本發(fā)明屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)中自動化移栽研究領(lǐng)域，具體涉及一種缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

穴盤育苗是一個新的行業(yè)，是20世紀(jì)70年代在國際上發(fā)展起來的一項新型育苗技術(shù)，穴盤育苗與常規(guī)的育苗方式相比，具有省工、省力、成苗快、節(jié)約資源、成本低、效率高、便于管理以及保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點，主要應(yīng)用于煙草、花卉、蔬菜和樹木的育苗。穴盤育苗有一系列的環(huán)節(jié)，從穴盤播種到移栽，其中苗的移栽是效率低、單調(diào)重復(fù)動作，但是需要大量的手工作業(yè)，將苗從穴盤移送到半自動移栽機里，連續(xù)工作容易疲勞，生產(chǎn)效率低，容易漏放，穴盤的移栽能否實現(xiàn)自動高速顯得尤為關(guān)鍵。

要實現(xiàn)穴盤苗自動移栽，就要提出一種適用性強，操作簡單的取放苗方法，要求其取苗效率高，能夠適應(yīng)多種規(guī)格穴盤，能夠適應(yīng)不同的栽植速度，實現(xiàn)途徑簡單，這些也是移栽方法是否實用的關(guān)鍵要求。

本發(fā)明提出了一種合理、高效得缽苗移栽機成排間隔取苗一次丟苗的方法和系統(tǒng)，能夠適用于多種規(guī)格穴盤，多種栽植要求并且能夠在移動平臺上實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種合理、高效的缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗的方法和系統(tǒng)，能夠適用于多種規(guī)格穴盤，多種栽植要求并且能夠在移動平臺上實現(xiàn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗的方法，包括以下步驟：

步驟一，擺動式取苗裝置的初始位置懸在旋轉(zhuǎn)分苗裝置上方，在穴盤輸送裝置放置穴盤后打開機器，旋轉(zhuǎn)分苗裝置上方開始旋轉(zhuǎn)，穴盤輸送裝置開始輸送穴盤到第一排取苗位置，觸發(fā)穴盤輸送裝置兩側(cè)的第一光電傳感器信號時，停止進給；

步驟二，擺動式取苗裝置擺向穴盤，一次性取出第一排的一半，帶著苗擺回懸停在旋轉(zhuǎn)分苗裝置上方，穴盤輸送裝置立即向左移動一穴格的距離，控制單元產(chǎn)生信號，旋轉(zhuǎn)分苗裝置上旋杯兩側(cè)的第二光電傳感器開始工作，當(dāng)?shù)谝粋€旋轉(zhuǎn)分苗裝置的旋杯擋住光路觸發(fā)信號時，取苗爪開始放第一個苗，并且根據(jù)控制單元編碼器此時反饋的速度計算出下面N-1個取苗爪何時丟苗，用時間控制依次放完N個苗；

步驟三，放完N個苗后，控制單元得到放完苗的信號，擺動式取苗裝置立即擺向穴盤，一次性取出第一排的另一半，帶著苗擺回懸停在旋轉(zhuǎn)分苗裝置上方，穴盤輸送裝置立即將穴盤向下輸送一排的距離，此時旋轉(zhuǎn)分苗裝置的接苗容器才觸發(fā)了M次信號，M<N，當(dāng)M＝N+1時，取苗爪開始放第一個苗，并且根據(jù)控制單元編碼器此時反饋的速度計算出下面N-1個取苗爪何時丟苗，用時間控制依次放完N個苗；

步驟四，由穴盤輸送裝置完成穴盤的一次進給，接著取下一排的穴苗，完成穴盤上所述穴苗的放苗。

上述方案中，取苗時擺動式取苗裝置中的取苗爪組所在平面應(yīng)與穴盤輸送裝置中穴盤所在平面垂直；

投苗時擺動式取苗裝置中的取苗爪組所在平面應(yīng)與旋轉(zhuǎn)分苗裝置中旋杯所在平面垂直。

上述方案中，所述步驟二中編碼器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置旋轉(zhuǎn)軸處，測量并且換算出每一瞬時下旋轉(zhuǎn)分苗裝置旋杯的運動速度，當(dāng)?shù)谝粋€取苗爪開始放苗時，記錄下此時速度V，后面的取苗爪每隔(Y-X)/V的時間放苗，其中Y必須大于或等于X，X為取苗爪與取苗爪間距，Y為旋轉(zhuǎn)分苗裝置旋杯的間距。

一種實現(xiàn)所述缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗方法的系統(tǒng)，包括分別固定在機架上的穴盤輸送裝置、擺動式取苗裝置和旋轉(zhuǎn)分苗裝置，以及控制單元；

所述穴盤輸送裝置安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置的后方，所述擺動式取苗裝置位于旋轉(zhuǎn)分苗裝置上方，擺動式取苗裝置上安裝有成排的取苗爪組；

所述控制單元包括信息采集模塊、PLC、編碼器和執(zhí)行模塊；所述信息采集模塊包括與PLC電連接的第一光電傳感器和第二光電傳感器；所述第一光電傳感器安裝在穴盤輸送裝置的兩側(cè)上，用于采集穴盤輸送裝置輸送穴盤到第一排取苗位置的信號并發(fā)送到PLC；所述第二光電傳感器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置上的旋杯兩側(cè)，收集旋杯擋住第二光電傳感器的光路的觸發(fā)信號并發(fā)送到PLC；

所述編碼器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置旋轉(zhuǎn)軸處、且與PLC電連接，用于測量旋轉(zhuǎn)分苗裝置上旋杯的運動速度；

所述執(zhí)行模塊包括電機驅(qū)動器和多個電磁閥；所述電機驅(qū)動器的一端與PLC電連接，另一端與穴盤輸送裝置上的步進電機電連接；所述電磁閥的一端與PLC電連接，另一端分別與擺動式取苗裝置的取苗抓氣缸和取苗抓組擺動氣缸電連接；

所述PLC根據(jù)第一光電傳感器發(fā)過來的信號控制，通過電機驅(qū)動器控制步進電機的工作，從而控制穴盤輸送裝置的進給；所述PLC根據(jù)第二光電傳感器發(fā)過來的信號控制，通過電磁閥控制取苗抓氣缸，從而控制取苗爪的放苗，以及通過電磁閥控制取苗抓組擺動氣缸，從而控制苗擺的回懸。

上述方案中，所述第一光電傳感器包括第一光電傳感器發(fā)生端和第一光電傳感器接收端；所述第一電傳感器發(fā)生端安裝在穴盤輸送裝置末端的左側(cè)，第一光電傳感器接收端安裝在穴盤輸送裝置末端的右側(cè)。

上述方案中，所述第二光電傳感器包括第二光電傳感器發(fā)生端和第二光電傳感器接收端；所述第二電傳感器發(fā)生端安裝在旋杯的左側(cè)，第二光電傳感器接收端11安裝在旋杯的右側(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠適用于不同的穴盤，不同的栽植速度以及不穩(wěn)定的栽植速度，能夠?qū)崿F(xiàn)供盤、取苗無中斷，成排取苗效率高；全部結(jié)構(gòu)簡單，能夠在移動的移栽機平臺上搭載，且不論具體裝置情況如何，本發(fā)明所述的方法均能較好解決取苗裝置與分投苗裝置在空間干涉上的矛盾。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施方式的缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施方式的擺動式取苗裝置原理圖；

圖3為本發(fā)明一實施方式的穴盤輸送裝置輸送以及取苗流程示意圖；

圖4為本發(fā)明一實施方式的旋轉(zhuǎn)分苗裝置與擺動式取苗裝置協(xié)調(diào)工作原理圖；

圖5為本發(fā)明一實施方式的控制單元框架圖。

圖中，1.穴盤輸送裝置；2.擺動式取苗裝置；3.旋轉(zhuǎn)分苗裝置；4.控制單元；5.取苗爪組；6.穴盤；7.第一光電傳感器發(fā)射端；8.第一光電傳感器接收端；9.旋杯；10.第二光電傳感器發(fā)射端；11.第二光電傳感器接收端；12.機架；13.步進電機；14.取苗抓氣缸；15.取苗抓組擺動氣缸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

圖1所示為本發(fā)明實現(xiàn)缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗方法的系統(tǒng)的一種實施方式，實現(xiàn)缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗方法的系統(tǒng)包括分別固定在機架12上的穴盤輸送裝置1、擺動式取苗裝置2和旋轉(zhuǎn)分苗裝置3，以及控制單元4。

所述穴盤輸送裝置1安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3的后方，能夠?qū)崿F(xiàn)穴盤6左右平移動作，平移距離可調(diào)節(jié)，上下進給運動，每次進給一排，由第一光電傳感器控制進給。所述擺動式取苗裝置2位于旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上方，擺動式取苗裝置2上安裝有成排的取苗爪組5，可以一次性取半排苗。所述旋轉(zhuǎn)分苗裝置3與擺動式取苗裝置2配合，利用第二光電傳感器以及程序控制，將擺動式取苗裝置2上的苗依次丟入旋轉(zhuǎn)分苗裝置3內(nèi)。

所述第一光電傳感器包括第一光電傳感器發(fā)生端7和第一光電傳感器接收端8；所述第一電傳感器發(fā)生端7安裝在穴盤輸送裝置1末端的左側(cè)，第一光電傳感器接收端8安裝在穴盤輸送裝置1末端的右側(cè)。

所述第二光電傳感器包括第二光電傳感器發(fā)生端10和第二光電傳感器接收端11；所述第二電傳感器發(fā)生端10安裝在旋杯9的左側(cè)，第二光電傳感器接收端11安裝在旋杯9的右側(cè)。

如圖5所示，所述控制單元4包括信息采集模塊、PLC、編碼器和執(zhí)行模塊。所述信息采集模塊包括與PLC電連接的第一光電傳感器和第二光電傳感器；所述第一光電傳感器安裝在穴盤輸送裝置1的兩側(cè)上，用于采集穴盤輸送裝置1輸送穴盤到第一排取苗位置的信號并發(fā)送到PLC；所述第二光電傳感器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上的旋杯9兩側(cè)，收集旋杯9擋住第二光電傳感器的光路的觸發(fā)信號并發(fā)送到PLC。

所述編碼器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3旋轉(zhuǎn)軸處、且與PLC電連接，用于測量旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上旋杯9的運動速度。

所述執(zhí)行模塊包括電機驅(qū)動器和多個電磁閥；所述電機驅(qū)動器的一端與PLC電連接，另一端與穴盤輸送裝置1上的步進電機11電連接；所述電磁閥的一端與PLC電連接，另一端分別與擺動式取苗裝置2的取苗抓氣缸12和取苗抓組擺動氣缸13電連接。

由PLC中的預(yù)設(shè)程序控制電機驅(qū)動器以及電磁閥按時序運動，由電磁閥控制各氣缸的動作啟停，從而達成預(yù)定動作。其中所述PLC根據(jù)第一光電傳感器發(fā)過來的信號控制，通過電機驅(qū)動器控制步進電機13的工作，從而控制穴盤輸送裝置1的進給；所述PLC根據(jù)第二光電傳感器發(fā)過來的信號控制，通過電磁閥控制取苗抓氣缸14，從而控制取苗爪的放苗，以及通過電磁閥控制取苗抓組擺動氣缸15，從而控制苗擺的回懸。

所述擺動式取苗裝置2上裝有成排的取苗爪組5，取苗爪均為氣動取苗爪驅(qū)動，可以控制其丟苗。以圖2示意表示擺動式取苗裝置2的取苗動作，圖2中最右邊的粗線部分是取苗狀態(tài)，取苗爪插入苗里，隨后取苗爪隨取苗裝置一起擺向右邊，取苗爪夾著苗懸停在豎直方向，此時苗的正下方是旋轉(zhuǎn)分苗裝置3。

如圖3所示，圖中左端的方塊是第一光電傳感器發(fā)生端7，右端的方塊是第二光電傳感器接收端8，中間的線是第一光電傳感器的光路，當(dāng)穴盤6擋住光路時觸發(fā)信號，穴盤6停止向下進給；圖3中a是剛剛開始對穴盤6取苗，空白處表示苗已經(jīng)取走，一次性取掉半排；接著如b所示，b狀態(tài)時的穴盤6相對于a的穴盤6向左移動了一個穴格的距離，最上面的取苗爪不動，這樣可以取完第一排的另一半苗；如c所示：取完一排后，穴盤輸送裝置1立即將穴盤6向下進給，使用光電傳感器控制其停止進給，穴盤6向下進給一排后，取苗爪取第二排的一半苗；如d所示：第二排取完一半后，穴盤輸送裝置1立即向右移動一穴格，取苗裝置取完第二排；如e所示：取完第二排后，穴盤輸送裝置1將穴盤6向下輸送一排，再取第三排的一半；如此循環(huán)。往穴盤輸送裝置1上添穴盤6時要注意兩盤穴盤6不能重疊，也不能間距太大，取完第一盤時，穴盤輸送裝置1一直將其上的所有穴盤6一起向下輸送，當(dāng)?shù)诙€穴盤6擋住光路時，停止進給，此時可以繼續(xù)取苗，這個時間較短，與向下進給一排的時間相比可以忽略。這樣即實現(xiàn)了穴盤6進給的連續(xù)性。

所述擺動式取苗裝置2上的苗依次丟入旋轉(zhuǎn)分苗裝置3的動作如圖4所示：圖中標(biāo)明了旋轉(zhuǎn)分苗裝置3的運動方向，圖4中上圖是正視圖，取苗爪與取苗爪間距是圖紙的X，旋轉(zhuǎn)分苗裝置3接苗容器的間距是圖中的Y，如圖4下部分所示，在右邊某個旋杯9的前進方向的前方放置第二光電傳感器，當(dāng)一個旋轉(zhuǎn)分苗裝置3接苗容器擋住光路觸發(fā)信號，此時圖4上部分中右邊第一個取苗爪開始放苗，與此同時，使用編碼器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3旋轉(zhuǎn)軸處，測量并且換算出每一瞬時下旋轉(zhuǎn)分苗裝置3接苗容器的運動速度，當(dāng)?shù)谝粋€取苗爪開始放苗時，程序記錄下此時速度V，后面的取苗爪每隔Y-X/V的時間放苗Y必須大于或等于X，假設(shè)一個有N個取苗爪，第一個取苗爪放苗時程序開始數(shù)觸發(fā)圖4下圖中光電傳感器被觸發(fā)的次數(shù)M，當(dāng)計算出有N個取苗爪放苗后，擺動式取苗裝置2立即擺回到取苗位置取苗，取完苗擺回懸停在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上方，此時M<N，當(dāng)M＝N+1時，圖4上圖中中右邊第一個取苗爪開始放苗，如此循環(huán)。

一種缽苗移栽機成排間隔取苗依次放苗的方法，包括以下步驟：

步驟一，擺動式取苗裝置2的初始位置懸在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上方，在穴盤輸送裝置1放置穴盤后打開機器，旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上方開始旋轉(zhuǎn)，穴盤輸送裝置1開始輸送穴盤到第一排取苗位置，觸發(fā)穴盤輸送裝置1兩側(cè)的第一光電傳感器信號時，停止進給；

步驟二，擺動式取苗裝置2擺向穴盤，一次性取出第一排的一半，帶著苗擺回懸停在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上方，穴盤輸送裝置1立即向左移動一穴格的距離，控制單元4產(chǎn)生信號，旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上旋杯9兩側(cè)的第二光電傳感器開始工作，當(dāng)?shù)谝粋€旋轉(zhuǎn)分苗裝置3的旋杯9擋住光路觸發(fā)信號時，取苗爪開始放第一個苗，并且根據(jù)控制單元4編碼器此時反饋的速度計算出下面N-1個取苗爪何時丟苗，用時間控制依次放完N個苗；

步驟三，放完N個苗后，控制單元4得到放完苗的信號，擺動式取苗裝置2立即擺向穴盤，一次性取出第一排的另一半，帶著苗擺回懸停在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3上方，穴盤輸送裝置1立即將穴盤向下輸送一排的距離，此時旋轉(zhuǎn)分苗裝置3的接苗容器才觸發(fā)了M次信號，M<N，當(dāng)M＝N+1時，取苗爪開始放第一個苗，并且根據(jù)控制單元4編碼器此時反饋的速度計算出下面N-1個取苗爪何時丟苗，用時間控制依次放完N個苗；

步驟四，由穴盤輸送裝置1完成穴盤6的一次進給，接著取下一排的穴苗，完成穴盤上所述穴苗的放苗。需要及時在穴盤輸送裝置1上放穴盤，保證穴盤之間距離不太大，同時也不能重疊，這個放盤動作是很容易實現(xiàn)的，具有可行性。

上述方法中，取苗時擺動式取苗裝置2中的取苗爪組5所在平面應(yīng)與穴盤輸送裝置1中穴盤6所在平面垂直；投苗時擺動式取苗裝置2中的取苗爪組5所在平面應(yīng)與旋轉(zhuǎn)分苗裝置3中旋杯9所在平面垂直。

所述步驟二中編碼器安裝在旋轉(zhuǎn)分苗裝置3旋轉(zhuǎn)軸處，測量并且換算出每一瞬時下旋轉(zhuǎn)分苗裝置3旋杯9的運動速度，當(dāng)?shù)谝粋€取苗爪開始放苗時，程序記錄下此時速度V，后面的取苗爪每隔(Y-X)/V的時間放苗，其中Y必須大于或等于X，X為取苗爪與取苗爪間距，Y為旋轉(zhuǎn)分苗裝置3旋杯9的間距。

針對不同穴盤，只需要調(diào)節(jié)穴盤輸送裝置1左右運動的距離、取苗爪的個數(shù)以及切換一下程序；當(dāng)栽植速度在一定范圍內(nèi)變快或者變慢時，這個方法依然能夠適用。

本發(fā)明能夠適用于不同的穴盤，不同的栽植速度以及不穩(wěn)定的栽植速度，能夠?qū)崿F(xiàn)供盤、取苗無中斷，成排取苗效率高；全部結(jié)構(gòu)簡單，能夠在移動的移栽機平臺上搭載。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。