本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體的說是一種基于液壓調(diào)控的缽苗移栽機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國蔬菜移栽機(jī)類型較多，按照栽植器形式，分為鉗夾式移栽機(jī)、導(dǎo)苗管式移栽機(jī)、撓性圓盤式移栽機(jī)和吊籃式移栽機(jī)。我國于20世紀(jì)50年代末開始研制旱地移栽機(jī)，先后針對棉花、玉米、甜菜、油菜等進(jìn)行了移栽機(jī)的試驗(yàn)研究，研制出了多種類型的移栽機(jī)。栽植器是移栽機(jī)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(jī)的發(fā)展過程和進(jìn)步水平。目前，國內(nèi)外移栽機(jī)上采用的栽植器類型有鉗夾式、撓性圓盤式、吊杯式和導(dǎo)苗管式4種。而對于缽苗的移栽，需采用鉗夾式移栽器進(jìn)行移栽。

現(xiàn)有的高速缽苗移栽機(jī)是通將缽苗夾在轉(zhuǎn)動的機(jī)械爪上，缽苗隨著機(jī)械爪運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)栽植位置時(shí)，機(jī)械爪由控制機(jī)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(jī)機(jī)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(jī)構(gòu)有滾動式栽植機(jī)構(gòu)、擺動式栽植機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)式栽植機(jī)構(gòu)等。滾動式栽植機(jī)構(gòu)秧爪的軌跡設(shè)計(jì)要求容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是：滾子和滑道為高副接觸，磨損較嚴(yán)重，制造工藝較復(fù)雜、成本高。旋轉(zhuǎn)式移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、夾開秧爪復(fù)雜。重要的是，上述機(jī)構(gòu)，不能靈活地調(diào)節(jié)夾持力，并且由于其高速運(yùn)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(jī)的機(jī)械臂運(yùn)動過程中，欲檢測機(jī)械爪夾持力，傳感器安裝部位不易確定且在高速運(yùn)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(jìn)行檢測并將測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

現(xiàn)有移栽機(jī)的機(jī)械爪夾持是通過固定的機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，故夾持力不能調(diào)節(jié)，或不能在運(yùn)動過程中自動地實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)需要人為地裝卸，本發(fā)明欲實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪夾持力大小自動、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)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(jī)執(zhí)行系統(tǒng)，對夾持力的控制更加精確，而且能夠?qū)崟r(shí)、精確地檢測夾持力。

為了實(shí)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(jī)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(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、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(jī)驅(qū)動槽軸轉(zhuǎn)動并帶動觸頭在滑槽內(nèi)往復(fù)移動，進(jìn)而通過連接桿帶動扇形齒輪往復(fù)擺動，然后依次帶動齒條和主液壓缸的柱塞往復(fù)運(yùn)動，以控制主液壓缸出油或者收油；所述栽植機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)夾持爪，兩個(gè)夾持爪通過一個(gè)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(fù)位，進(jìn)而控制夾持爪夾持或者放開缽苗。

所述栽植機(jī)構(gòu)包括槽板和偏心輪，偏心輪由所述電機(jī)驅(qū)動，所述偏心輪上固定設(shè)置有一個(gè)基座，基座通過一個(gè)連接板與兩個(gè)套筒固定連接，兩個(gè)套筒內(nèi)各轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個(gè)連接軸，兩個(gè)所述夾持爪分別固定設(shè)置在兩個(gè)連接軸上；所述基座上還轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個(gè)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(gè)通孔，在通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個(gè)限位柱；所述槽板與所述隔板平行且通過若干個(gè)連桿與隔板固定連接，在槽板上開設(shè)有一個(gè)限位槽，所述限位柱活動設(shè)置在限位槽中。

兩個(gè)所述連接軸上各固定設(shè)置有一個(gè)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(gè)夾持爪安裝板之間。

所述電機(jī)通過帶傳動驅(qū)動一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)u型槽，u型槽的兩個(gè)側(cè)壁之間固定設(shè)置有一個(gè)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(fù)槽組成，其中往復(fù)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(gè)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(gè)支架，支架由一個(gè)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(jìn)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(jī)和擺動裝置實(shí)現(xiàn)，周期控制精確，而且結(jié)構(gòu)簡單，便于保養(yǎng)和維護(hù)；

3、通過在液壓閥內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測夾持力，從而可以有效地監(jiān)控栽植過程，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并排除；

4、結(jié)合缽苗的實(shí)際栽植情況，還能夠準(zhǔn)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(jī)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(jī)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(biāo)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(fù)槽，11、皮帶，12、電機(jī)，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(shí)施方式

下面根據(jù)附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)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(jī)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(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)。

驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)12、主液壓缸7和擺動裝置，其中電機(jī)12水平設(shè)置在底板1上，主液壓缸7位于電機(jī)12的上方并被一個(gè)支架13所支撐，支架13由一個(gè)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(jī)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(jī)12的上方，電機(jī)12通過皮帶11帶動一個(gè)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(fù)槽1002組成，其中往復(fù)槽1002由四段弧度為π/4的圓弧型槽依次連通而成?；蹆?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(gè)u型槽2501，u型槽2501的兩個(gè)側(cè)壁之間固定設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)軸26，扇形齒輪9的尖端活動套設(shè)在轉(zhuǎn)軸26上。當(dāng)電機(jī)12驅(qū)動槽軸10轉(zhuǎn)動的時(shí)候，觸頭28在滑槽內(nèi)持續(xù)移動，當(dāng)觸頭28位于直槽1001中時(shí)，觸頭28在水平方向上不會發(fā)生位移，進(jìn)而連接桿27和扇形齒輪9都不會擺動；當(dāng)觸頭28位于往復(fù)槽1002中時(shí)，在往復(fù)槽1002的側(cè)壁的擠壓下，觸頭28在水平方向上做往復(fù)運(yùn)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(gè)貫通的軸孔，軸孔內(nèi)設(shè)置有一個(gè)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(jī)12驅(qū)動槽軸10轉(zhuǎn)動并帶動觸頭28在滑槽內(nèi)往復(fù)移動，進(jìn)而通過連接桿27帶動扇形齒輪9往復(fù)擺動，然后依次帶動齒條6和主液壓缸7的柱塞往復(fù)運(yùn)動，從而實(shí)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(jī)構(gòu)包括兩個(gè)夾持爪2，兩個(gè)夾持爪2通過一個(gè)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(fù)位，進(jìn)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(gè)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(dāng)主液壓缸7通過液壓閥5向從液壓缸3輸油時(shí)，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(gè)微處理器，由微處理器根據(jù)油壓計(jì)算出兩個(gè)夾持爪2產(chǎn)生的夾持力。栽植機(jī)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(gè)穿通設(shè)置在隔板24上連動軸與轉(zhuǎn)盤29相連接，進(jìn)而由電機(jī)12驅(qū)動，連動軸與隔板24之間通過軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接。偏心輪14上固定設(shè)置有一個(gè)基座15，基座15通過一個(gè)連接板23與兩個(gè)套筒22固定連接，兩個(gè)套筒22內(nèi)各轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個(gè)連接軸21，兩個(gè)連接軸21上各固定設(shè)置有一個(gè)夾持爪安裝板20，兩個(gè)夾持爪2固定設(shè)置在兩個(gè)夾持爪安裝板20上，從液壓缸3固定設(shè)置在兩個(gè)夾持爪安裝板20之間兩個(gè)夾持爪2之中，遠(yuǎn)離隔板24的一個(gè)夾持爪2是活動的，而靠近隔板24的一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)通孔，在通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)置有一個(gè)限位柱19。槽板4與隔板24平行且通過若干個(gè)連桿與隔板24固定連接，在槽板4上開設(shè)有一個(gè)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(jìn)行栽植時(shí)，電機(jī)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(jìn)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(shí)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(fù)移動，夾持爪2的運(yùn)動軌跡與限位槽401的形狀相同。當(dāng)夾持爪2位于最下端的時(shí)候，對應(yīng)從液壓缸3輸出，然后從液壓缸3的輸出端推動遠(yuǎn)離隔板24的一個(gè)夾持爪2，該夾持爪2帶動與之相連的一個(gè)安裝軸21繞著套筒22轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾持爪2的下端靠攏，將待栽植的缽苗夾取起來；當(dāng)夾持爪2位于最上端的時(shí)候，對應(yīng)從液壓缸3收油，然后兩個(gè)夾持爪2復(fù)原并拋落缽苗。

不斷重復(fù)上述過程，實(shí)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(jìn)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(jī)12和擺動裝置實(shí)現(xiàn)，周期控制精確，而且結(jié)構(gòu)簡單，便于保養(yǎng)和維護(hù)。還通過在液壓閥5內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測夾持力，從而可以有效地監(jiān)控栽植過程，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并排除，結(jié)合缽苗的實(shí)際栽植情況，還能夠準(zhǔn)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)。