本实用新型专利技术公开了一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘和叠盘装置，由育苗盘输送总成、育苗盘分盘（叠盘）总成和控制系统组成。育苗盘输送总成包括输送架、输送带、输送带电机、轴承、主动滚轮、从动滚轮、育苗盘挡板；育苗盘分盘和叠盘总成机械结构一致，包括机架、步进电机、齿轮组、第一同步带传动系统组、第二同步带传动系统组、第一轴组、第二轴组和第三轴组、分（叠）盘机械臂、带座轴承。控制系统由控制箱、第一红外光电传感器、第二红外光电传感器、第三红外光电传感器以及限位开关组成。本方案能够实现育苗盘自动分盘输送和自动叠盘收集，使得育苗盘的分离和叠放更加准确有序，节约了劳动力成本，提高了育苗播种流水线的工作效率。
【技术实现步骤摘要】
一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘和叠盘装置
本技术属于农用机械，具体为一种育苗播种流水线的育苗盘自动分盘和叠盘装置，涉及农业装备的机械设计制造和智能控制技术。
技术介绍
随着农业技术的发展以及大规模农业生产的需要，越来越多的农作物，如蔬菜、花丼和烟草等都采用工厂化育苗，即利用机械化的育秧播种设备进行播种和育苗，育苗后再利用其它农业机械进行插秧或移栽。在工厂化育苗过程中，育苗播种流水线是非常重要的生产装备，利用流水线上各机械装置和控制技术可以实现覆土 (基质)、压穴、播种、覆表土(表层基质)和喷淋等农艺环节的自动化，可以极大的节省劳动力，提高工作效率。育苗播种流水线在高速工作时，为保证工作的流畅性，避免因流水线的堵塞而导致生产的中断，需要及时把育苗盘放上流水线并从流水线上搬走并叠放，人工操作劳动强度较大，而且人工放盘和叠盘精度不高，容易影响下一环节作业效果。 本技术的目的是为了克服育苗播种流水线育苗盘人工分盘和叠盘劳动强度大和精度低的不足，提供一种结构简单、工作稳定、易于控制且噪声低的基于步进电机的育苗盘自动分盘和叠盘装置。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种能与育苗播种流水线配合工作的育苗盘自动分盘和叠盘装置，分盘装置和叠盘装置分别置于育苗播种流水线首端和尾端，分盘装置的作用是将叠在一起的育苗盘逐个分离，实现育苗盘逐一进入播种流水线；叠盘装置则是收集播种流水线上完成播种等农艺环节后的育苗盘，并实现育苗盘的自动皇叠。这样，一方面实现了育苗盘的自动分盘和叠盘，提高播种流水线的工作效率，降低了工人的劳动强度，另一方面则提高了育苗盘分盘和叠盘的精度，保证育苗播种流水线的工作顺畅。 为实现上述目的，本技术利用机电一体化技术，将自动控制技术和机械结构设计相结合，设计了应用于育苗播种流水线的育苗盘自动分盘和叠盘装置。分盘和叠盘装置均采用模块化设计，包括育苗盘输送总成、育苗盘分盘(叠盘)总成和控制系统。 育苗盘输送总成包括输送架、输送带、输送带电机、轴承、主动滚轮、从动滚轮、育苗盘挡板。输送带电机安装在输送架上，可驱动主动滚轮转动从而带动输送带运动，从动滚轮通过轴承均匀安装在输送架上为输送带提供支撑和张紧；育苗盘挡板分别安装在输送机架的两侧，育苗盘挡板之间的距离稍大于一个育苗盘的宽度，用于调整育苗盘在自动分盘机构中的位置；育苗盘放置在输送带上，由输送带带动运动。 育苗盘分盘和叠盘总成机械结构一致，包括机架、步进电机、齿轮组、第一同步带系统组(包含同步带轮和同步带)和第二同步带系统组(包含同步带轮和同步带)、第一轴组、第二轴组和第三轴组、分(叠)盘机械臂、带座轴承。育苗盘分盘和叠盘总成均为对称结构布置，其中第一同步带系统组和第二同步带系统组分别由两个相同且对称布置的同步带传动组构成，第一轴组由电机轴和一根与之平行且对称布置的轴构成，第二轴组和第三轴组也分别由两根相同且对称布置的轴组成，轴组都通过带座轴承安装在机架上。 所述步进电机固定在机架横梁的中间位置，所述齿轮组由两个完全一样的齿轮组成，啮合安装在第一轴组上；第二轴组也对称装在横梁上，且和第一轴组平行；第一轴组和第二轴组通过第一同步带系统组相连，同步带轮分别安装在第一轴组和第二轴组上；第三轴组对称安装在机架的上端，且与第一轴组和第二轴组平行；第二同步带系统组连接第二轴组和第三轴组，同步带轮分别安装在第二轴组和第三轴组上；分(叠)盘机械臂对称安装在第三轴组上，能和第三轴组一起转动，在步进电机锁止时，分(叠)盘机械臂可以稳定定位。 控制系统由控制箱、第一红外光电传感器、第二红外光电传感器、第三红外光电传感器以及限位开关组成。其中控制箱安装在输送机架上，内部包括微控制器、步进电机驱动器和继电器。微控器用于接收处理红外光电传感器和限位开关的信息，并发出相应的控制命令；步进电机驱动器用于设定步进电机的步距角，并通过微控制器控制步进电机在正转、反转和锁止三种状态中切换；微控制器通过控制继电器的通断控制输送带电机的启动或停止；第一红外光电传感器、第二红外光电传感器和第三红外光电传感器均由红外发射管和接收管组成，分别安装在输送带的两侧，发射管用于发射出红外信号，接收管用于接收红外信号，接收管可根据是否有接收到红外信号提供不同的反馈信息给控制器。第一红外光电传感器安装在输送机架的前端，用于监测是否有育苗盘出现在输送带的起始处；第二红外光电传感器安装的位置与育苗盘自动分盘(叠盘)装置中心的距离为半个育苗盘的长度，第二红外光电传感器用于实现育苗盘在育苗盘自动分盘(叠盘)装置中的准确定位；第三红外光电传感器的安装位置距离第二红外光电传感器一个育苗盘的位置，第三红外光电传感器用于检测育苗盘是否完全从育苗盘自动分盘(叠盘)装置中脱离；在执行分盘动作时，第一红外光电传感器和第三红外光电传感器安装高度一致，红外发射和接收头低于最底层育苗盘的上边缘；第二红外光电传感器的发射和接收头安装高度介于最底层育苗盘的上边缘和次底层育苗盘的上边缘之间；在执行叠盘动作时，第一红外光电传感器、第二红外光电传感器和第三红外光电传感器安装高度一致，红外发射和接收头低于最底层育苗盘的上边缘；限位开关安装在一侧育苗盘挡板上，用于提供分盘(叠盘)机械臂的运动位置信息，分盘(叠盘)机械臂复位时碰触限位开关，微控制器停止步进电机的转动，分盘(叠盘)机械臂完成复位动作。 本技术的优点是:充分将自动控制技术和传感器技术融入机械机构设计，通过微控制器对育苗盘输送装置和分盘(叠盘)装置的控制，实现了育苗盘自动分盘输送和自动叠盘收集的功能，使得育苗盘的分离和叠放更加准确有序，节约了劳动力成本，提高了育苗播种流水线的工作效率。该装置在使用时仅需改变第二红外光电传感器的安装高度即可分别用于育苗盘分盘和育苗盘叠盘，操作简单，使用方便。同时，现有类似功能的装置以气动方式较多，该方式的不足是噪音较大，气泵和气管增加了系统的体积，结构较复杂。本设计则具有结构较简单，稳定可靠，噪音低的优点。 【附图说明】 附图1为育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置、自动叠盘装置与育苗流水线的关系图； 附图2为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)装置的立体视图； 附图3为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)装置主视图； 附图4为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)装置俯视图； 附图5为育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置工作时红外光电传感器安装说明图； 附图6为育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置工作原理图； 附图7为育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置工作时机械臂运动原理图； 附图8为育苗播种流水线育苗盘自动叠盘装置工作时红外光电传感器安装说明图； 附图9为育苗播种流水线育苗盘自动叠盘装置工作原理图； 附图10为育苗播种流水线育苗盘自动叠盘装置工作时机械臂运动原理图； 附图11为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)机构立体图； 附图12为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)机构主视图； 附图13为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)机构俯视图； 附图14为育苗播种流水线育苗盘示意图； 附图15为育苗播种流水线育苗盘自动分盘(叠盘)装置机械臂结构图； 附图16为育苗播种本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置，所述自动分盘装置放置在育苗流水线的前端，其特征在于包括育苗盘输送总成、育苗盘分盘总成和控制系统；育苗盘输送总成包括输送机架（1）、输送带（5）、输送带电机（18）、轴承（6）、主动滚轮（16）、从动滚轮（3）和育苗盘挡板（12）；输送带电机（18）安装在输送机架上（1），可驱动主动滚轮（16）转动从而带动输送带（5）运动，从动滚轮（3）通过轴承（6）安装在输送机架（1）上；输送带（5）由主动滚轮（16）和从动滚轮（3）提供支撑和张紧；两块育苗盘挡板（12）分别安装在输送机架（1）的两侧，两块育苗盘挡板（12）之间的距离稍大于一个育苗盘的宽度，所述两块育苗盘挡板（12）用于调整育苗盘在自动分盘机构中的位置；育苗盘分盘总成包括机架（7）、步进电机（19）、齿轮对组（20）、第一同步带传动系统组（23）、第二同步带传动系统组（10）、第一轴组（21）、第二轴组（22）、第三轴组（9）、分盘机械臂（11）、带座轴承（14）；育苗盘分盘总成为对称结构布置，所述第一同步带传动系统组（23）和第二同步带传动系统组（10）分别由两个相同且对称布置的同步带传动组构成，第一轴组（21）由电机轴和一根与电机轴平行且对称布置的轴构成，第二轴组（22）和第三轴组（9）分别由两根相同且对称布置的轴组成，三组轴组通过带座轴承（14）安装在机架（7）上；所述步进电机（19）固定在机架（7）的横梁上；所述齿轮对组（20）由两个相同的齿轮组成，两个齿轮啮合安装在第一轴组（21）上；第二轴组（22）和第一轴组（21）平行设置；第一轴组（21）和第二轴组（22）通过第一同步带传动系统组（23）相连，第一同步带传动系统组（23）的同步带轮分别安装在第一轴组（21）和第二轴组（22）上；第三轴组（9）安装在机架（7）的上端，且与第一轴组（21）和第二轴组（22）平行；第二同步带传动系统组（10）连接第二轴组（22）和第三轴组（9），所述第二同步带传动系统组（10）的同步带轮分别安装在第二轴组（22）和第三轴组（9）上；分盘机械臂（11）安装在第三轴组（9）上，通过第一同步带传动系统组（23）和第二同步带传动系统组（10）在步进电机的驱动下，分盘机械臂（11）可以和第三轴组（9）一起转动，并且在步进电机（19）锁止时，分盘机械臂（11）可以稳定定位；控制系统由控制箱（2）、第一红外光电传感器（4）、第二红外光电传感器（15）、第三红外光电传感器（17）以及限位开关（13）组成；其中，控制箱（2）安装在输送机架（1）上，控制箱（2）由微控制器、步进电机驱动器和继电器组成；微控器用于接收处理红外光电传感器和限位开关（13）的信息，并发出相应的控制命令；步进电机驱动器用于设定步进电机（19）的步距角，并通过微控制器控制步进电机（19）在正转、反转和锁止三种状态中切换；微控制器通过控制继电器的通断控制输送带电机（18）的启动或停止；第一红外光电传感器（4）、第二红外光电传感器（15）和第三红外光电传感器（17）均由红外发射管和接收管组成，分别安装在输送带（5）的两侧，发射管用于发射出红外信号，接收管用于接收红外信号，接收管可根据是否有接收到红外信号提供不同的电平信息给微控制器；第一红外光电传感器（4）安装在输送机架（1）的前端，用于监测是否有育苗盘出现在输送带（5）的起始处；第二红外光电传感器（15）安装的位置与育苗盘自动分盘装置中心的距离为半个育苗盘的长度，第二红外光电传感器（15）用于实现育苗盘在育苗盘自动分盘装置中的准确定位；第三红外光电传感器（17）的安装位置距离第二红外光电传感器（15）一个育苗盘的位置，第三红外光电传感器（17）用于检测育苗盘是否完全从育苗盘自动分盘装置中脱离；在执行分盘动作时，第一红外光电传感器（4）和第三红外光电传感器（17）安装高度一致，红外发射和接收头低于最底层育苗盘的上边缘；第二红外光电传感器（15）的发射和接收头安装高度介于最底层育苗盘的上边缘和次底层育苗盘的上边缘之间；限位开关（13）安装在一侧育苗盘挡板（12）上，用于提供分盘机械臂（11）的运动位置信息，分盘机械臂（11）复位时碰触限位开关（13），微控制器则停止步进电机（19）的转动，分盘机械臂（11）完成复位动作。...
【技术特征摘要】
1.一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置，所述自动分盘装置放置在育苗流水线的前端，其特征在于包括育苗盘输送总成、育苗盘分盘总成和控制系统； 育苗盘输送总成包括输送机架(I)、输送带(5)、输送带电机(18)、轴承(6)、主动滚轮(16)、从动滚轮(3)和育苗盘挡板(12);输送带电机(18)安装在输送机架上(1)，可驱动主动滚轮(16 )转动从而带动输送带(5 )运动，从动滚轮(3 )通过轴承(6 )安装在输送机架(I)上；输送带(5)由主动滚轮(16)和从动滚轮(3)提供支撑和张紧；两块育苗盘挡板(12)分别安装在输送机架(I)的两侧，两块育苗盘挡板(12)之间的距离稍大于一个育苗盘的宽度，所述两块育苗盘挡板(12)用于调整育苗盘在自动分盘机构中的位置； 育苗盘分盘总成包括机架(7)、步进电机(19)、齿轮对组(20)、第一同步带传动系统组(23)、第二同步带传动系统组(10)、第一轴组(21)、第二轴组(22)、第三轴组(9)、分盘机械臂(11)、带座轴承(14);育苗盘分盘总成为对称结构布置，所述第一同步带传动系统组(23)和第二同步带传动系统组(10)分别由两个相同且对称布置的同步带传动组构成，第一轴组(21)由电机轴和一根与电机轴平行且对称布置的轴构成，第二轴组(22)和第三轴组(9)分别由两根相同且对称布置的轴组成，三组轴组通过带座轴承(14)安装在机架(7)上；所述步进电机(19)固定在机架(7)的横梁上；所述齿轮对组(20)由两个相同的齿轮组成，两个齿轮啮合安装在第一轴组(21)上；第二轴组(22)和第一轴组(21)平行设置；第一轴组(21)和第二轴组(22)通过第一同步带传动系统组(23)相连，第一同步带传动系统组(23)的同步带轮分别安装在第一轴组(21)和第二轴组(22)上；第三轴组(9)安装在机架(7)的上端，且与第一轴组(21)和第二轴组(22)平行；第二同步带传动系统组(10)连接第二轴组(22)和第三轴组(9)，所述第二同步带传动系统组(10)的同步带轮分别安装在第二轴组(22 )和第三轴组(9 )上；分盘机械臂(11)安装在第三轴组(9 )上，通过第一同步带传动系统组(23)和第二同步带传动系统组(10)在步进电机的驱动下，分盘机械臂(11)可以和第三轴组(9) 一起转动，并且在步进电机(19)锁止时，分盘机械臂(11)可以稳定定位；控制系统由控制箱(2)、第一红外光电传感器(4)、第二红外光电传感器(15)、第三红外光电传感器(17)以及限位开关(13)组成；其中，控制箱(2)安装在输送机架(I)上，控制箱(2)由微控制器、步进电机驱动器和继电器组成；微控器用于接收处理红外光电传感器和限位开关(13)的信息，并发出相应的控制命令；步进电机驱动器用于设定步进电机(19)的步距角，并通过微控制器控制步进电机(19)在正转、反转和锁止三种状态中切换；微控制器通过控制继电器的通断控制输送带电机(18)的启动或停止；第一红外光电传感器(4)、第二红外光电传感器(15)和第三红外光电传感器(17)均由红外发射管和接收管组成，分别安装在输送带(5)的两侧，发射管用于发射出红外信号，接收管用于接收红外信号，接收管可根据是否有接收到红外信号提供不同的电平信息给微控制器；第一红外光电传感器(4)安装在输送机架(I)的前端，用于监测是否有育苗盘出现在输送带(5)的起始处；第二红外光电传感器(15)安装的位置与育苗盘自动分盘装置中心的距离为半个育苗盘的长度，第二红外光电传感器(15)用于实现育苗盘在育苗盘自动分盘装置中的准确定位；第三红外光电传感器(17)的安装位置距离第二红外光电传感器(15) 一个育苗盘的位置，第三红外光电传感器(17)用于检测育苗盘是否完全从育苗盘自动分盘装置中脱离；在执行分盘动作时，第一红外光电传感器(4)和第三红外光电传感器(17)安装高度一致，红外发射和接收头低于最底层育苗盘的上边缘；第二红外光电传感器(15)的发射和接收头安装高度介于最底层育苗盘的上边缘和次底层育苗盘的上边缘之间；限位开关(13)安装在一侧育苗盘挡板(12)上，用于提供分盘机械臂(11)的运动位置信息，分盘机械臂(11)复位时碰触限位开关(13 )，微控制器则停止步进电机(19 )的转动，分盘机械臂(11)完成复位动作。2.如权利要求1所述的一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置，其特征在于:所述分盘机械臂(11)的前端通过销与分盘机械臂主体进行连接，且在主体的连接处上边缘进行了倒圆角的处理。3.如权利要求1所述的一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置，其特征在于:分盘机械臂(11)的前端绕轴单方向转动。4.如权利要求1所述的一种育苗播种流水线育苗盘自动分盘装置，其特征在于:育苗盘具有一定厚度的上边缘，分盘机械臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，谢方平，刘大为，王修善，刘文璨，刘荣策，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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