CN107114168A - 一种弓棚覆膜机的自动进杆装置及进杆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，包括安装在覆膜机上的棚杆箱、位于所述棚杆箱下方的推送座，以及推动所述推送座沿进杆方向移动的推送装置，所述棚杆箱的侧壁上穿设有至少一组上下布置的伸缩杆，上方伸缩杆与下方伸缩杆之间的距离与棚杆外径适配，所述伸缩杆分别连接有带动其进出棚杆箱的伸缩装置。本发明利用棚杆箱盛放棚杆，通过伸缩装置带动上下伸缩杆伸进伸出棚杆箱，实现棚杆的逐一顺次下落，棚杆下落至推送座上后，由推送装置将推送座及棚杆由初始位置推至指定位置，推送座在推送装置的带动下返回初始位置，进行下一根棚杆的进杆，推送座返回的过程中与棚杆脱离，本装置每次进杆距离一致，保证了进杆的精确性。

Description

一种弓棚覆膜机的自动进杆装置及进杆方法

技术领域

本发明涉及农田机械技术领域，尤其涉及一种弓棚覆膜机的自动进杆装置及进杆方法。

背景技术

塑料大棚俗称冷棚，是一种简易实用的保护地培设施，由于其建造成本较低，土地利用率高，可以保证较好的效益，随着塑料工业的发展，被世界各国普遍采用。目前我国种植弓棚技术仍是靠人工种植，用米尺量具量出固定距离后进行两侧打孔，然后将弯好的竹坯插孔掩埋，这样不仅种植误差大，使整体抗风效果变差，而且浪费大量劳动力，劳动效率低下。在此情况下，急需一款代替人力进行种植覆膜的弓棚机械。

部分地区虽然引进了弓棚机，但是现有的弓棚机械需要人工进行进杆，由于每次进杆的误差较大，导致插杆精度低，且人工进杆的劳动强度大，耗费的时间较长，极大地降低了工作效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种弓棚覆膜机的自动进杆装置及进杆方法，不仅降低了工人劳动强度，而且提高了进杆精度，保证了插杆效率。

为达到上述要求，本发明采用以下技术方案，提供一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，包括安装在覆膜机上的棚杆箱、位于所述棚杆箱下方的推送座，以及推动所述推送座沿进杆方向移动的推送装置，所述棚杆箱的侧壁上穿设有至少一组上下布置的伸缩杆，上方伸缩杆与下方伸缩杆之间的距离与棚杆外径适配，所述伸缩杆分别连接有带动其进出棚杆箱的伸缩装置。

本方案中利用棚杆箱盛放棚杆，通过伸缩装置带动上下伸缩杆伸进伸出棚杆箱，实现棚杆的逐一顺次下落，棚杆下落至推送座上后，由推送装置将推送座及棚杆由初始位置推至指定位置，推送座在推送装置的带动下返回初始位置，进行下一根棚杆的进杆，推送座返回的过程中与棚杆脱离，本装置每次进杆距离一致，保证了进杆的精确性。

作为优选，所述伸缩装置包括固定在棚杆箱外侧壁的连杆舵机，以及与所述连杆舵机的输出轴同轴固接的旋转杆，所述旋转杆上固定有与所述伸缩杆铰接的连杆。连杆舵机的响应速度较高，更加节约伸缩杆移动的时间，连杆舵机的输出轴转动时，带动旋转杆转动，旋转杆通过连杆带动伸缩杆动作，由于伸缩杆穿设在棚杆箱的侧壁上，因此旋转杆的转动转变为伸缩杆的直线伸缩运动。

作为优选，所述推送装置包括固接在所述推送座底面的伺服电机，以及与所述伺服电机的输出轴同轴固接的旋转轴，所述旋转轴上固定有齿轮，所述棚杆箱上固设有沿进杆方向设置且与所述齿轮啮合的齿条，所述齿条的侧面开设有供所述推送座滑动且支撑所述推送座的滑道。本优选方案利用伺服电机作为推送的动力装置，更易于实现自动化控制及保证推送距离的精确，本优选方案采用齿轮齿条结构作为传递方式，进一步保证了推送座移动到的可靠性及精确性。

作为优化，所述棚杆箱的宽度与棚杆的外径适配，仅容许一根棚杆通过，保证了棚杆的有序下落，避免了棚杆在棚杆箱内出现卡阻。

作为优化，还包括沿棚杆箱内的棚杆长度方向布置的至少两根处于拉伸状态的弹簧，所述弹簧的下端与棚杆箱固接，弹簧的上端均与压在棚杆上压板固接。弹簧的拉力通过压板传递给棚杆，给棚杆向下的压力，保证了棚杆下落的顺畅和下落效率。

进一步地，所述弹簧位于棚杆箱外侧，弹簧的上端通过滑杆与所述压板固接，所述棚杆箱的侧壁上开设有供所述滑杆上下滑动的滑槽。将弹簧设置在棚杆箱外侧，节省棚杆箱内的空间，同时避免弹簧阻碍棚杆下落，滑槽的设置保证了滑杆在上下移动时不会发生偏斜，弹簧弹力的传递效率更高。

进一步地，所述压板上安装有与棚杆箱内壁接触的滚轮。通过设置滚轮，不仅避免压板上下移动时发生偏斜，同时也避免了棚杆箱内壁对压板产生阻力。

作为优化，所述伸缩杆伸至棚杆箱内的一端为尖端。便于伸缩杆伸至棚杆箱内时插入两棚杆之间，避免损坏棚杆和连杆舵机。

作为优化，还包括安卓上位机，以及与所述安卓上位机通过wifi通信的单片机模块，所述单片机模块与所述伺服电机电性连接，所述推送座两侧还安装有与单片机模块电性连接的激光传感器，所述激光传感器的检测端朝向棚杆掉落的方向。通过安卓上位机设置相关参数，通过激光传感器检测棚杆的下落，单片机模块通过获取的信号控制伺服电机及整个装置的启停。

一种弓棚覆膜机的进杆方法，具体如下：

（1）将下方伸缩杆伸至棚杆箱内，将上方的伸缩杆抽出棚杆箱，再将棚杆依次水平地放入棚杆箱，棚杆箱的宽度仅容许一根棚杆通过，拉伸弹簧，使压板压在最上层棚杆上；

（2）将上方的伸缩杆伸至棚杆箱内，上方伸缩杆与下方伸缩杆之间只有一根棚杆，然后将下方的伸缩杆抽出棚杆箱，棚杆落至推送座上，激光传感器检测到有棚杆下落时，触发中断，单片机模块控制伺服电机转动，推送装置将推送座移至指定位置后，返回至原来位置，推送座返回时与推送到位棚杆脱离；

（3）推送装置推送推送座的同时，将下方的伸缩杆伸至棚杆箱内，将上方的伸缩杆抽出棚杆箱，下一根棚杆落至下方的伸缩杆上；

（4）重复步骤（2）和（3），直至完成所有棚杆的进杆。

本发明的有益效果为：弥补了国内弓棚覆膜机自动进杆的空白，使弓棚覆膜机进一步向智能化靠拢，以棚杆箱盛放待用棚杆，同时棚杆箱又作为相关部件的载体，实现了进杆装置的一体化，便于安装和移动，利用推送装置进行棚杆的推送进给，保证了进给的精度和一致性，降低了植栽人员的劳动强度，提高了弓棚的植栽效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中伸缩装置和推送装置结构示意图；

图3为本发明自动进杆原理图；

图4为本发明系统功能组件框架图；

图中所示：

1、棚杆箱，2、推送座，3、伸缩杆，4、伸缩装置，4.1、连杆舵机，4.2、旋转杆，4.3、连杆，5、推送装置，5.1、伺服电机，5.2、旋转轴，5.3、齿轮，5.4、齿条，6、弹簧， 7、滑槽，8、压杆装置，9、棚杆。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，包括安装在覆膜机上的棚杆箱1、位于所述棚杆箱1下方的推送座2，以及推动所述推送座2沿进杆方向移动的推送装置5，棚杆箱1的宽度与棚杆的外径适配，即棚杆箱的宽度仅容许一根棚杆9通过，保证了棚杆的有序掉落。

棚杆箱1的侧壁上穿设有一组上下布置的伸缩杆3，伸缩杆3伸至棚杆箱内的一端为尖端，上方伸缩杆与下方伸缩杆之间的距离与棚杆外径适配，上方伸缩杆与下方伸缩杆之间仅留有一根棚杆，所述伸缩杆3分别连接有带动其进出棚杆箱的伸缩装置4。本实施中的伸缩装置4包括固定在棚杆箱外侧壁的连杆舵机4.1，以及与所述连杆舵机的输出轴同轴固接的旋转杆4.2，所述旋转杆4.2上固定有与所述伸缩杆3铰接的连杆4.3，连杆舵机4.1启动时，其输出轴带动旋转杆4.2转动，旋转杆4.2通过连杆4.3带动伸缩杆3动作，由于伸缩杆穿设在棚杆箱的侧壁上，因此旋转杆的转动转变为伸缩杆的直线伸缩运动。

推送装置5包括固接在推送座2底面的伺服电机5.1，以及与所述伺服电机5.1的输出轴同轴固接的旋转轴5.2，所述旋转轴5.2上固定有齿轮5.3，所述棚杆箱1上固设有沿进杆方向设置且与所述齿轮5.3啮合的齿条5.4，所述齿条5.4的侧面开设有供所述推送座2滑动且支撑所述推送座的滑道。本实施例将伺服电机作为推送的动力装置，更易于实现自动化控制及保证推送距离的精确，伺服电机启动时，带动齿轮沿齿条移动，从而带动推送座沿进杆方向移动，齿轮齿条的传递性更好，可靠性更高。

为了给棚杆9下落提供足够动力，本实施例还包括沿棚杆箱1内的棚杆长度方向布置的两根处于拉伸状态的弹簧6，所述弹簧6的下端与棚杆箱1固接，弹簧的上端均与压在棚杆上压板固接。作为优选方案，弹簧6位于棚杆箱1外侧，弹簧6的上端通过滑杆与所述压板固接，所述棚杆箱的侧壁上开设有供所述滑杆上下滑动的滑槽7。压板上还安装有与棚杆箱内壁接触的滚轮。

为了便于控制及提高自动化程度，本实施例还包括用于人机交互的安卓上位机，以及与所述安卓上位机通过wifi通信的单片机模块，安卓上位机可以为智能手机或是带有wifi功能的平板电脑，通过安卓上位机设定进杆数量和覆膜机作业参数。所述单片机模块与作为进杆电机的伺服电机，以及连杆舵机电性连接，通过单片机模块控制伺服电机及各连杆舵机的启停、正反转。推送座两侧还安装有与单片机模块电性连接的激光传感器，所述激光传感器的检测端朝向棚杆掉落的方向。整个控制系统有电源模块进行供电，本实施例的电源模块采用车载蓄电池，解决了多电池供电对整个电路系统干扰的问题。

针对上述进杆装置的进杆方法，具体如下：

（1）启动下方的连杆舵机，将下方伸缩杆伸至棚杆箱内，启动上方的连杆舵机，将上方的伸缩杆抽出棚杆箱，再将棚杆依次水平地放入棚杆箱，棚杆箱的宽度仅容许一根棚杆通过，每根棚杆为一层，然后拉伸弹簧，使压板压在最上层棚杆上。

（2）上方的连杆舵机将上方的伸缩杆伸至棚杆箱内的两棚杆之间，上方伸缩杆与下方伸缩杆之间只有一根棚杆，然后由下方的连杆舵机将下方的伸缩杆抽出棚杆箱，上下伸缩杆之间的棚杆落至推送座上，激光传感器检测到有棚杆下落时，触发中断，单片机模块控制伺服电机转动，推送装置将推送座移至压杆装置8下放后，返回至原来位置，推送座返回时与推送到位的棚杆9脱离。为便于推送座与棚杆脱离，推送座为开口朝向进杆末端的L型座，L型座的拐角处设有圆弧。

（3）推送装置推送推送座的同时，下方的连杆舵机将下方的伸缩杆伸至棚杆箱内，上方的连杆舵机将上方的伸缩杆抽出棚杆箱，下一根棚杆落至下方的伸缩杆上，推送与落杆同时进行，大幅缩短了进杆时间，提高了进杆效率。

（4）重复步骤（2）和（3），直至完成所有棚杆的进杆。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：包括安装在覆膜机上的棚杆箱（1）、位于所述棚杆箱（1）下方的推送座（2），以及推动所述推送座（2）沿进杆方向移动的推送装置（5），所述棚杆箱（1）的侧壁上穿设有至少一组上下布置的伸缩杆（3），上方伸缩杆与下方伸缩杆之间的距离与棚杆外径适配，所述伸缩杆（3）分别连接有带动其进出棚杆箱的伸缩装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：所述伸缩装置（4）包括固定在棚杆箱外侧壁的连杆舵机（4.1），以及与所述连杆舵机的输出轴同轴固接的旋转杆（4.2），所述旋转杆（4.2）上固定有与所述伸缩杆（3）铰接的连杆（4.3）。

3.根据权利要求1所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：所述推送装置（5）包括固接在所述推送座（2）底面的伺服电机（5.1），以及与所述伺服电机（5.1）的输出轴同轴固接的旋转轴（5.2），所述旋转轴（5.2）上固定有齿轮（5.3），所述棚杆箱（1）上固设有沿进杆方向设置且与所述齿轮（5.3）啮合的齿条（5.4），所述齿条（5.4）的侧面开设有供所述推送座（2）滑动且支撑所述推送座的滑道。

4.根据权利要求1所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：所述棚杆箱（1）的宽度与棚杆的外径适配。

5.根据权利要求1所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：还包括沿棚杆箱（1）内的棚杆长度方向布置的至少两根处于拉伸状态的弹簧（6），所述弹簧（6）的下端与棚杆箱（1）固接，弹簧的上端均与压在棚杆上压板固接。

6.根据权利要求5所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：所述弹簧（6）位于棚杆箱（1）外侧，弹簧（6）的上端通过滑杆与所述压板固接，所述棚杆箱的侧壁上开设有供所述滑杆上下滑动的滑槽（7）。

7.根据权利要求6所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：所述压板上安装有与棚杆箱内壁接触的滚轮。

8.根据权利要求1所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：所述伸缩杆（3）伸至棚杆箱内的一端为尖端。

9.根据权利要求1所述的一种弓棚覆膜机的自动进杆装置，其特征在于：还包括安卓上位机，以及与所述安卓上位机通过wifi通信的单片机模块，所述单片机模块与所述伺服电机电性连接，所述推送座两侧还安装有与单片机模块电性连接的激光传感器，所述激光传感器的检测端朝向棚杆掉落的方向。

10.一种弓棚覆膜机的进杆方法，其特征在于：

（1）将下方伸缩杆伸至棚杆箱内，将上方的伸缩杆抽出棚杆箱，再将棚杆依次水平地放入棚杆箱，并拉伸弹簧，使压板压在最上层棚杆上；

（2）将上方的伸缩杆伸至棚杆箱内，然后将下方的伸缩杆抽出棚杆箱，棚杆落至推送座上，推送装置将推送座移至指定位置后，返回至原来位置；

（3）推送装置推送推送座的同时，将下方的伸缩杆伸至棚杆箱内，将上方的伸缩杆抽出棚杆箱，下一根棚杆落至下方的伸缩杆上；

（4）重复步骤（2）和（3），直至完成所有棚杆的进杆。