一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法

1.一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，调整第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）至初始工作位置；
第二步，确定穴盘输送装置的零点位置：当第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）调整到初始工作位置后，保持输送链（9）和传动链（13）不动，手动调整传动链装置中两霍尔传感器感应片（16）在两传动链（13）上的位置，使两霍尔传感器感应片（16）分别与两霍尔传感器(17)的感应头对齐，此时输送链（9）和传动链（13）所处位置定义为零点位置；
第三步，在输送平台（15）上铺放供苗盘（4）和植苗盘（3）：在穴盘输送装置零点位置确定后，依次在第一组供苗盘（4）和植苗盘（3）后面的每个穴盘输送推板（5）处放入供苗盘（4）和植苗盘（3），并使每个穴盘输送推板（5）分别和供苗盘（4）、植苗盘（3）保持接触，由于传动链（13）每转动一周，输送链（9）带动穴盘走过一个穴盘输送推板间隔距离L1，所以每个穴盘的相对位置也已确定；
第四步，进行单排穴盘苗移栽：启动移栽机取苗装置，取苗爪（25）从供苗盘（4）第一排穴孔中依次取苗，然后将苗依次植入植苗盘（3）第一排穴孔中；
第五步，进行穴盘单排步进输送：当取苗爪(25)取完供苗盘（4）一排穴盘苗时，控制器启动供苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机（20），伺服电机（20）依据供苗盘（4）两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D（23）转动一个角度，使供苗盘（4）向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机（20）转动，取苗爪（25）开始下一排苗的取苗；当取苗爪（25）植满植苗盘（3）的一排穴孔时，控制器启动植苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机（20），伺服电机（20）依据植苗盘（3）两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D（23）转动一个角度，使植苗盘（3）向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机（20）转动，取苗爪（25）开始下一排穴孔的植苗；
第六步，进行穴盘整盘输送：当取苗爪（25）取完供苗盘（4）中所有穴盘苗后，控制器驱动供苗盘一侧输送装置中的伺服电机（20）转动，由此驱动输送链（9）上的穴盘输送推板（5）向前移动，穴盘输送推板（5）推动输送平台（15）上的供苗盘（4）也向前移动，直至伺服电机（20）驱动传动链（13）上的霍尔传感器感应片（16）再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机（20）停止转动，此时输送链（9）上的穴盘输送推板（5）刚好将下一盘供苗盘的第一排穴盘苗推送至移栽机构取苗爪（25)的工作平面（21）内，取苗爪开始下一盘供苗盘（4）的取苗作业；当取苗爪（25）将植苗盘（3）中所有穴孔植入穴盘苗后，控制器驱动植苗盘一侧的输送装置中的伺服电机（20）转动，由此驱动输送链（9）上的穴盘输送推板（5）向前移动，穴盘输送推板（5）推动输送平台（15）上的植苗盘（3）也向前移动，直至伺服电机（20）驱动传动链（13）上的霍尔传感器感应片（16）再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机（20）停止转动，此时输送链（9）上的穴盘输送推板（5）刚好将下一盘植苗盘（3）的第一排穴盘孔推送至移栽机构取苗爪（25)的工作平面（21）内，取苗爪开始下一盘植苗盘（3）的植苗作业。
2.如权利要求1所述的一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法，其特征在于：所述的调整第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）至初始工作位置，具体为：首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置的输送平台（15）入口处放入供苗盘（4）和植苗盘（3），穴盘输入检测传感器（7）检测到有穴盘输入，从而启动驱动伺服电机（20），伺服电机（20）驱动传动链（13）转动，传动链（13）带动输送链（9）转动，安装在输送链（9）上的穴盘输送推板（5）推动植苗盘（3）和供苗盘（4）向前移动，直至供苗盘（4）和植苗盘（3）第一排穴孔中心线同处于移栽机构取苗爪（25）工作平面（21）内，然后停止伺服电机（20）转动，此时第一组供苗盘（4）、植苗盘（3）在输送平台（15）上的初始工作位置便已确定。
3.如权利要求1所述的一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法，其特征在于可进行循环作业：每完成一次供苗盘（4）或植苗盘（3）的整盘向前输送，便在钵苗移栽机两穴盘输送装置的入口处分别置入一供苗盘（4）或植苗盘（3），穴盘输送装置重复第四步、第五步和第六步骤，实现移栽机的循环作业。

一种钵苗移栽机穴盘输送和定位方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于设施农业中的自动化移栽领域，尤其是一种专门用于穴盘苗移栽机的输送定位装置及方法。\n技术背景\n[0002] 穴盘育苗是一个新的行业，是20世纪70年代在国际上发展起来的一项新型育苗技术，穴盘育苗与常规育苗方式相比，具有省工﹑省力﹑成苗快﹑节约资源﹑成本低﹑效率高﹑便于管理以及保护农业生态环境等优点，主要应用于烟草﹑花卉﹑蔬菜和树木的育苗。穴盘鱼苗中为了保证作物有适当的空间以促进其扎根和生长，需要将穴盘钵苗从高密度盘向低密度盘间的移栽，及穴盘向花盆间的移栽。穴盘钵苗移栽虽然很简单，但需要大量的手工作业,并且连续工作容易疲劳，生产效率低，难以实现大面积作业，制约了穴盘育苗技术的发展。为此，研究穴盘钵苗高速自动移栽机显得尤为重要，其对于提高劳动生产率，降低劳动强度,促进穴盘育苗技术的发展具有重要意义。\n[0003] 穴盘钵苗自动移栽机技术的研究始于上个世纪80年代，目前主要有两种实现方式，一种是以工业机器人为本体的穴盘钵苗自动移栽机，另一种是开发独立机电系统的穴盘钵苗自动移栽机。1987年，KUTZ等人研究了基于Puma560移栽机器人的可行性。1992年，KC.Ting等人研究了基于ADEPT-SCARA四自由度移栽机器人。1999年Ryu等人设计了一套专用的机电设备，研制出了移栽机器人。2010年3月，沈阳农业大学邱立春等人发明了一种穴盘苗移栽的自动移栽机。结构简单，方便，但效率较低，精度不高。\n[0004] 穴盘输送装置定位装置及方法是穴盘钵苗移栽机的重要组成部分，现阶段穴盘钵苗移栽机输送装置多采用带传动，传感器定位，如2010年高国华等人申请的发明专利，名称为温室自动化穴苗移栽机，申请号为201010194836.1。带传动容易产生滑动，影响钵苗输送的精准度，实际应用种问题很多。针对这种情况，本发明提出了一种可靠地穴盘苗输送定位装置及方法。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于提供一种穴盘输送和定位方法，用于由输送平台、链传动、输送导轨、传感器等组成的穴盘钵苗移栽输送定位装置，提高钵苗输送的精准度和穴盘苗移栽作业质量。\n[0006] 为了解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：\n[0007] 一种用于穴盘钵苗移栽机的穴盘输送和定位方法，其特征在于包括以下步骤：\n[0008] 一种钵苗移栽机穴盘输送定位方法，其特征在于包括以下步骤：\n[0009] 第一步，调整第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)至初始工作位置；\n[0010] 第二步，确定穴盘输送装置的零点位置：当第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)调整到初始工作位置后，保持输送链(9)和传动链(13)不动，手动调整传动链装置中两霍尔传感器感应片(16)在两传动链(13)上的位置，使两霍尔传感器感应片(16)分别与两霍尔传感器(17)的感应头对齐，此时输送链(9)和传动链(13)所处位置定义为零点位置；\n[0011] 第三步，在输送平台(15)上铺放供苗盘(4)和植苗盘(3)：在穴盘输送装置零点位置确定后，依次在第一组供苗盘(4)和植苗盘(3)后面的每个穴盘输送推板(5)处放入供苗盘(4)和植苗盘(3)，并使每个穴盘输送推板(5)分别和供苗盘(4)、植苗盘(3)保持接触，由于传动链(13)每转动一周，输送链(9)带动穴盘走过一个穴盘输送推板间隔距离L1，所以每个穴盘的相对位置也已确定；\n[0012] 第四步，进行单排穴盘苗移栽：启动移栽机取苗装置，取苗爪(25)从供苗盘(4)第一排穴孔中依次取苗，然后将苗依次植入植苗盘(3)第一排穴孔中；\n[0013] 第五步，进行穴盘单排步进输送：当取苗爪(25)取完供苗盘(4)一排穴盘苗时，控制器启动供苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机(20)，伺服电机(20)依据供苗盘(4)两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D(23)转动一个角度，使供苗盘(4)向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机(20)转动，取苗爪(25)开始下一排苗的取苗；当取苗爪(25)植满植苗盘(3)的一排穴孔时，控制器启动植苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机(20)，伺服电机(20)依据植苗盘(3)两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D(23)转动一个角度，使植苗盘(3)向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机(20)转动，取苗爪(25)开始下一排穴孔的植苗；\n[0014] 第六步，进行穴盘整盘输送：当取苗爪(25)取完供苗盘(4)中所有穴盘苗后，控制器驱动供苗盘一侧输送装置中的伺服电机(20)转动，由此驱动输送链(9)上的穴盘输送推板(5)向前移动，穴盘输送推板(5)推动输送平台(15)上的供苗盘(4)也向前移动，直至伺服电机(20)驱动传动链(13)上的霍尔传感器感应片(16)再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机(20)停止转动，此时输送链(9)上的穴盘输送推板(5)刚好将下一盘供苗盘的第一排穴盘苗推送至移栽机构取苗爪(25)的工作平面(21)内，取苗爪开始下一盘供苗盘(4)的取苗作业；当取苗爪(25)将植苗盘(3)中所有穴孔植入穴盘苗后，控制器驱动植苗盘一侧的输送装置中的伺服电机(20)转动，由此驱动输送链(9)上的穴盘输送推板(5)向前移动，穴盘输送推板(5)推动输送平台(15)上的植苗盘(3)也向前移动，直至伺服电机(20)驱动传动链(13)上的霍尔传感器感应片(16)再次和霍尔传感器(17)的感应头对齐，霍尔传感器(17)得到感应信号，并控制伺服电机(20)停止转动，此时输送链(9)上的穴盘输送推板(5)刚好将下一盘植苗盘(3)的第一排穴盘孔推送至移栽机构取苗爪(25)的工作平面(21)内，取苗爪开始下一盘植苗盘(3)的植苗作业。\n[0015] 所述的调整第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)至初始工作位置，具体为：首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置的输送平台(15)入口处放入供苗盘(4)和植苗盘(3)，穴盘输入检测传感器(7)检测到有穴盘输入，从而启动驱动伺服电机(20)，伺服电机(20)驱动传动链(13)转动，传动链(13)带动输送链(9)转动，安装在输送链(9)上的穴盘输送推板(5)推动植苗盘(3)和供苗盘(4)向前移动，直至供苗盘(4)和植苗盘(3)第一排穴孔中心线同处于移栽机构取苗爪(25)工作平面(21)内，然后停止伺服电机(20)转动，此时第一组供苗盘(4)、植苗盘(3)在输送平台(15)上的初始工作位置便已确定。\n[0016] 进行循环作业步骤：每完成一次供苗盘(4)或植苗盘(3)的整盘向前输送，便在钵苗移栽机两穴盘输送装置的入口处分别置入一供苗盘(4)或植苗盘(3)，穴盘输送装置重复第四步、第五步和第六步骤，实现移栽机的循环作业。\n[0017] 本发明具有有益效果。本发明采用了链传动、穴盘输送推板、输送导轨结构，以及传感器检测技术，实现穴盘输送定位，方法简单，定位精度高、输送稳定可靠。\n附图说明\n[0018] 图1输送装置总体示意图；\n[0019] 图2链传动示意图；\n[0020] 图3穴盘输送导向装置示意图。\n[0021] 图中：1.台架 2.穴盘输入检测传感器 3.植苗盘 4.供苗盘 5.穴盘输送推板 6.横梁 7.内侧穴盘输送导轨 8.外侧穴盘输送导轨 9.输送链 10.滑块 11.横梁支架 12.滑槽 13.传动链 14.螺钉15.输送平台 16.感应片 17.霍尔传感器 18.链轮A \n19.轴 20.伺服电机 21.移栽机构工作平面22.链轮C 23.链轮D 24.链轮B 25.取苗爪具体实施方式\n[0022] 下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。\n[0023] 如图1所示，一台穴盘钵苗移栽机设有两套穴盘输送定位装置，两套装置结构相同，平行布置，每套穴盘输送定位装置由输送台架1、输送平台15、穴盘输入检测传感器2、穴盘输送导向装置、水平输送链装置、传动链装置组成。其中，输送平台15固定安装在输送台架1两侧支架内，穴盘输入检测传感器2安装在输送台架1外侧支架入口处，供苗盘4和植苗盘3分别放置在两套并列穴盘输送定位装置中的输送平台15上。\n[0024] 如图1和图3所示，穴盘输送导向装置由内侧穴盘输送导轨7、外侧穴盘输送导轨\n8、横梁6、横梁支架11组成；2个以上的横梁6沿穴盘输送方向平行布置，横梁6由横梁支架11支撑；横梁6上设有滑槽12，滑槽12内装有可移动的滑块10，内侧穴盘输送导轨7和外侧穴盘输送导轨8分别与滑块10联接，滑块10通过螺钉14固定在滑槽12内，松开滑块\n10上的螺钉14，滑块14可以在滑槽12内移动，滑块14在滑槽12内的移动带动内侧穴盘输送导轨7、外侧穴盘输送导轨8移动，从而调整内侧穴盘输送导轨7与外侧穴盘输送导轨\n8之间的宽度，以适应不同宽度的穴盘。\n[0025] 如图2所示，水平输送链装置由输送链9、链轮A18、链轮B24、穴盘输送推板5组成，输送链9、链轮A18、链轮B24分别安装在输送台架1的两侧，穴盘输送推板5按等距离L1均匀安装在输送台架1两侧输送链9上，穴盘输送推板5之间的间隔距离L1大于穴盘的长度。\n[0026] 如图2所示，传动链装置由传动链13、链轮C22、链轮D23、伺服电机20、霍尔传感器感应片16、霍尔传感器17组成，整套装置安装在输送台架1的外侧；链轮C22和输送链装置中的主动链轮A18同轴安装；伺服电机20与传动链装置中主动链轮D23同轴安装；霍尔传感器感应片16安装在传动链13上，霍尔传感器17安装在输送台架1外侧，与霍尔传感器感应片16相对应，但不接触。\n[0027] 传动链装置中链轮D23和链轮C22传动比为1:1，输送链装置中链轮A18和链轮B24传动比为1:1；水平输送链装置中链轮A18、链轮B24的半径R1、传动链装置中链轮C22、链轮D23的半径R2、穴盘输送推板5间隔距离L1、传动链的长度L2满足： 的条件，依据这一条件，伺服电机20驱动传动链装置上的传动链13每转动一周，带动输送链9及输送链9上的穴盘推板向前走过一个推板间隔距离L1，同时传动链13上的霍尔传感器感应片\n16与霍尔传感器17接近一次，霍尔传感器17得到一次感应信号。\n[0028] 本发明的工作过程如下：\n[0029] a.首先在两套平行布置的穴盘输送定位装置的输送平台15入口处放入供苗盘4和植苗盘3，穴盘输入检测传感器7检测到有穴盘输入，从而启动驱动伺服电机20，伺服电机20驱动传动链13转动，传动链13带动输送链9转动，安装在输送链9上的穴盘输送推板5推动植苗盘3和供苗盘4向前移动，直至供苗盘4和植苗盘3第一排穴孔中心线同处于移栽机构取苗爪25工作平面21内，然后停止伺服电机20转动；\n[0030] b.当第一组供苗盘4、植苗盘3调整到初始工作位置后，保持输送链9和传动链13不动，手动调整传动链装置中两霍尔传感器感应片16在两传动链13上的位置，使两霍尔传感器感应片16分别与两霍尔传感器17的感应头对齐，此时输送链9和传动链13所处位置定义为零点位置；\n[0031] c.在穴盘输送装置零点位置确定后，依次在第一组供苗盘4和植苗盘3后面的每个穴盘输送推板5处放入供苗盘4和植苗盘3，并使每个穴盘输送推板5分别和供苗盘4、植苗盘3保持接触，由于传动链13每转动一周，输送链9带动穴盘走过一个穴盘输送推板间隔距离L1，所以每个穴盘的相对位置也已确定；\n[0032] d.启动移栽机取苗装置，取苗爪25从供苗盘4第一排穴孔中依次取苗，然后将苗依次植入植苗盘3第一排穴孔中；\n[0033] e.当取苗爪25取完供苗盘4一排穴盘苗时，控制器启动供苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机20，伺服电机20依据供苗盘4两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D23转动一个角度，使供苗盘4向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机20转动，取苗爪\n25开始下一排苗的取苗；当取苗爪25植满植苗盘3的一排穴孔时，控制器启动植苗盘一侧穴盘输送装置中的伺服电机20，伺服电机20依据植苗盘3两穴孔中心距离驱动传动链装置上的链轮D23转动一个角度，使植苗盘3向前移动一个穴孔中心距离，然后停止伺服电机\n20转动，取苗爪25开始下一排穴孔的植苗；\n[0034] f.当取苗爪25取完供苗盘4中所有穴盘苗后，控制器驱动供苗盘输送装置一侧的伺服电机20转动，由此驱动输送链9上的穴盘输送推板5向前移动，穴盘输送推板5推动输送平台15上的供苗盘4也向前移动，直至伺服电机20驱动传动链13上的霍尔传感器感应片16再次和霍尔传感器17的感应头对齐，霍尔传感器17得到感应信号，并控制伺服电机20停止转动，此时输送链9上的穴盘输送推板5刚好将下一盘供苗盘的第一排穴盘苗推送至移栽机构取苗爪25的工作平面21内，取苗爪开始下一盘穴盘苗的取苗作业；当取苗爪\n25将植苗盘3中所有穴孔植入穴盘苗后，控制器驱动植苗盘输送装置一侧的伺服电机20转动，由此驱动输送链9上的穴盘输送推板9向前移动，穴盘输送推板5推动输送平台15上的植苗盘3也向前移动，直至伺服电机20驱动传动链13上的霍尔传感器感应片16再次和霍尔传感器17的感应头对齐，霍尔传感器17得到感应信号，并控制伺服电机20停止转动，此时输送链9上的穴盘输送推板5刚好将下一盘植苗盘3的第一排穴盘孔推送至移栽机构取苗爪25的工作平面21内，取苗爪开始下一盘植苗盘3的植苗作业；\n[0035] g.每完成一次供苗盘4或植苗盘3的整盘向前输送，便在钵苗移栽机两穴盘输送装置的入口处分别置入一供苗盘4或植苗盘3，穴盘输送装置重复d、e、f步骤，实现移栽机的循环作业。