一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器及其取放苗控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及農業裝備領域，特別涉及一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器及取放苗 控制方法。
【背景技術】
[0002] 在農藝上，無論壟式栽培或高架的草莓栽培，一般均為并排兩列種植模式，移栽時 均要求草莓秧苗的弓背朝外，從而使果實產于外側，既有利于受到陽光照射和通風、減少果 實表面濕度和衛生狀況，從而改善果實的品質，同時又便于管理和采收。穴盤秧苗移栽末端 執行器是移栽機器人直接完成取苗和放苗的關鍵裝置，其性能對穴盤秧苗機器人移栽成功 率和效率具有決定性的影響。而要實現穴盤草莓秧苗的機器人移栽作業，其末端執行器既 要滿足同時穴盤取苗和栽植時的苗距調整需要，又要滿足草莓秧苗栽植后弓背向外的特殊 換向要求。
[0003] 目前Visser溫室移栽機、洋馬、久保田等的水稻苗全自動移栽機等進行多株移栽 時，采用了人工調整或展幅板、鴨嘴、旋轉杯循環等自動間距調整方式，但均無法實現秧苗 的朝向變換，因而無法滿足草莓秧苗移栽的要求。
【發明內容】
[0004] 針對現有穴盤秧苗移栽末端執行器無法滿足高大草莓穴盤秧苗特殊移栽要求的 問題，本發明提供一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器及其取放苗控制方法，以實現穴盤草 莓秧苗的雙苗取苗和弓背朝外定向栽植。
[0005] 為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：
[0006] 一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器，其特征在于：由遠端取苗爪（1)、雙苗位姿間 距調整旋轉機構（2)、近端取苗爪（3)組成；遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（2)均沿豎直方 向布置，遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)相平行且高度一致，遠端取苗爪（1)固定于雙苗 位姿間距調整旋轉機構（2)上，近端取苗爪（3)由雙苗位姿間距調整旋轉機構（2)帶動水 平轉動；
[0007] 所述雙苗位姿間距調整旋轉機構由遠端取苗爪固定件（17)、遠端磁鐵（18)、遠端 限位開關（19)、機架（20)、電機（21)、軸承（22)、近端磁鐵（23)、近端限位開關（24)、近端 取苗爪旋轉連接件（25)、小金屬板（26)組成；遠端取苗爪固定件（17)的上端固定于機架 (20)上，遠端取苗爪固定件（17)的下端與遠端取苗爪（1)的直動元件（9)的殼體固定；近 端取苗爪旋轉連接件（25)的上端與電機（21)的軸固定，近端取苗爪旋轉連接件（25)的下 端與近端取苗爪（3)的直動元件（9)的殼體固定；通過軸承（22)的支撐，由電機（21)通過 近端取苗爪旋轉連接件（25)帶動近端取苗爪（3)繞電機（21)的軸線水平轉動；機架（20) 上在電機（21)軸線的一側固定有遠端磁鐵（18)和遠端限位開關（19)，機架（20)上在電 機（21)軸線的另一側固定有近端磁鐵（23)和近端限位開關（24);近端取苗爪旋轉連接件 (25)上固定有小金屬板（26)，在取苗狀態下，小金屬板（26)被近端磁鐵（23)吸住并觸發 近端限位開關（24)。在放苗狀態下，近端取苗爪旋轉連接件（25)繞電機（21)的軸線水平 旋轉180度，使小金屬板（26)被遠端磁鐵（18)吸住并觸發遠端限位開關（19)。
[0008] 在取苗狀態下，遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)的中心軸線距離與穴盤（4)的 穴孔距H1-致；在放苗狀態下，電機（21)通過近端取苗爪旋轉連接件（25)帶動近端取苗爪 (3)繞電機（21)的軸線水平旋轉180度，使遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)的中心軸線 距離與草莓秧苗栽植的行距要求4相一致；遠端取苗爪（1)的偏心距E1和近端取苗爪（3) 的偏心距E2分別為
[0009]
【主權項】
1. 一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器，其特征在于：由遠端取苗爪（I)、雙苗位姿間距 調整旋轉機構（2)、近端取苗爪（3)組成；遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（2)均沿豎直方向 布置，遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)相平行且高度一致，遠端取苗爪（1)固定于雙苗位 姿間距調整旋轉機構（2)上，近端取苗爪（3)由雙苗位姿間距調整旋轉機構（2)帶動水平 轉動； 所述雙苗位姿間距調整旋轉機構由遠端取苗爪固定件（17)、遠端磁鐵（18)、遠端限位 開關（19)、機架（20)、電機（21)、軸承（22)、近端磁鐵（23)、近端限位開關（24)、近端取苗 爪旋轉連接件（25)、小金屬板（26)組成；遠端取苗爪固定件（17)的上端固定于機架（20) 上，遠端取苗爪固定件（17)的下端與遠端取苗爪（1)的直動元件（9)的殼體固定；近端取 苗爪旋轉連接件（25)的上端與電機（21)的軸固定，近端取苗爪旋轉連接件（25)的下端與 近端取苗爪（3)的直動元件（9)的殼體固定；通過軸承（22)的支撐，由電機（21)通過近端 取苗爪旋轉連接件（25)帶動近端取苗爪（3)繞電機（21)的軸線水平轉動；機架（20)上在 電機（21)軸線的一側固定有遠端磁鐵（18)和遠端限位開關（19)，機架（20)上在電機（21) 軸線的另一側固定有近端磁鐵（23)和近端限位開關（24);近端取苗爪旋轉連接件（25)上 固定有小金屬板（26)，在取苗狀態下，小金屬板（26)被近端磁鐵（23)吸住并觸發近端限位 開關（24)。在放苗狀態下，近端取苗爪旋轉連接件（25)繞電機（21)的軸線水平旋轉180 度，使小金屬板（26)被遠端磁鐵（18)吸住并觸發遠端限位開關（19)。
2. 根據權利要求1所述的一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器，其特征在于：在取苗狀 態下，遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)的中心軸線距離與穴盤（4)的穴孔距H 1-致；在 放苗狀態下，電機（21)通過近端取苗爪旋轉連接件（25)帶動近端取苗爪（3)繞電機（21) 的軸線水平旋轉180度，使遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)的中心軸線距離與草莓秧苗 栽植的行距要求4相一致；遠端取苗爪（1)的偏心距E 1和近端取苗爪（3)的偏心距E 2分 別為
3. 根據權利要求1所述的一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器的取放苗控制方法，其特 征在于包括以下步驟： 步驟一，使穴盤草莓秧苗末端執行器處于取苗狀態并垂直定位于穴盤（4)外側，遠端 取苗爪（1)和近端取苗爪（3)的中心軸線距離與穴盤（4)的穴孔距H1-致，且遠端取苗爪 (1)和近端取苗爪（3)的兩側取苗指（6)分別位于待取草莓秧苗所在穴孔（27)列中心線的 兩側； 步驟二，將穴盤草莓秧苗末端執行器向穴盤（4)直線水平移動，使遠端取苗爪（1)和近 端取苗爪（3)的兩側取苗指（6)始終對準兩列間穴孔隔邊（28)，直至遠端取苗爪（1)和近 端取苗爪（3)豎直對準同列內的兩相鄰穴孔（27); 步驟三，通過兩直動元件（9)的移動頭同時伸出帶動遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3) 的取苗指(6)下伸分別夾持兩草莓秧苗的苗坨； 步驟四，穴盤草莓秧苗末端執行器上行，遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)從兩相鄰穴 孔（27)中取出兩弓背（29)朝向相同的草莓秧苗； 步驟五，通過電機（21)啟動帶動近端取苗爪（3)水平轉動180度，直至遠端磁鐵（18) 吸住小金屬板（26)，此時觸發遠端限位開關（19)給出電機（21)停止信號，使穴盤草莓秧苗 末端執行器變換為放苗狀態；兩草莓弓背（29)朝外并使遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3) 的中心軸線距離與草莓秧苗栽植的行距要求4相一致； 步驟六，與步驟五同時，穴盤草莓秧苗末端執行器移動，使被夾持的兩弓背（29)朝外 的草莓秧苗豎直對準植苗孔； 步驟七，穴盤草莓秧苗末端執行器下行，使指針（13)夾持苗坨進入植苗孔； 步驟八，兩直動元件（9)的移動頭同時縮回，帶動遠端取苗爪（1)和近端取苗爪（3)的 取苗指(6)同時向上縮回，由退苗板（15)抵住苗坨上表面，從而使兩草莓秧苗脫離向上縮 回指針（13)并被放入植苗孔，完成兩草莓秧苗的移栽； 步驟九，電機（21)啟動，帶動近端取苗爪（3)反向轉動180度，直至小金屬板（26)被 近端磁鐵（23)吸住，觸發近端限位開關（24)給出電機（21)停止信號，重新使遠端取苗爪 (1)和近端取苗爪（3)的中心軸線距離與穴盤（4)的穴孔距H 1-致，進行下一周期的取苗 和移栽。
4.根據權利要求3所述的一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器的取放苗控制方法，其特 征在于：所述草莓秧苗在穴盤（4)內的弓背（29)方向一致，移栽時穴盤草莓秧苗移栽末端 執行器位于弓背（29)的相反方向。
【專利摘要】本發明公開了一種穴盤草莓秧苗移栽末端執行器及其取放苗控制方法，涉及農業裝備領域。穴盤草莓秧苗移栽末端執行器由遠端取苗爪、雙苗位姿間距調整旋轉機構和近端取苗爪組成，通過180度兩側布置的磁鐵與限位開關實現近端取苗爪在取苗狀態和放苗狀態的可靠限位與準確定位，進而通過電機帶動近端取苗爪實現180度的水平旋轉，從而將同時所取兩草莓秧苗的弓背由同向變換為弓背同時朝外，并同步調整了草莓秧苗的間距。通過雙爪的自動定位和位置變換同步解決了草莓秧苗移栽的苗距變化和弓背朝向改變問題，結構簡單可靠，易于推廣應用。
【IPC分類】G05B19-402, A01C11-02
【公開號】CN104855025
【申請號】CN201510305363
【發明人】劉繼展, 李茂 , 李萍萍, 王紀章, 蔡偉建, 趙密珍
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月4日