一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器及其取放苗控制方法技术

本发明专利技术公开了一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器及其取放苗控制方法，涉及农业装备领域。穴盘草莓秧苗移栽末端执行器由远端取苗爪、双苗位姿间距调整旋转机构和近端取苗爪组成，通过180度两侧布置的磁铁与限位开关实现近端取苗爪在取苗状态和放苗状态的可靠限位与准确定位，进而通过电机带动近端取苗爪实现180度的水平旋转，从而将同时所取两草莓秧苗的弓背由同向变换为弓背同时朝外，并同步调整了草莓秧苗的间距。通过双爪的自动定位和位置变换同步解决了草莓秧苗移栽的苗距变化和弓背朝向改变问题，结构简单可靠，易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器及其取放苗控制方法
本专利技术涉及农业装备领域，特别涉及一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器及取放苗控制方法。
技术介绍
在农艺上，无论垄式栽培或高架的草莓栽培，一般均为并排两列种植模式，移栽时均要求草莓秧苗的弓背朝外，从而使果实产于外侧，既有利于受到阳光照射和通风、减少果实表面湿度和卫生状况，从而改善果实的品质，同时又便于管理和采收。穴盘秧苗移栽末端执行器是移栽机器人直接完成取苗和放苗的关键装置，其性能对穴盘秧苗机器人移栽成功率和效率具有决定性的影响。而要实现穴盘草莓秧苗的机器人移栽作业，其末端执行器既要满足同时穴盘取苗和栽植时的苗距调整需要，又要满足草莓秧苗栽植后弓背向外的特殊换向要求。目前visser温室移栽机、洋马、久保田等的水稻苗全自动移栽机等进行多株移栽时，采用了人工调整或展幅板、鸭嘴、旋转杯循环等自动间距调整方式，但均无法实现秧苗的朝向变换，因而无法满足草莓秧苗移栽的要求。
技术实现思路
针对现有穴盘秧苗移栽末端执行器无法满足高大草莓穴盘秧苗特殊移栽要求的问题，本专利技术提供一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器及其取放苗控制方法，以实现穴盘草莓秧苗的双苗取苗和弓背朝外定向栽植。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器，其特征在于：由远端取苗爪(1)、双苗位姿间距调整旋转机构(2)、近端取苗爪(3)组成；远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)均沿竖直方向布置，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)相平行且高度一致，远端取苗爪(1)固定于双苗位姿间距调整旋转机构(2)上，近端取苗爪(3)由双苗位姿间距调整旋转机构(2)带动水平转动；所述双苗位姿间距调整旋转机构由远端取苗爪固定件(17)、远端磁铁(18)、远端限位开关(19)、机架(20)、电机(21)、轴承(22)、近端磁铁(23)、近端限位开关(24)、近端取苗爪旋转连接件(25)、小金属板(26)组成；远端取苗爪固定件(17)的上端固定于机架(20)上，远端取苗爪固定件(17)的下端与远端取苗爪(1)的直动元件(9)的壳体固定；近端取苗爪旋转连接件(25)的上端与电机(21)的轴固定，近端取苗爪旋转连接件(25)的下端与近端取苗爪(3)的直动元件(9)的壳体固定；通过轴承(22)的支撑，由电机(21)通过近端取苗爪旋转连接件(25)带动近端取苗爪(3)绕电机(21)的轴线水平转动；机架(20)上在电机(21)轴线的一侧固定有远端磁铁(18)和远端限位开关(19)，机架(20)上在电机(21)轴线的另一侧固定有近端磁铁(23)和近端限位开关(24)；近端取苗爪旋转连接件(25)上固定有小金属板(26)，在取苗状态下，小金属板(26)被近端磁铁(23)吸住并触发近端限位开关(24)。在放苗状态下，近端取苗爪旋转连接件(25)绕电机(21)的轴线水平旋转180度，使小金属板(26)被远端磁铁(18)吸住并触发远端限位开关(19)。在取苗状态下，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与穴盘(4)的穴孔距H1一致；在放苗状态下，电机(21)通过近端取苗爪旋转连接件(25)带动近端取苗爪(3)绕电机(21)的轴线水平旋转180度，使远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与草莓秧苗栽植的行距要求H2相一致；远端取苗爪(1)的偏心距E1和近端取苗爪(3)的偏心距E2分别为根据所述的一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器的取放苗控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，使穴盘草莓秧苗末端执行器处于取苗状态并垂直定位于穴盘(4)外侧，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与穴盘(4)的穴孔距H1一致，且远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的两侧取苗指(6)分别位于待取草莓秧苗所在穴孔(27)列中心线的两侧；步骤二，将穴盘草莓秧苗末端执行器向穴盘(4)直线水平移动，使远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的两侧取苗指(6)始终对准两列间穴孔隔边(28)，直至远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)竖直对准同列内的两相邻穴孔(27)；步骤三，通过两直动元件(9)的移动头同时伸出带动远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的取苗指(6)下伸分别夹持两草莓秧苗的苗坨；步骤四，穴盘草莓秧苗末端执行器上行，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)从两相邻穴孔(27)中取出两弓背(29)朝向相同的草莓秧苗；步骤五，通过电机(21)启动带动近端取苗爪(3)水平转动180度，直至远端磁铁(18)吸住小金属板(26)，此时触发远端限位开关(19)给出电机(21)停止信号，使穴盘草莓秧苗末端执行器变换为放苗状态；两草莓弓背(29)朝外并使远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与草莓秧苗栽植的行距要求H2相一致；步骤六，与步骤五同时，穴盘草莓秧苗末端执行器移动，使被夹持的两弓背(29)朝外的草莓秧苗竖直对准植苗孔；步骤七，穴盘草莓秧苗末端执行器下行，使指针(13)夹持苗坨进入植苗孔；步骤八，两直动元件(9)的移动头同时缩回，带动远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的取苗指(6)同时向上缩回，由退苗板(15)抵住苗坨上表面，从而使两草莓秧苗脱离向上缩回指针(13)并被放入植苗孔，完成两草莓秧苗的移栽；步骤九，电机(21)启动，带动近端取苗爪(3)反向转动180度，直至小金属板(26)被近端磁铁(23)吸住，触发近端限位开关(24)给出电机(21)停止信号，重新使远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与穴盘(4)的穴孔距H1一致，进行下一周期的取苗和移栽。所述草莓秧苗在穴盘(4)内的弓背(29)方向一致，移栽时穴盘草莓秧苗移栽末端执行器位于弓背(29)的相反方向。本专利技术具有有益效果。本专利技术通过双爪的自动定位和转向变换，使得末端执行器实现取苗与放苗两状态的精确定位和定向，从而同步解决了草莓秧苗移栽的苗距变化和弓背朝向改变问题，结构简单可靠，易于推广应用。附图说明图1为本专利技术穴盘草莓秧苗移栽末端执行器整体结构示意图。图2为本专利技术取苗爪结构示意图。图3为本专利技术退苗板结构示意图。图4为本专利技术双苗位姿间距调整旋转机构结构示意图。图5为本专利技术取苗状态的两取苗爪位置关系示意图。图6为本专利技术放苗状态的两取苗爪位置关系示意图。图7为本专利技术穴盘草莓秧苗移栽末端执行器的取放苗控制流程示意图。图8为本专利技术取苗时的末端执行器定位与进给方向示意图。图9为本专利技术草莓秧苗移栽后的弓背朝向示意图。图中:1.远端取苗爪，2.双苗位姿间距调整旋转机构，3.近端取苗爪，4.穴盘，5.退苗件，6.取苗指，7.摆杆，8.背板滑块，9.直动元件，10.背板，11.摆杆滑块，12.手指滑座，13.指针，14.通孔，15.退苗板，16.连接杆，17.远端取苗爪固定件，18.远端磁铁，19.远端限位开关，20.机架，21.电机，22.轴承，23.近端磁铁，24.近端限位开关，25.近端取苗爪旋转连接件，26.小金属板，27.穴孔，28.穴孔隔边，29.弓背。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的穴盘草莓秧苗移栽末端执行器由远端取苗爪1、双苗位姿间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器，其特征在于：由远端取苗爪(1)、双苗位姿间距调整旋转机构(2)、近端取苗爪(3)组成；远端取苗爪(1)和近端取苗爪(2)均沿竖直方向布置，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)相平行且高度一致，远端取苗爪(1)固定于双苗位姿间距调整旋转机构(2)上，近端取苗爪(3)由双苗位姿间距调整旋转机构(2)带动水平转动；所述双苗位姿间距调整旋转机构由远端取苗爪固定件(17)、远端磁铁(18)、远端限位开关(19)、机架(20)、电机(21)、轴承(22)、近端磁铁(23)、近端限位开关(24)、近端取苗爪旋转连接件(25)、小金属板(26)组成；远端取苗爪固定件(17)的上端固定于机架(20)上，远端取苗爪固定件(17)的下端与远端取苗爪(1)的直动元件(9)的壳体固定；近端取苗爪旋转连接件(25)的上端与电机(21)的轴固定，近端取苗爪旋转连接件(25)的下端与近端取苗爪(3)的直动元件(9)的壳体固定；通过轴承(22)的支撑，由电机(21)通过近端取苗爪旋转连接件(25)带动近端取苗爪(3)绕电机(21)的轴线水平转动；机架(20)上在电机(21)轴线的一侧固定有远端磁铁(18)和远端限位开关(19)，机架(20)上在电机(21)轴线的另一侧固定有近端磁铁(23)和近端限位开关(24)；近端取苗爪旋转连接件(25)上固定有小金属板(26)，在取苗状态下，小金属板(26)被近端磁铁(23)吸住并触发近端限位开关(24)。在放苗状态下，近端取苗爪旋转连接件(25)绕电机(21)的轴线水平旋转180度，使小金属板(26)被远端磁铁(18)吸住并触发远端限位开关(19)。...

【技术特征摘要】
1.一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器，其特征在于：由远端取苗爪(1)、双苗位姿间距调整旋转机构(2)、近端取苗爪(3)组成；远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)均沿竖直方向布置，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)相平行且高度一致，远端取苗爪(1)固定于双苗位姿间距调整旋转机构(2)上，近端取苗爪(3)由双苗位姿间距调整旋转机构(2)带动水平转动；所述双苗位姿间距调整旋转机构由远端取苗爪固定件(17)、远端磁铁(18)、远端限位开关(19)、机架(20)、电机(21)、轴承(22)、近端磁铁(23)、近端限位开关(24)、近端取苗爪旋转连接件(25)、小金属板(26)组成；远端取苗爪固定件(17)的上端固定于机架(20)上，远端取苗爪固定件(17)的下端与远端取苗爪(1)的直动元件(9)的壳体固定；近端取苗爪旋转连接件(25)的上端与电机(21)的轴固定，近端取苗爪旋转连接件(25)的下端与近端取苗爪(3)的直动元件(9)的壳体固定；通过轴承(22)的支撑，由电机(21)通过近端取苗爪旋转连接件(25)带动近端取苗爪(3)绕电机(21)的轴线水平转动；机架(20)上在电机(21)轴线的一侧固定有远端磁铁(18)和远端限位开关(19)，机架(20)上在电机(21)轴线的另一侧固定有近端磁铁(23)和近端限位开关(24)；近端取苗爪旋转连接件(25)上固定有小金属板(26)，在取苗状态下，小金属板(26)被近端磁铁(23)吸住并触发近端限位开关(24)；在放苗状态下，近端取苗爪旋转连接件(25)绕电机(21)的轴线水平旋转180度，使小金属板(26)被远端磁铁(18)吸住并触发远端限位开关(19)。2.根据权利要求1所述的一种穴盘草莓秧苗移栽末端执行器，其特征在于：在取苗状态下，远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与穴盘(4)的穴孔距H1一致；在放苗状态下，电机(21)通过近端取苗爪旋转连接件(25)带动近端取苗爪(3)绕电机(21)的轴线水平旋转180度，使远端取苗爪(1)和近端取苗爪(3)的中心轴线距离与草莓秧苗栽植的行距要求H2相一致；远端取苗爪(1)的偏心距E1和近端取苗爪(3)的偏心距E2分别为3.根据权利要求1所述的一种穴盘草莓秧苗移栽末端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继展，李茂，李萍萍，王纪章，蔡伟建，赵密珍，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32