專利名稱：工廠化穴盤育苗自動播種機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動播種機，尤其涉及一種工廠化穴盤育苗自動播種機，屬于精密農業(yè)機械技術領域。
穴盤育苗自動播種機是工廠化農業(yè)的重要裝備。隨著我國經濟發(fā)展特別是城市建設的快速發(fā)展和產業(yè)結構的調整，對蔬菜、花卉的需求量越來越大，傳統(tǒng)的手工播種育苗已不能滿足市場需求。研制適用不同種類、不同大小、不同形狀的蔬菜、花卉種子的自動播種機，解決工廠化育苗中精量播種的關鍵技術，為蔬菜、花卉的自動化播種育苗提供整套設備是當今我國工廠化育苗的需要。
現有技術中，一些發(fā)達國家采用了穴盤自動化育苗播種流水線，如美國Bouldin & Lawson,Inc.的產品，荷蘭VISSER International Trade & EngineeringBV的產品等，這些播種機只適用于固定穴盤而不能調整，因其是針對大農場的規(guī)模經營，穴盤并不需要調整，同時控制系統(tǒng)復雜，選用的變速方案調整不方便，漏播率較高且價格昂貴。目前國內一些與工廠化育苗自動播種機相關的文獻報道，還僅限于對國外有關產品的分析，處于初步的研究階段，尚未見成熟產品的應用。
本發(fā)明的目的在于針對我國實際生產的需要及現有技術的不足，設計提供一種新的適合我國國情的工廠化育苗自動播種機，能滿足各種蔬菜、花卉不同穴盤的育苗播種。
為實現這樣的目的，本發(fā)明的技術方案中，工廠化自動育苗播種機包括定位機構、打穴機構、播種機構、振動機構、覆土機構、平整機構、輸送機構及控制箱等。在工作臺的機架上按流水線的工作流程分別固定有定位、打穴、播種、振動、覆土和平整機構，對應這些機構的工作臺面上安有光電發(fā)送接收器，根據穴盤的運動位置發(fā)出控制信號。工作臺面兩側有兩塊寬度可調整的導向板，臺面下安裝有控制箱。輸送機構由步進電機驅動，通過皮帶輪帶動輸送帶傳動，使穴盤在導向板限制的寬度內沿工作臺面移動，進入各工作流程。穴盤定位機構中，在氣缸活塞桿端部裝有帶彈簧片的微動開關，當載滿栽培土的穴盤輸送接觸到彈簧片時，觸動微動開關發(fā)出訊號，使氣缸活塞桿提升，允許穴盤通過，而穴盤空載時不能通過。打穴機構中，氣缸支架上固定有夯頭氣缸，夯頭氣缸活塞桿連接一個帶T型滑槽的打穴夯頭基座，打穴夯頭安裝在T型槽中，夯頭數量及夯頭間隙及夯孔深度均可調整，采用光電發(fā)送接收器收發(fā)信號，控制氣缸活塞桿運動。播種機構包括吸種真空氣缸、集氣管、吸針頭及種子導向孔等，氣缸支架上固定有吸種真空氣缸，氣缸上布有行程開關，氣缸的活塞桿連接與真空發(fā)生器相連的集氣管，并通過集氣管連接吸種針頭。氣缸支架上還裝有帶種子導向孔的播種導槽。由吸針頭從振動盤上吸種子，再從種子導向孔落入穴盤的坑穴中。為使吸針頭容易吸種，設計了振動機構，通過電磁振動器來激振振動盤使種子均勻分布。播種后，通過覆土機構中氣缸活塞桿的往復運動，帶動下料滾筒間隙式運轉，在已播好種子的穴盤上補一層土，把孔穴補滿，再由平整機構把穴盤表面上的栽培土壓平壓實。
本發(fā)明的自動播種機在整個播種過程中經過了定位、夯穴、播種、振動、覆土、平整等環(huán)節(jié)，穴盤在輸送帶上輸送，輸送速度通過步進電機調頻來實現，控制簡單可靠，定位、夯穴、播種、覆土氣缸的往復運動速度采用雙單向節(jié)流閥進行調速，調節(jié)方便，整個系統(tǒng)協(xié)調采用三菱PLC可編程控制器控制，實現自動播種全過程。
為更好地理解本發(fā)明的技術方案，以下結合附圖作進一步詳細描述。


圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
如圖所示，本發(fā)明包括定位機構1、打穴機構2、播種機構3、振動機構4、覆土機構5、平整機構6、輸送機構及控制箱10等。在播種機工作臺的機架9上按流水線的工作流程，分別固定有定位機構1、打穴機構2、播種機構3、振動機構4、覆土機構5和平整機構6，對應的工作臺面上安有光電發(fā)送接收器11，根據穴盤15的運動位置發(fā)出控制信號。工作臺面兩側有兩塊寬度可調整的導向板14，臺面下機架內安裝有控制箱10。工作臺機架9的一側裝有步進電機8，通過皮帶與皮帶輪7相連，機架9上固定有三套導向輪12，輸送帶13經導向輪12貫穿整個工作臺面。輸送機構由步進電機8驅動，通過皮帶輪7帶動傳輸帶13傳動，使穴盤15在導向板14限制的寬度內沿工作臺面移動，進入各工作流程。輸送帶13的運動速度可以通過步進電機8變頻調速來調節(jié)。
圖2為本發(fā)明的穴盤定位機構結構示意圖。
如圖所示，穴盤定位機構由彈簧片20、微動開關19、氣缸17、行程控制器16、氣缸支架18等組成。氣缸支架18固定在工作臺機架9上，氣缸17上布有行程控制器16，氣缸活塞桿端部有帶彈簧片20的微動開關19。
當輸送帶13將載滿栽培土的穴盤15向右輸送，接觸到彈簧片20時，彈簧片擺動，觸動微動開關19，微動開關19發(fā)出訊號，控制氣動電磁閥使氣缸活塞桿提升，允許載栽培土穴盤15通過，進入下一道工序。當穴盤15空載時，穴盤底部和輸送帶之間摩擦力克服不了彈簧力，不能使微動開關19動作，氣缸活塞桿不提升，穴盤15不能通過。行程控制器16可調節(jié)氣缸活塞桿行程。
圖3為本發(fā)明的打穴機構結構示意圖。
如圖所示，打穴機構由夯頭氣缸21、帶T型滑槽的夯頭基座22及光電發(fā)送接收器11等組成。夯頭氣缸21通過支座固定在工作臺機架9上，夯頭氣缸活塞桿連接一個帶T型槽的打穴夯頭基座22，T型滑槽內布有一排夯頭23，光電發(fā)送接收器11安裝在夯頭氣缸下方的工作臺上。
當輸送帶13傳動穴盤15到打穴機構下時，由光電發(fā)送接收器11發(fā)出信號，控制夯頭氣缸運動，實現打穴。打穴夯頭數及各夯頭之間的間隙可根據穴盤尺寸規(guī)格，通過將夯頭23在滑槽中移動來調整，夯孔深度可以通過氣缸上行程控制器移動來調整，夯頭23與穴盤15之間正確位置，可以通過調節(jié)夯頭23在滑槽中的位置及光電發(fā)送接收器11的位置來實現。光電發(fā)送接收器11通過穴盤下的縫隙來收發(fā)信號，每通過一個縫隙發(fā)一個信號，通過氣缸氣動電磁閥來控制氣缸活塞桿上下運動。夯頭孔穴頻率取決于輸送帶13的速度。
圖4為本發(fā)明的播種機構結構示意圖。
如圖所示，播種機構主要由吸種真空氣缸24、集氣管25、吸針頭26及帶種子導向孔的播種導槽27等組成。吸種真空氣缸24通過氣缸支架固定在工作臺機架9上，氣缸活塞桿連接與真空發(fā)生器相連的集氣管25，并通過集氣管25連接吸種用吸針頭26，氣缸支架上還裝有帶種子導向孔的播種導槽27，氣缸下的工作臺上也安有光電發(fā)送接收器11。
當輸送帶13將穴盤15送入到播種機構下面，光電發(fā)送接收裝置11被遮擋，發(fā)出一個脈沖信號，控制系統(tǒng)的電磁閥通電，氣缸活塞桿開始往下運動，同時真空發(fā)生器電子閥動作，抽真空。當氣缸活塞桿運動到行程開關的下位開關時，磁性開關發(fā)出信號，延時，吸針頭26從振動盤28上吸種子，每個吸針頭26通過真空吸住一顆種子，然后電磁閥復位，氣缸反向運動。當活塞桿運動到行程開關的上位開關時，磁性開關發(fā)出信號，氣缸停止運動。另一方面，真空發(fā)生器中連接噴射口的電磁閥接通，真空集氣管25充氣，種子被噴射而出，經播種導槽26的種子導向孔落入穴盤15的坑穴中。光電發(fā)送接收器11每被遮擋一次發(fā)出一個脈沖信號，播種機構完成下一個循環(huán)。
為了保證有效、可靠吸收各種重量、尺寸的種子，吸針頭26的孔徑有系列規(guī)格可調整，同時集氣管25中的真空度和壓力值均可調節(jié)到適當值。
圖5為本發(fā)明振動機構結構示意圖。
如圖所示，振動機構主要由種子振動盤28、電磁振動器29及彈簧片30等組成。振動支架31固定在工作臺機架9上，振動支架31上端固定有電磁振動器29，電磁振動器29下部連接彈簧片30，彈簧片30通過螺釘與種子振動盤28相連。
電磁振動器29激振，使彈簧片30帶動種子振動盤28振動，以保證種子在振動盤28中均勻分布，使播種機構的吸針頭26在吸種子時，易于捕捉到振動盤28中的種子。振動盤28的振幅和頻率可以通過電氣控制系統(tǒng)來調節(jié)。
圖6為本發(fā)明的覆土機構結構示意圖。
如圖所示，在工作臺機架9上固定有料箱支架37，栽培土料箱34固定在料箱支架37上，料箱34上通過一個氣缸擺動銷32固定氣缸33，氣缸33的活塞桿通過一個曲柄35與下料滾筒36相連，料箱34下的工作臺上安有光電發(fā)送接收器11。
當輸送帶13傳送穴盤15進入到覆土機構下面，光電發(fā)送接收器11被遮擋，發(fā)出脈沖信號控制電磁氣閥，使氣缸33往復運動，驅動曲柄35，帶動下料滾筒36轉動一個角度，栽培土從滾筒36的槽內落下送到穴盤中，在已經播好種子的穴盤上面補一層土，把孔穴補滿。。
圖7為本發(fā)明平整機構結構示意圖。
如圖所示，平整機構支架39固定在工作臺機架9上，支架39下端裝有橡膠輪42，橡膠輪42的端軸承44通過彈簧43與絲桿40相接，支架39上端有調節(jié)手輪38，支架39的一側貼近橡膠輪42處裝有一塊刮板41。
當輸送帶13將已播種的穴盤15傳送到平整機構時，穴盤15上表面與橡膠輪42之間的摩擦力使橡膠輪42轉動，把高于穴盤上表面的栽培土壓平壓實。橡膠輪42的壓緊力可通過調節(jié)手輪38來調整，刮板41的作用是將附著在橡膠輪42上的栽培土刮下來。
本發(fā)明機械結構簡單，采用調節(jié)工作臺兩側導向板之間的距離，來滿足各種不同規(guī)格尺寸的穴盤。采用鋁型材做打穴夯頭基座，安裝于T型滑槽中的打穴夯頭可以調整數量、間隙及孔深，可適用于不同列數的穴盤及各種種植要求。輸送帶在連續(xù)傳送過程中，自動完成穴盤輸送、準確定位及打穴、播種、覆土等全過程，生產率高，機構間的協(xié)調由輸送帶帶速同步實現。本發(fā)明采用步進電機變頻調速，并采用三菱PLC可編程控制器為主控制器，控制簡單可靠。本發(fā)明作為蔬菜、花卉工廠化育苗自動播種設備，播種率高，漏播率低，能滿足不同生產規(guī)模的需求。
權利要求
1.一種工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于在工作臺的機架(9)上按工作流程，分別固定有定位機構(1)、打穴機構(2)、播種機構(3)、振動機構(4)、覆土機構(5)和平整機構(6)，對應的工作臺面上安有光電發(fā)送接收器(11)，工作臺面兩側有兩塊寬度可調整的導向板(14)，臺面下機架內安裝有控制箱(10)，機架(9)一側裝有步進電機(8)，通過皮帶與皮帶輪(7)相連，機架(9)上固定有導向輪(12)，輸送帶(13)經導向輪(12)貫穿整個工作臺面。
2.如權利要求1所說的工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于定位機構(1)中，氣缸支架(18)固定在工作臺機架(9)上，氣缸(17)上布有行程控制器(16)，氣缸活塞桿端部有帶彈簧片(20)的微動開關(19)。
3.如權利要求1所說的工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于打穴機構(2)中，夯頭氣缸(21)通過支座固定在工作臺機架(9)上，夯頭氣缸活塞桿連接一個帶T型槽的打穴夯頭基座(22)，T型滑槽內布有一排夯頭(23)，光電發(fā)送接收器(11)安裝在夯頭氣缸下方的工作臺上。
4.如權利要求1所說的工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于播種機構(3)中，吸種真空氣缸(24)通過氣缸支架固定在工作臺機架(9)上，氣缸活塞桿連接與真空發(fā)生器相連的集氣管(25)，并通過集氣管(25)連接吸種用吸針頭(26)，氣缸支架上裝有帶種子導向孔的播種導槽(27)，氣缸下的工作臺上安有光電發(fā)送接收器(11)。
5.如權利要求1所說的工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于振動機構(4)中，振動支架(31)固定在工作臺機架(9)上，振動支架(31)上端固定有電磁振動器(29)，電磁振動器(29)下部連接彈簧片(30)，彈簧片(30)通過螺釘與種子振動盤(28)相連。
6.如權利要求1所說的工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于在覆土機構(5)中，工作臺機架(9)上固定有料箱支架(37)，栽培土料箱(34)固定在料箱支架(37)上，料箱(34)上通過一個氣缸擺動銷(32)固定氣缸(33)，氣缸(33)的活塞桿通過一個曲柄(35)與下料滾筒(36)相連，料箱(34)下的工作臺上安有光電發(fā)送接收器(11)。
7.如權利要求1所說的工廠化穴盤育苗自動播種機，其特征在于在平整機構(6)中，支架(39)固定在工作臺機架(9)上，支架(39)下端裝有橡膠輪(42)，橡膠輪(42)的端軸承(44)通過彈簧(43)與絲桿(40)相接，支架(39)上端有調節(jié)手輪(38)，支架(39)的一側貼近橡膠輪(42)處裝有一塊刮板(41)。
全文摘要
一種工廠化穴盤育苗自動播種機,在工作臺機架上按工作流程固定有定位機構、打穴機構、播種機構、振動機構、覆土機構和平整機構,臺面兩側設寬度可調的導向板,由步進電機變頻調速控制輸送帶連續(xù)傳送速度,打穴夯頭的數量、間隙及孔深均可調整,以適應各種規(guī)格的穴盤。采用光電發(fā)送接收器收發(fā)信號,控制氣缸運動,由播種機構的吸針頭真空吸種下種,再通過覆土、平整,實現自動播種全過程。本發(fā)明結構簡單,控制容易,漏播率低,作為蔬菜、花卉工廠化育苗自動播種設備,能滿足不同生產規(guī)模的需求。
文檔編號A01C7/08GK1309883SQ01105858
公開日2001年8月29日 申請日期2001年4月5日 優(yōu)先權日2001年4月5日
發(fā)明者呂恬生, 劉成良, 曹其新 申請人:上海交通大學