一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统，穴盘苗自动移栽机包括底盘、移箱机构、取苗机构、分苗机构、栽植机构和动力机构；所述移箱机构、取苗机构和分苗机构依次前后固定设置在底盘上，栽植机构设置与分苗机构下方并与底盘连接，分苗机构投出的苗可以准确进入栽植机构内。各个机构在自动供苗控制系统，自动取苗控制系统和自动丢苗控制系统的协调下可以完成高速送苗、取苗、分苗、投苗和植苗。本发明专利技术机械结构简单，成本低；控制系统所需输入信号少，控制方法简单、灵活、高效；适应高速栽植作业。

Automatic transplanting machine for plug seedling and its control system

The invention provides a seedling transplanting machine and its automatic control system, chassis, moving box mechanism, picking seedling mechanism, seedling planting mechanism, mechanism and power mechanism includes automatic plug seedlings transplanting machine; the box moving mechanism, pick-up mechanism and seedling mechanism are successively arranged in the chassis, below setup and planting seedling mechanism and is connected with the chassis, a seedling separation mechanism a seedling can accurately enter planting mechanism in. The various agencies in the automatic control system for seedling, automatic control system and automatic seedling throwing seedling coordinated control system can accomplish high speed feed seedlings, seedling, seedling, seedling and planting. The invention has the advantages of simple mechanical structure, low cost, less input signal required by the control system, simple and flexible control method and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业机械自动化领域,具体涉及一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统。
技术介绍
移栽种植可缩短作物的生育过程、提高作物的抗灾抗旱能力、减少需要二次补种现象，同时能够增加作物的生长周期、提高作物产量和质量。我国移栽机具有广阔的市场前景，正式公布的《2012-2014年国家支持推广的农业机械产品目录》显示，纳入目录的移栽机达27个品种、12家企业，目前国内移栽机还以半自动移栽机为主，移栽效率底，人工工作量大；我国自主研制的自动移栽机产品几乎为零，主要靠国外引进。国外自动移栽机结构复杂、成本高，与我国的育苗技术和其他移栽辅助作业不配套，使得移栽成功率和移栽效率降低。因此，市场迫切需要适合我国穴盘育苗工艺水平的自动移栽机械。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本较低、工作效率高的穴盘苗自动移栽机及其控制系统。一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统，包括底盘、移箱机构、取苗机构、分苗机构、栽植机构、动力机构和控制器；所述移箱机构、取苗机构和分苗机构依次前后固定设置在底盘上，栽植机构设置于分苗机构下方并与底盘连接，分苗机构投出的苗可以准确进入栽植机构内；移箱机构包括移箱底座、穴盘传送架、横向进给装置、纵向进给装置、穴盘位置传感器和穴盘计数器；所述移箱机构通过移箱底座固定安装在底盘上，并且所述移箱底座上安装有穴盘传送架，穴盘放在所述穴盘传送架上，穴盘传送架22能在横向进给装置的带动下做横向进给运动以及在纵向进给装置的带动下做纵向进给运动；所述穴盘位置传感器安装在移箱机构两侧、且上下可调，与可编程控制器相连，用于定位穴盘初始进盘位置，触发取苗运动；所述穴盘计数器通过所述步进电机正向脉冲触发，所述步进电机每发出一次正向脉冲，下移次数加一以此记录穴盘下移的行数；取苗机构包括滑槽板、小门架、门型取苗翻转气缸、末端执行器、大门架、电磁阀、磁性开关A、磁性开关B、磁性开关C，所述滑槽板固定设置在底盘上，所述大门架两个侧臂的底端可转动地设置在底盘或者与底盘相对固定的结构上，并且其中一个侧臂的底端靠近所述滑槽板或者转动地安装在所述滑槽板上；所述小门架转动安装在所述大门架侧臂的内侧，所述末端执行器个数为n，n个取苗爪成排布置，所述末端执行器固定安装在所述小门架上；所述门型取苗翻转气缸转动安装在滑槽板或者任何与滑槽板相对固定的结构上，所述门型取苗翻转气缸的推杆的伸出端与大门架转动连接；所述滑槽板上开有滑槽，所述小门架通过销轴与滑槽连接；磁性开关A、磁性开关B以及磁性开关C分别安装于门型取苗翻转气缸的伸出极限位、取苗爪接触钵苗时对应伸出位以及缩回极限位，并分别与可编程控制器相连；所述可编程控制器还分别通过电磁阀与末端执行器的取苗爪开合气缸、门型取苗翻转气缸相连；分苗机构包括分苗底座、分苗链传动装置固定装置、分苗链传动装置与若干个苗杯、增量式编码器、光电开关、高速计数器、分苗脉冲寄存器、苗杯计数器、计数允许开关和光电开关状态寄存器；所述分苗机构通过分苗底座固定安装在底盘上，并且所述分苗底座上固定有分苗链传动固定装置，所述分苗链传动固定装置固定安装有分苗链传动装置，若干个苗杯固定所述分苗链传动装置上、并串联成环，苗杯在分苗链传动装置的带动下旋转；所述增量式编码器装在自动移栽机动力机构的底盘分动箱处，用于根据分动箱的转速测量苗杯的转动，并根据苗杯的转动发出脉冲；所述光电开关的光电传感器置于分苗机构中的一个苗杯外壁一侧，用于检测苗杯的转动；所述高速计数器用于对增量式编码器的脉冲进行计数；所述分苗脉冲寄存器用于存储每个取苗爪对应的分苗脉冲数值；从苗杯旋转方向相反的方向起算，第n个取苗爪对应的分苗脉冲数值An＝[D0+(n-1)×D]×B/C，其中，B等于增量式编码器每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器每转一周苗杯对应走过距离，D0等于第1个取苗爪的分苗距离，指分苗功能启动时，第一个取苗爪中心与其后一个苗杯中心之间距离，D等于相邻两个苗杯的中心之间的距离；所述苗杯计数器根据光电开关产生的上升沿信号对旋转通过的苗杯数量进行计数；计数允许开关控制苗杯计数器计数的范围，当苗杯计数器的计数大于等于n-2时，将苗杯计数器及高速计数器的计数清零；光电开关状态寄存器用于寄存光电开关的状态，确保分苗过程中不重复触发分苗程序；栽植机构包含栽植器以及栽植器支架，所述栽植器为鸭嘴式植苗器；并且所述栽植器转动安装在栽植器支架一端，栽植器支架转动安装在底盘上；动力机构包括行走系统和动力传动系统；所述行走系统包括发动机以及车轮，车轮安装在底盘下，并在发动机的牵引下转动，所述发动机还与底盘输出端连接，底盘输出端经动力传动系统将动力分配到所述栽植机构和所述分苗机构中；所述动力传动系统包括分动箱、链轮、万向节，分动箱通过万向节分别与栽植器上的分动箱和分苗机构上的分动箱联接；控制器根据移箱启动信息指令通过步进电机驱动器驱动步进电机转动，穴盘随步进电机快速转动纵向进盘，穴盘运动到穴盘位置传感器安装位置时，根据穴盘位置传感器产生上升沿信号，判断纵向快速进盘结束控制步进电机停止转动；并在一次取苗完成后启动横向移盘气缸，使穴盘向左移动一个穴孔的距离，进行二次取苗；再次启动步进电机纵向下移，电机转动距离为指定穴盘苗行间距后，取苗爪取苗；横向移盘与纵向下移交替重复完成整盘取苗。根据磁性开关A、磁性开关B以及磁性开关C的输入信号，通过电磁阀控制取苗爪开合气缸、门型取苗翻转气缸伸缩，并分别定位投苗触发点，取苗爪开始收缩点以及取苗完成点；通过高速计数器获得增量式编码器发出的脉冲计数，并根据该脉冲计数、分苗脉冲寄存器中存储的每个取苗爪对应的分苗脉冲数值，发出驱动信号经信号放大器放大后控制所述电磁阀的闭合，通过苗爪开合气缸驱动取苗爪进行投苗动作。优选地，所述移栽机还包括苗盘收集箱，所述苗盘收集箱通过螺栓与底盘连接，处于移箱机构落盘位置下方。优选地，所述纵向进给装置由设置在穴盘传送架两侧的纵向进给链传动装置以及设置在穴盘传送架底端的纵向进给链传动驱动装置构成；所述纵向进给链传动装置包括两根纵向进给链条以及若干横连杆，所述横连杆的两端固定在两根纵向进给链条上，两根纵向进给链条由纵向进给链传动驱动装置驱动。优选地，所述横向进给装置包括导杆以及横向驱动装置，所述横向驱动装置固定在移箱底座上，气缸推杆固定在穴盘传送架上、且与导杆的一端连接，导杆231装在移箱底座上，导杆另一端与穴盘传送架固定连接。优选地，所述分苗底座包括底板与中间支撑板，所述底板与底盘固定连接，所述中间支撑板412垂直固定连接在所述底板的上表面，所述底板还包含缺口；所述分苗链传动装置固定装置包括链张紧装置以及分苗链传动装置固定板，所述中间支撑板通过链张紧装置与分苗链传动装置固定板螺栓固定连接；所述分苗链传动装置包括分苗链轮输入装置、链轮传动部件I、链轮传动部件II以及带附件的链条，所述链轮输入装置固定安装于分苗底座的下端，所述链轮传动装置I与所述链轮传动装置II固定设置于链传动装置固定架的两端，所述链轮传动装置I通过两根带附件的链条与链轮传动装置II连接；所述分苗链轮输入装置带动链轮传动装置I并通过带附件的链条进一步带动链轮传动装置II转动；所述苗杯包括管部、合页与底盖，所述管部与带附件的链条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统，包括底盘(1)、移箱机构(2)、取苗机构(3)、分苗机构(4)、栽植机构(5)、动力机构(6)和控制器；所述移箱机构(2)、取苗机构(3)和分苗机构(4)依次前后固定设置在底盘(1)上，栽植机构(5)设置于分苗机构(4)下方并与底盘(1)连接，分苗机构(4)投出的苗可以准确进入栽植机构(5)内；其特征在于，移箱机构(2)包括移箱底座(21)、穴盘传送架(22)、横向进给装置(23)、纵向进给装置(24)、穴盘位置传感器(25)和穴盘计数器；所述移箱机构(2)通过移箱底座(21)固定安装在底盘(1)上，并且所述移箱底座(21)上安装有穴盘传送架(22)，穴盘放在所述穴盘传送架(22)上，穴盘传送架(22)能在横向进给装置(23)的带动下做横向进给运动以及在纵向进给装置(24)的带动下做纵向进给运动；所述穴盘位置传感器(25)安装在移箱机构(2)两侧、且上下可调，与可编程控制器相连，用于定位穴盘初始进盘位置，触发取苗运动；所述穴盘计数器通过所述步进电机(242)正向脉冲触发，所述步进电机(242)每发出一次正向脉冲，下移次数加一以此记录穴盘下移的行数；取苗机构(3)包括滑槽板(31)、小门架(32)、门型取苗翻转气缸(33)、末端执行器(34)、大门架(35)、电磁阀、磁性开关A(36)、磁性开关B(37)、磁性开关C(38)，所述滑槽板(31)固定设置在底盘(1)上，所述大门架(35)两个侧臂的底端可转动地设置在底盘(1)或者与底盘(1)相对固定的结构上，并且其中一个侧臂的底端靠近所述滑槽板(31)或者转动地安装在所述滑槽板(31)上；所述小门架(32)转动安装在所述大门架(35)侧臂的内侧，所述末端执行器(34)个数为n，n个取苗末端执行器(34)成排布置，所述末端执行器(34)固定安装在所述小门架(32)上；所述门型取苗翻转气缸(33)转动安装在滑槽板(31)或者任何与滑槽板(31)相对固定的结构上，所述门型取苗翻转气缸(33)的推杆的伸出端与大门架(35)转动连接；所述滑槽板(31)上开有滑槽(311)，所述小门架(32)通过销轴(321)与滑槽(311)连接；磁性开关A(36)、磁性开关B(37)以及磁性开关C(38)分别安装于门型取苗翻转气缸(33)的伸出极限位、取苗末端执行器(34)接触钵苗时对应伸出位以及缩回极限位，并分别与可编程控制器相连；所述可编程控制器还分别通过电磁阀与末端执行器(34)的取苗末端执行器开合气缸(341)、门型取苗翻转气缸(33)相连；分苗机构(4)、包括分苗底座(41)、分苗链传动装置固定装置(42)、分苗链传动装置(43)与若干个苗杯(44)、增量式编码器、光电传感器(46)、高速计数器、分苗脉冲寄存器、苗杯计数器、计数允许开关和光电传感器状态寄存器；所述分苗机构(4)、通过分苗底座(41)固定安装在底盘(1)上，并且所述分苗底座(41)上固定有分苗链传动固定装置(42)，所述分苗链传动固定装置(42)固定安装有分苗链传动装置(43)，若干个苗杯(44)固定所述分苗链传动装置(43)上、并串联成环，苗杯(44)在分苗链传动装置(43)的带动下旋转；所述增量式编码器装在自动移栽机动力机构(6)的底盘分动箱处，用于根据分动箱的转速测量苗杯(44)的转动，并根据苗杯(44)的转动发出脉冲；所述光电传感器(46)置于分苗机构(4)中的一个苗杯(44)外壁一侧，用于检测苗杯(44)的转动；所述高速计数器用于对增量式编码器的脉冲进行计数；所述分苗脉冲寄存器用于存储每个取苗末端执行器(34)对应的分苗脉冲数值；从苗杯(44)旋转方向相反的方向起算，第n个取苗末端执行器(34)对应的分苗脉冲数值An＝[D0+(n‑1)×D]×B/C，其中，B等于增量式编码器每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器每转一周苗杯(44)对应走过距离，D0等于第1个取苗末端执行器(34)的分苗距离，指分苗功能启动时，第一个取苗末端执行器(34)中心与其后一个苗杯(44)中心之间距离，D等于相邻两个苗杯(44)的中心之间的距离；所述苗杯(44)计数器根据光电传感器(46)产生的上升沿信号对旋转通过的苗杯(44)数量进行计数；计数允许开关控制苗杯(44)计数器计数的范围，当苗杯(44)计数器的计数大于等于n‑2时，将苗杯(44)计数器及高速计数器的计数清零；光电传感器状态寄存器用于寄存光电传感器(46)的状态，确保分苗过程中不重复触发分苗程序；栽植机构(5)包含栽植器(51)以及栽植器支架(52)，所述栽植器(51)为鸭嘴式植苗器；并且所述栽植器(51)转动安装在栽植器支架(52)一端，栽植器支架(52)转动安装在底盘(1)上；动力机构(6)包括行走系统和动力传动系统；所述行走系统包...

【技术特征摘要】
1.一种穴盘苗自动移栽机及其控制系统，包括底盘(1)、移箱机构(2)、取苗机构(3)、分苗机构(4)、栽植机构(5)、动力机构(6)和控制器；所述移箱机构(2)、取苗机构(3)和分苗机构(4)依次前后固定设置在底盘(1)上，栽植机构(5)设置于分苗机构(4)下方并与底盘(1)连接，分苗机构(4)投出的苗可以准确进入栽植机构(5)内；其特征在于，移箱机构(2)包括移箱底座(21)、穴盘传送架(22)、横向进给装置(23)、纵向进给装置(24)、穴盘位置传感器(25)和穴盘计数器；所述移箱机构(2)通过移箱底座(21)固定安装在底盘(1)上，并且所述移箱底座(21)上安装有穴盘传送架(22)，穴盘放在所述穴盘传送架(22)上，穴盘传送架(22)能在横向进给装置(23)的带动下做横向进给运动以及在纵向进给装置(24)的带动下做纵向进给运动；所述穴盘位置传感器(25)安装在移箱机构(2)两侧、且上下可调，与可编程控制器相连，用于定位穴盘初始进盘位置，触发取苗运动；所述穴盘计数器通过所述步进电机(242)正向脉冲触发，所述步进电机(242)每发出一次正向脉冲，下移次数加一以此记录穴盘下移的行数；取苗机构(3)包括滑槽板(31)、小门架(32)、门型取苗翻转气缸(33)、末端执行器(34)、大门架(35)、电磁阀、磁性开关A(36)、磁性开关B(37)、磁性开关C(38)，所述滑槽板(31)固定设置在底盘(1)上，所述大门架(35)两个侧臂的底端可转动地设置在底盘(1)或者与底盘(1)相对固定的结构上，并且其中一个侧臂的底端靠近所述滑槽板(31)或者转动地安装在所述滑槽板(31)上；所述小门架(32)转动安装在所述大门架(35)侧臂的内侧，所述末端执行器(34)个数为n，n个取苗末端执行器(34)成排布置，所述末端执行器(34)固定安装在所述小门架(32)上；所述门型取苗翻转气缸(33)转动安装在滑槽板(31)或者任何与滑槽板(31)相对固定的结构上，所述门型取苗翻转气缸(33)的推杆的伸出端与大门架(35)转动连接；所述滑槽板(31)上开有滑槽(311)，所述小门架(32)通过销轴(321)与滑槽(311)连接；磁性开关A(36)、磁性开关B(37)以及磁性开关C(38)分别安装于门型取苗翻转气缸(33)的伸出极限位、取苗末端执行器(34)接触钵苗时对应伸出位以及缩回极限位，并分别与可编程控制器相连；所述可编程控制器还分别通过电磁阀与末端执行器(34)的取苗末端执行器开合气缸(341)、门型取苗翻转气缸(33)相连；分苗机构(4)、包括分苗底座(41)、分苗链传动装置固定装置(42)、分苗链传动装置(43)与若干个苗杯(44)、增量式编码器、光电传感器(46)、高速计数器、分苗脉冲寄存器、苗杯计数器、计数允许开关和光电传感器状态寄存器；所述分苗机构(4)、通过分苗底座(41)固定安装在底盘(1)上，并且所述分苗底座(41)上固定有分苗链传动固定装置(42)，所述分苗链传动固定装置(42)固定安装有分苗链传动装置(43)，若干个苗杯(44)固定所述分苗链传动装置(43)上、并串联成环，苗杯(44)在分苗链传动装置(43)的带动下旋转；所述增量式编码器装在自动移栽机动力机构(6)的底盘分动箱处，用于根据分动箱的转速测量苗杯(44)的转动，并根据苗杯(44)的转动发出脉冲；所述光电传感器(46)置于分苗机构(4)中的一个苗杯(44)外壁一侧，用于检测苗杯(44)的转动；所述高速计数器用于对增量式编码器的脉冲进行计数；所述分苗脉冲寄存器用于存储每个取苗末端执行器(34)对应的分苗脉冲数值；从苗杯(44)旋转方向相反的方向起算，第n个取苗末端执行器(34)对应的分苗脉冲数值An＝[D0+(n-1)×D]×B/C，其中，B等于增量式编码器每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器每转一周苗杯(44)对应走过距离，D0等于第1个取苗末端执行器(34)的分苗距离，指分苗功能启动时，第一个取苗末端执行器(34)中心与其后一个苗杯(44)中心之间距离，D等于相邻两个苗杯(44)的中心之间的距离；所述苗杯(44)计数器根据光电传感器(46)产生的上升沿信号对旋转通过的苗杯(44)数量进行计数；计数允许开关控制苗杯(44)计数器计数的范围，当苗杯(44)计数器的计数大于等于n-2时，将苗杯(44)计数器及高速计数器的计数清零；光电传感器状态寄存器用于寄存光电传感器(46)的状态，确保分苗过程中不重复触发分苗程序；栽植机构(5)包含栽植器(51)以及栽植器支架(52)，所述栽植器(51)为鸭嘴式植苗器；并且所述栽植器(51)转动安装在栽植器支架(52)一端，栽植器支架(52)转动安装在底盘(1)上；动力机构(6)包括行走系统和动力传动系统；所述行走系统包括发动机以及车轮，车轮安装在底盘(1)下，并在发动机的牵引下转动，所述发动机还与底盘输出端(61)连接，底盘输出端(61)经动力传动系统将动力分配到所述栽植机构(5)和所述分苗机构(4)中；所述动力传动系统包括分动箱(62)、链轮(63)、万向节(64)，分动箱(62)通过万向节(63)分别与栽植器上的分动箱和分苗机构(4)上的分动箱联接；控制器根据移箱启动信息指令通过步进电机驱动器驱动步进电机(242...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建平，徐飞，杨德勇，杨丽红，徐静云，张晨迪，顾俊，钱陆亦，毛罕平，杨启志，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32