CN103053446B - 一种用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，包括：支撑在工作台上的主座(1)，主座(1)上滑动连接有可调节角度的王台支座(2)和可调节角度的平台(3)，王台支座(2)的朝向平台(3)的侧面上设置有王台定位器(4)，王台定位器(4)上固定有至少一排蜂王浆王台(5)，平台(3)上设置有五自由度的活动机构，通过该活动机构来自动获取蜂王浆。采用本发明，在可调节角度的平台上设置有五自由度的活动机构，从而可利用机械化的程序来取出蜂王浆王台上的幼虫并且进行蜂王浆的收集，在减少劳动力的同时，还可显著地提高工作效率，降低操作成本。
Description
技术领域
本发明涉及蜜蜂养殖加工技术领域，尤其涉及蜜蜂养殖加工过程中用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备。
背景技术
蜂王浆，亦称为蜂皇浆、蜂乳或蜂王乳，是蜜蜂巢中培育幼虫的青年工蜂咽头腺的分泌物，同时也是供给将要变成蜂王的幼虫的食物。蜂王浆具有高蛋白，并含有维生素B类和乙酰胆碱等。
目前的蜜蜂养殖户或养殖场，在蜂王浆的制造过程中，取出蜂王浆王台里面的幼虫都是采用人工操作的，由于在取幼虫的时候，操作工人每次只能取一只，取完幼虫后再去刮取蜂王浆，这种收取蜂王浆的手工往复运动，工作效率较低，耗时过长，有时还会人为地产生操作失误，增加了蜂王浆的制造成本。此外，收取蜂王浆的时间过长，也不利于蜂王浆的保鲜和卫生。
有鉴于此，如何设计一种用于收集蜂王浆的专用机械设备，以提升蜂王浆制造过程的工作效率，节约人力成本，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
针对现有技术中采用手工操作来收取蜂王浆时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备。
依据本发明的一个方面，提供了一种用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，包括：支撑在工作台上的主座，所述主座上滑动连接有可调节角度的王台支座和可调节角度的平台，所述王台支座的朝向所述平台的侧面上设置有王台定位器，所述王台定位器上固定有至少一排蜂王浆王台，所述平台上设置有五自由度的活动机构，通过所述活动机构来自动获取所述蜂王浆。
优选地，所述活动机构滑动连接于所述平台。
优选地，所述活动机构还包括：与所述平台横向滑动连接的左右关节；位于所述左右关节内侧且与所述左右关节纵向滑动连接的上下关节；以及与所述上下关节活动连接的活动臂，其中，所述活动臂包括与所述上下关节铰接的前后关节、设置于所述前后关节前端的俯仰关节以及与所述俯仰关节相连接的执行机构，所述执行机构用于获取所述蜂王浆。
优选地，该五自由度仿生自动处理设备还包括驱动机构，该驱动机构具有：左右关节驱动电机，设置于所述平台的侧面，用于驱动所述活动机构的左右关节横向滑动；旋转关节驱动电机，固定于所述前后关节，用于驱动所述执行机构；前后关节驱动电机，设置于所述前后关节的后端，用于驱动所述前后关节纵向滑动；以及俯仰关节驱动电机，设置于所述前后关节的后端，用于驱动所述俯仰关节进行旋转。
优选地，所述执行机构还包括：末端旋转关节，设置于所述俯仰关节上且朝向所述王台定位器的所述俯仰关节的末端；以及末端执行器，与所述末端旋转关节相连接，以对所述蜂王浆王台进行自动操作。更优选地，所述旋转关节驱动电机还用于驱动所述末端旋转关节和所述末端执行器。
优选地，所述五自由度仿生自动处理设备工作于取虫模式或刮浆模式。进一步，在所述取虫模式下，所述末端执行器上装设有取虫钩；在所述刮浆模式下，所述末端执行器上装设有刮浆勺。
优选地，所述左右关节的前端还安装有收集容器，与所述末端执行器相对应，用于收集蜂王幼虫或蜂王浆。更优选地，所述收集容器可拆卸地连接于所述左右关节的前端。
采用本发明的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，在可调节角度的平台上设置有五自由度的活动机构(如，末端旋转关节旋转、俯仰关节运动、前后关节运动、上下关节运动以及左右关节运动)，从而可利用机械化的程序来取出蜂王浆王台上的幼虫并且进行蜂王浆的收集，在减少劳动力的同时，还可显著地提高工作效率，降低操作成本。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出依据本发明的一个方面的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备的机械结构示意图。
【主要组件符号列表】
1 主座 9 前后关节
2 王台支座 10 俯仰关节
3 平台 11 旋转关节驱动电机
4 王台定位器 12 前后关节驱动电机
5 蜂王浆王台 13 俯仰关节驱动电机
6 左右关节 14 末端旋转关节
7 左右关节驱动电机 15 末端执行器
8 上下关节 16 收集瓶
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出依据本发明的一个方面的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备的机械结构示意图。参照图1，该五自由度仿生自动处理设备包括支撑在工作台上的主座1，主座1上滑动连接有可调节角度的王台支座2和可调节角度的平台3，王台支座2的朝向平台3的侧面上设置有王台定位器4，王台定位器4上固定有至少一排蜂王浆王台5，平台3上设置有五自由度的活动机构，通过该活动机构来自动获取蜂王浆王台5中的蜂王浆。较佳地，该活动机构滑动连接于平台3。
在一具体实施例中，该活动机构还包括与平台3横向滑动连接的左右关节6、位于左右关节6内侧且与左右关节6纵向滑动连接的上下关节8以及与所述上下关节8活动连接的活动臂。并且，该活动臂包括与上下关节8铰接的前后关节9、设置于前后关节9前端的俯仰关节10以及与俯仰关节10相连接的执行机构，其中，该执行机构用于获取蜂王浆王台5中的蜂王浆。
为了使该活动机构实现五自由度运动，该设备还包括驱动机构，该驱动机构具有左右关节驱动电机7、旋转关节驱动电机11、前后关节驱动电机12和俯仰关节驱动电机13。具体地，左右关节驱动电机7设置于平台3的侧面，用于驱动活动机构的左右关节6横向滑动。旋转关节驱动电机11固定于前后关节9，用于驱动执行机构。前后关节驱动电机12设置于前后关节9的后端，用于驱动前后关节9纵向滑动。俯仰关节驱动电机13设置于前后关节9的后端，用于驱动俯仰关节10进行旋转。
在另一具体实施例中，该执行机构还包括末端旋转关节14和末端执行器15。其中，末端旋转关节14设置于俯仰关节10上且朝向王台定位器4的俯仰关节10的末端。末端执行器15与末端旋转关节14相连接，以对蜂王浆王台5进行自动操作。较佳地，旋转关节驱动电机11还驱动末端旋转关节14和末端执行器15。
该五自由度仿生自动处理设备可工作于取虫模式或刮浆模式。详细地，在取虫模式下，末端执行器15上装设有取虫钩；在刮浆模式下，末端执行器15上装设有刮浆勺。在该设备启动前，所有机构执行自动初始化程序，各个关节到达初始位置，将蜂王浆王台5放在王台定位器4上，末端执行器15可根据当前所需的工作模式予以更换。
当工作于取虫模式时，末端执行器15上所安装的取虫钩对准蜂王浆王台5的第一个浆杯，当设备启动后，通过视觉传感器采集到幼虫状态，调整取虫钩角度，末端旋转关节14、俯仰关节10、前后关节9、上下关节8这四个自由度将联动起来，实现类似于人工的取虫动作，取虫钩将蜂王幼虫从蜂王浆王台5里面取出，放入收集容器(如收集瓶)16内，然后左右关节驱动电机7驱动左右关节6运动(即，第五自由度)，使取虫钩对准蜂王浆王台5的第二个浆杯，然后末端旋转关节14、俯仰关节10、前后关节9、上下关节8这四个自由度联动，从而再执行一次取虫动作，以此累积，直至将蜂王浆王台5上所有的蜂王幼虫放入收集瓶16内。
当工作于刮浆模式时，末端执行器15上所安装的刮浆勺对准蜂王浆王台5的第一个浆杯，当设备启动后，末端旋转关节14、俯仰关节10、前后关节9、上下关节8这四个自由度将联动起来，实现类似于人工的刮浆动作，刮浆勺将蜂王浆从蜂王浆王台5里面取出，放入收集瓶16内，然后左右关节驱动电机7驱动左右关节6运动(即，第五自由度)，使刮浆勺对准蜂王浆王台5的第二个浆杯，然后末端旋转关节14、俯仰关节10、前后关节9、上下关节8这四个自由度联动，从而再执行一次刮浆动作，以此累积，直至将蜂王浆王台5上所有的蜂王浆放入收集瓶16内。
在一具体实施例中，上述收集容器装设于左右关节6的前端，与末端执行器15相对应，用于收集蜂王幼虫或蜂王浆。进一步，为了更方便地实现收集容器的周转和搬运，该收集容器可拆卸地连接于左右关节6的前端。
采用本发明的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，在可调节角度的平台上设置有五自由度的活动机构(如，末端旋转关节旋转、俯仰关节运动、前后关节运动、上下关节运动以及左右关节运动)，从而可利用机械化的程序来取出蜂王浆王台上的幼虫并且进行蜂王浆的收集，在减少劳动力的同时，还可显著地提高工作效率，降低操作成本。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述五自由度仿生自动处理设备包括：支撑在工作台上的主座（1），所述主座（1）上滑动连接有可调节角度的王台支座（2）和可调节角度的平台（3），所述王台支座（2）的朝向所述平台（3）的侧面上设置有王台定位器（4），所述王台定位器（4）上固定有至少一排蜂王浆王台（5），所述平台（3）上设置有五自由度的活动机构，通过所述活动机构来自动获取所述蜂王浆，其中，所述活动机构包括：
与所述平台（3）横向滑动连接的左右关节（6）；
位于所述左右关节（6）内侧且与所述左右关节（6）纵向滑动连接的上下关节（8）；以及
与所述上下关节（8）活动连接的活动臂，
其中，所述活动臂包括与所述上下关节（8）铰接的前后关节（9）、设置于所述前后关节（9）前端的俯仰关节（10）以及与所述俯仰关节（10）相连接的执行机构，所述执行机构用于获取所述蜂王浆。
2.根据权利要求1所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述活动机构滑动连接于所述平台（3）。
3.根据权利要求1所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述五自由度仿生自动处理设备还包括驱动机构，该驱动机构具有：
左右关节驱动电机（7），设置于所述平台（3）的侧面，用于驱动所述活动机构的左右关节（6）横向滑动；
旋转关节驱动电机（11），固定于所述前后关节（9），用于驱动所述执行机构；
前后关节驱动电机（12），设置于所述前后关节（9）的后端，用于驱动所述前后关节（9）纵向滑动；以及
俯仰关节驱动电机（13），设置于所述前后关节（9）的后端，用于驱动所述俯仰关节（10）进行旋转。
4.根据权利要求3所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述执行机构还包括：
末端旋转关节（14），设置于所述俯仰关节（10）上且朝向所述王台定位器（4）的所述俯仰关节（10）的末端；以及
末端执行器（15），与所述末端旋转关节（14）相连接，以对所述蜂王浆王台（5）进行自动操作。
5.根据权利要求4所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述旋转关节驱动电机（11）还用于驱动所述末端旋转关节（14）和所述末端执行器（15）。
6.根据权利要求4所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述五自由度仿生自动处理设备工作于取虫模式或刮浆模式。
7.根据权利要求6所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，在所述取虫模式下，所述末端执行器（15）上装设有取虫钩；在所述刮浆模式下，所述末端执行器（15）上装设有刮浆勺。
8.根据权利要求4所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述左右关节（6）的前端还安装有收集容器，与所述末端执行器（15）相对应，用于收集蜂王幼虫或蜂王浆。
9.根据权利要求8所述的用于获取蜂王浆的五自由度仿生自动处理设备，其特征在于，所述收集容器可拆卸地连接于所述左右关节（6）的前端。
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