具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

一种温室大棚作物的换杯装置，用于将作物的原栽培杯更换为大一号的新栽培杯的同时填补栽培料，如图1-5所示，其包括：第一输送机构100、退杯机构200、取苗机构300、裹草机构400、提叶机构500、第二输送机构600、固杯机构700、放苗机构800和压草机构900。

第一输送机构100用于定量定向输送含杯作物，此时的含杯作物中的原栽培杯需要进行更换，第一输送机构100具体包括第一输送带110和第一传感器，通过第一传感器检测放置于第一输送带110上含杯作物的位置以控制第一输送带110的启停，以将含杯作物输送到指定的位置。

退杯机构200设置在第一输送带110处，退杯机构200包括两个退杯爪210和两个退杯移动器220，退杯爪210能够从原栽培杯的上方向下钩住原栽培杯的杯沿，退杯移动器220能够驱动退杯爪210进行升降，以配合将原栽培杯与作物进行分离。

取苗机构300包括取苗移动器310、两个取苗夹爪320和两个取苗伸缩器330，取苗移动器310能够进行升降和平移，例如通过丝杆方式进行驱动，两个取苗伸缩器330例如通过支架板的方式设置在取苗移动器310上的活动部件340上，两个取苗夹爪320分别设置在两个取苗伸缩器330的执行末端，以夹持由退杯爪210所钩住含杯作物中的作物。

其中夹取状态下的两个取苗夹爪320优选能够与两个退杯爪210之间呈交叉状以夹取作物。

裹草机构400包括裹草平台410、裹草爪420和水草输送组件430。

裹草爪420包括裹草伸缩器421、多个裹草爪爪指422和多个第一弹簧423，裹草伸缩器421的缸体竖直朝上设置在裹草平台410上，裹草伸缩器421的伸缩杆末端设有裹草伸缩盖424，裹草伸缩盖424呈圆饼状，多个裹草爪爪指422通过第一铰接连杆425设置在裹草平台410上，且多个裹草爪爪指422的一端与裹草伸缩盖424接触并位于裹草伸缩盖424的下方，裹草伸缩盖424的下降或者上升能够分别驱动多个裹草爪爪指422的裹草操作和放开。

其中裹草爪爪指422与第一铰接连杆425的一端铰接以实现转动。

其中第一弹簧423用于进行裹草爪爪指422辅助张开，第一弹簧423的一端连接在裹草平台410上，第一弹簧423的另一端连接在裹草爪爪指422上；并且第一弹簧423、第一铰接连杆425和裹草伸缩器421的伸缩杆由外到内依次设置。

多个裹草爪爪指422以裹草伸缩器421的伸缩杆的轴线为中心呈放射状分布，并且在裹草爪爪指422上设有若干耙齿426以更均匀的放置水草。

水草输送组件430包括水草存储箱431、滚轮432、水草盘433、水草盘升降器434、漏斗435、旋转搅拌刀436和门盖437，其中水草盘433位于水草存储箱431的出口下方，滚轮432优选为转动钉耙式滚轮，其设在水草存储箱431内，漏斗435位于水草盘433的下方并能够接收从倾斜的水草盘433上滑落的水草，门盖437设置在漏斗435的底部，打开的门盖437能够将漏斗435中的水草自由下落在裹草爪420处。

其中水草盘升降器434的驱动末端与水草盘433连接，以驱动水草盘433在水平形态和倾斜形态之间切换；

具体的，旋转搅拌刀436的转动能够将定量的水草铺平为圆饼形，以便于均匀下落在裹草爪420上。

提叶机构500包括提叶移动器510和提叶圈520，提叶移动器510能够驱动提叶圈520在裹草平台410上方进行升降和平移，例如通过电机驱动的方式，取苗机构300所夹持的作物穿过提叶圈520后放置在裹草平台410上。

第二输送机构600用于定量定向输送需要的大一点的新栽培杯，以容纳裹草后的作物，第二输送机构600具体包括第二输送带610和第二传感器，通过第二传感器检测放置于第二输送带610上新栽培杯的位置以控制第二输送带610的启停，以将新栽培杯输送到指定的位置。

固杯机构700包括两个的固杯夹710，固杯夹710具有与新栽培杯相适配的弧面，两个的固杯夹710从新栽培杯的外周向内运动(例如通过电动推杆、气缸等方式进行驱动)夹持新栽培杯以进行固定。

放苗机构800用于抓取并转移裹草后的作物，将该作物转移至新栽培杯内，放苗机构800包括放苗爪810、放苗移动器820，放苗移动器820能够驱动放苗爪810进行升降和平移。

放苗爪810用于进行作物的取放，其包括支架811、放苗伸缩器812、多个第二弹簧813和多个放苗爪爪指814(例如八个)，放苗伸缩器812的缸体竖直朝下设置在支架811上，放苗伸缩器812的伸缩杆末端设有放苗伸缩盖815，放苗伸缩盖815呈圆饼状；多个放苗爪爪指814通过第二铰接连杆816设置在支架811上，且多个放苗爪爪指814的一端部与放苗伸缩盖815接触并位于放苗伸缩盖815的上方，放苗伸缩盖815上升驱动多个放苗爪爪指814的抓取，或者放苗伸缩盖815下降驱动多个放苗爪爪指814的放开。

其中第二弹簧813用于进行放苗爪爪指814的辅助张开，第二弹簧813的一端连接在支架811上，第二弹簧813的另一端连接在放苗爪爪指814上。

进一步的，多个放苗爪爪指814优选以放苗伸缩器812的伸缩杆的轴线为中心呈放射状分布。

其中放苗爪爪指814与第二铰接连杆816的一端铰接以实现转动。

具体的，第二铰接连杆816位于放苗伸缩器812的伸缩杆与第二弹簧813之间，放苗伸缩盖815上升时放苗爪爪指814与第二铰接连杆816之间能够相对转动以在进行抓取的同时拉伸第二弹簧813，在抓取完成后，放苗伸缩盖815下降，在第二弹簧813的作用下放苗爪爪指814放开恢复初始形态。

两个压草机构900分别设置在固杯机构700的两侧，用作进行将作物压紧到栽培杯中，压草机构900包括压草移动器910和两个压草手指920，其中压草移动器910具有升降和平移功能，用于将压草手指920移动至固杯夹710的上方并向下运动以将作物压紧在栽培杯内。

其中四个压草手指920以作物为中心两两一组相对分布。

如图1所示，本实施例中的各个机构之间在空间位置上相对布置，以简化运输过程，提高自动化进程的效率，以便于更顺畅的完成换杯操作。

实施例2

一种温室大棚作物的换杯方法，如图6所示，其采用实施例1的换杯装置进行实现，包括以下步骤：

步骤一、提供定形定量的水草，具体为：

(1)通过转动滚轮将水草存储箱所存储的水草扒出到水草盘上，通过计重传感器测得水草盘上的水草达到设定重量则停止转动滚轮；

(2)水草盘升降器升起驱动水草盘令水草盘产生倾斜，使得定量的水草被倒入到漏斗中后，水草盘升降器复位令水草盘恢复水平；

(3)驱动位于漏斗底部的旋转搅拌刀持续转动设定时间，将定量的水草均匀铺平成圆饼形；

步骤二、提供裹草环境，具体为：

(1)打开漏斗的出口处门盖，令定形定量的水草掉落到裹草爪上；

(2)将提叶圈移动到裹草爪的上方；

步骤三、退去作物根部的原栽培杯，具体为：

(1)通过第一输送机构将待换杯的作物输送到退杯爪处；

(2)退杯移动器驱动退杯爪降低，使得退杯爪钩住原栽培杯的杯沿并向下拉扯，令原栽培杯变形皱折从而令作物的根部外露；

(3)通过取苗移动器将取苗夹爪移动到作物处，通过取苗伸缩器驱动取苗夹爪夹紧作物；

(4)取苗移动器上升令作物从原栽培杯中被取出；

(5)退杯移动器回位；

步骤四、给作物根部包裹水草，具体为：

(1)通过取苗移动器将取苗夹爪所夹持的作物移动到提叶圈的上方；

(2)取苗夹爪松开，令作物穿过提叶圈并落到裹草爪上，此时作物的叶子被提叶圈支撑；

(3)裹草爪抓起，令水草把作物根部包裹起来；

(4)提叶移动器驱动提叶圈升起后进行复位；

(5)放苗移动器驱动放苗爪移动到裹草爪的上方，并将放苗爪下降到裹草爪处；

(6)通过放苗爪抓取已包裹好水草的作物；

(7)裹草爪松开；

(8)升起放苗爪；

步骤五、提供大一号的新栽培杯，通过第二输送机构将新栽培杯输送到固杯夹处，通过固杯夹将新栽培杯夹紧；

步骤六、将作物装入新栽培杯中，具体为：

(1)通过取苗移动器将放苗爪移动到新栽培杯的上方并降低放苗爪，把作物放入新栽培杯中；

(2)将压草手指移动到作物根部上方，然后降低压草手指，把作物根部上方的水草压紧；

(3)通过放苗移动器升起放苗爪然后将放苗爪松开；

(4)压草手指回位；

(5)固杯夹松开并回位。

其中步骤三可在执行步骤一与步骤二的同时或之前执行，步骤五可在步骤一和步骤二的同时或之前执行，优选的，在进行步骤一与步骤二的同时进行步骤三和步骤五，以节约换杯单周期的时间。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。