隔板间距为145-175mm。

本发明的有益效果为：

本发明通过传送带与土槽模拟移栽机前进状态，通过同步带直线模组模拟高速移栽时的栽植过程，两者相互配合可基本实现“零速投苗”原理，并且通过垂直送苗与弹射下压装置，使钵苗突破自然状态下的下落速度，可以顺利进行后续的栽植试验，而且该试验装置可搭载机械取苗装置，可更换透明栽植器、多杆式、行星轮式等栽植机构，可更换不同土壤，进行进一步试验。本发明可使钵苗在高速移栽过程中顺利随栽植器运动到栽植点，进行高速移栽时的栽植试验，同时配备有高速摄影机以及计算机处理分析，方便进行植苗机构与土壤的统筹试验，反推优化栽植结构参数，具有良好的通用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为机架部分结构示意图；

图3为鸭嘴倾斜装置的结构示意图；

图4为垂直送苗箱的结构示意图；

图5为弹射下压装置正视图；

图6为弹射下压装置等轴侧视图；

图中标记：1、土槽，2、土槽传送装置，3、机架，4、垂直送苗箱，401、箱体，402、垂直传送带，403、隔板，404，张紧轮，405、凸块，5、高速摄像机，6、第一同步带直线模组，7、第二同步带直线模组，8、第三同步带直线模组，9、第四同步带直线模组，10、箱体固定杆，11、L型板，12、鸭嘴倾斜装置，1201、电机壳，1202、电机，1203、蜗杆，1204、涡轮，1205、涡轮连接轴，1206、苗杯固定环，1207、鸭嘴栽植器，13、同步带连接杆，14、钵苗，15、弹射下压装置，1501、套筒，1502、弹簧一，1503、伸缩杆，1504、连杆一，1505、连杆二，1506、弹簧二，1507、橡胶板，1508、拉绳。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种弹射式高速栽植试验装置，用于进行高速移栽中栽植试验，包括土槽1、土槽传送装置2，土槽1放置于土槽传送装置2上，居中放置；机架3横跨于土槽传送装置2上，沿传送方向居中放置；机架3上沿垂直于传送方向的两端分别安装有第一同步带直线模组6和第二同步带直线模组7，二者通过同步带连接杆13相连，保证以相同的工作速度运行；第三同步带直线模组8垂直于传送方向，横跨安装在第一同步带直线模组6和第二同步带直线模组7上；第四同步带直线模组9竖直安装在第三同步带直线模组8上，且最下端要高于土槽传送装置2，低于土槽1竖直方向最高点；鸭嘴倾斜装置12通过L型板11与第四同步带直线模组9相连；箱体固定杆10横跨在机架3上，与第三同步带直线模组8沿传送方向并列，安装于第一同步带直线模组6和第二同步带直线模组7上，箱体固定杆10上安装有垂直送苗箱4，且出苗口位于鸭嘴栽植器1207正上方；高速摄像机5放置于鸭嘴栽植器1207的同侧，且居中放置于机架3下，高度要高于土槽传送装置2，低于垂直送苗箱4下端。

所述鸭嘴倾斜装置12包括电机壳1201固定于L型板11，电机1202固定于电机壳1201内，蜗杆1203与电机1202输出轴相连，涡轮1204与蜗杆1203相配合运动，并通过涡轮连接轴1205连接苗杯固定环1206，鸭嘴栽植器1207固定在苗杯固定环1206中间，通过电机1202使鸭嘴栽植器1207倾斜所需的角度。

所述垂直送苗箱4包括箱体401固定于箱体固定杆10上，箱体内有张紧轮404沿垂直于传送方向的竖直方向安装，垂直传送带402紧贴张紧轮404安装，隔板403等间距安装在垂直传送带402上，间距大概为160mm，适合移栽期的蔬菜钵苗14，隔板403下方安装有弹射下压装置，箱体401内左侧（垂直传送带402下降方向）距出苗口小于一个隔板403的位置固定有弧形凸块405，用来启动弹射下压装置15，箱体401内右侧（垂直传送带402上升方向）与左侧对称位置同样固定有弧形凸块405，使弹射下压装置15恢复到预紧状态。

所述弹射下压装置15包括套筒1501固定于隔板403下方，内部安装有伸缩杆1503，伸缩杆1503与套筒1501底端安装有弹簧一1502，伸缩杆1503下端与连杆二1506的末端相连，使用连杆一1504连接连杆二1505与套筒1501，一组橡胶板1507水平、对称放置，通过弹簧二1506与隔板403下端相连，伸缩杆1503下端固定有两根拉绳1508，拉绳1508连接橡胶板1507凸端。

进一步地，所述套筒1501居中位置带有长方形孔，伸缩杆15-3上带有楔形卡扣，当伸缩杆1503上升时，卡扣会进入长方形孔，达到锁紧的状态，当再次受到外力，楔形卡扣会脱离长方形孔，并在弹簧一1502的作用下使伸缩杆1503沿竖直方向向下运动。

本发明的工作过程如下：

所述弹射式高速栽植试验装置，通过土槽传送装置2使土槽1沿传送方向运动，第一同步带直线模组6、第二同步带直线模组7、带动其上安装的第三同步带直线模组8、第四同步带直线模组9、鸭嘴倾斜装置12、垂直送苗箱4，沿与传送方向相反的方向运动，预先设定好鸭嘴栽植器1207的倾斜角度，并且在垂直送苗箱4内放置好钵苗14，第三同步带直线模组8、第四同步带直线模组9、鸭嘴倾斜装置12、垂直送苗箱4预先运动到第一同步带直线模组6、第二同步带直线模组7与传送方向相反的一端，当土槽1运动到机架3范围内时，垂直送苗箱4开始向下送苗，第四同步带直线模组9带动整个鸭嘴倾斜装置12向下运动，模拟“零速投苗”栽植过程，弹射下压装置15一开始都处于预紧状态，在随垂直传送带402运动的过程中，连杆二1505与凸块405接触，使伸缩杆1503下落，通过拉绳1508带动橡胶板1507，使其拍打钵苗14基质，从而快速下落，随后连杆二1505在随垂直传送带402上升的过程中，与另一侧凸块405接触，使伸缩杆1503恢复到预紧状态；在栽植过程中，高速摄像机5不断采集图片信息，待结束后上传到计算机进行分析，当土槽1与鸭嘴栽植器1207没有重合部位时，试验装置停止，随后复位，计算机进行植苗质量分析。

以上显示和描述了本发明的主要特征、使用方法、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。