一种定植杯自动摆杯装置及定植杯夹具

1.本发明涉及农业机械设计领域，特别涉及一种定植杯自动摆杯装置及定植杯夹具。


背景技术：

2.农业属于劳动密集型产业，而蔬菜播种育苗过程对劳动力的需求尤甚；蔬菜播种主要有三种方式，分别是撒播、条播和穴播，其中，撒播和条播由于播种精准度较低，不适用于无土栽培，所以在规模化蔬菜播种育苗过程中很少使用。规模化蔬菜播种育苗主要采用穴播的生产方式，同时为了减少播种环节的劳动力投入，多数利用自动化播种机械完成播种工作。鉴于穴播育苗的优势，在钵体蔬菜育苗中也采用穴播播种方式，但是钵体蔬菜育苗与传统穴盘播种不同的是在穴盘内套一个定植杯(也称营养钵)，采用定植杯与穴盘配合的方式在规模化蔬菜育苗生产中具有较大的发展潜力，有利于培育壮苗、控制秧苗间距，具有护根作用显著、方便移栽的优势。然而，目前定植杯放置到穴盘中的过程主要通过人工操作，人工需要将码垛层叠的定植杯依次分离开后再一一放置到穴盘中，整个过程存在劳动力需求大、劳动强度高的问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一种定植杯自动摆杯装置及定植杯夹具，能代替人工将码垛层叠的定植杯一一分离摆放在育苗穴盘中，有效提高定植杯的摆杯效率，降低工作人数和工人的劳动强度，进行上下两个叠在一起的定值杯分离的同时还能去除定植杯上的飞边毛刺。
4.为了实现上述目的，本发明提出了一种定植杯自动摆杯装置，包括输送机，所述输送机的机架上通过支撑立柱设置有固定支架，所述输送机的输送带从固定支架下方穿过，所述固定支架上设置有能前后滑动和上下移动的定植杯卸落机构，所述定植杯卸落机构上设置能将位于定植杯卸落机构最下方的定植杯夹紧和松开的定植杯夹具，所述输送机机架的左右两侧分别设置有用于从两侧将育苗穴盘夹持并带动其上下移动的育苗穴盘夹具，所述输送机的出料端左右相对设置有用于将育苗穴盘拦截在定植杯夹具下方的拦截机构；
5.所述固定支架为中心开孔的矩形框架结构，所述定植杯卸落机构包括定植杯导向架和设置在固定支架顶面左右两侧的前后延伸的导轨，所述导轨位于固定支架的中心开孔的两侧，移动支架通过滑块滑动连接在左右侧的导轨之间，所述移动支架通过第一气缸驱动沿着导轨前后移动；
6.所述移动支架上设置有伸缩端向下的第二气缸，所述第二气缸的伸缩杆的下端连接有位于固定支架下方的夹具支架，所述夹具支架上设置有供定植杯导向架穿过的开孔，所述定植杯导向架的下部穿过夹具支架，并固定于夹具支架上，所述定植杯堆叠放于定植杯导向架内，并能沿着定植杯导向架下落；
7.所述夹具支架的下侧的左右两端还设置有两前后延伸的导向杆，两导向杆之间对
应定植杯导向架滑动套设有前连接块和后连接块，所述前连接块和后连接块上均设置有向下伸缩的第三气缸，所述定植杯夹具包括对应前连接块和后连接块设置的前后两块夹持板，每块夹持板均包括左右延伸的活动夹持块和固定夹持块，所述活动夹持块位于固定夹持块上方，所述活动夹持块靠近定植杯的一侧设置有与定植杯匹配的一排夹持卡口，所述固定夹持块靠近定植杯的一侧设置有与定植杯的杯口下方的杯体匹配的下夹持口，所述固定夹持块通过导向柱与对应的前连接块或后连接块相连，所述活动夹持块上对应导向柱设置有导向孔，所述导向柱穿过活动夹持块上的导向孔，所述第三气缸的伸缩杆与活动夹持块相连，并带动活动夹持块沿着导向柱上下移动，所述前连接块和后连接块通过开合机构控制相互靠近和远离，从而实现前后两块夹持板相互靠近和远离。
8.优选的，所述夹具支架上间隔均匀设置有多排定植杯导向架，每排定植杯导向架由沿左右方向排列且与育苗穴盘的单排穴孔数量对应的定植杯导向架连接组成，所述定植杯导向架为由沿周向均布的多个导向杆围成的上下延伸的内径与定植杯匹配的圆筒状结构，两导向杆之间对应每排定植杯导向架滑动套设有前连接块和后连接块，对应每个前连接块和后连接块均设置有定植杯夹具，所述活动夹持块和固定夹持块对应每排定植杯导向架设置有一排夹持卡口和下夹持口。设置多排定植杯导向架，一次可以在育苗穴盘上摆放多排定植杯，有利于加快定植杯的摆杯速度；圆筒状结构与定植杯的外轮廓匹配，适用于导向定植杯下落。
9.优选的，所述夹具支架上间隔均匀设置有三排定植杯导向架，所述移动支架的前后延伸的宽度小于夹具支架，其中位于中间的一排定植杯导向架穿过移动支架。移动支架以较小的延伸宽度实现育苗穴盘较大宽度范围的摆杯。
10.优选的，所述开合机构包括第一连接条、第二连接条、第四气缸和第五气缸；各所述前连接块在左右两端分别通过前后延伸的第一连接条连接在一起，各所述后连接块在左右两端分别通过前后延伸的第二连接条固定在一起，所述第一连接条通过第四气缸驱动，并带动所有的前连接块沿着导向杆前后移动，所述第二连接条通过第五气缸驱动，并带动所有的后连接块沿着导向杆前后移动。该结构设计巧妙，通过一个第四气缸驱动能实现所有前连接块的前后移动，一个第五气缸驱动能实现所有后连接块的前后移动，通过第四气缸和第五气缸配合就能实现整个定植杯夹具的开合。
11.优选的，所述输送机的进料端设置有用于检测育苗穴盘位置的光电传感器。通过光电传感器检测育苗穴盘位置，方便拦截机构及时将育苗穴盘拦截。
12.优选的，所述拦截机构包括第六气缸、连杆机构和拦截杆，所述第六气缸安装于输送机机架上，并通过连杆机构与拦截杆连接，所述第六气缸能通过驱动连杆机构带动拦截杆进行开合运动。该拦截机构驱动方式简单，易于实现。
13.优选的，每排定植杯导向架通过位于定植杯导向架上部的导向架连接板和位于定植杯导向架中部的导向架连接板连接成一个整体，有利于增加每排定植杯导向架的稳定性，增加其使用寿命。
14.本发明也提出了一种定植杯夹具，包括对应前连接块和后连接块设置的前后两块夹持板，每块夹持板均包括左右延伸的活动夹持块和固定夹持块，所述活动夹持块位于固定夹持块上方，所述活动夹持块靠近定植杯的一侧设置有与定植杯匹配的一排夹持卡口，所述固定夹持块靠近定植杯的一侧设置有与定植杯的杯口下方的杯体匹配的下夹持口，所
述固定夹持块通过导向柱与对应的前连接块或后连接块相连，所述活动夹持块上对应导向柱设置有导向孔，所述导向柱穿过活动夹持块上的导向孔，所述前连接块和后连接块上均设置有向下伸缩的第三气缸，所述第三气缸的伸缩杆与活动夹持块相连，并带动活动夹持块沿着导向柱上下移动，所述前连接块和后连接块通过开合机构控制相互靠近和远离，从而实现前后两块夹持板相互靠近和远离。
15.优选的，所述第三气缸设置在活动夹持块的中部与对应的前连接块或后连接块的中部之间，所述导向柱为两个，分别位于第三气缸的左右两侧。两个导向柱能实现固定夹持块与对应的前连接块或后连接块稳定连接，且运行更可靠。
16.本发明的有益效果是：
17.1、本发明可实现育苗盘上的定植杯的自动放置，无需人工干涉，自动完成一叠中单个定植杯的分离及放置入盘两个动作，有效提高了定植杯的摆杯效率，减少了工作人数，降低了工人的劳动强度。
18.2、最为巧妙的是，定植杯夹具夹持到每个定植杯时，通过活动夹持块的上下移动，起到将上下两个叠在一起的定值杯分离的效果，同时可以起到去除定植杯上的飞边毛刺的作用。
19.3、通过第一气缸驱动移动支架前后移动，能调节定植杯导向架的前后位置，从而进行育苗穴盘上各排穴孔的摆杯工作，最终完成整个育苗穴盘的摆杯工作。
20.4、相对于人工摆放，更能保证定植杯在育苗穴盘中的整齐性和规律性，提高摆杯效率。
附图说明
21.图1是定植杯的结构示意图。
22.图2是育苗穴盘的结构示意图。
23.图3是定植杯自动摆杯装置的结构示意图。
24.图4是定植杯自动摆杯装置的局部结构示意图。
25.图5是图4的俯视图。
26.图6是夹具支架与定植杯夹具的安装示意图。
27.图7是图6的局部结构示意图。
28.图8是图7的局部结构示意图。
29.图9是图8的另一视角的示意图。
30.图10是图4中a处的放大视图。
31.图11是育苗穴盘夹具的示意图。
32.图12是图11中b处的放大视图。
具体实施方式
33.如图1—10所示，一种定植杯自动摆杯装置，包括输送机，输送机的机架1的上安装有连接板101，连接板101上安装有支撑立柱2，固定支架3通过支撑立柱2固定在机架1的连接板101上。输送机的输送带7从固定支架3下方穿过，固定支架3上设置有能前后滑动和上下移动的定植杯卸落机构4，定植杯卸落机构4上设置能将位于定植杯卸落机构4最下方的
定植杯6夹紧和松开的定植杯夹具5。
34.输送机机架1的左右两侧分别设置有用于从两侧将育苗穴盘8夹持并带动其上下移动的育苗穴盘夹具23。育苗穴盘夹具23具体包括前后延伸的长条形育苗盘夹持块231、上下延伸且固定在连接板101上的夹具导柱232，夹具导柱232上活动套装有移动板233，育苗盘夹持块231配备有左右延伸的伸缩杆236，伸缩杆236活套在移动板233上对应的左右延伸的通孔中，可通过气缸(图中未画出)控制伸缩杆236左右移动实现将育苗穴盘8夹紧，夹具导柱232顶端固设有支撑板234，支撑板上安装有活塞杆向下的夹具电机235，夹具电机235的活塞杆与移动板233连接，夹具电机235可驱动移动板233沿夹具导柱232上下移动，从而带动育苗盘夹持块231上下移动。
35.输送机的出料端左右相对设置有用于将育苗穴盘8拦截在定植杯夹具5下方的拦截机构。拦截机构包括第六气缸21、连杆机构22和拦截杆19，第六气缸21安装于输送机的机架1上，并通过连杆机构22与拦截杆19连接，第六气缸21能通过驱动连杆机构22带动拦截杆19进行开合运动。该拦截机构驱动方式简单，易于实现。
36.固定支架3为中心开孔的矩形框架结构，定植杯卸落机构4包括定植杯导向架407和设置在固定支架3顶面左右两侧的前后延伸的导轨401，导轨401位于固定支架3的中心开孔的两侧，移动支架403通过滑块402滑动连接在左右侧的导轨401之间，移动支架403通过第一气缸404驱动沿着导轨401前后移动。
37.移动支架403上设置有伸缩端向下的第二气缸405，第二气缸405的伸缩杆的下端连接有位于固定支架3下方的夹具支架406，夹具支架406上设置有供定植杯导向架407穿过的开孔，定植杯导向架407的下部穿过夹具支架406，并固定于夹具支架406上。定植杯6堆叠放于定植杯导向架407内，并能沿着定植杯导向架407下落；
38.夹具支架406的下侧的左右两端还设置有两前后延伸的导向杆10，两导向杆10之间对应定植杯导向架407滑动套设有前连接块11和后连接块12，前连接块11和后连接块12上均设置有向下伸缩的第三气缸13。定植杯夹具5包括对应前连接块11和后连接块12设置的前后两块夹持板9，每块夹持板9均包括左右延伸的活动夹持块901和固定夹持块902，活动夹持块901位于固定夹持块902上方，活动夹持块901靠近定植杯6的一侧设置有与定植杯6的杯口匹配的半圆形的夹持卡口a，夹持卡口a对应定植杯6的杯口的翻边以设置有半圆形夹持部，固定夹持块902靠近定植杯6的一侧设置有与定植杯6的杯口下方的杯体匹配的下夹持口b。固定夹持块902通过导向柱18与对应的前连接块11或后连接块12相连，活动夹持块901上对应导向柱18设置有导向孔，导向柱18穿过活动夹持块901上的导向孔，第三气缸13的伸缩杆与活动夹持块901相连，并带动活动夹持块901沿着导向柱18上下移动。前连接块11和后连接块12通过开合机构控制相互靠近和远离，从而实现前后两块夹持板9相互靠近和远离。
39.夹具支架406上间隔均匀设置有多排定植杯导向架407，每排定植杯导向架407由沿左右方向排列且与育苗穴盘8的单排穴孔数量对应的定植杯导向架407连接组成。定植杯导向架407为由沿周向均布的多个导向杆围成的上下延伸的内径与定植杯6匹配的圆筒状结构。两导向杆10之间对应每排定植杯导向架407滑动套设有前连接块11和后连接块12，对应每个前连接块11和后连接块12均设置有定植杯夹具5，活动夹持块901和固定夹持块902对应每排定植杯导向架407设置有一排夹持卡口a和下夹持口b。设置多排定植杯导向架
407，一次可以在育苗穴盘8上摆放多排定植杯6，有利于加快定植杯6的摆杯速度；圆筒状结构与定植杯6的外轮廓匹配，适用于导向定植杯6下落。
40.夹具支架406上间隔均匀设置有三排定植杯导向架407，移动支架403的前后延伸的宽度小于夹具支架406，其中位于中间的一排定植杯导向架407穿过移动支架403。移动支架403以较小的延伸宽度实现育苗穴盘8较大宽度范围的摆杯。
41.开合机构包括第一连接条14、第二连接条15、第四气缸16和第五气缸17；各前连接块11在左右两端分别通过前后延伸的第一连接条14连接在一起，各后连接块12在左右两端分别通过前后延伸的第二连接条15固定在一起。第一连接条14通过第四气缸16驱动，并带动所有的前连接块11沿着导向杆10前后移动，第二连接条15通过第五气缸17驱动，并带动所有的后连接块12沿着导向杆10前后移动。该结构设计巧妙，通过一个第四气缸16驱动能实现所有前连接块11的前后移动，一个第五气缸17驱动能实现所有后连接块12的前后移动，通过第四气缸16和第五气缸17配合就能实现整个定植杯夹具5的开合。
42.输送机的进料端设置有用于检测育苗穴盘8位置的光电传感器20。通过光电传感器20检查育苗穴盘8位置，方便拦截机构及时将育苗穴盘8拦截。
43.每排定植杯导向架407通过位于定植杯导向架407上部的导向架连接板408和位于定植杯导向架407中部的导向架连接板408连接成一个整体，有利于增加每排定植杯导向架407的稳定性，增加其使用寿命。
44.本发明还包括plc控制器，光电传感器20的信号输送端与plc控制器的信号接收端相连，plc控制器的输送机控制端与输送机的传送控制端相连，plc控制器的第一气缸控制端与第一气缸的伸缩控制端相连，plc控制器的第二气缸控制端与第二气缸的伸缩控制端相连，plc控制器的第三气缸控制端与第三气缸的伸缩控制端相连，plc控制器的开合机构控制端与开合机构的运动控制端相连，plc控制器的第六气缸控制端与第六气缸的伸缩控制端相连。
45.本发明的工作方法为：
46.步骤一：将育苗穴盘8放置在输送机上，通过输送机将育苗穴盘8向定植杯夹具5的下方传送，当光电传感器20感应到育苗穴盘8，plc控制器控制第六气缸21驱动连杆机构22带动拦截杆19将育苗盘穴8拦截，使每排定植杯导向架407均与育苗穴盘8的穴孔位置对应。
47.步骤二：plc控制器先控制育苗穴盘夹具23将育苗穴盘8夹持并抬升，再控制第二气缸405驱动夹具支架406下移，使最下方的定植杯6的下端位于育苗盘穴8的穴孔中。
48.步骤三：plc控制器控制第三气缸13带动活动夹持块901上下移动，将上下两个叠在一起的定植杯分离(活动夹持块901不停的上下移动，与位于下面的第二个定植杯6的上端口的翻边配合，让两个定植杯6连接不紧密，有利于实现将该定植杯6从下一个定植杯6中移出，)，同时去除定植杯6杯壁上的毛刺及飞边；plc控制器控制开合机构驱动定植杯夹具5进行多次开合(多次开合是为了矫正定植杯6，使定植杯6顺利下落)，使最下方的定植杯6整体完全落入育苗盘穴8的穴孔中，整叠定植杯6跟随下移，下方的第二个定植杯6下移到定植杯卸落机构4的最下方；开合机构控制定植杯夹具5(通过定植杯夹具5的固定夹持块902将定植杯6夹紧)夹紧下方的第二个定植杯6。
49.步骤四：plc控制器先控制第二气缸405驱动定植杯导向架上移，再控制育苗穴盘夹具23带动育苗穴盘8下移，下方两个定植杯6分离。
50.步骤五：plc控制器先控制第一气缸404驱动移动支架403向前或向后移动，从而带动定植杯导向架407向前或向后移动，使每排定植杯导向架407的落杯口均对应育苗盘穴8的另一排穴孔，然后重复上述步骤二、步骤三和步骤四，完成育苗盘穴8此排穴孔的摆杯工作。
51.步骤六：循环步骤五，直至完成整个育苗盘穴8的摆杯工作。
52.步骤七：plc控制器控制第六气缸21驱动连杆机构22带动拦截杆19打开，并控制输送机工作，使完成摆杯工作的育苗盘穴8继续向前传送，同时在传送带上的进料端放置一个新的空盘的育苗穴盘8，进行往复循环。