一种水稻秧盘智能码垛机的制作方法

1.本发明涉及一种水稻秧盘育苗生产线领域，具体涉及一种水稻秧盘智能码垛机。


背景技术：

2.水稻工厂化育秧是水稻机械化生产过程中的关键环节，将水稻秧盘育秧播种生产线播种完成的育秧盘层叠堆放，不仅便于运输，还便于按序摆放至暗出苗室，从而提高育秧质量。现有的育秧生产线主要包括秧盘供送、铺底土、压实、播种、覆表土、淋洒水、取盘等工序，但是，目前我国育秧环节仍以手工操作来完成取盘及堆垛作业，此过程不仅劳动强度大、作业效率低，并且成本高，容易推拉碰撞，导致均匀播好的种子发生散乱，影响出苗效果。而现有技术中的工业码垛机对场地要求严格，不适用于水稻育秧播种堆垛的需求，并且耗费成本高。因此，有必要提出一种针对水稻秧盘的码垛机。


技术实现要素：

3.本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种水稻秧盘智能码垛机，该码垛机实现水稻秧盘的自动化堆叠码垛，智能化程度高，有利于提高水稻秧盘育秧播种的生产效率。
4.本发明的目的通过以下技术方案实现：
5.一种水稻秧盘智能码垛机，其特征在于，包括中央控制系统，秧盘输送装置、夹紧机构以及转移机构；其中，所述秧盘输送装置包括传送组件以及驱动所述传送组件运动实现秧盘移动的输送驱动机构，沿着秧盘的移动方向，所述传送组件的后端与水稻育秧生产线的出盘端连接；所述转移机构包括驱动所述夹紧机构竖向移动的竖向驱动机构以及驱动所述夹紧机构横向移动的横向驱动机构；所述夹紧机构包括安装架、夹紧组件以及驱动所述夹紧组件进行相互靠近或远离运动的夹紧驱动机构，所述夹紧驱动机构和所述夹紧组件均设置在所述安装架上，所述夹紧组件包括两个相对设置的夹紧件，所述安装架上设有用于检测已完成码垛的秧盘高度的距离传感器；所述距离传感器、秧盘输送装置、夹紧机构以及转移机构均与所述中央控制系统电连接。
6.上述水稻秧盘智能码垛机的工作原理是：
7.首先，经过铺底土、压实、播种、覆表土、淋洒水等工序后的秧盘，在叠盘机构或生产线末端的送盘机构等处理下，单个或多个叠合在一起的秧盘转移至所述秧盘输送装置的传送组件上；接着，在输送驱动机构的驱动下，传送组件运动，带动待码垛的秧盘向前输送，直至移动至指定的搬运位置处；随后，在横向驱动机构和竖向驱动机构的配合驱动下，将夹紧机构驱动至传送组件上的待码垛的秧盘的对应处，并且夹紧机构的夹紧组件处于打开状态，位于秧盘的两侧；紧接着，所述夹紧驱动机构驱动两个夹紧件进行相对运动，从而将秧盘的两侧夹紧；最后，在竖向驱动机构和横向驱动机构的配合下，将夹持住秧盘的夹紧机构驱动至码垛位置，当夹紧机构移动至码垛位置的上方时，其中的距离传感器对码垛位置上的秧盘的高度进行检测，并对将其高度距离信息传输至所述中央控制系统中，由中央控制
系统发出下降指令，控制竖向驱动机构驱动夹紧机构的下降距离，从而实现夹紧机构的精准下降，进而将秧盘精准可靠地码垛堆叠在码垛位置上，最后通过夹紧驱动机构的驱动，两个夹紧件相互远离运动，松开秧盘即可完成秧盘的搬运转移和码垛处理；当然，在搬运传送组件上的秧盘前，夹紧机构上的距离传感器也可先对码垛位置处的秧盘高度进行检测，从而预先得知后续放下秧盘时的下降高度。
8.本发明的一个优选方案，所述两个夹紧件分别转动连接在所述安装架的两侧，所述夹紧驱动机构的动力输出件与所述两个夹紧件的上端连接。
9.优选地，所述夹紧件的内侧下端设有限位夹紧块，该限位夹紧块向内侧凸起设置。
10.优选地，所述夹紧件与安装架之间通过转动连接结构连接，该转动连接结构包括连接座以及转动轴，所述连接座固定连接在所述夹紧件的内侧，所述转动轴穿设在所述连接座上且其两端与安装架转动连接。
11.优选地，所述夹紧驱动机构包括动力源以及两个驱动件，所述两个驱动件的第一端均与所述动力源的动力端转动连接，两个驱动件的第二端分别与两个夹紧件的上端转动连接，所述动力源驱动所述两个驱动件的第一端沿竖向方向上下运动。
12.优选地，所述安装架包括底板以及连接组件；所述两个夹紧件转动连接在所述底板的两侧，所述夹紧驱动机构设置在所述底板上；所述连接组件设置在所述底板上，所述连接组件包括两个相对设置的护板以及顶板，所述顶板设置在两个护板的顶部，所述夹紧驱动机构设置在所述两个护板之间，所述顶板与转移机构连接。
13.本发明的一个优选方案，所述竖向驱动机构设置在所述横向驱动机构的动力输出件上，所述安装架与所述竖向驱动机构的动力输出件连接；其中，所述安装架上设有中间连接件，该中间连接件与所述竖向驱动机构的动力输出件连接。
14.本发明的一个优选方案，所述传送组件包括多个传送辊，该多个传送辊沿着秧盘的移动方向等间距排列设置，且转动连接在机架上，且通过传动机构与输送驱动机构连接；沿着秧盘的移动方向，在所述传送辊的末端处设有用于阻止秧盘继续向前移动的秧盘限位板。
15.优选地，所述秧盘输送装置还包括用于检测待码垛的秧盘是否到位的到位传感器，该到位传感器设置在多个传送辊的末端一侧，且该到位传感器与所述中央控制系统电连接。
16.本发明的一个优选方案，还包括存放完成码垛的秧盘的托架，该托架设置在所述秧盘输送装置的一侧，在横向驱动机构的驱动下，所述夹紧机构在所述秧盘输送装置和托架之间运动。
17.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
18.1、本发明的水稻秧盘智能码垛机尤其适用于水稻工厂化的育秧作业，综合考虑农业生产需求，结构可靠，且成本低，有利于代替人工进行秧盘码垛作业，有效提高秧盘码垛作业效率、减轻劳动强度。
19.2、本发明采用距离传感器实现对秧盘高度的检测，形成秧盘垛层检测机构，与中央控制系统进行信号反馈，有效提高秧盘码垛的精准度，以便实现智能化、自动化的秧盘码垛；同时，经测试，秧盘码垛误差为毫米级，并且在中央控制系统的自动化处理过程中，提高了码垛机的可靠性和自动化程度。
附图说明
20.图1-图2为本发明的水稻秧盘智能码垛机的整体结构示意图，其中，图1为主视图，图2为立体图。
21.图3为秧盘输送装置的立体图。
22.图4-图6为夹紧机构的结构示意图，其中，图4为立体图，图5为主视图(省去中间连接件和连接组件)，图6为立体图(省去中间连接件和连接组件)。
具体实施方式
23.下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
24.参见图1-图6，本实施例的水稻秧盘智能码垛机，包括中央控制系统，秧盘输送装置、夹紧机构以及转移机构；其中，所述秧盘输送装置包括传送组件以及驱动所述传送组件运动实现秧盘移动的输送驱动机构，沿着秧盘的移动方向，所述传送组件的后端与水稻育秧生产线的出盘端连接；所述转移机构包括驱动所述夹紧机构竖向移动的竖向驱动机构2以及驱动所述夹紧机构横向移动的横向驱动机构1；所述夹紧机构包括安装架7、夹紧组件以及驱动所述夹紧组件进行相互靠近或远离运动的夹紧驱动机构，所述夹紧驱动机构和所述夹紧组件均设置在所述安装架7上，所述夹紧组件包括两个相对设置的夹紧件3，所述安装架7上设有用于检测已完成码垛的秧盘高度的距离传感器11；所述距离传感器11、秧盘输送装置、夹紧机构以及转移机构均与所述中央控制系统电连接。
25.参见图4-图6，所述两个夹紧件3分别转动连接在所述安装架7的两侧，所述夹紧驱动机构的动力输出件与所述两个夹紧件3的上端连接。这样，通过夹紧驱动机构驱动两个夹紧件3转动、摆动，从而实现两个夹紧件3的下端相互靠近或相互远离，进而实现对秧盘的夹紧或松开。采用转动摆动的方式实现秧盘的夹紧，夹紧力可靠，有利于提高对秧盘的夹紧稳定性。
26.参见图4-图6，所述夹紧件3的内侧下端设有限位夹紧块14，该限位夹紧块14向内侧凸起设置。本实施例中，每个夹紧件3上的限位夹紧块14设有两个，且分离设置，限位夹紧块14呈长条型设置。通过限位夹紧块14的设置，以便在夹紧秧盘时，限位夹紧块14能够向内嵌入到秧盘边沿底部，从而达到支撑、限位等作用，以进一步提高夹紧秧盘时的稳定性。
27.参见图4-图6，所述夹紧件3与安装架7之间通过转动连接结构连接，该转动连接结构包括连接座21以及转动轴22，所述连接座21固定连接在所述夹紧件3的内侧，所述转动轴22穿设在所述连接座21上且其两端与安装架7转动连接。具体地，本实施例中的夹紧件3为夹紧板，呈“凸”字型设置，夹紧板的内侧中段位置设有连接槽13，所述转动连接结构设有两个，其中的连接座21均固定连接设置在所述连接槽13上，并且连接座21上设有转动连接环，所述转动轴22穿设在所述转动连接环中。
28.参见图4-图6，所述夹紧驱动机构包括动力源19以及两个驱动件18，所述两个驱动件18的第一端均与所述动力源19的动力端转动连接，两个驱动件18的第二端分别与两个夹紧件3的上端转动连接，所述动力源19驱动所述两个驱动件18的第一端沿竖向方向上下运动。当需要对秧盘进行夹紧时，所述动力源19驱动两个驱动件18的第一端竖向向下移动，带动两个夹紧件3绕着安装架7的转动连接位置进行同步摆动，具体是两个夹紧件3的上端相
互远离，两个夹紧件3的下端相互靠近，从而实现通过两个夹紧件3的下端将秧盘夹住，以便搬运转移。当需要松开秧盘时，动力源19驱动两个驱动件18的第一端向上移动，带动两个夹紧件3绕着安装架7的转动连接位置进行同步摆动，具体是两个夹紧件3的上端相互靠近，两个夹紧件3的下端相互远离，从而实现通过两个夹紧件3的下端将秧盘松开，以便完成秧盘的码垛。本实施例中，所述驱动件18为驱动片，两个夹紧件3的内侧均设有安装座20，驱动片与安装座20转动连接；进一步地，驱动源的动力输出端设有同步连接块23，该同步连接块23的底部与驱动源的动力输出端固定连接，所述两个驱动片的第一端分别转动连接在同步连接块23的两侧上；这样，两个驱动片的错开设置，使得与夹紧件3的连接位置也错开，在夹紧时对秧盘的夹紧力更加均匀全面，有利于提高夹紧稳定性和可靠性。再有，本实施例中的驱动源为气缸，当然，也可采用其他直线式驱动机构，例如电机、电动推杆等。本实施例采用气缸提供夹取秧盘所需的夹紧力，结合连杆(驱动件18)进行力的传递，可以实现以较小的单气缸完成夹紧组件的开合夹取秧盘，根据水稻秧盘进行了针对性设计，更好地完成夹取作业，并且占用空间面积小。
29.参见图4-图6，所述安装架7包括底板15以及连接组件；所述两个夹紧件3转动连接在所述底板15的两侧，所述夹紧驱动机构设置在所述底板15上；所述连接组件设置在所述底板15上，所述连接组件包括两个相对设置的护板16以及顶板17，所述顶板17设置在两个护板16的顶部，所述夹紧驱动机构设置在所述两个护板16之间，所述顶板17与转移机构连接。通过设置这样的安装架7，结构简单，可靠性强，通过底板15便于与夹紧件3的连接，同时连接组件的设置，实现对夹紧驱动机构的保护，以便更好地完成对秧盘的夹紧和松开。
30.参见图1-图2，所述竖向驱动机构2设置在所述横向驱动机构1的动力输出件上，所述安装架7与所述竖向驱动机构2的动力输出件连接；其中，所述安装架7上设有中间连接件，该中间连接件与所述竖向驱动机构2的动力输出件连接。本实施例中，所述中间连接件包括长杆段8和短杆段9，两者相互垂直设置，短杆段9与顶板17固定连接，长杆段8与所述竖向驱动机构2的动力输出件连接。具体地，本实施例中的竖向驱动机构2和横向驱动机构1均包括电机和丝杆传动机构，丝杆传动机构包括丝杆和滑块，丝杆通过联轴器与电机主轴连接，具体的实施结构可参见现有技术；其中，横向驱动机构1设置在机架上，沿横向方向延伸设置；竖向驱动机构2的底座与横向驱动机构1上的丝杆传动机构的滑块固定连接，所述中间连接件的长杆段8与竖向驱动机构2的丝杆传动机构的滑块固定连接。另外，本实施例中的距离传感器11通过连接板10设置在所述长杆段8上，连接板10横向延伸设置，距离传感器11设置在连接板10的外端部上。
31.参见图1-图3，所述传送组件包括多个传送辊6，该多个传送辊6沿着秧盘的移动方向等间距排列设置，且转动连接在机架上，且通过传动机构与输送驱动机构连接；沿着秧盘的移动方向，在所述传送辊6的末端处设有用于阻止秧盘继续向前移动的秧盘限位板5。具体地，在传送辊6的两侧设有秧盘导向板12，两侧的秧盘导向板12之间的距离大于或等于秧盘的宽度，使得秧盘的移动过程中，通过秧盘导向板12的导向限位作用，让秧盘在传送辊6的中间位置进行移动，当移动至秧盘限位板5处时，秧盘停止移动，等待夹紧机构的夹紧搬运转移。本实施例的传送组件可参见现有技术中的传送链或传送辊6机构。
32.本实施例中，所述秧盘输送装置还包括用于检测待码垛的秧盘是否到位的到位传感器(图中未显示)，该到位传感器设置在多个传送辊6的末端一侧，且该到位传感器与所述
中央控制系统电连接。本实施例中，所述到位传感器为漫反射激光传感器，用以检测秧盘是否并到达多个传送辊6的末端，即夹紧机构的夹取位置是否存有秧盘，并向中央控制系统发出反馈信号，以便控制转移机构和夹紧机构的运动。本实施例的到位传感器与夹紧机构上的距离传感器11相互结合，利用plc控制方式，在中央控制系统的指导下，高效、精准地完成秧盘的夹紧搬运和码垛，结构简单便捷，且方便控制，尤其适用于水稻秧盘的码垛领域中。
33.参见图1-图3，还包括存放完成码垛的秧盘的托架4，该托架4设置在所述秧盘输送装置的一侧，在横向驱动机构1的驱动下，所述夹紧机构在所述秧盘输送装置和托架4之间运动。进一步地，本实施例中的托架4上设有三个垛位，沿横向方向排列设置。工作时，当第一个垛位上的秧盘到达指定高度后，开始第二个垛位的秧盘码垛，最后进行第三个垛位的秧盘码垛；当然，也可利用不同垛位存放不同类型或尺寸的秧盘，从而以便对秧盘进行分类码垛储存，进而方便后续的分类处理。而当托架4上已经堆叠满秧盘后，可将整个托架4进行转移，更换另一个空余的托架4后，继续进行秧盘码垛。
34.参见图1-图6，本实施例的水稻秧盘智能码垛机的工作原理是：
35.首先，经过铺底土、压实、播种、覆表土、淋洒水等工序后的秧盘，在叠盘机构或生产线末端的送盘机构等处理下，单个或多个叠合在一起的秧盘转移至所述秧盘输送装置的传送组件上；接着，在输送驱动机构的驱动下，传送组件运动，带动待码垛的秧盘向前输送，直至移动至指定的搬运位置处，到位传感器持续检测秧盘是否已经到位，或对搬运位置进行实时监测，判断是否有秧盘等待码垛；随后，在横向驱动机构1和竖向驱动机构2的配合驱动下，将夹紧机构驱动至传送组件上的待码垛的秧盘的对应处，并且夹紧机构的夹紧组件处于打开状态，位于秧盘的两侧；紧接着，所述夹紧驱动机构驱动两个夹紧件3运动，两个夹紧件3的下端相互靠近，从而将秧盘的两侧夹紧；最后，在竖向驱动机构2和横向驱动机构1的配合下，将夹持住秧盘的夹紧机构驱动至码垛位置，当夹紧机构移动至码垛位置的上方时，其中的距离传感器11对码垛位置上的秧盘的高度进行检测，并对将其高度距离信息传输至所述中央控制系统中，由中央控制系统发出下降指令，控制竖向驱动机构2驱动夹紧机构的下降距离，从而实现夹紧机构的精准下降，进而将秧盘精准可靠地码垛堆叠在码垛位置上，最后通过夹紧驱动机构的驱动，两个夹紧件3相互远离运动，松开秧盘即可完成秧盘的搬运转移和码垛处理；当然，在搬运传送组件上的秧盘前，夹紧机构上的距离传感器11也可先对码垛位置处的秧盘高度进行检测，从而预先得知后续放下秧盘时的下降高度。
36.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。