整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备及其控制方法技术

本申请提供一种整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备及其控制方法，所述夹钳包括夹紧钳口和扭转钳口并共同设置在同一组夹钳基座上，所有夹钳基座上均设有独立的扭转驱动器；机架上设有横向滑轨和聚拢驱动器，多个(比设定的植苗总数多一个)夹钳基座沿滑轨横向串联等距排布；所述夹钳基座之间设有横向伸缩子母滑扣，用于夹钳基座的横向聚拢和展开并限位其横向间距。不同于现有方案“拉拧一次，夹一颗苗”的步进模式，本申请所有夹钳整排统一夹紧，插苗时各段苗绳分段依次独立扭转，无需开绳器就能一次布绳连续插苗，大幅度提高作业效率并降低劳动强度；另外苗绳与夹钳之间无横向运动，不会损伤海带苗，且密植度和夹紧力精准一致，可提高夹苗质量。提高夹苗质量。提高夹苗质量。

【技术实现步骤摘要】
整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备及其控制方法


[0001]本申请涉及海藻种植机械化设备，特别是涉及一种海藻养殖过程中将海藻夹入多股苗绳的夹苗设备及其控制方法，所述海藻包括但不限于海带和龙须菜等种植于苗绳上的人工养殖海洋水生植物。

技术介绍

[0002]所谓海藻夹苗就是将海藻幼苗的根夹在一根长塑料绳上，所述塑料绳一般为三股绞捻绳，夹苗时需要用双手或单手借助夹钳将三股绳沿绞捻方向的反方向拧开，同时两手相向聚拢，促使苗绳股间开孔，然后将海藻苗的根插入股间开孔。海藻夹苗工序工期短，任务重，劳动强度大，人工作业夹苗效率低，不仅增加海藻养殖成本，还容易引发劳动损伤；此外，随着我国老龄化进程加剧，劳动力短缺已经严重制约海藻养殖行业的健康持续发展。
[0003]此前已经有人开发出一种“步进拉拧式”海带夹苗机，思路是完全模仿手工作业：拉拧一次，夹一颗苗，只不过是把人工拧拉苗绳的过程交给机器完成，主要是解决降低劳动强度的问题，作业过程通常如下(以从左向右拉绳为例)：插完一颗苗后，1.左侧夹钳回拧，将苗绳股间开孔拧回原始状态，夹紧海带苗，2.右侧夹钳松开，3.右侧夹钳向左横移一个苗间距(此过程容易碰伤两个夹钳之间刚刚夹好的一颗苗)，4.右侧夹钳夹紧，5.左侧夹钳松开，6.右侧夹钳向右拉拽苗绳行走一个苗间距，7.左侧夹钳夹紧，8.左侧夹钳扭转，9.右侧夹钳向左少许回推，使苗绳股间成孔，10.插入下一颗海藻苗。以上动作繁多，累计时长超过手工作业，非但没有提高效率，反倒是容易损伤海藻苗，未得到市场认可。
[0004]申请号为CN201320084190.0的技术专利公布了“一种自动海菜种植机”。其作业效率比手工夹苗快一倍，且更省力，问题是只能采用整捆的新绳，增加苗绳成本；此外，该设备仅限于龙须菜夹苗，不能满足海带夹苗需要。
[0005]中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所开发的“一种海带成排垂直夹苗的装置”(申请号：CN202011180552.7)，突破了前述“拉拧一次，夹一颗苗”的低效模式，一次性整体展开全部苗绳并整排统一夹紧、聚拢，然后用成排的管状开绳器插入苗绳股间，再借助内置于开绳器内腔的夹子夹住海带苗根茎回拉至苗绳开孔中，问题有三：其一开绳器容易损伤苗绳，降低苗绳寿命；其二需要工人事先在苗盒里摆放海带苗，总效率不高；其三也是最为关键的问题是容易损伤海带苗根茎，导致脱苗，降低产量，同样未得到市场认可。
[0006]是故，如何提供一种高效可靠且无需破绳器的夹苗设备，提升海藻夹苗效率，节省用工、并降低劳动强度，已然成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备及其控制方法，不仅降低劳动强度，提高效率，还利于改善夹苗质量。
[0008]为实现上述目的，本申请提供一种整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，包括机架、夹钳和驱动器，其特征在于，所述夹钳包括夹紧钳口和扭转钳口并共同设置在同一组夹钳
基座上，夹钳基座上还设有夹紧驱动器和扭转驱动器；尾端和/或其它所有夹钳基座上还设有横向移动副，多个夹钳基座通过所述横向移动副在机架上横向串联排布，机架上还设有聚拢驱动器，用于驱使夹钳基座沿横向聚拢或展开。作业时，首先横向拉直苗绳放在横向等距排列的多对夹钳上并整排统一加紧，然后再沿横向聚拢(缩小各对夹钳间距促使苗绳横向聚拢)，启动夹苗后，第一个扭转钳口扭松第一段苗绳，操作工插入第一颗海藻苗；然后第二个扭转钳口扭松第二段苗绳的同时回扭第一段苗绳(此时第一段苗绳两端扭转相同角度，所以“回扭”不等于“复位”)；操作工(即夹苗工)插入第二颗苗后，第三个扭转钳口扭松第三段苗绳的同时回扭第二段苗绳；以此类推，直至完成单组(或整根)苗绳最后一颗夹苗后，由尾端扭转钳口回扭最后一段苗绳，最后反向驱动聚拢驱动器展开所有夹钳基座，再反向驱动夹紧钳口松开苗绳，完成单组作业；尾端扭转钳口也可以不设扭转驱动器，在完成最后一颗夹苗后，反向驱动前面的所有扭转钳口同步复位，以回扭最后一段扭松的苗绳；或者待单组苗绳夹苗全部结束并展开后，反向伸展并松开所有苗绳，依靠多股绳自身的扭劲自动回扭最后一段扭松的苗绳。与传统“步进拉拧式夹苗机”中苗绳多次分段通过夹钳(效率低、易伤苗)的方式不同，本申请借鉴“一种海带成排垂直夹苗的装置”中多对夹钳整排统一夹紧、聚拢苗绳，然后采用分段独立扭转苗绳的方式替代开绳器(成本高、易伤绳)，高效解决苗绳顺序开孔的问题，一次布绳就能依次连续插苗，机械运动步数由“步进拉拧式夹苗机”的9次减至1次，也不用事先在苗盒里摆苗，夹苗效率比手工夹苗高3～4倍，既大幅度提高作业效率又降低劳动强度；另外苗绳与夹钳之间无横向运动，不会损伤海藻苗，且密植度和夹紧力精准一致，提高夹苗质量。
[0009]本文使用的术语“或”、“或者”以及“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合，因此，“A、B或C”、“A、B或者C”以及“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。比如“尾端和/或其它所有夹钳基座上设有横向移动副”包括“除尾端外，其它所有夹钳基座上设有横向移动副”和“尾端以及其它所有夹钳基座上均设有横向移动副”等多种情形；又如“所述夹钳基座之间设有横向伸缩限位止挡和/或横向伸缩弹簧”包括所述夹钳基座之间“仅设有横向伸缩止挡”、“仅设有横向伸缩弹簧”和“同时设有横向伸缩限位止挡以及横向伸缩弹簧”等多种情形。
[0010]本文使用的术语“包括”和“设有”被解释为非排他性的，比如“包括机架、夹钳和驱动器”的描述并不排除还包括控制器、传感器等自动化装置；又如“夹钳基座上还设有夹紧驱动器和扭转驱动器”的描述并不排除夹钳基座上还设有纵向导轨和竖向导轨；反过来也成立，比如“夹钳基座上还设有夹紧驱动器和扭转驱动器”也并不意味着所有夹钳基座上都设有夹紧驱动器和扭转驱动器，不排除首端或尾端夹钳基座上不设扭转驱动器。
[0011]定义X轴为苗绳拉直后的轴线方向，也称作横向，横向尺寸称作长度；Y轴为苗绳与夹紧钳口接触点的法线方向，也称作纵向，纵向尺寸称作宽度；Z轴为苗绳与扭转钳口接触点的切线方向，也称作竖向，竖向尺寸称作高度。
[0012]无论X轴是否在水平面上，Y轴和Z始终仍保持与X轴相垂直，比如苗绳竖直垂立时(仍称作横向)，Y轴(仍称作纵向)和Z轴(仍称作竖向)均处于水平面上。
[0013]当X轴处于左右水平横向时，Y轴通常为前后水平纵向；但是允许Y轴偏离水平方向，最大偏离角度不超过90度(即Y轴转换到竖直方向)。
[0014]Z轴通常垂直于Y轴，但是允许Z轴与Y轴不垂直，一般情况下Z轴与Y轴间的夹角大
于60度且小于120度。
[0015]为了便于加工、组装和操作，通常设置X轴为左右水平横向、Y轴为前后水平纵向、Z轴为上下竖直方向，X轴、Y轴和Z轴彼此相互垂直，呈三维空间笛卡尔直角坐标关系；以下除非特别说明，均以三维空间笛卡尔直角坐标关系来描述。此时依据操作工的视觉方向来定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，包括机架、夹钳和驱动器，其特征在于，所述夹钳包括夹紧钳口和扭转钳口并共同设置在同一组夹钳基座上，夹钳基座上还设有夹紧驱动器和扭转驱动器；尾端和/或其它所有夹钳基座上还设有横向移动副，多个夹钳基座通过所述横向移动副在机架上横向串联排布，机架上还设有聚拢驱动器，用于驱使夹钳基座沿横向聚拢或展开。2.根据权利要求1所述的整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，其特征在于，所述夹钳基座之间设有横向伸缩限位止挡和/或横向伸缩弹簧，用于驱动夹钳基座的横向聚拢和展开并限位其横向间距。3.根据权利要求2所述的整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，其特征在于，所述横向伸缩限位止挡为子母滑扣结构，包括子扣和母扣，所述子扣和母扣分别设在夹钳基座的左右两侧并与夹钳基座一体注塑成型，所述子扣上设有径向凸起，所述母扣上设有径向凹槽，所述凸起位于凹槽内，所述凹槽与凸起的横向尺寸差值大于等于夹钳横向聚拢尺寸。4.根据权利要求3所述的整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，其特征在于，所述横向移动副包括光轴，所述子母扣为圆环形或圆弧形，所述子母滑扣与光轴同轴设置，且其内表面与光轴外表面间隙配合。5.根据权利要求1所述的整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，其特征在于，还包括端板，端板上边对应钳口位置设有开口，所述开口宽度大于等于苗绳直径且小于苗绳两端绳结轮廓尺寸，两个端板分别位于左右两端的夹钳基座外侧并与左右两端的夹钳基座间隔连接，其中首端的端板与聚拢驱动器连接。6.根据权利要求5所述的整排夹紧分段扭转苗绳的夹苗设备，其特征在于，还包括回转式卸料叉，当所有夹钳基座展开时，所述卸料叉横向位置处于端板和左右两端夹钳基...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛子望，李长青，李天文，戚勇斌，胡德霞，刘田靖毅，
申请(专利权)人：威海人合机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：