本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域,具體的說是一種基于液壓調(diào)控的缽苗移栽機執(zhí)行系統(tǒng)。
背景技術(shù):
我國蔬菜移栽機類型較多,按照栽植器形式,分為鉗夾式移栽機、導苗管式移栽機、撓性圓盤式移栽機和吊籃式移栽機。我國于20世紀50年代末開始研制旱地移栽機,先后針對棉花、玉米、甜菜、油菜等進行了移栽機的試驗研究,研制出了多種類型的移栽機。栽植器是移栽機的核心部件,接受分苗器或人工送來的秧苗,并將秧苗送到開溝器開出的溝內(nèi),具有送苗直立入溝的功能,它反映了移栽機的發(fā)展過程和進步水平。目前,國內(nèi)外移栽機上采用的栽植器類型有鉗夾式、撓性圓盤式、吊杯式和導苗管式4種。而對于缽苗的移栽,需采用鉗夾式移栽器進行移栽。
現(xiàn)有的高速缽苗移栽機是通將缽苗夾在轉(zhuǎn)動的機械爪上,缽苗隨著機械爪運動,當?shù)竭_栽植位置時,機械爪由控制機構(gòu)打開,使秧苗落入苗溝中,然后覆土,完成移栽作業(yè)。該類型移栽機機構(gòu)簡單,生產(chǎn)成本低,株距和栽植深度較穩(wěn)定,值得推廣。
目前,研制的缽苗移栽的栽植機構(gòu)有滾動式栽植機構(gòu)、擺動式栽植機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)式栽植機構(gòu)等。滾動式栽植機構(gòu)秧爪的軌跡設(shè)計要求容易實現(xiàn),缺點是:滾子和滑道為高副接觸,磨損較嚴重,制造工藝較復雜、成本高。旋轉(zhuǎn)式移栽機構(gòu)設(shè)計、制造、夾開秧爪復雜。重要的是,上述機構(gòu),不能靈活地調(diào)節(jié)夾持力,并且由于其高速運轉(zhuǎn)的特性,在檢測夾持力過程中,不利于傳感器安放、檢測以及測量數(shù)據(jù)的傳輸。
高速移栽缽苗機的機械臂運動過程中,欲檢測機械爪夾持力,傳感器安裝部位不易確定且在高速運動過程中對數(shù)據(jù)檢測及檢測數(shù)據(jù)的傳輸影響較大,本發(fā)明的目的是相對穩(wěn)定地對夾持力進行檢測并將測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。
現(xiàn)有移栽機的機械爪夾持是通過固定的機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn),故夾持力不能調(diào)節(jié),或不能在運動過程中自動地實時調(diào)節(jié)需要人為地裝卸,本發(fā)明欲實現(xiàn)機械爪夾持力大小自動、實時調(diào)節(jié)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明提供一種基于液壓調(diào)控的缽苗移栽機執(zhí)行系統(tǒng),對夾持力的控制更加精確,而且能夠?qū)崟r、精確地檢測夾持力。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的具體方案為:
一種基于液壓調(diào)控的缽苗移栽機執(zhí)行系統(tǒng),包括底板和垂直設(shè)置在底板上的隔板,隔板的兩側(cè)分別設(shè)置有驅(qū)動機構(gòu)和栽植機構(gòu),所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機、主液壓缸和擺動裝置;所述擺動裝置包括槽軸、扇形齒輪、與扇形齒輪相嚙合的齒條以及用于支撐扇形齒輪的支撐桿;所述槽軸上沿圓周方向開設(shè)有滑槽,滑槽內(nèi)活動設(shè)置有觸頭,所述扇形齒輪的尖端通過連接桿與觸頭固定連接;所述支撐桿固定設(shè)置在所述隔板上,所述扇形齒輪的尖端與支撐桿轉(zhuǎn)動連接;所述齒條與所述主液壓缸的柱塞固定連接;所述電機驅(qū)動槽軸轉(zhuǎn)動并帶動觸頭在滑槽內(nèi)往復移動,進而通過連接桿帶動扇形齒輪往復擺動,然后依次帶動齒條和主液壓缸的柱塞往復運動,以控制主液壓缸出油或者收油;所述栽植機構(gòu)包括兩個夾持爪,兩個夾持爪通過一個從液壓缸相連接,從液壓缸與所述主液壓缸相連通,主液壓缸的出油或者收油帶動從液壓缸輸出或者復位,進而控制夾持爪夾持或者放開缽苗。
所述栽植機構(gòu)包括槽板和偏心輪,偏心輪由所述電機驅(qū)動,所述偏心輪上固定設(shè)置有一個基座,基座通過一個連接板與兩個套筒固定連接,兩個套筒內(nèi)各轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個連接軸,兩個所述夾持爪分別固定設(shè)置在兩個連接軸上;所述基座上還轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個傳動節(jié),傳動節(jié)由固定連接的轉(zhuǎn)筒和主動板組成,主動板還轉(zhuǎn)動連接有從動板,從動板上開設(shè)有一個通孔,在通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個限位柱;所述槽板與所述隔板平行且通過若干個連桿與隔板固定連接,在槽板上開設(shè)有一個限位槽,所述限位柱活動設(shè)置在限位槽中。
兩個所述連接軸上各固定設(shè)置有一個夾持爪安裝板,所述夾持爪固定設(shè)置在夾持爪安裝板上,所述從液壓缸固定設(shè)置在兩個夾持爪安裝板之間。
所述電機通過帶傳動驅(qū)動一個轉(zhuǎn)盤,所述轉(zhuǎn)盤通過鍵軸帶動所述槽軸,所述轉(zhuǎn)盤還通過一個連動軸帶動所述偏心輪同步轉(zhuǎn)動。
所述限位槽由依次連通的上限位段、抬升段、角度調(diào)節(jié)段和下限位段組成,其中上限位段與下限位段的傾斜角度相等,抬升段垂直設(shè)置,角度調(diào)節(jié)段的傾斜角度小于下限位段的傾斜角度。
所述擺動裝置還包括一個滑動桿,滑動桿沿齒條的長度方向貫通設(shè)置在齒條的中心處并與齒條固定連接,滑動桿的一端穿過所述隔板并與隔板滑動連接,滑動桿的另外一端與主液壓缸的柱塞固定連接。
所述支撐桿上開設(shè)有一個u型槽,u型槽的兩個側(cè)壁之間固定設(shè)置有一個轉(zhuǎn)軸,所述扇形齒輪的尖端活動套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上。
所述滑槽由首尾相互連通的直槽和往復槽組成,其中往復槽由四段弧度為π/的圓弧型槽依次連通而成。
所述主液壓缸與所述從液壓缸之間還設(shè)置有一個液壓閥,液壓閥設(shè)置在所述隔板上,在液壓閥內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器。
所述底板上固定設(shè)置有一個支架,支架由一個豎桿和固定設(shè)置在豎桿上端的弧形托板組成,所述主液壓缸設(shè)置在弧形托板上。
有益效果:
1、本發(fā)明利用液壓的方式驅(qū)動夾持爪進行夾取和拋落缽苗,能夠精確控制夾持力,避免夾持力過大對缽苗造成損傷;
2、液壓的調(diào)節(jié)通過電機和擺動裝置實現(xiàn),周期控制精確,而且結(jié)構(gòu)簡單,便于保養(yǎng)和維護;
3、通過在液壓閥內(nèi)設(shè)置壓力傳感器,能夠?qū)崟r監(jiān)測夾持力,從而可以有效地監(jiān)控栽植過程,能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并排除;
4、結(jié)合缽苗的實際栽植情況,還能夠準確分析夾持力的設(shè)定是否符合缽苗栽植的需求,對夾持力的調(diào)整提供依據(jù)。
附圖說明
圖1是整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是驅(qū)動機構(gòu)示意圖;
圖3是擺動裝置示意圖;
圖4是槽軸結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是栽植機構(gòu)示意圖;
圖6是夾取裝置示意圖;
圖7是滑槽結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記:1、底板,2、夾持爪,3、從液壓缸,4、槽板,401、限位槽,4011、上限位段,4012、抬升段,4013、角度調(diào)節(jié)段,4014、下限位段,5、液壓閥,6、齒條,601、滑動桿,7、主液壓缸,8、油路,9、扇形齒輪,10、槽軸,1001、直槽,1002、往復槽,11、皮帶,12、電機,13、支架,14、偏心輪,15、基座,16、傳動節(jié),17、主動板,18、從動板,19、限位柱,20、夾持爪安裝板,21、連接軸,22、套筒,23、連接板,24、隔板,25、支撐桿,2501、u型槽,26、轉(zhuǎn)軸,27、連接桿,28、觸頭,29、轉(zhuǎn)盤,30、中心柱。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖具體說明本發(fā)明的實施方式。
如圖1至4所示,一種基于液壓調(diào)控的缽苗移栽機執(zhí)行系統(tǒng),包括底板1和垂直設(shè)置在底板1上的隔板24,隔板24的兩側(cè)分別設(shè)置有驅(qū)動機構(gòu)和栽植機構(gòu)。
驅(qū)動機構(gòu)包括電機12、主液壓缸7和擺動裝置,其中電機12水平設(shè)置在底板1上,主液壓缸7位于電機12的上方并被一個支架13所支撐,支架13由一個固定設(shè)置在底板1上的豎桿和固定設(shè)置在豎桿上端的弧形托板組成,主液壓缸7設(shè)置在弧形托板上,電機12通過擺動裝置驅(qū)動主液壓缸7出油或者收油。擺動裝置包括槽軸10、扇形齒輪9、與扇形齒輪9相嚙合的齒條6以及用于支撐扇形齒輪9的支撐桿25。其中槽軸10水平設(shè)置在電機12的上方,電機12通過皮帶11帶動一個轉(zhuǎn)盤29,轉(zhuǎn)盤29的一端通過鍵軸與槽軸10固定連接并帶動槽軸10同步轉(zhuǎn)動。在槽軸10的周側(cè)壁上上沿圓周方向開設(shè)有滑槽,滑槽由首尾相互連通的直槽1001和往復槽1002組成,其中往復槽1002由四段弧度為π/4的圓弧型槽依次連通而成。滑槽內(nèi)活動設(shè)置有球形的觸頭28,扇形齒輪9的尖端通過連接桿27與觸頭28固定連接。支撐桿25水平地固定設(shè)置在隔板24上,支撐桿25的一端與隔板24固定連接,支撐桿25的另外一端懸空,在支撐桿25的懸空端上開設(shè)有一個u型槽2501,u型槽2501的兩個側(cè)壁之間固定設(shè)置有一個轉(zhuǎn)軸26,扇形齒輪9的尖端活動套設(shè)在轉(zhuǎn)軸26上。當電機12驅(qū)動槽軸10轉(zhuǎn)動的時候,觸頭28在滑槽內(nèi)持續(xù)移動,當觸頭28位于直槽1001中時,觸頭28在水平方向上不會發(fā)生位移,進而連接桿27和扇形齒輪9都不會擺動;當觸頭28位于往復槽1002中時,在往復槽1002的側(cè)壁的擠壓下,觸頭28在水平方向上做往復運動,然后利用連接桿27和轉(zhuǎn)軸26帶動扇形齒輪9在水平方向上擺動。齒條6水平設(shè)置在扇形齒輪9的上方,在齒條6的中心處沿長度方向開設(shè)有一個貫通的軸孔,軸孔內(nèi)設(shè)置有一個滑動桿601,且滑動桿601與齒條6固定連接,滑動桿601的一端穿通設(shè)置在隔板24上并于隔板24滑動連接,滑動桿601的另外一端與主液壓缸7的的柱塞固定連接。電機12驅(qū)動槽軸10轉(zhuǎn)動并帶動觸頭28在滑槽內(nèi)往復移動,進而通過連接桿27帶動扇形齒輪9往復擺動,然后依次帶動齒條6和主液壓缸7的柱塞往復運動,從而實現(xiàn)控制主液壓缸7出油或者收油。
如圖5至7所示,栽植機構(gòu)包括兩個夾持爪2,兩個夾持爪2通過一個從液壓缸3相連接,從液壓缸3與主液壓缸7相連通,主液壓缸7的出油或者收油帶動從液壓缸3輸出或者復位,進而控制夾持爪2夾持或者放開缽苗。主液壓缸7與從液壓缸3之間還設(shè)置有一個液壓閥5,液壓閥5設(shè)置在隔板24上,在液壓閥5內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器,當主液壓缸7通過液壓閥5向從液壓缸3輸油時,壓力傳感器檢測油壓,然后將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給外置的一個微處理器,由微處理器根據(jù)油壓計算出兩個夾持爪2產(chǎn)生的夾持力。栽植機構(gòu)還包括垂直設(shè)置的槽板4和偏心輪14,偏心輪14通過一個穿通設(shè)置在隔板24上連動軸與轉(zhuǎn)盤29相連接,進而由電機12驅(qū)動,連動軸與隔板24之間通過軸承實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接。偏心輪14上固定設(shè)置有一個基座15,基座15通過一個連接板23與兩個套筒22固定連接,兩個套筒22內(nèi)各轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個連接軸21,兩個連接軸21上各固定設(shè)置有一個夾持爪安裝板20,兩個夾持爪2固定設(shè)置在兩個夾持爪安裝板20上,從液壓缸3固定設(shè)置在兩個夾持爪安裝板20之間兩個夾持爪2之中,遠離隔板24的一個夾持爪2是活動的,而靠近隔板24的一個夾持爪2是固定的,從液壓缸3的輸出端與活動的夾持爪2固定連接?;?5上還固定設(shè)置有一個中心柱30,中心柱30與偏心輪14的轉(zhuǎn)動中心關(guān)于偏心輪14的軸線對稱。在中心柱30上轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個傳動節(jié)16,傳動節(jié)16由固定連接的轉(zhuǎn)筒和主動板17組成,其中轉(zhuǎn)筒套設(shè)在中心柱30上,主動板17的板面與轉(zhuǎn)筒的軸線相互垂直。主動板17還轉(zhuǎn)動連接有從動板18,從動板18上開設(shè)有一個通孔,在通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個限位柱19。槽板4與隔板24平行且通過若干個連桿與隔板24固定連接,在槽板4上開設(shè)有一個限位槽401,限位柱19活動設(shè)置在限位槽401中。限位槽401由依次連通的上限位段4011、抬升段4012、角度調(diào)節(jié)段4013和下限位段4014組成,其中上限位段4011與下限位段4014的傾斜角度相等,抬升段4012垂直設(shè)置,角度調(diào)節(jié)段4013的傾斜角度小于下限位段4014的傾斜角度。
在進行栽植時,電機12作為動力源,依次帶動轉(zhuǎn)盤29、連動軸、偏心輪14和基座15轉(zhuǎn)動,進而依次帶動連接板23、套筒22、夾持爪安裝板20和夾持爪2轉(zhuǎn)動,同時在傳動節(jié)16、從動板18、限位柱19和限位槽401的限位作用下,使夾持爪2往復移動,夾持爪2的運動軌跡與限位槽401的形狀相同。當夾持爪2位于最下端的時候,對應從液壓缸3輸出,然后從液壓缸3的輸出端推動遠離隔板24的一個夾持爪2,該夾持爪2帶動與之相連的一個安裝軸21繞著套筒22轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)兩個夾持爪2的下端靠攏,將待栽植的缽苗夾取起來;當夾持爪2位于最上端的時候,對應從液壓缸3收油,然后兩個夾持爪2復原并拋落缽苗。
不斷重復上述過程,實現(xiàn)對缽苗的栽植。
本發(fā)明利用液壓的方式驅(qū)動夾持爪2進行夾取和拋落缽苗,能夠精確控制夾持力,避免夾持力過大對缽苗造成損傷。液壓的調(diào)節(jié)通過電機12和擺動裝置實現(xiàn),周期控制精確,而且結(jié)構(gòu)簡單,便于保養(yǎng)和維護。還通過在液壓閥5內(nèi)設(shè)置壓力傳感器,能夠?qū)崟r監(jiān)測夾持力,從而可以有效地監(jiān)控栽植過程,能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并排除,結(jié)合缽苗的實際栽植情況,還能夠準確分析夾持力的設(shè)定是否符合缽苗栽植的需求,對夾持力的調(diào)整提供依據(jù)。