一种气动下压式无底穴盘苗全自动移栽机

本发明属于农业机械化移栽，具体涉及一种气动下压式无底穴盘苗全自动移栽机，主要用于实现作物移栽自动化作业。背景技术：1、育苗移栽可以提高作物抗御干旱、寒冷、病虫害能力，缩短田间生长期，提高农作物产量和质量、提早成熟，被广泛使用。2、机械化移栽是作物机械化生产中关键技术环节，可以提高作业效率，降低劳动强度，解决移栽时节劳动力需求矛盾，可以消除人工移栽造成的株距、行距、深度及直立度的不稳定，使作物的成熟期一致，便于田间规范化管理，提高产量。3、目前半自动移栽机供盘、取苗和投苗环节仍需人工操作，存在劳动强度较大、作业效率相对较低等问题。因此设计一款全自动高速移栽机将会产生较好的经济效益和社会效益，对促进我国蔬菜产业良好快速发展有重要意义，是提升我国蔬菜移栽机械化水平和产业竞争力的重要保证。4、目前国外全自动移栽机难以适应国内种植模式和种植环境，且价格高昂，难以推广。国内自动移栽机多采用顶取、迎苗插入夹取方式取苗，结构复杂，对秧苗损伤大，较大惯性力和振动限制取苗速度难以进一步提高。技术实现思路1、为了解决上述问题，此次发明在申请号为202110196721 .4，名称为《一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置》发明专利基础上设计了一种气动下压式无底穴盘苗全自动移栽机，实现“有序供盘-连续送苗-高速取投苗一体化-零速栽植-覆土镇压” 全程自动化移栽作业。2、为达到以上目的，本发明技术方案如下：3、本发明提供一种气动下压式无底穴盘苗全自动移栽机，包括供盘装置、送苗装置、取苗装置、投苗斗、栽植机构、地轮调节机构、地轮同步驱动系统、悬挂架、镇压机构、苗盘收集架、气动系统和整机控制系统，完成“有序供盘-连续送苗-高速取投苗一体化-零速栽植-覆土镇压”全程自动化移栽作业。4、所述无底穴盘来源于申请号为201910208044.6，名称为《一种提高大钵体成坨性的育苗方法及其配套的育苗穴盘》的实施例，包括穴盘测筋。5、所述供盘装置和取苗装置为申请号为202110196721.4，名称为《一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置》的实施例，包括托盘。6、所述送苗装置来源于申请号为202110196721 .4，名称为《一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置》的改进实施例，包括送苗主动链轮轴、送苗链条、送苗底板，是由所述地轮同步驱动系统驱动。7、所述投苗斗采用申请号为202110196721.4，名称为《一种穴盘苗自动移栽机自动供盘高速取投苗装置》的改进实施例，投苗漏斗安装时后倾一定角度，为了缩小各取苗时序位置纵向偏差对同步接苗位置纵向偏差的影响。8、所述栽植机构由栽植主动圆盘、吊杯挂耳、端面凸轮、吊杯、平动连杆、偏心圆盘、u形框、左侧板、右侧板和安装架侧板等组成，安装在所述投苗斗下方；所述从动链轮与所述栽植主动圆盘衔接在同一轴线上；所述吊杯挂耳均匀分布在所述栽植主动圆盘周围，所述吊杯挂耳与所述端面凸轮为一整体；所述转动中心轴两头连接吊杯挂耳，所述转动中心轴的另一端与所述平动连杆连接，同时所述平动连杆另一端与所述偏心圆盘连接，五个平动连杆均匀分布在偏心圆盘上；所述u形框安装在整机的中部；所述左右侧板分别安装在u形框的左右侧边；所述安装架侧板衔接在u形框前部。9、所述吊杯包括接苗杯、鸭嘴固定部、鸭嘴固定部左侧半轴、鸭嘴固定部右侧半轴、开启轴承和鸭嘴等组成，是接苗、携苗下降、入土成穴、开启释放钵苗完成栽植的关键部件；所述接苗杯成喇叭口状，可根据同步接苗前后极限，对其左右两侧进行修改，扩大同步接苗极限理论范围，延长投苗入杯“窗口时间”，最大化投入接苗杯可能性。所述同步接苗前后极限设定如下：同步接苗前极限：钵苗下表面前沿与接苗杯前沿有效区域上表面接触。10、同步接苗后极限：钵苗重心位于接苗杯有效区域上表面下方 15 mm。11、所述鸭嘴固定部衔接在所述接苗杯下方；所述鸭嘴固定部左侧半轴和所述鸭嘴固定部右侧半轴，分别连接在鸭嘴固定轴左、右两侧；所述开启轴承安装在所述鸭嘴上方，当所述开启轴承滑入所述端面凸轮时，鸭嘴打开；所述鸭嘴固定在所述鸭嘴固定部下方。12、所述鸭嘴固定部左侧半轴线与所述转动中心轴线，两条线垂直距离连线与水平方向夹角为吊杯相位角θ，各取苗时序开始瞬间此时吊杯相位角为吊杯提前相位角。13、所述地轮调节机构由地轮安装架主梁、方形直角螺杆、地轮架固定座侧板、调深螺杆把手、调深螺杆和调深杆下杆等组成，可用于调节所述吊杯栽植深度；所述地轮安装架主梁与所述地轮架固定座侧板连接，安装在整机左右两端；所述调深杆下杆在所述地轮安装架主梁的上方且用铰链连接；所述调深螺杆把手与所述调深螺杆相连接，通过调节所述调深螺杆把手，实现所述调深螺杆与所述调深杆下杆相对移动，实现所述吊杯栽植深度变化。14、所述地轮同步驱动系统由地轮、地轮轴端链轮、地轮传动链条、六方轴从动链轮、六方轴、六方轴主动链轮、地轮栽植机构传动链条、转动中心轴、转动中心轴端链轮、减速链条ⅰ、一级从动链轮、二级主动链轮、减速链条ⅱ和正时链轮组等组成，用于同步驱动所述栽植机构及所述送苗装置；所述地轮位于移栽机两侧；所述地轮轴端链轮与所述地轮轴从动链轮，水平设置在地轮安装架主梁上；所述地轮传动链条套设在所述地轮轴端链轮与所述地轮轴从动链轮之间；所述六方轴穿过所述安装架侧板和所述地轮架固定座侧板安装在栽植机构前部；所述六方轴主动链轮与转动中心轴端链轮分别安装在所述六方轴和和所述转动中心上；所述地轮栽植机构传动链条套设在六方轴主动链轮与转动中心轴端链轮之间；所述减速链条ⅰ套设在所述转动中心轴端链轮与所述一级从动链轮之间；所述一级从动链轮与二级主动链轮安装在同一轴上；所述减速链条ⅱ套设在所述二级主动链轮与正时链轮组之间；所述正时链轮组包括弧形孔链轮板和法兰；所述弧形孔链轮板和所述法兰安装在所述送苗主动链轮轴左端。通过调整所述弧形孔链轮板的弧形孔和所述法兰之间的相对位置，实现了吊杯运动和取苗时序正时同步协调关系。15、所述悬挂架由主梁、斜拉杆、上拉框架、上悬挂座、下悬挂座组成，安装在移栽机前部；所述主梁与所述安装架侧板水平衔接；所述斜拉杆与所述主梁成一定角度连接；所述上拉框架与所述下悬挂座连接，并安装在主梁的前端的中间位置；所述上悬挂座衔接在所述上拉框架的上方。16、所述镇压机构由镇压机构安装板、镇压连架杆、螺杆、弹簧和镇压轮组成，当栽植机构完成栽植，镇压轮将钵苗两侧土壤镇压；所述镇压安装板安装在所述u形框后侧；所述镇压连架杆与所述镇压安装板连接，并在所述螺杆的下方；所述弹簧套合在螺杆上表面；所述镇压轮与所述镇压连架杆连接，位于镇压机构的下方。17、所述苗盘收集架安装在所述投苗斗前端，用于收集取苗后所述无底穴盘。18、所述气动系统由气泵、气罐、汇流板（未画出）、气缸电磁阀（未画出）、推盘气缸、取苗气缸、压力调节阀和气管等组成，所述推盘气缸用于推送无底穴盘，所述取苗气缸用于下压取苗。19、所述气泵安装在所述上拉框架中部，所述主梁上方；所述气罐安装在所述镇压机构的上方；所述推盘气缸安装在所述供盘装置的后方，所述取苗气缸安装在所述送苗装置的上方。通过气泵经过储气罐，然后通入汇流板再流入各个气动元件中。20、所述整机控制系统由控制柜、电源、控制按钮、控制板、光耦隔离继电器、步进电机驱动器、托盘初始位置传感器、苗盘脱离位置传感器、供盘位置传感器、第一取苗位置传感器、编码器、供盘链电机和高速取苗时序控制系统等组成，用于检测所述苗盘复位位置、供盘位置、苗盘脱离位置、取苗位置和苗盘速度等，控制电机和气动执行部件的运行和自适应动态调整工作参数；所述控制柜安装在所述苗盘收集架上方；所述供盘链电机在所述供盘装置的上方。21、本发明工作过程：22、所述整机控制系统上电复位；将所述无底穴盘放置在所述供盘装置所述托盘上，按下开始按钮。23、移栽机由拖拉机牵引前进，第一次供盘开始，当所述无底穴盘到达与所述推盘气缸水平位置时，所述推盘气缸推送无底穴盘进入所述送苗底板，所述送苗链条拨动输送无底穴盘向取苗位置连续移动。当无底穴盘第一排第一列穴孔移动到取苗位置瞬时，第一列所述取苗气缸下压，穴盘苗从第一排第一列穴孔向下经过所述投苗斗，无停顿向下投进旋转的所述吊杯完成后续栽植。24、所有穴孔完成取苗的无底穴盘落入所述苗盘收集架中，工人从苗盘收集架中将空无底穴盘取出。25、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：26、1.本发明的移栽效率较高。27、本发明利用气动取苗装置将穴盘苗从所述无底穴盘向下高速取出，落入下方的所述投苗斗内，无停顿投入所述栽植机构吊杯内，取苗、投苗方向一致实现了高速取苗投苗一体化，有利于实现高速栽植作业。28、2.本发明能够在高速移栽过程中提高投苗成功率。29、本发明对所述吊杯同步接苗前后极限进行分析，所述同步接苗前极限为钵苗下表面前沿与接苗杯前沿有效区域上表面接触；同步接苗后极限为钵苗重心位于接苗杯有效区域上表面下方 15 mm。 当钵苗下落在接苗极限范围之内，钵苗即可成功栽入。30、本发明采用所述地轮同步驱动系统同步驱动所述栽植机构和所述送苗装置正时运动，所述栽植机构吊杯运转与所述取苗装置高速取苗时序控制系统存在正时同步关系，所述高速取苗时序控制系统与连续送苗运动存在正时同步关系，因此通过实现所述栽植机构吊杯运转与所述送苗装置连续送苗运动正时同步运动，实现与所述取苗装置的高速取苗时序控制系统正时同步关系。31、本发明通过调整所述正时弧形孔链轮板的所述弧形孔和所述法兰之间的相对位置，实现了吊杯运动和取苗时序正时同步协调关系。32、当所述第一取苗位置传感器刚好被所述穴盘测筋触发（即所述第一取苗时序瞬间），调节所述正时弧形孔链轮板的所述弧形孔与所述法兰的相对位置，调节所述吊杯提前相位角。所述吊杯提前相位角与栽植频率相关。33、3.本发明整机轻简化设计使移栽机更加轻便，对于需要在不同地点进行移栽作业或进行户外工作提供方便。34、4.本发明所述地轮同步驱动系统设计巧妙，能使所述供盘装置、送苗装置、取苗装置、栽植机构协调配合，同时整个移栽机自动化程度较高，有效降低劳动强度。