本發(fā)明提供一種全自動茄子苗移栽機，屬于農(nóng)業(yè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自動化和智能化成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和降低勞動成本的關(guān)鍵。蔬菜苗移栽是蔬菜種植中的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的人工移栽方式效率低下，勞動強度大。并且其工作對象為柔嫩的秧苗，參數(shù)多且滿足工作部件軌跡和姿態(tài)要求目標(biāo)多而復(fù)雜，系列參數(shù)與各目標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系耦合性強，優(yōu)化設(shè)計難度大。目前，我國半自動蔬菜苗缽苗移栽機已廣泛應(yīng)用，這類結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，性能穩(wěn)定，但由人工完成取苗和放苗，僅栽植動作依靠機械完成，需要人工喂苗，生產(chǎn)效率偏低，勞動強度大且難以保證株距均勻。

2、半自動移栽機采用人工取苗，再將其送入栽植機構(gòu)進(jìn)行機械化種植,是目前應(yīng)用最廣、現(xiàn)存量最大的移栽機類型。

3、但是這種設(shè)備存在以下問題：

4、移栽效率偏低：現(xiàn)有的膜上移栽機的實際作業(yè)時的移栽效率不超過單行2800株/h，每臺移栽機至少需要兩人同時作業(yè)，即每臺移栽機的作業(yè)效率約為人工移栽的2-3倍。

5、自動化程度較低：目前我國投入使用的移栽機大多為半自動移栽機，全自動移栽機處于研發(fā)階段。半自動移栽機均需要人工投苗，不能較高程度解放人力勞動。

6、移栽的可靠性不高：目前投入市場的移栽機均可以實現(xiàn)移栽功能，但是可靠性有待提高。在移栽過程中會出現(xiàn)移栽直立度不高、漏苗、帶苗、傷苗、掛膜等現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種全自動茄子苗移栽機，實現(xiàn)以下目標(biāo)：

2、1、自動完成蔬菜苗種植過程。

3、設(shè)計有整土機構(gòu)、取苗機構(gòu)、放苗機構(gòu)、覆土機構(gòu)和澆水系統(tǒng)，將以上機構(gòu)和系統(tǒng)有機地集成在一臺機器上。其中取苗機構(gòu)搭載了高清攝像頭，他能實時地找到蔬菜苗在苗盤的具體位置，為取苗提供了很好的參考，同時提高了取苗的成功率和速度。除此之外，取苗機構(gòu)上安裝有壓力傳感器，我們通過實驗和研究每一株苗能承受大概5n的壓力，通過設(shè)置壓力傳感器的參數(shù)，使取苗機構(gòu)的爪子更加的靈活、穩(wěn)定。不僅能很好的保護(hù)苗，還能提高取苗的成功率。由平行四邊形機構(gòu)構(gòu)成的放苗機構(gòu)，通過舵機的轉(zhuǎn)動，完成了放苗時的上下運動和放苗杯的開合。接下來是覆土和澆水步驟。

4、該項目通過將整土機構(gòu)、取苗機構(gòu)、放苗機構(gòu)、覆土機構(gòu)和澆水系統(tǒng)的巧妙結(jié)合，完成了蔬菜苗移栽的全過程。

5、2、提高移栽效率，減少人工成本。

6、該移栽機集成了整土、取苗、放苗、覆土和澆水功能，無需人工輔助，減少了人工操作的時間和勞動強度。并且他還可以精確控制株距、行距和深度，確保每株苗都能得到合適的生長空間和土壤深度，有利于提高蔬菜的生長質(zhì)量和產(chǎn)量。比人工移栽，全自動移栽機可以顯著提高工作效率。例如，一臺機器一個小時能完成三畝地的蔬菜移栽工作，相當(dāng)于30個人工，大大節(jié)省了時間和人力成本。除此之外，機器作業(yè)可以保證移栽作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和一致性，有利于后續(xù)的田間管理和機械化作業(yè)。

7、全自動蔬菜苗移栽機通過自動化、精準(zhǔn)控制、高效率、減少勞動力需求、降低成本、適用性廣、減少損傷和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等方式，顯著提高了移栽效率并減少了人工成本。

8、3、確保移栽質(zhì)量，提高蔬菜苗成活率。

9、在蔬菜苗移栽的過程當(dāng)中，最重要也是最難的是取苗和放苗部分。對于該痛點，我們團(tuán)隊解決的方法是，通過柔性的取苗機構(gòu)并且他還搭載了攝像頭和壓力傳感器，實時監(jiān)測該機構(gòu)的作業(yè)情況并進(jìn)行反饋，最終更好的調(diào)整取苗的參數(shù)。這樣就確保了取苗和放苗的兩個過程當(dāng)中，很好的保護(hù)了蔬菜苗，確保移栽的質(zhì)量和提高蔬菜苗的成活率

10、4、設(shè)計簡單，操作方便，維護(hù)成本低。

11、改該機器雖然有著很多的機構(gòu)和系統(tǒng)，但是其機構(gòu)的設(shè)計簡單，方便人們操作的同時維護(hù)成本也比較低。

12、本發(fā)明提供具體技術(shù)方案為：

13、一種全自動茄子苗移栽機，包括整土機構(gòu)、取苗機構(gòu)、放苗機構(gòu)和覆土澆水機構(gòu)。

14、所述的整土機構(gòu)通過蝸輪蝸桿減速箱將水平方向的電機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為垂直方向上的轉(zhuǎn)動。加上松土的刀片，實現(xiàn)整土的功能。

15、所述的取苗機構(gòu)由齒輪齒條機構(gòu)組成，采用柔性組件實現(xiàn)對蔬菜苗的抓取；

16、所述的放苗機構(gòu)采用平行四邊形的四桿機構(gòu)和鴨嘴式的苗杯，通過電機的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)放苗時的上下運動并且完成放苗杯的開合。

17、所述的覆土澆水機構(gòu)，包括：

18、覆土機構(gòu)，運用曲柄滑塊機構(gòu)，通過覆土舵機的轉(zhuǎn)動帶動了摟土曲柄的回轉(zhuǎn)運動，從而使摟土曲柄的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成摟土滑塊的直線運動，以實現(xiàn)最終的覆土功能。

19、澆水系統(tǒng)：采用凸輪機構(gòu)，當(dāng)減速電機轉(zhuǎn)動時，會帶動凸輪轉(zhuǎn)動，使得該系統(tǒng)完成澆水任務(wù)。

20、還包括：

21、取苗機構(gòu)上的視覺識別系統(tǒng)：用于識別苗盤中蔬菜苗的具體位置，以及放置的形態(tài)、狀態(tài)等。

22、取苗機構(gòu)上壓力傳感器系統(tǒng)：主要是對取苗機構(gòu)取苗時對蔬菜苗施加壓力的實時監(jiān)測，以避免蔬菜苗受到破壞。

23、移栽機控制系統(tǒng)：用于控制整個移栽過程的自動化操作。

24、具體的：

25、所述的整土機構(gòu)包括固定支架、整土絲杠、轉(zhuǎn)刀軸、蝸輪蝸桿減速箱、松土轉(zhuǎn)刀、減速箱底座；

26、整土絲杠固定在固定支架上，滑塊與整土絲杠相配合，減速箱底座與滑塊固定連接，蝸輪蝸桿減速箱安裝在減速箱底座上，轉(zhuǎn)刀軸與蝸輪蝸桿減速箱配合固定，轉(zhuǎn)刀軸上加裝多個松土轉(zhuǎn)刀；

27、電機驅(qū)動整土絲杠控制松土轉(zhuǎn)刀的升降。電機驅(qū)動蝸輪蝸桿減速箱，蝸輪蝸桿減速箱通過松土轉(zhuǎn)刀轉(zhuǎn)動，最終實現(xiàn)整土松土的功能。

28、所述的取苗機構(gòu)包括第一取苗絲杠、第二取苗絲杠、第三取苗絲杠、第四取苗絲杠、導(dǎo)成槽板、取苗舵機、取苗夾和放苗臺；

29、水平的第一取苗絲杠、第二取苗絲杠平行的固定在支撐型材上，第一滑塊和第二滑塊分別與第一取苗絲杠、第二取苗絲杠相配合；第三取苗絲杠的頭尾部分別與第一滑塊第二滑塊固定，第三滑塊與第三取苗絲杠配合，第三滑塊與豎直的第四取苗絲杠頭部固定，第四滑塊與第四取苗絲杠相配合；

30、導(dǎo)成槽板上設(shè)有一對相互對稱的導(dǎo)成槽，一對導(dǎo)成槽下半段距離進(jìn)，上半部距離遠(yuǎn)；導(dǎo)成槽板安裝在第四滑塊的后面，并將方軸安裝在第四滑塊的正面，在方軸左右分別配合上一個舵機滑塊，舵機滑塊的長直部分插入導(dǎo)成槽板上的導(dǎo)成槽內(nèi)，與之配合，每個舵機滑塊正面固定取苗舵機，取苗舵機上安裝上取苗夾。

31、第一取苗絲杠與第二取苗絲杠配合上第一滑塊與第二滑塊控制取苗機構(gòu)主體在前后方向上的運動，第三取苗絲杠與第三滑塊相配合確定左右方向的運動，第四取苗絲杠與第四滑塊相配合控制上下方向的運動。導(dǎo)成槽板導(dǎo)成槽為取苗夾提供具體的運動軌跡，當(dāng)取苗夾開始取苗時，第四滑塊向下運動，兩舵機滑塊受導(dǎo)成槽限制，相互靠攏，實現(xiàn)精準(zhǔn)取苗，取苗后，第四滑塊向上運動，舵機滑塊相互拉遠(yuǎn)，實現(xiàn)精準(zhǔn)投送。

32、所述的放苗機構(gòu)包括第一曲柄、第二曲柄、搖桿、放苗鴨嘴杯、主動齒輪；

33、傳動軸穿過機架與主動齒輪配合，第一傳動齒輪安裝在機架上，并與主動齒輪嚙合，第二傳動齒輪安裝在機架上，與第一傳動齒輪嚙合，第三傳動齒輪和第四傳動齒輪同樣大小，第三傳動齒輪和第四傳動齒輪分別與第二傳動齒輪嚙合，實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動；第三傳動齒輪和第四傳動齒輪分別與第一曲柄、第二曲柄通過連接桿配合傳動；第一曲柄和第二曲柄通過轉(zhuǎn)動副連接搖桿，組成平行四邊形機構(gòu)，放苗鴨嘴杯安裝在搖桿的延長段上。平行四邊形機構(gòu)有兩幅，分布在機架兩面，成對稱結(jié)構(gòu)。

34、運動通過傳動軸輸入到主動齒輪，主動齒輪通過第一傳動齒輪、第一傳動齒輪將運動傳動給第三傳動齒輪和第四傳動齒輪，第三傳動齒輪、第四傳動齒輪與第一曲柄、第二曲柄固定，使平行四邊形機構(gòu)正常運轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)放苗工作。

35、所述的覆土澆水機構(gòu)，包括水箱、覆土舵機、摟土曲柄、仿真手、覆土盤；

36、覆土舵機固定在底座上，摟土曲柄與覆土舵機通過轉(zhuǎn)動副相連，將摟土滑塊與摟土曲柄通過轉(zhuǎn)動副相連，摟土滑塊與底座上的限位槽配合，摟土滑塊與連桿通過轉(zhuǎn)動副相連，連桿與仿真手相連，仿真手節(jié)點通過轉(zhuǎn)動副與底座配合，仿真手末端安裝有覆土盤。

37、水箱固定于機架。水箱連接有導(dǎo)水管，導(dǎo)水管進(jìn)水口設(shè)有放水凸輪，放水凸輪由減速電機控制轉(zhuǎn)動；導(dǎo)水管出水口位于一對覆土盤之間。

38、覆土舵機轉(zhuǎn)動，帶動摟土曲柄轉(zhuǎn)動，傳動給摟土滑塊做直線運動，實現(xiàn)曲柄滑塊機構(gòu)的正常運轉(zhuǎn)，摟土滑塊的運動通過連桿傳遞到仿真手，帶動覆土盤做合攏運動。水箱放水時，通過減速電機帶動放水凸輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)間歇性放水。

39、本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果：

40、一是提高移栽效率。它能在單位時間內(nèi)移栽大量茄子苗，比人工移栽快很多倍。在大規(guī)模種植場景下，人工移栽可能一天只能完成幾分地，而自動移栽機可以在相同時間內(nèi)完成數(shù)畝地的移栽工作。

41、二是移栽質(zhì)量好。自動移栽機可以保證茄子苗移栽的深度、株距等參數(shù)比較一致。精準(zhǔn)的移栽深度有助于茄子苗根系更好地生長和吸收養(yǎng)分，合適的株距能夠保證茄子生長過程中有充足的空間、光照和通風(fēng)條件，從而提高茄子的產(chǎn)量和品質(zhì)。

42、三是降低勞動強度。使用自動移栽機代替人工移栽，農(nóng)民不需要長時間彎腰勞作，大大減輕了身體負(fù)擔(dān)，減少了人工投入，降低人力成本。