本發明涉及一種智能多行蒜種盒抓取投放裝置，屬于農業裝備技術領域。

二、

背景技術：

由于大蒜播種的特殊要求“根下尖上、直立栽種”，長期以來大蒜種植由人工完成。近幾年，全國各地科研院所、農機企業相繼研發了多種類型的大蒜播種機，但這些播種機在蒜種調頭、直立栽種等方面扔不能滿足大蒜種植需求。鑒于此，山東農業大學提出了種盒式播種方式，本專利涉及的智能多行蒜種盒抓取投放裝置就是將裝入蒜種的蒜種盒保持蒜種“根下尖上”的狀態自動抓取投放，實現大蒜播種。

三、

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種智能多行蒜種盒抓取投放裝置；本發明能實現蒜種盒的自動抓取投放，能保證大蒜根栽種后的直立狀態，株距行距均勻一致、生產率高。

一種智能多行蒜種盒抓取投放裝置，包括機架及安裝在機架上的蒜種盒輸送機構、導軌、十字型導軌、伸縮臂、機械手和控制系統；

所述的蒜種盒輸送機構包括輸送帶和蒜種盒；輸送帶與機器前進方向垂直水平安裝在機架上，蒜種盒均勻排列在輸送帶上，蒜種盒的擺放方向與機器前進方向平行。相鄰蒜種盒之間設有間隔，方便機械手抓取。輸送帶的運動由步進電機四通過輸送帶兩端設置的輥軸驅動，步進電機四的轉動由控制系統控制。

所述導軌包括安裝座、水平導軌、豎直導軌、滑套、步進電機一、步進電機二；滑套由兩個相互垂直的套筒固定安裝在一起組成；每個套筒上均有一個通槽；每個套筒的內孔形狀與導軌的橫斷面形狀相同，尺寸較導軌的橫斷面尺寸稍大；安裝座沿機器前進方向垂直安裝在輸送帶前方的機架上，水平導軌水平安裝在安裝座上部且位于輸送帶上方；水平導軌下側面安裝或加工成齒條；滑套的一個套筒可活動的套接在水平導軌上；豎直導軌可活動的安裝在滑套的另一個套筒內；豎直導軌的前側面也安裝或加工成齒條，且齒條從兩個套筒的通槽處露出；兩個套筒上各安裝有一個步進電機，步進電機輸出軸上安裝電機齒輪，兩個電機齒輪分別與水平導軌和豎直導軌上的齒條相嚙合。安裝在豎直套筒上的步進電機二轉動，通過齒輪齒條嚙合可帶動豎直導軌沿水平導軌向前或向后移動；安裝在水平套筒上的步進電機一轉動，通過齒輪齒條嚙合可帶動豎直導軌向上或向下運動。

所述的十字型導軌中心固定安裝在豎直導軌正下方；安裝時十字型導軌水平放置，其中十字型導軌的一條邊與機器前進方向平行，另一條邊與機器前進方向垂直，十字型導軌的兩個邊下端面均設有導槽；

所述的伸縮臂水平安裝在十字型導軌下面；伸縮臂由多組平行四桿機構組成；伸縮臂上處于中心位置的平行四桿機構的四個頂點分別安裝在十字型導軌的導槽中，該平行四桿機構的四個頂點在導槽內運動；且該平行四桿機構位于與機器前進方向垂直的導槽內的一個頂點安裝有一條無彈性繩索和一個彈簧，彈簧的另一端固定在與該頂點相近的十字型導軌的端點上；該無彈性繩索的另一端繞在步進電機三的軸上，步進電機三安裝在十字型導軌上。步進電機三轉動，可克服彈簧彈力拉動平行四桿機構的頂點向十字型導軌中心方向運動，伸縮臂收縮，機械手向十字型導軌中心集中。當步進電機反轉，繩索松開，在彈簧彈力下平行四桿機構的頂點向外運動，伸縮臂伸展，機械手向外伸開。

所述的機械手安裝在平行四桿機構中心頂點下方，機械手的開合由控制系統通過舵機控制。每個平行四桿機構中心頂點下面均設有一個機械手，機械手可采用現有技術實現。

所述的控制系統包括單片機和電機驅動器；步進電機一、步進電機二、步進電機三、步進電機四和舵機分別連接有電機驅動器；單片機分別與步進電機一、步進電機二、步進電機三、步進電機四和舵機的電機驅動器連接；控制系統用于控制各步進電機、舵機的轉動、停止的時間和角度，使蒜種盒輸送抓取、運送、投放，協調配合，有序可控。

當同輸送帶上的蒜種盒輸送到待抓取位置時，輸送帶停止轉動，步進電機一轉動通過齒輪齒條帶動豎直導軌向下運動，此時機械手張開，當步進電機一轉動到設定角度時，機械手正好能抓取到蒜種盒；機械手抓到蒜種盒后夾緊蒜種盒，步進電機一反轉，將蒜種盒抓起離開輸送帶，步進電機一停止轉動。當輸送帶上蒜種盒被取走后，控制系統控制輸送帶轉動，將后面的蒜種盒輸送到待抓取位置。同時步進電機二開始轉動，通過齒輪齒條帶動豎直導軌、十字型導軌、伸縮臂、機械手蒜種盒向后平移。同時，步進電機三反轉，無彈性繩索松開，彈簧拉動平行四桿機構的頂點沿十字型導軌向外伸展，伸縮臂伸開，當步進電機三轉到事先計算好的角度時停止轉動，此時相鄰蒜種盒間距等于大蒜播種行距，步進電機一轉動，豎直導軌向下運動，步進電機一轉到設定好的角度時，機械手張開，實現蒜種盒投放。蒜種盒投放后，步進電機一反轉，機械手提起，步進電機一轉到設定好角度時停止轉動，此時機械手最下緣的高度稍高于輸送帶上蒜種盒上緣。接下來步進電機二反轉，帶動豎直導軌、機械手等向前平移；同時步進電機三轉動，通過無彈性繩索拉動平行四桿機構頂點內收，伸縮臂縮回，當相鄰機械手中心間距等于輸送帶上相鄰蒜種盒中心距時，步進電機三停止轉動。步進電機一轉動帶動豎直導軌向下運動抓取下一組蒜種盒。各步進電機、舵機的轉動、停止的時間和角度等可根據播種實際依據現有技術在單片機中事先設定。

四、附圖說明

圖1是智能多行蒜種盒抓取投放裝置整體結構示意圖；

圖2是十字型導軌與伸縮臂組裝圖；

圖3是滑套結構示意圖；

圖中：1.機架2.十字型導軌3.伸縮臂4.機械手5.控制系統6.安裝座7.步進電機二8.水平導軌9.豎直導軌10.步進電機一11.滑套12.蒜種盒輸送機構13.平行四桿機構14.無彈性繩索15.銷釘16.彈簧17.步進電機三18.連接孔19.豎直套筒20.步進電機二安裝孔21.水平套筒22.步進電機一安裝孔

五、具體實施方式

一種全自動化蒜種盒提取投放播種機，輸送帶水平安裝在機架1上方，輸送帶轉動由控制系統5控制步進電機驅動。安裝座6安裝在輸送帶前面的機架1靠近輸送帶一端，水平導軌8固定安裝在安裝座6上，安裝時水平導軌8的長度方向與機器前進方向平行，水平導軌8一面安裝或加工成齒條。滑套11由兩個開口套筒相互垂直固定連接在一起，滑套11的內孔形狀與導軌的斷面形狀相同，尺寸較導軌的斷面尺寸稍大，滑套11的水平套筒套21在水平導軌8外面，水平導軌8的齒條從套筒的開口處露出滑套可沿水平導軌8滑動。豎直導軌9裝在滑套11的豎直套筒19中，豎直導軌9的齒條也從豎直套筒19的開口處露出。豎直套筒19和水平套筒21上各固定安裝一個步進電機，步進電機輸出軸上各安裝一個齒輪，分別與水平導軌和豎直導軌上的齒條相嚙合。步進電機二7轉動，通過齒輪齒條帶動滑套11、豎直導軌9沿水平導軌8向前或向后滑動；步進電機一10轉動，通過齒輪齒條帶動豎直導軌9向上或下滑動。豎直導軌9下方用螺栓安裝一個十字型導軌2，安裝時十字型導軌2的一條邊與機器前進方向平行，另一條邊與機器前進方向垂直，每條邊上有長通槽，伸縮臂3裝在十字型導軌2下面，伸縮臂3根據需要有多組平行四桿機構13組成，處于中間位置的平行四桿機構的四個頂點用銷釘15分別裝在十字型導軌2的通槽中，銷釘15從十字型導軌2通槽中向上伸出，一個銷釘上固定連接一根無彈性繩索和一根彈簧，彈簧的另一端固定連接在靠近該銷釘的十字型導軌2的一端；在十字型導軌2上面靠近豎直導軌4的位置安裝步進電機三17，無彈性繩索14的另一端繞在步進電機三17的輸出軸上。步進電機三17轉動，通過無彈性繩索14拉動平行四桿機構的頂點沿十字型導軌2向內運動，伸縮臂3收縮，步進電機三17反轉，無彈性繩索14松開，在彈簧16作用下平行四桿機構的頂點沿十字型導軌2向內運動，伸縮臂3伸開。伸縮臂3上中間頂點下方各安裝一個機械手4，機械手4的開合由控制系統5通過舵機控制。

工作時，機械手4位于輸送帶蒜種盒待抓取位置上方，機械手4處于張開狀態，此時步進電機一10轉動通過齒輪齒條帶動豎直導軌9向下運動，當控制系統5控制步進電機轉動到設定角度時，機械手4正好能抓取到蒜種盒，步進電機一3停止轉動；控制系統5控制機械手4上舵機轉動，機械手4內收夾緊蒜種盒，舵機停止轉動；接著步進電機一3反轉，豎直導軌9向上運動，機械手4將蒜種盒抓起離開輸送帶，步進電機一3停止轉動。當輸送帶上蒜種盒被取走后，控制系統5控制輸送帶轉動，將后面的蒜種盒輸送到待抓取位置。同時步進電機二7開始轉動，通過齒輪齒條帶動豎直導軌9、十字型導軌2、伸縮臂3、機械手4和蒜種盒向后移動。此時，步進電機三17反轉，無彈性繩索步進電機三14松開，彈簧16拉動平行四桿機構14的頂點沿十字型導軌2向外伸展，伸縮臂3伸開，當相鄰機械手4中心距等于大蒜種植行距時控制系統控制步進電機三17停止轉動，此時相鄰蒜種盒間距等于大蒜播種行距；然后步進電機一10轉動，豎直導軌9向下運動，當蒜種盒到達合適投放高度時，機械手4張開，實現蒜種盒投放。蒜種盒投放后，步進電機一10反轉，機械手4提起，當機械手4最下緣的高度稍高于輸送帶上蒜種盒上緣時，步進電機一10停止轉動。接下來步進電機二7反轉，帶動豎直導軌9、機械手4等向前移動；同時步進電機三17轉動，通過無彈性繩索14拉動平行四桿機構13頂點內收，伸縮臂3縮回，當相鄰機械手中心4間距等于輸送帶上相鄰蒜種盒中心距時，步進電機三17停止轉動。步進電機一10轉動帶動豎直導軌4向下運動抓取下一組蒜種盒。

本發明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。