CN104322186B - 秧苗分选移栽手爪装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种秧苗分选移栽手爪装置，包括：基架，该基架上具有以水平延伸的横梁；该横梁上固定设置有两个气缸，该气缸的活塞杆竖直向下伸出，且两个该活塞杆的末端固定设置有水平延伸的提压杆，该提压杆底面开设有水平直线延伸的第一滑槽；该横梁上滑设有至少两个用于抓拿秧苗的移栽手爪，且该移栽手爪的顶端滑设于该提压杆底部第一滑槽内。采用该秧苗分选移栽手爪装置可以实现双气缸同步驱动多个移栽手爪，提高了秧苗分选移栽手爪装置的工作可靠性，从而提高秧苗分选移栽效率，节省移栽手爪装置成本投入。

Description

秧苗分选移栽手爪装置

技术领域

本发明涉及农林装备技术，尤其涉及一种秧苗分选移栽手爪装置。

背景技术

随着农业技术的设备化、自动化发展趋势，对于数量庞大的秧苗的分选移栽，亟待研发出秧苗分选移栽自动化装置以提高移栽效率，提高移栽的可靠性和准确性。

现有农业生产中，对于秧苗分选移栽多采用独立式移栽手爪控制方式，即通过一个气缸单独驱动一个手爪，导致效率较低；各手爪之间动作不易同步控制；且每个手爪装置配备单独一个气缸驱动，造成装置成本高。

发明内容

本发明提供一种秧苗分选移栽手爪装置，可以实现双气缸同步驱动多个移栽手爪，提高了秧苗分选移栽手爪装置的工作可靠性，从而提高秧苗分选移栽效率，节省移栽手爪装置成本投入。

本发明提供一种秧苗分选移栽手爪装置，包括：

基架，所述基架上具有以水平延伸的横梁；所述横梁上固定设置有两个气缸，所述气缸的活塞杆竖直向下伸出，且两个所述活塞杆的末端固定设置有水平延伸的提压杆，所述提压杆底面开设有水平直线延伸的第一滑槽；所述横梁上滑设有至少两个用于抓拿秧苗的移栽手爪，且所述移栽手爪的顶端滑设于所述提压杆底部所述第一滑槽内。

所述移栽手爪还包括：

立板和电机；所述立板一侧表面设置有第二滑槽，所述横梁上设置有滑道，所述滑道滑设在所述第二滑槽中；所述立板一侧表面、且在所述第二滑槽上方设置有分别与所述电机电连接的两个电刷；所述横梁具有沿所述横梁长度方向延伸的两条第一导轨，且所述第一导轨分别用于与供电装置电连接；两个所述电刷分别与两条所述第一导轨滑动接触。

所述电机设置在所述立板背离所述第二滑槽的一侧，所述立板对应两个所述电刷分别开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有电连接件，所述电连接件的一端与所述电机电连接，所述电连接件的另一端与所述电刷电连接。

所述气缸包括设置在所述活塞杆末端的连接块，所述提压杆固定连接在两个所述连接块底面上；所述连接块的侧面上设置有竖直延伸的齿条；两个所述气缸上还固定连接有与提压杆延伸方向平行的同步轴，所述同步轴上套设有两个齿轮，两个所述齿轮分别与对应的所述齿条啮合。

所述立板设置有电刷的一侧表面上分别设置带轮和皮带压轮，所述横梁上固定设置有与所述滑道平行的皮带，且所述皮带滑设于所述带轮和所述皮带压轮之间的间隙内。

所述带轮圆周面上设有齿，朝向所述带轮的皮带一侧具有齿面，所述齿面与所述带轮啮合；朝向所述皮带压轮的皮带另一侧为光滑面，所述光滑面与所述皮带压轮接触。

所述电机还包括驱动器，所述驱动器内设置有用于秧苗分选移栽定位的信号传输设备，所述信号传输设备为ZigBee无线传输模块。

所述电机还包括驱动器，所述驱动器内设置有用于秧苗分选移栽定位的信号传输设备，所述信号传输设备为红外无线传输模块。

本发明的秧苗分选移栽手爪装置，通过双气缸驱动升降水平提压杆，使得该提压杆可以带动其底面第一滑槽内的多个移栽手爪共同作业抓拿秧苗，实现了双气缸同步驱动多个移栽手爪，提高了秧苗分选移栽手爪装置的工作可靠性，从而提高秧苗分选移栽效率，节省移栽手爪装置成本投入。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图；

图3为图2所示的秧苗分选移栽手爪装置中移栽手爪结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图；

图5为图4所示的秧苗分选移栽手爪装置中的A区域放大图；

图6为本发明实施例三提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1为本发明实施例一提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种秧苗分选移栽手爪装置，包括：基架1，该基架1上具有以水平延伸的横梁2；该横梁2上固定设置有两个气缸3，该气缸3的活塞杆4竖直向下伸出，且两个活塞杆4的末端固定设置有水平延伸的提压杆5，提压杆5底面开设有水平直线延伸的第一滑槽6；该横梁2上滑设有至少两个用于抓拿秧苗的移栽手爪7，且该移栽手爪7的顶端滑设于该提压杆5底部第一滑槽6内。

本实施例中的秧苗分选移栽手爪装置是整个秧苗移栽系统中的一部分，该秧苗分选移栽手爪装置通过基架1固定连接在秧苗移栽设备上，由秧苗移栽设备中的驱动系统驱动该基架1移动，从而带动整个秧苗分选移栽手爪装置准确定位到需要进行分选移栽的秧苗区，再由气缸3驱动移栽手爪7，抓拿被选中的秧苗，该移栽手爪7通过在横梁2上水平移动，将所抓拿的秧苗投放到目标秧苗区。其中，基架1上固定连接有水平延伸的横梁2，该横梁2上固定设置有两个气缸3，每个气缸3的侧面开有两个连接气管的小孔，气管一端连接该气缸3，另一端与推动活塞上下运动的周期性供气装置连接。每个气缸3的下端连接有活塞杆4，活塞杆4从气缸3内竖直向下伸出，且两个活塞杆4的末端固定设置有水平延伸的提压杆5，若提压杆5的长度越长，则其上可安装的移栽手爪7数量越多，且移栽手爪7沿该提压杆5的水平移动距离也更长；相应的，若提压杆5的长度短，则其上可安装的移栽手爪7数量少，且移栽手爪7沿该提压杆5的水平移动距离相对较短；提压杆5的长度可由工程人员根据秧苗分选移栽的具体需要自行设定，本发明对此不作任何限定。

在提压杆5底面开设有水平直线延伸的第一滑槽6，该横梁2上滑设有至少两个用于抓拿秧苗的移栽手爪7，且该移栽手爪7的顶端滑设于该提压杆5底部第一滑槽6内，通过在移栽手爪7的顶部设置能够匹配第一滑槽6的部件，并将该部件放置于该第一滑槽6内，使移栽手爪7与第一滑槽6卡合，并能够沿第一滑槽6滑动，从而使移栽手爪7定位于所要抓拿或投放的秧苗区域。

本实施例的秧苗分选移栽手爪装置，通过双气缸驱动升降水平提压杆，使得该提压杆可以带动其底面第一滑槽内的多个移栽手爪共同作业抓拿秧苗，实现了双气缸同步驱动多个移栽手爪，提高了秧苗分选移栽手爪装置的工作可靠性，也有效提高了秧苗分选移栽效率，节省移栽手爪装置成本投入。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图，图3为图2所示的秧苗分选移栽手爪装置中移栽手爪结构示意图。本实施例是在上述实施例一所示方案的基础上，对移栽手爪及其与基架之间装配结构的进一步优化。如图2和图3所示：

该移栽手爪包括：立板8和电机9；该立板8一侧表面设置有第二滑槽10，横梁2上设置有滑道11，该滑道11滑设在该第二滑槽10中；该立板8一侧表面、且在该第二滑槽10上方设置有分别与该电机9电连接的两个电刷12；该横梁2具有沿该横梁2长度方向延伸的两条第一导轨13，且该第一导轨13分别用于与供电装置电连接；两个电刷12分别与两条第一导轨13滑动接触。

进一步的，电机9设置在立板8背离该第二滑槽10的一侧，立板8对应两个电刷12分别开设有第一通孔14，第一通孔14内设置有电连接件，电连接件的一端与该电机9电连接，电连接件的另一端与该电刷12电连接。该电连接件为弹簧，弹簧穿过第一通孔14通过线缆固定端15与电机9连通导电，弹簧的另一端连接有电刷12，电刷12受弹簧作用可在第一通孔14内自如伸缩，并利用弹簧的弹力保证了其与第一导轨13的紧密接触，从而保证了电刷12的良好导电性。

其中，秧苗移栽设备可配备供电装置，该供电装置可以为本实施例的秧苗分选移栽手爪装置提供电源供给。具体地，可将供电装置与两条第一导轨13的正负极分别电连接，使电流传递给在第一导轨13上滑动的两个电刷12，再通过与两个电刷12连接的第一通孔14内的弹簧，将电流传递给连接弹簧另一端的线缆固定端15，线缆固定端15分别与电机9的电源正负极相连接，从而通过电刷12结构取代传统电缆方式，为电机9提供电能，有效避免了多移栽手爪7高速移栽定位过程中电缆容易脱落和缠绕，对硬件可靠性形成不利影响的问题。

立板8设置有电刷12的一侧表面上分别设置带轮16和皮带压轮17，该横梁2上固定设置有与滑道11平行的皮带18，皮带18两端由两组皮带压板19夹紧，固定于横梁2两端并拉紧，且皮带18滑设于带轮16和皮带压轮17之间的间隙内。带轮16圆周面上设有齿，朝向带轮16的皮带18一侧具有齿面，齿面与带轮16啮合；朝向皮带压轮17的皮带18另一侧为光滑面，光滑面与皮带压轮17接触。当电机9驱动带轮16旋转时，带轮16与皮带18啮合，从而实现了将电机的旋转运动转化为移栽手爪7通过第二滑槽10沿滑道11的水平移动，此外皮带18与带轮16和皮带压轮17间的摩擦力，保证了移栽手爪7不易随意在横梁2上滑动，提高了定位的精准性。

此外，在立板8的一侧依次还设置有导向块20、驱动器21、电机压板22、编码器23；电机9的一端与立板8固定连接，另一端穿过导向块20，并与电机压板22固定连接；4组螺栓24将电机9固定夹紧于立板8和电机压板22之间，电机压板22上设有驱动器21，该驱动器21内设置有用于秧苗分选移栽定位的信号传输设备，该信号传输设备为ZigBee无线传输模块，或者，该驱动器内设置有用于秧苗分选移栽定位的信号传输设备，该信号传输设备为红外无线传输模块；驱动器21与上位控制系统采用红外、ZigBee无线信号传输实现移栽手爪7水平位移定位信号的无线收发，从而驱动电机9带动移栽手爪7水平移动；电机9一端与编码器23连接，编码器23用于检测电机旋转的速度或转角。

再从图2的纵向看该移栽手爪7，在导向块20的纵向开有一对第二通孔，第二通孔内设有轴承，一对滑杆25通过轴承贯穿该第二通孔；滑杆25的顶端连接有横杆26，横杆26的上端面设置有推拉端头27，推拉端头27通过螺钉与横杆26上端面中心处固定连接；滑杆25下端连接有拉板28，拉板28侧面通过螺钉固定连接有四个夹持针29，夹持针29的尖端向内弯曲并穿过导向板30，导向板30用于使四个夹持针29的下尖端在向下运动时能够向中心扣紧，在向上运动时能够向四周张开，从而实现该夹持针29的张合；导向板30通过定位螺母31和立杆32固定，立杆32背离导向板30的一端与立杆固定件33连接，立杆固定件33与立板8固定连接。由于气缸3做功带动提压杆5上下移动，使得滑设于提压杆5底部第一滑槽6内的推拉端头27随之上下运动，使得推拉端头27下端的滑杆25在第二通孔内上下运动，再通过拉板28带动四个夹持针29在导向板30的作用下将夹持针29的上下运动转化为张合运动，从而实现了秧苗的抓取。

本实施例的秧苗分选移栽手爪装置，通过双气缸驱动升降水平提压杆，使得该提压杆可以带动其底面第一滑槽内的多个移栽手爪共同作业抓拿秧苗，实现了双气缸同步驱动多个移栽手爪，节省移栽手爪装置成本投入；同时通过电刷与电导轨组合方式，有效地克服了多组手爪协同工作时线缆(气管、电线)连接复杂，高速移栽定位过程中容易脱落和缠绕的问题，从而保证了硬件工作的可靠性，提高了多组手爪协同作业的可扩展性，提高秧苗分选移栽手爪装置的作业效率。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图，图5为图4所示的秧苗分选移栽手爪装置中的A区域放大图，图6为本发明实施例三提供的秧苗分选移栽手爪装置的部分结构示意图，在上述实施例一和实施例二所示方案的基础上，如图4-6所示，该气缸3包括设置在活塞杆4末端的连接块34，提压杆5固定连接在两个连接块34底面上；连接块34的侧面上设置有竖直延伸的齿条35；两个气缸3上还固定连接有与提压杆5延伸方向平行的同步轴36，同步轴36上套设有两个齿轮37，两个齿轮37分别与对应的齿条35啮合。

本实施例提供的秧苗分选移栽手爪装置采用统一张合控制方式，提压杆5的上端面固定连接在气缸3的两个连接块34底面上，提压杆5的下端面通过第一滑槽6与多个移栽手爪7的推拉端头27连接，推拉端头27在第一滑槽6中滑动，使得提压杆5的上下运动可对推拉端头27形成向上提拉和向下推压作用，从而将气缸3的伸缩运动转化为驱动移栽手爪7上的夹持针29的张合夹持运动，实现秧苗的抓放。此外为保证提压杆5两端同步水平运动，分别为两个气缸3增设两组齿轮37、齿条35机构进行约束，两根齿条35分别固定于两个连接块34上并随气缸3伸缩而同步上下移动，连接，两个齿轮37由同步轴36连接，同步轴36固定于气缸3的固定板38上，可随气缸3的伸缩同步运动，从而保证两个齿轮37的旋转同步。此外该气缸3通过固定板38与基架1螺钉39固定连接，并进一步与秧苗移栽系统整体连接，够成完整的秧苗移栽系统。

本实施例的秧苗分选移栽手爪装置，通过双气缸驱动，升降水平提压杆，使得该提压杆可以带动其底面第一滑槽内的多个移栽手爪共同作业抓拿秧苗，实现了仅用双气缸同步驱动多个移栽手爪，节省移栽手爪装置成本投入；同时通过齿轮、齿条和同步轴的组合结构，实现了对双气缸行程进行统一约束，保证了提压杆两端行程一致，保持水平，确保移栽手爪张合同步，从而提高了多组手爪协同作业的可扩展性，提高秧苗分选移栽手爪装置的作业效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种秧苗分选移栽手爪装置，其特征在于，包括：

基架，所述基架上具有以水平延伸的横梁；所述横梁上固定设置有两个气缸，所述气缸的活塞杆竖直向下伸出，且两个所述活塞杆的末端固定设置有水平延伸的提压杆，所述提压杆底面开设有水平直线延伸的第一滑槽；所述横梁上滑设有至少两个用于抓拿秧苗的移栽手爪，且所述移栽手爪的顶端滑设于所述提压杆底部所述第一滑槽内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述移栽手爪还包括：

立板和电机；所述立板一侧表面设置有第二滑槽，所述横梁上设置有滑道，所述滑道滑设在所述第二滑槽中；所述立板一侧表面、且在所述第二滑槽上方设置有分别与所述电机电连接的两个电刷；所述横梁具有沿所述横梁长度方向延伸的两条第一导轨，且所述第一导轨分别用于与供电装置电连接；两个所述电刷分别与两条所述第一导轨滑动接触。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电机设置在所述立板背离所述第二滑槽的一侧，所述立板对应两个所述电刷分别开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有电连接件，所述电连接件的一端与所述电机电连接，所述电连接件的另一端与所述电刷电连接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气缸包括设置在所述活塞杆末端的连接块，所述提压杆固定连接在两个所述连接块底面上；所述连接块的侧面上设置有竖直延伸的齿条；两个所述气缸上还固定连接有与提压杆延伸方向平行的同步轴，所述同步轴上套设有两个齿轮，两个所述齿轮分别与对应的所述齿条啮合。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述立板设置有电刷的一侧表面上分别设置带轮和皮带压轮，所述横梁上固定设置有与所述滑道平行的皮带，且所述皮带滑设于所述带轮和所述皮带压轮之间的间隙内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述带轮圆周面上设有齿，朝向所述带轮的皮带一侧具有齿面，所述齿面与所述带轮啮合；朝向所述皮带压轮的皮带另一侧为光滑面，所述光滑面与所述皮带压轮接触。

7.根据权利要求2-6任一所述的装置，其特征在于，所述电机还包括驱动器，所述驱动器内设置有用于秧苗分选移栽定位的信号传输设备，所述信号传输设备为ZigBee无线传输模块。

8.根据权利要求2-6任一所述的装置，其特征在于，所述电机还包括驱动器，所述驱动器内设置有用于秧苗分选移栽定位的信号传输设备，所述信号传输设备为红外无线传输模块。