專利名稱：一種穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)穴盤苗自動(dòng)移栽的取苗末端執(zhí)行器，尤其是應(yīng)用電磁力驅(qū)動(dòng)夾取針夾取穴盤苗的拔苗裝置。
背景技術(shù)：
目前，中國的蔬菜、花卉等作物已廣泛采用穴盤育苗，但移栽作業(yè)仍以人工栽植為主，采用人工移栽用工多，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，不能及時(shí)、快速實(shí)現(xiàn)種苗大面積移栽。雖然已經(jīng)研發(fā)出吊杯式、導(dǎo)苗管式等各型移栽機(jī)，解決了栽插作業(yè)，但仍需配備相當(dāng)人力進(jìn)行分苗、取苗、投苗等操作，當(dāng)栽植頻率大于35株/每分鐘，并且連續(xù)作業(yè)時(shí)，人工取苗等操作難以適應(yīng)。
取苗機(jī)構(gòu)作為穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)的核心工作部件，在國外穴盤育苗種植行業(yè)得到廣泛的使用，如荷蘭Pic-O-Mat PC系列自動(dòng)移載機(jī)、意大利Transplanter RW系列移栽機(jī)、澳大利亞Williames Transplanter等,大大節(jié)省了昂貴的勞動(dòng)力，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，及時(shí)實(shí)現(xiàn)作物大面積移植。國內(nèi)學(xué)者對(duì)自動(dòng)移栽機(jī)的研究主要集中在取苗機(jī)構(gòu)的研發(fā)上，所設(shè)計(jì)的取苗機(jī)構(gòu)滿足插穴取苗要求，如浙江理工大學(xué)研發(fā)的非圓齒輪行星輪系移栽機(jī)構(gòu)(申請(qǐng)?zhí)?201110270973. 3,201110270977. 1,201010104378. 8)、江蘇大學(xué)研發(fā)的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)式移苗裝置(申請(qǐng)?zhí)?01110342232.1)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的翻轉(zhuǎn)式氣動(dòng)取苗裝置(申請(qǐng)?zhí)?01110180467. 5)等，但這些研究處于實(shí)驗(yàn)室階段，尚未到生產(chǎn)實(shí)用，主要原因是取苗效果不理想，高速取苗時(shí)取苗末端執(zhí)行器動(dòng)作不協(xié)調(diào)，夾取動(dòng)作反應(yīng)遲緩。國外溫室穴盤苗自動(dòng)移載機(jī)的取苗末端執(zhí)行器以氣動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)夾取動(dòng)作。氣動(dòng)方式主要是在取苗末端執(zhí)行器的夾持機(jī)構(gòu)上采用從上向下斜插式或水平夾緊式，雖然驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作迅速，但需要配備空壓機(jī)、電磁閥、其他氣動(dòng)控制元件等，且氣動(dòng)設(shè)備工作環(huán)境要求較高，既增加成本，又增加設(shè)備體積和外設(shè)部件，控制起來相對(duì)復(fù)雜。旱地穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)的取苗末端執(zhí)行器主要是通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪槽盤聯(lián)動(dòng)等一系列機(jī)械動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)夾苗和投苗，這在無形之中增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和傳動(dòng)的不穩(wěn)定性，同時(shí)也增加了故障產(chǎn)生的可能性，既不便于智能控制也不便于維護(hù)。為此，需要進(jìn)一步研究穴盤苗移栽自動(dòng)夾取的驅(qū)動(dòng)方式并開發(fā)相應(yīng)的夾取裝置，使其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)控容易，又保證夾取靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種由電磁力驅(qū)動(dòng)夾取針夾取穴盤苗的拔苗裝置，通過通電螺線管接入不同方向的直流電流產(chǎn)生的電磁力推動(dòng)夾取針從機(jī)械手指內(nèi)伸出和縮回，以及機(jī)械手指吸合擺轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)夾取針插入缽體夾緊取苗和夾取針脫出缽體松開放苗等動(dòng)作，并能通過調(diào)整電流強(qiáng)度的大小有效地控制夾取針插入深度、夾持力度。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置，包括機(jī)械手柄1、螺線管2、支撐桿5、機(jī)械手指、收緊彈簧8、機(jī)械手指限位塊9，所述的支撐桿5沿機(jī)械手柄I軸向設(shè)置在機(jī)械手柄I下端，支撐桿5下端設(shè)置有機(jī)械手指限位塊9 ;所述的機(jī)械手指由永磁塊3、機(jī)械手指螺線管4、機(jī)械手指套筒7、夾取針10組成，永磁塊3固定在機(jī)械手指套筒7上端，夾取針10能夠在機(jī)械手指套筒7內(nèi)滑動(dòng)，機(jī)械手指套筒7通過轉(zhuǎn)軸6與支撐桿5連接，機(jī)械手指螺線管4設(shè)置在機(jī)械手指套筒7外周且位于轉(zhuǎn)軸6上方，機(jī)械手指套筒7下端穿過機(jī)械手指限位塊9 ;所述的機(jī)械手指設(shè)置2組，對(duì)稱設(shè)置在支撐桿5的兩側(cè)，所述的2組機(jī)械手指和支撐桿5通過收緊彈簧8預(yù)緊，螺線管2設(shè)置在支撐桿5上端對(duì)應(yīng)永磁塊3位置。本發(fā)明通過通電螺線管接入不同方向的直流電流產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)夾取針伸縮和機(jī)械手指開合，可滿足72穴、128穴等不同規(guī)格尺寸的穴盤苗移栽夾取要求。本發(fā)明的有益效果是I)通過簡單的機(jī)械機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的電磁裝置就可實(shí)現(xiàn)需要復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)的工作要求；2)在順利實(shí)現(xiàn)取苗投苗動(dòng)作的基礎(chǔ)上成功避免了機(jī)械機(jī)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)嚴(yán)格動(dòng)作時(shí)序的要求；3)合理有效控制取苗末端執(zhí)行器移苗時(shí)的動(dòng)作，通過電磁結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)線性、精確控制，減少在移栽過程中對(duì)幼苗的損傷；4)整個(gè)移植過程可以實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化，操作簡單，移植效率高，特別適用于高強(qiáng)度的移植要求。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是機(jī)械手指骨架簡圖。圖3是機(jī)械手指結(jié)構(gòu)簡圖。圖4是夾取針結(jié)構(gòu)簡圖。圖1中標(biāo)號(hào)分別代表1.機(jī)械手柄2、4.通電螺線管3.永磁鐵5.支撐桿6.轉(zhuǎn)軸7.機(jī)械手指套筒8.收緊彈黃9.機(jī)械手指限位塊10.夾取針；
圖2中字母標(biāo)號(hào)分別代表C、D.電流接入點(diǎn)；
圖3中字母標(biāo)號(hào)分別代表:A、B.電流接入點(diǎn)N.磁場北極S.磁場南極；
圖4中字母標(biāo)號(hào)分別代表N.磁場北極S.磁場南極。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置，包括機(jī)械手柄1、螺線管2、支撐桿5、機(jī)械手指、收緊彈簧8、機(jī)械手指限位塊9，機(jī)械手柄I用于與取苗機(jī)架安裝對(duì)接，可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整其安裝位置；所述的支撐桿5沿機(jī)械手柄I軸向設(shè)置在機(jī)械手柄I下端，支撐桿5下端設(shè)置有機(jī)械手指限位塊9 ;所述的機(jī)械手指由永磁塊3、機(jī)械手指螺線管
4、機(jī)械手指套筒7、夾取針10組成,永磁塊3固定在機(jī)械手指套筒7上端，夾取針10能夠在機(jī)械手指套筒7內(nèi)滑動(dòng)，機(jī)械手指套筒7通過轉(zhuǎn)軸6與支撐桿5連接，使得機(jī)械手指套筒7可繞轉(zhuǎn)軸6在支撐桿5 —側(cè)靈活擺轉(zhuǎn)，機(jī)械手指螺線管4設(shè)置在機(jī)械手指套筒7外周且位于轉(zhuǎn)軸6上方，機(jī)械手指套筒7下端穿過機(jī)械手指限位塊9 ;所述的機(jī)械手指設(shè)置2組，對(duì)稱設(shè)置在支撐桿5的兩側(cè)，所述的2組機(jī)械手指和支撐桿5通過收緊彈簧8預(yù)緊，螺線管2設(shè)置在支撐桿5上端對(duì)應(yīng)永磁塊3位置。本發(fā)明的穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置主要骨架結(jié)構(gòu)如圖2所示，由機(jī)械手柄1、螺線管2、支撐桿5、轉(zhuǎn)軸6、機(jī)械手指限位塊9組成，機(jī)械手柄1、支撐桿5、機(jī)械手指限位塊9依次同軸心安裝，通電螺線管2具有C、D兩個(gè)電流接入點(diǎn)，兩個(gè)電流接入點(diǎn)接入不同方向的直流電流產(chǎn)生不同方向的磁場力。機(jī)械手指是取苗裝置的關(guān)鍵部件，完成開合夾持動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。主要由永磁塊3、機(jī)械手指螺線管4、機(jī)械手指套筒7、夾取針10組成。每根機(jī)械手指上，機(jī)械手指套筒7上方端部靠近螺線管2處固接永磁塊3，永磁塊3磁場N、S兩極沿?cái)[轉(zhuǎn)方向布置，機(jī)械手指套筒7靠近轉(zhuǎn)軸6安裝處朝永磁鐵3方向螺旋纏繞機(jī)械手指螺線管4，機(jī)械手指螺線管4具有A、B兩個(gè)電流接入點(diǎn)，夾取針10設(shè)置在機(jī)械手指套筒7內(nèi)，夾取針10尖端對(duì)著取苗方向，夾取針10可在機(jī)械手指套筒7內(nèi)上下滑動(dòng)。夾取針10直接作用穴盤苗，用來插入穴盤苗缽體，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。夾取針10具有磁性，夾取針10取苗末端扁平、尖銳，便于插入穴盤苗。下面結(jié)合附圖1、2、3、4所編標(biāo)號(hào)，具體說明本發(fā)明的取苗執(zhí)行過程
取苗工作時(shí)，穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置由取苗機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，螺線管2通入電流，產(chǎn)生磁場力吸合永磁塊3使機(jī)械手指套筒7下端張開，機(jī)械手指螺線管4通入電流，產(chǎn)生磁場力拉動(dòng)夾取針10縮進(jìn)機(jī)械手指套筒7內(nèi)，到達(dá)取苗點(diǎn)時(shí)，機(jī)械手指螺線管4上的電流反向，產(chǎn)生磁場力推動(dòng)夾取針10伸出機(jī)械手指套筒7，使夾取針10插進(jìn)穴盤苗缽體，插入到最大深度時(shí)，螺線管2上電流反向，產(chǎn)生磁場力推開永磁塊3，使機(jī)械手指套筒7下端收合，借助收緊彈簧8牢牢捏住穴盤苗缽體，完成夾緊取苗動(dòng)作，取苗機(jī)構(gòu)帶動(dòng)穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置取苗。放苗工作時(shí)，取苗機(jī)構(gòu)帶動(dòng)穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置帶苗到放苗點(diǎn)，螺線管2上通入電流，產(chǎn)生磁場力吸合永磁塊3，使機(jī)械手指套筒7下端張開，夾取針10松開夾持穴盤苗缽體，機(jī)械手指螺線管4上通入電流，產(chǎn)生磁場力拉動(dòng)夾取針10縮進(jìn)機(jī)械手指套筒7內(nèi)，從而使穴盤苗脫離夾取針10實(shí)現(xiàn)松脫放苗。
權(quán)利要求
1.一種穴盤苗自動(dòng)移栽取苗末端電磁執(zhí)行裝置，其特征在于包括機(jī)械手柄(I)、螺線管(2)、支撐桿(5)、機(jī)械手指、收緊彈簧(8)、機(jī)械手指限位塊(9)，所述的支撐桿(5)沿機(jī)械手柄(I)軸向設(shè)置在機(jī)械手柄(I)下端，支撐桿(5)下端設(shè)置有機(jī)械手指限位塊(9);所述的機(jī)械手指由永磁塊(3)、機(jī)械手指螺線管(4)、機(jī)械手指套筒(7)、夾取針(10)組成，永磁塊(3)固定在機(jī)械手指套筒(7)上端，夾取針(10)能夠在機(jī)械手指套筒(7)內(nèi)滑動(dòng)，機(jī)械手指套筒(7 )通過轉(zhuǎn)軸(6 )與支撐桿(5 )連接，機(jī)械手指螺線管(4 )設(shè)置在機(jī)械手指套筒(7 )外周且位于轉(zhuǎn)軸(6)上方，機(jī)械手指套筒(7)下端穿過機(jī)械手指限位塊(9);所述的機(jī)械手指設(shè)置2組，對(duì)稱設(shè)置在支撐桿(5)的兩側(cè)，所述的2組機(jī)械手指和支撐桿(5)通過收緊彈簧(8)預(yù)緊，螺線管(2)設(shè)置在支撐桿(5)上端對(duì)應(yīng)永磁塊(3)位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穴盤苗自動(dòng)移載取苗末端電磁執(zhí)行裝置，包括機(jī)械手柄(1)、螺線管(2)、支撐桿(5)、機(jī)械手指、收緊彈簧(8)、機(jī)械手指限位塊(9)，所述的支撐桿(5)沿機(jī)械手柄(1)軸向設(shè)置在機(jī)械手柄(1)下端，支撐桿(5)下端設(shè)置有機(jī)械手指限位塊(9)；所述的機(jī)械手指由永磁塊(3)、機(jī)械手指螺線管(4)、機(jī)械手指套筒(7)、夾取針(10)組成。該發(fā)明利用電磁力實(shí)現(xiàn)夾取針伸縮和機(jī)械手指開合，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，調(diào)控容易，可用于不同規(guī)格的穴盤苗自動(dòng)移栽領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A01C11/02GK103004348SQ20121058192
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者左志宇, 毛罕平, 張曉東, 韓綠化, 胡建平, 丁文芹 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)