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专利号: 2024110686355
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种智能导航四行水稻插秧机,包括底盘、秧箱装置和取苗装置,其特征在于:还包括辅助送苗装置、传感器一和传感器二;所述底盘包括行走机构和机架,机架的四个角均设有行走机构,各行走机构同步驱动机架移动;所述秧箱装置包括纵向移动装置、横向移动装置和秧箱组件;所述秧箱组件包括秧箱箱体、秧箱基座、转轴、固定杆和压苗杆;所述倾斜且间距设置的两个秧箱基座均固定于秧箱箱体上,每个秧箱基座上固定有平行且等距布置的三个隔板,每个秧箱基座上位于每相邻两个隔板之间的间隙形成一个送秧通道,且各秧箱基座上位于各送秧通道位置处均开设有开口,各开口内均设有带传送机构;所述各带传送机构的各从动滚筒一与相应的秧箱基座铰接,各主动滚筒一均固定于水平设置的转轴上;

所述转轴位于各秧箱基座的下方,并与秧箱箱体构成转动副,且由驱动件驱动;平行于转轴的固定杆设于各秧箱基座的上方,且固定杆的两端与两个秧箱基座的外侧沿固定,固定杆上位于各送秧通道位置处均固定有平行且间距布置的若干个压苗杆;其中一个秧箱基座的底端和中部分别安装传感器一和传感器二;

所述纵向移动装置包括直线模组一、长轴、夹筒和导轨一;所述平行于转轴的长轴与机架构成竖直方向的滑动副,并由直线模组一驱动升降;夹筒与长轴构成滑动副,并与各秧箱基座均固定;所述各秧箱基座均与平行于转轴的导轨一构成滑动副,且导轨一与机架构成竖直方向的滑动副;所述横向移动装置包括直线模组二和压板架;所述压板架一端开设有通槽,另一端与设于机架上直线模组二的螺母块一铰接,且直线模组二驱动压板架沿平行于转轴的方向平移;夹筒穿过通槽,与通槽构成槽销副,且夹筒上位于压板架两侧均设有一体成型的凸板,两个凸板限制压板架沿夹筒的轴向方向移动;

所述机架上位于秧箱装置的正前方设有间距布置的两个取苗装置,取苗装置包括升降机构、连接板和取苗机构;所述升降机构驱动连接板升降;取苗机构包括连接架和取苗臂,连接架固定于连接板上,连接架两端设有对称布置的两个取苗臂,两个取苗臂的中心轴和行星架均与连接架构成转动副,两个取苗臂的第一中心不完全非圆齿轮均与连接架固定,且两个中心轴由伺服电机一同步驱动;

所述辅助送苗装置包括安装架、带传送送苗机构和转接组件;所述安装架与机架构成平行于转轴的滑动副,并通过连接杆一与螺母块一固定;所述带传送送苗机构设于安装架上,且秧箱组件位于带传送送苗机构的输出端;安装架上固定有沿垂直于带传送送苗机构输送方向等距布置的五个挡板,带传送送苗机构位于每相邻两个挡板之间的间隙形成一个送苗通道,且每个送苗通道与一个送秧通道对齐,每个送苗通道与相应的送秧通道之间设有一个转接组件;所述转接组件由倾斜且层叠布置的若干个转接板组成,每相邻两个转接板构成滑动副,位于最上层的转接板上端和位于最下层的转接板下端与安装架和相应的秧箱基座分别铰接。

2.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述行走机构包括驱动电机一、转向电机、车轮架和车轮,车轮架与机架构成转动副,并由转向电机驱动,车轮与车轮架构成转动副,并由驱动电机一驱动。

3.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述驱动件包括转动板、拨苗杆、安装轴,拨苗杆固定于转动板上,转动板通过单向轴承支承在转轴上,并通过扭簧与转轴连接;平行于转轴的安装轴位于各秧箱基座的下方,并与秧箱箱体构成转动副,且由伺服电机二驱动,击打杆固定于安装轴上。

4.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述直线模组一包括丝杆一、螺母块二和伺服电机三,竖直设置的丝杆一与机架构成转动副,并由伺服电机三驱动,螺母块二与丝杆一通过滚珠构成滚珠丝杆副;长轴一端与螺母块二固定,另一端与滑块一固定,滑块一与竖直固定于机架上的导轨二构成滑动副。

5.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述直线模组二包括丝杆二、螺母块一和伺服电机四,平行于长轴的丝杆二与机架构成转动副,并由伺服电机四驱动,螺母块一与丝杆二通过滚珠构成滚珠丝杆副。

6.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述导轨一的两端均固定有滑块二,两个滑块二与竖直固定于机架上的两个导轨三分别构成滑动副。

7.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述带传送送苗机构包括主动滚筒二、从动滚筒二、支撑滚筒、同步带、主动轴、从动轴、支撑轴和传送带,主动滚筒二与主动轴同轴固定,且主动滚筒二和主动轴的外端均与安装架构成转动副,主动滚筒二由驱动电机二驱动,从动滚筒二与从动轴同轴固定,且从动滚筒二和从动轴的外端均与安装架构成转动副,支撑滚筒与支撑轴同轴固定,且支撑滚筒和支撑轴的外端均与安装架构成转动副,主动轴、支撑轴和从动轴平行设置,且支撑轴位于主动轴和从动轴之间,主动轴和从动轴通过传送带连接,主动滚筒二和支撑滚筒以及支撑滚筒和从动滚筒二通过两个同步带分别连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述机架上设有报警装置,报警装置的信号输入端与设于机架上的电气柜内部的控制器连接。

9.根据权利要求2所述的一种智能导航四行水稻插秧机,其特征在于:所述机架上设有GPS导航模块,GPS导航模块的信号输出端与控制器连接;控制器规划全局作业路径,并控制四个行走机构的驱动电机一和转向电机驱动各车轮按照全局作业路径行走,行走过程中,通过GPS导航模块定位,通过相机对水稻作物行和地垄进行跟踪。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种智能导航四行水稻插秧机的插秧方法,其特征在于:具体如下:

工作人员在秧箱组件的各送秧通道内均放置水稻毯苗,且各压苗杆将水稻毯苗压在相应送秧通道内的带传送机构上;初始状态下,秧箱组件和取苗机构均位于最高位置处;

各行走机构驱动机架下田,机架下田后各升降机构驱动两个连接板带动两个取苗机构同步下降,使各取苗机构下降至预设高度一,通过改变各取苗机构与地面的距离调节各取苗机构的插秧深度;

接着直线模组一驱动长轴下降,长轴通过夹筒带动压板架向下转动,并使得夹筒沿通槽向靠近直线模组二的方向移动,且长轴通过夹筒还带动秧箱组件下降,使秧箱组件下降至预设高度二,通过改变秧箱组件与各取苗机构的高度差调节各取苗机构取苗爪的取苗量;其中,秧箱组件下降时还带动各转接组件向下转动,且每个转接组件上位于中部的各转接板向外移动,进而使得各转接组件拉长;

然后各行走机构驱动机架在田中前进,同时直线模组二驱动压板架往复横向间歇平移,压板架通过夹筒带动秧箱组件同步往复横向间歇平移,控制器控制各伺服电机一相应两个取苗臂的中心轴转动,进而带动各取苗臂的一个取苗爪同步从相应的送秧通道内取秧苗,并带动各取苗臂的另一个取苗爪同步向地面插秧苗;直线模组二驱动压板架往复横向间歇平移时,还驱动连接杆一同步往复横向间歇平移,连接杆一带动辅助送苗装置同步往复横向间歇平移;随着机架的前进,每当各取苗臂的一个取苗爪同步从相应的送秧通道内取一次秧苗后,秧箱组件横向移动预设距离,且每当传感器一检测到相应的秧箱基座底端没有秧苗时,则各送秧通道底端的一行秧苗被取完,驱动件驱动转轴带动各带传送机构工作,通过各带传送机构的传送带与相应水稻毯苗之间的摩擦力使各送秧通道内的水稻毯苗纵向向下输送一次,等各取苗臂的一个取苗爪同步从相应的送秧通道内取一次秧苗后,秧箱组件再沿反向横向间歇移动,配合四个取苗臂取苗和插秧,秧箱组件反复正反向横向间歇移动,实现插秧工作;插秧工作过程中,当传感器二检测到相应的秧箱基座中部没有秧苗时,则各送秧通道内水稻毯苗不足,工作人员在辅助送苗装置的各送苗通道内均放置水稻毯苗,带传送送苗机构工作,将各水稻毯苗沿相应的转接组件输送至相应的送秧通道内。