一种小型裸苗移栽机具及方法与流程

1.本发明涉及农业机械装置领域，特别是涉及一种小型裸苗移栽机具及方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.丘陵地形条件复杂，且种植作物多以经济效益较高的移栽类作物为主。现有小型钵苗类半自动移栽机可较好适应小地块的钵苗移栽种植。而针对甘薯、丹参等裸茎或裸根苗，山地类机具缺乏，仍采用人工种植，不符合人口老龄化的发展需求，急需开发相应的山地机械。
4.发明人发现，目前针对裸苗的扦插方式有：指夹式移栽机，通过拖拉机牵引，实现大田膜上扦插，这种作业方式对整机工作地表的平整性要求高，且拖拉机的使用导致其地头转弯半径大，无法适用于丘陵山地的耕作需求；一些研究团队以蔬菜钵体苗移栽用的吊杯式移栽机为基础，优化改制出一款适合沙壤土作业的裸苗移栽机，但试验过程中存在秧苗无法下落的情况，易出现露苗现象，且种植深度、种植间距等无法调整，适宜的作业模式存在一定的局限性；另一些研究团队设计了一种链夹开沟式裸根苗移栽机，但无法应用于土壤覆膜的种植模式。日本研究了一种小型带夹式移栽机，具有整机调平功能，但其送苗装置通过棘轮棘爪等机械结构从植苗装置处获取动力，增加了植苗装置动力轴的载荷负担，同时棘轮棘爪高速下的稳定性差、易磨损，限制了其整机作业速度和使用寿命。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种小型裸苗移栽机具及方法，通过田园机底盘及行走装置实现整机左右和上下调平，实现定深栽插，并配合送苗装置、植苗装置以及传动装置，实现了裸苗的不同形式栽插，解决了现有半自动移栽机无法适用于丘陵山地地表不平整的裸苗移栽问题。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.第一方面，本发明提出一种小型裸苗移栽机具，包括固定于机架的置苗装置、送苗装置和植苗装置；所述置苗装置包括多个苗盘，至少部分苗盘可张开以改变水平展布空间；所述送苗装置包括架体，架体固设链轮组，链轮组挂设链板输送带，且链板输送带外侧等距安装多个板刷以夹持苗株；所述架体呈倒业字形，且链板输送带呈倒等腰梯形；所述架体包括横向的主梁，主梁与竖向的两副梁固定连接；所述副梁端部固设第一角端链轮支撑座，主梁两端固设第二角端链轮支撑座。
8.作为进一步的技术方案，所述链板输送带具有活链节。
9.作为进一步的技术方案，所述第二角端链轮支撑座包括套接于主梁的u型套管，u型套管开设多个连接孔位，u型套管和主梁之间固定设置张紧螺栓，张紧螺栓端部顶紧压簧。
10.作为进一步的技术方案，所述架体还与植苗装置连接，机架与田园机机体搭接成
整体，田园机动力通过传动系统与送苗装置、植苗装置连接。
11.作为进一步的技术方案，所述传动系统包括与田园机动力连接的第一变速直齿轮箱，第一变速直齿轮箱和第二变速直齿轮箱连接，第二变速直齿轮箱和锥齿轮箱连接，锥齿轮箱和第三变速直齿轮箱连接，第三变速直齿轮箱通过传动链组与植苗装置连接；所述锥齿轮箱还与万向传动轴连接，万向传动轴与送苗装置连接。
12.作为进一步的技术方案，所述送苗装置、植苗装置与机架主梁连接，田园机机体通过y型架上端与第三变速直齿轮箱固连，y型架下端与机架主梁转动连接；从而实现植苗装置的不同初始植苗角度，实现不同的栽插效果。
13.作为进一步的技术方案，所述机架底部设置行走装置，行走装置包括轮胎，轮胎通过支撑架与田园机机体连接，田园机机体和行走装置间转动连接有机体液压系统；所述机体液压系统包括两个液压缸体及阀体，与传动系统共用液压油，通过控制阀体开关以控制机体液压系统的转动，从而实现整机的左右和上下调平。
14.作为进一步的技术方案，所述苗盘至少包括第一苗盘和第二苗盘，第一苗盘固定于苗盘主梁，第二苗盘通过苗盘支座与苗盘主梁连接，且第二苗盘可绕苗盘支座转动。
15.作为进一步的技术方案，所述苗盘支座还设置弹性挡杆以限定第二苗盘的位置。
16.作为进一步的技术方案，所述机架前进端设置垄体导向装置，垄体导向装置包括能横向伸缩的可调节导向支架，可调节导向支架的两端固设导向轮。
17.第二方面，本发明提出一种如上所述的小型裸苗移栽机具的工作方法，包括以下步骤：
18.作业时，将裸苗放置在置苗装置的苗盘；
19.机具在垄体导向装置的导向作用下自动沿垄体行走，将置苗装置上的裸苗摆放在送苗装置的板刷内，送苗装置的链板输送带运动将裸苗输送给植苗装置，植苗装置完成裸苗膜上或垄上栽插。
20.上述本发明的有益效果如下：
21.本发明的移栽机具，倒业字形送苗装置与田园机机体通过螺栓连接，链板输送带具有活链节，方便送苗装置拆装。
22.本发明的移栽机具，其由多个苗盘放置裸苗，且部分苗盘可相对张开改变其水平展布占用空间，可以调整机具运行所需宽度；机架主梁与田园机机体相对角度可调，从而形成植苗装置的不同初始植苗角度，实现不同的栽插效果。
23.本发明中送苗装置和植苗装置具有不同的动力输入路径，降低了工作部件动力输入端输入轴的工作载荷，提高了其使用寿命，同时主要采用齿轮组供给动力，使各关键执行机构具有高速作业的能力。
24.本发明垄体导向装置安装在田园机的前进端，可实现自动对垄导向行走，且垄体导向装置由可调节导向支架和两个导向轮组成，可调节导向支架能够横向伸缩，使得垄体导向装置能够适应不同宽度的垄体。
25.本发明行走装置通过机体液压系统能够实现机具整机的左右和上下调平，以适应丘陵山地地表不平的特殊种植环境，同时根据土壤状况实现不同的种植深度。
26.本发明置苗装置中的第二苗盘通过苗盘支座安装在苗盘主梁上，第二苗盘可绕苗盘支座转动，以实现工位的调整，满足运输和作业过程中的不同需求。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
28.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种小型裸苗移栽机具的整体结构示意图；
29.图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种小型裸苗移栽机具的侧视结构示意图；
30.图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种小型裸苗移栽机具的俯视结构示意图；
31.图4是本发明根据一个或多个实施方式的一种小型裸苗移栽机具的主视结构示意图；
32.图5是本发明根据一个或多个实施方式的一种小型裸苗移栽机具的田园机及传动系统的主视结构示意图；
33.图6是本发明根据一个或多个实施方式的一种小型裸苗移栽机具的田园机及传动系统的俯视结构示意图；
34.图7是本发明根据一个或多个实施方式的送苗装置与机架主梁、传动系统配合示意图；
35.图8是本发明根据一个或多个实施方式的送苗装置结构示意图；
36.图9是本发明根据一个或多个实施方式的第二角端链轮支撑座结构示意图；
37.图10是本发明根据一个或多个实施方式的置苗装置结构示意图；
38.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
39.其中，1、田园机机体；2、行走装置；2-1、轮胎；2-2、支撑架；2-3、机体液压系统；3、置苗装置；3-1、第一苗盘；3-2、第二苗盘；3-3、苗盘主梁；3-4、苗盘支座；3-5、弹性挡杆；4、送苗装置；4-1、带传动组；4-2、皮带张紧装置；4-3、板刷；4-4、链板输送带；4-5、倒“业”型架体；4-6、第一角端链轮支撑座；4-7、梁上链轮支撑座；4-8、链轮组；4-9、第二角端链轮支撑座；4-9-1、u型套管；4-9-2、全螺纹张紧螺栓；4-9-3、顶紧螺栓；4-9-4、压簧；4-9-5、u型长轴承座；5、裸苗；6、垄体导向装置；6-1、可调节导向支架；6-2、导向轮；7、机架主梁；8、传动系统；8-1、第一变速直齿轮箱；8-2、第二变速直齿轮箱；8-3、锥齿轮箱；8-4、第三变速直齿轮箱；8-5、传动链组；8-6万向传动轴；8-7、张紧轮；9、植苗装置；10、y型架；11、垄体。
具体实施方式
40.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
41.正如背景技术所介绍的，现有移栽机无法适用于丘陵山地不同作业模式下裸苗移栽的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种小型裸苗移栽机具及方法。
42.实施例1
43.本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图10所示，提出一种小型裸苗移栽机具，包括：田园机机体1、行走装置2、置苗装置3、送苗装置4、垄体导向装置6、机架主梁7、传动系
统8、植苗装置9和y型架10。
44.其中，垄体导向装置6安装在田园机机体1的前进端，可实现自动对垄导向行走，具体的，垄体导向装置6由可调节导向支架6-1和两个导向轮6-2组成，可调节导向支架6-1能够横向伸缩，两个导向轮6-2分别安装在可调节导向支架6-1的两端，在实际应用中可以通过可调节导向支架6-1的调节作用，使得垄体导向装置6能够适应不同宽度的垄体1。
45.田园机机体1的底盘上设有行走装置2，具体的，行走装置包括轮胎2-1，轮胎2-1通过支撑架2-2与田园机机体1连接，本实施例中田园机机体1和行走装置2间转动连接有机体液压系统2-3，可在实际应用中实现整机的左右和上下调平。机体液压系统2-3转动连接在两侧行走轮横向支撑轴上。
46.机体液压系统包括两个液压缸体及阀体，与传动系统共用液压油，通过控制阀体开关以控制机体液压系统的伸缩，从而实现整机的左右和上下调平。
47.可以理解的是，为了更好的实现上下调平效果，也可以将y型架设置成可伸缩的结构，这里不做过多限制。
48.传动系统8设置在田园机机体1的上部并与其输出动力连接。
49.具体的，传动系统8由第一变速直齿轮箱8-1、第二变速直齿轮箱8-2、锥齿轮箱8-3、第三变速直齿轮箱8-4、传动链组8-5、万向传动轴8-6和张紧轮8-7组成。
50.其中，第一变速直齿轮箱8-1一端与田园机动力连接，另一端依次连接第二变速直齿轮箱8-2、锥齿轮箱8-3和直齿轮箱8-4，第三变速直齿轮箱8-4通过传动链组8-5与植苗装置9连接，并通过张紧轮8-7保证传动链组8-5的链条不会松弛；万向传动轴8-6一端与锥齿轮箱8-3连接，另一端与送苗装置4连接，从而在传动链组8-5和万向传动轴8-6的作用下，将田园机动力分别传输至植苗装置9和送苗装置4，并使其按照要求速比，进行匹配运动。
51.送苗装置与植苗装置需满足单位时间内苗株输送频率与植苗装置栽插频率一致，并由传动系统来保证。
52.本实施例中，在第一变速直齿轮箱8-1和第二变速直齿轮箱8-2上均设置了拨齿手柄，从而可以根据实际需求实现不同速度的调节，满足不同移栽株距的需求。
53.机架主梁7通过y型架10和后端弹簧与田园机机体1连接，后端弹簧的作用是减小工作过程中机架主梁7的起伏，以保证作业部件的稳定，y型架10的一端与第三变速直齿轮箱8-4的箱体连接，另一端与机架主梁7转动连接。
54.本实施例中的作业部件为送苗装置4，送苗装置4通过螺栓孔组实现与机架主梁7和田园机机体1的可调节式挂接。
55.具体的如图7所示，送苗装置4由带传动组4-1、皮带张紧装置4-2、板刷4-3、链板输送带4-4、倒“业”型架体4-5、第一角端链轮支撑座4-6、梁上链轮支撑座4-7、链轮组4-8、和第二角端链轮支撑座4-9组成。
56.其中，倒“业”型架体4-5为送苗装置4的支撑部件，倒“业”型架体4-5包括一根主梁和两根副梁，主梁和副梁均选用型钢，两根副梁对称固定设置在主梁上，并在副梁和主梁之间固定设有加强肋，以增强主梁和副梁的连接强度及稳定性。倒“业”型架体4-5通过竖向的两副梁与田园机机体通过螺栓连接。
57.链轮组4-8设有多个链轮，倒“业”型架体4-5的主梁和副梁的端部分别设有一个链轮，本实施例中为了更好的输送效果，在主梁的中部位置同样设置了一个链轮。
58.具体的，主梁中部位置的链轮通过梁上链轮支撑座4-7实现安装，主梁的两端通过第二角端链轮支撑座4-9实现链轮的安装，副梁的端部通过第一角端链轮支撑座4-6实现链轮的安装固定，第一角端链轮支撑座4-6和第二角端链轮支撑座4-9均套插在倒“业”型架体4-5各型钢的端部，并通过螺栓固定，从而形成送苗支架。
59.倒“业”型架体4-5的外侧环绕包围有链板输送带4-4，链板输送带4-4内侧与链轮组4-8配合，链板输送带4-4的外侧等距安装有若干板刷4-3，板刷4-3主要用于夹持苗株。
60.链板输送带4-4在整体上呈倒等腰梯形形式，其在上部可承接裸苗，在下部被植苗装置取下后进行栽苗，可更好的适应丘陵山地等小地块区域的作业。
61.在优选的实施方案中，链板输送带具有活链节，方便送苗装置拆装。
62.其中，第二角端链轮支撑座4-9具有多个孔位，以实现整体送苗支架周长可调，从而实现张紧链板输送带4-4的目的。
63.具体如图9所示，第二角端链轮支撑座4-9由u型套管4-9-1、全螺纹张紧螺栓4-9-2、顶紧螺栓4-9-3、压簧4-9-4和u型长轴承座4-9-5组成。
64.u型套管4-9-1套接在倒“业”型架体4-5的主梁上，且在u型套管4-9-1与倒“业”型架体4-5的主梁接触端开设有若干孔位，u型套管4-9-1的孔位上焊接有螺母，螺母配合顶紧螺栓4-9-3使用，实现u型套管4-9-1与倒“业”型架体4-5主梁的位置调整和固定连接；
65.u型套管4-9-1与倒“业”型架体4-5主梁之间还设有全螺纹张紧螺栓4-9-2和压簧4-9-4，压簧4-9-4套设在全螺纹张紧螺栓4-9-2上，一端与全螺纹张紧螺栓4-9-2上的螺母接触，另一端与u型套管4-9-1接触，在实际应用中通过拧动全螺纹张紧螺栓4-9-2上的螺母改变压簧4-9-4的压缩长度进而改变u型套管4-9-1与倒“业”型架体4-5主梁的相对位置，并通过顶紧螺栓4-9-3稳定位置，在全螺纹张紧螺栓4-9-2、压簧4-9-4和顶紧螺栓4-9-3的共同作用，实现送苗装置4周长的调节。
66.本实施例中，为了更好的提供支撑力，全螺纹张紧螺栓4-9-2使用了两个，在其他实施例中也可以选用其他数量，这里不做过多限制。
67.u型长轴承座4-9-5套接在u型套管4-9-1上，并通过螺栓实现与u型套管4-9-1的固定连接，u型长轴承座4-9-5上转动设有链轮。
68.倒“业”型架体4-5的一个副梁上设有带传动组4-1，带传动组4-1由传动轮和传动带组成，传动轮通过传动带与第二角端链轮支撑座4-9上的链轮连接，传动轮还通过万向传动轴8-6与第一变速直齿轮箱8-1连接，从而利用第一变速直齿轮箱8-1的动力驱动传动轮转动，并在传动带的作用下带动第二角端链轮支撑座4-9上的链轮转动，进而带动链板输送带4-4转动；
69.倒“业”型架体4-5的另一个副梁上设有植苗装置9、传动链组8-5和张紧轮8-7，直齿轮箱8-4通过传动链组8-5与植苗装置9连接，从而利用直齿轮箱8-4的动力驱动植苗装置9工作夹取裸苗5，并通过张紧轮8-7保证传动链组8-5不会松弛。
70.如图10所示，植苗装置9包括四连杆机构和机械式夹持机构，四连杆机构的中间杆安装机械式夹持机构，四连杆机构的曲柄与传动链组8-5连接，四连杆机构能够带动机械式夹持机构实现入土插植运动轨迹。
71.本方案中的植苗装置是采用中国专利202010139805x-一种携苗入垄取植装置中的方案，其可以将裸苗进行膜上或垄上栽插。
72.传动系统8上还设有置苗装置3，置苗装置3主要用于存放作业过程中所需移栽的苗株。
73.如图9所示，置苗装置3由第一苗盘3-1、第二苗盘3-2、苗盘主梁3-3、苗盘支座3-4和弹性挡杆3-5组成，第一苗盘3-1和第二苗盘3-2均设有两个，对称分布在置苗装置3苗盘主梁3-3的两侧，其中，两个第一苗盘3-1固定设置在苗盘主梁3-3上，两个第二苗盘3-2通过苗盘支座3-4安装在苗盘主梁3-3上。
74.第二苗盘3-2可绕苗盘支座3-4转动，能够与第一苗盘3-1同向，或垂直于第一苗盘3-1向外侧打开，或是相对于第一苗盘3-1转动任一角度等多个工位，通过弹性挡杆3-5使第二苗盘3-2在不同工位保持稳定，当机器运输时两个第二苗盘3-2与两个第一苗盘3-1同向，以减少整机宽度；当机器作业时，两个第二苗盘3-2垂直于两个第一苗盘3-1并向两侧打开，或是两个第二苗盘3-2相对于两个第一苗盘3-1转动任一角度并向两侧打开，以方便人工取苗、摆苗等作业。该置苗装置工位可调，可满足运输和作业过程中的不同需求。
75.本实施例所述的小型裸苗移栽机具，本身具有田园机机体1，无需使用拖拉机等大型驱动装置，机架主梁7可通过y型架10和后端弹簧挂接固定在田园机2的底盘上，随后倒“业”型架体4-5可直接套装在田园机2手扶杆处，并与机架主梁7通过螺栓固定，形成小型裸苗移栽机具的整体框架，安装方便。随后通过传动系统8，将送苗装置4及植苗装置9的动力传输部件接入，即可进行整机作业，搭接快速、简便，便于农民实现基于同一底盘的多种作业用途。且该机具整体结构小巧紧凑，地头转弯半径小，不仅能够满足丘陵山地等小地块的作业需求，还提高了耕地使用面积，实现适用于丘陵山地等小地块不同作业模式的裸苗斜向栽插，保证栽插效率，不再受限于地域特征、土壤类型并且解决种植过程中漏苗的问题。
76.实施例2
77.本技术的另一典型实施例中，提供如实施例1所述的一种小型裸苗移栽机具的工作方法，具体过程如下：
78.针对起好垄的田块，作业时，首先分别将小型裸苗移栽机具的垄体导向装置6的导向轮6-2和行走装置的轮胎2-1置于垄体11的两侧，并分别调节垄体导向装置6的可调节导向支架6-1和田园机机体1上的支撑架2-2，使得垄体导向装置6能够适应不同宽度的垄体11，并实现机具整机的左右和上下调平，以调整小型裸苗移栽机具离垄体11的高度，实现定深栽插；
79.将裸苗放置在置苗装置3的第一苗盘3-1和第二苗盘3-2上，并根据实际需求转动第二苗盘3-2，使得第二苗盘3-2位于便于使用者拿取裸苗5的工位上；
80.启动田园机机体1，田园机机体1驱动机具移动，机具在垄体导向装置6的导向作用下自动沿垄体11导向行走，此时人工跟随机具在垄体11两侧行走，并将置苗装置上的裸苗5摆放在送苗装置4的板刷4-3上；
81.此时，传动系统8的万向传动轴8-6将第一变速直齿轮箱8-1的动力传输至送苗装置4的带传动组4-1上，带传动组4-1带动对应的链轮组4-8中的链轮转动，从而驱动链板输送带4-4运动，链板输送带4-4将裸苗5输送给植苗装置9，植苗装置9完成裸苗膜上或垄上栽插。
82.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。