CN106135101B - 一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手，包括Stewart并联机构和投料装置；所述的Stewart并联机构位于投料装置正下方，且Stewart并联机构上端与投料装置相连接，投料装置包括投料台座、投料机构和储料筒；所述的投料机构数量为四，投料机构沿投料台座的中心轴线分别对称布置，储料筒位于投料台座上端中心位置处。本发明具有方位角度调节以及装料投料的功能，可实现渔业养殖自动投料的功能，且智能化程度高、方位角度调节方便灵活、投料速度快距离远，解决了现有的人工乘船投料工作量大、危险性大和效率低等问题。

Description

一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手

技术领域

本发明涉及渔业养殖器械领域，具体的说是一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手。

背景技术

渔业是指捕捞和养殖鱼类和其他水生动物及海藻类等水生植物以取得水产品的社会生产部门；一般分为海洋渔业和淡水渔业，渔业可为人民生活和国家建设提供食品和工业原料；其中开发和利用水域，采集捕捞与人工养殖各种有经济价值的水生动植物以取得水产品的社会生产部门，是广义农业的重要组成部分，按水域可分为海洋渔业和淡水渔业；按生产特性分为养殖业和捕捞业；渔业生产的主要特点是以各种水域为基地，以具有再生性的水产经济动植物资源为对象，具有明显的区域性和季节性，初级产品具鲜活、易变腐和商品性的特点，渔业是国民经济的一个重要部门，丰富的蛋白质含量为世界提供总消费量的6％，动物性蛋白质消费量的24％，还可以为农业提供优质肥料，为畜牧业提供精饲料，为食品、医药、化工工业提供重要原料。中国18000多公里的海岸线，有辽阔的大陆架和滩涂，有20万平方公里的淡水水域，1000多种经济价值较高的水产动植物，发展渔业有良好的自然条件和广阔前景。

渔业养殖又叫水产养殖，渔业养殖的对象现在偏多的有鱼虾、泥鳅黄鳝、贝类螃蟹等，在渔业养殖中，需要定期的投料、水质检测和养殖对象取样检测等，现在对于渔业养殖中的投料工作多为人工进行，占用了大量劳动力，养殖成本上升，而且由于在水上作业，伴有时常危险性，现在虽然有少量的自动投料机，但是多存在水面行走灵活性差、投料效率低、投料距离偏近和角度方位调节不便等特点。鉴于此，本发明提供了一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手。

本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。

一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手，包括Stewart并联机构和投料装置；所述的Stewart并联机构位于投料装置正下方，且Stewart并联机构上端与投料装置相连接。

作为本发明的进一步改进，所述的Stewart并联机构包括定平台、动平台、连接座、上球铰链、电动推杆、挡盘座、下球铰链、三角座和限位弹簧；所述的连接座和三角座数量为三，上球铰链、电动推杆、挡盘座和下球铰链的数量均为六，所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，动平台位于定平台正上方，连接座安装在定平台的上端面上，且连接座在定平台上呈正三角形位置布置，三角座安装在动平台下端面上，且连接座和三角座之间的安装位置两两交错，且三角座呈正三角形柱体结构，三角座沿其垂直中心线分别对称设置有倾斜面，倾斜面上开设有与下球铰链下端外螺纹相配合的安装螺纹孔，电动推杆底端通过上球铰链与连接座相连接，电动推杆顶端与挡盘座下端相连接，挡盘座上端与下球铰链一端相连接，下球铰链另一端安装在三角座上，限位弹簧绕套在电动推杆上，且限位弹簧一端与电动推杆相连接，限位弹簧另一端与挡盘座相连接。通过电动推杆的上下伸缩运动，从而带动动平台的上下往复运动，且通过限位弹簧增加了动平台的平稳性，本发明采用6-SPS的Stewart并联机构，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，Stewart并联机构在空间内可进行三平移三转动共六个自由度方向的运动，且运动柔性好、运动空间小、运动速度快、运动灵活性好，将Stewart并联机构应用到本发明中，一方面起到了对投料装置投料时整体方位角度调节的作用，使得本发明可以处于各种姿态角度下都可以全方位的进行投料作业，投料方便快捷且投料范围广；另一方面通过Stewart并联机构提高了本发明的减震性能，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，投料装置始终处于水平平稳状态，防止投料装置投料作业时因抖动性或者倾斜性过大导致投料作业无法进行的问题，进一步提高了本发明投料作业时的稳定性和安全性。

作为本发明的进一步改进，所述的投料装置包括投料台座、投料机构和储料筒；所述的投料机构数量为四，投料机构沿投料台座的中心轴线分别对称布置，储料筒位于投料台座上端中心位置处；所述的投料机构包括投料耳座、第一转轴、投料支架、第二转轴、铲料支架、投料铲斗、动力机构、第一压缩弹簧和第二压缩弹簧；所述的投料支架下端通过第一转轴与投料耳座相连接，投料支架上端通过第二转轴与铲料支架一端相连接，投料支架呈爬梯状结构，投料支架内侧等间距设置有横杆，铲料支架采用液压伸缩式的矩形框体结构，投料铲斗固定在铲料支架另一端，且投料铲斗的横截断面呈扇形结构，动力机构位于投料支架下方，第一压缩弹簧位于投料台座和投料支架之间，且第一压缩弹簧上端设置有第一转柱，第一转柱铰接在投料支架的横杆上，第一压缩弹簧下端设置有第一连接座，第一连接座固定在投料台座上端面上，第二压缩压簧位于第一压缩弹簧内侧，且第二压缩弹簧上端设置有第二转柱，第二转柱铰接在投料支架的横杆上，第二压缩弹簧下端设置有第二连接座，第二连接座固定在投料台座上端面上。

作为本发明的进一步改进，所述的动力机构包括动力转轴、从动滑轮、钢丝绳、主动滑轮、过渡轴、带座轴承、从动齿轮、主动齿轮、动力电机、移动电机座和电动导轨，且从动滑轮、钢丝绳、主动滑轮、过渡轴和带座轴承的数量为二；所述的动力转轴穿过投料支架上端，从动滑轮分别对称固定在动力转轴两端，钢丝绳一端固定在从动滑轮上，钢丝绳另一端缠绕在主动滑轮上，过渡轴一端与主动滑轮之间采用键相连接，过渡轴另一端安装有主动齿轮，过渡轴中部通过带座轴承固定在投料台座上端面上，主动齿轮固定在动力电机的输出轴上，且主动齿轮与从动齿轮相啮合，动力电机通过移动电机座安装在电动导轨上，且电动导轨的横截断面呈工字型结构。

具体投料时，首先通过铲料支架的伸展运动带动投料铲斗倾斜向下运动，当投料铲斗深入到储料筒内储存的饵料时，通过铲料支架的收缩运动带动投料铲斗倾斜向上运动，从而实现了投料铲斗装料的功能；然后通过移动电机座在电动导轨上的往内侧运动带动动力电机的内侧移动，当与动力电机输出轴同轴安装的主动齿轮与从动齿轮相啮合时，通过动力电机的旋转带动主动齿轮的转动，且主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮与主动滑轮同轴固定安装，从而实现了主动滑轮的旋转，达到了收缩钢丝绳的效果，且钢丝绳与从动滑轮连接，从动滑轮与动力转轴相固定，动力转轴固定在投料支架上，从而在钢丝绳的拉力作用下，投料支架以第一转轴为旋转轴做逆时针转动，第一压缩弹簧和第二压缩弹簧被处于高度压缩状态下；再通过移动电机座在电动导轨上的往外侧运动带动动力电机的外侧移动，主动齿轮与从动齿轮处于分离状态，在第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的压缩回复力作用下，投料支架迅速以第一转轴为旋转轴做顺时针转动，从而带动投料铲斗向外侧抛出，达到了投料的效果；最后当饵料投出去后，在第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的拉伸回复力作用下，投料支架以第一转轴为旋转轴做逆时针转动，实现了收回投料铲斗的功能；投料装置可实现自动装料和投料的功能，且全程智能化程度高，装料简单快速，投料速度快、距离远。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明具有方位角度调节以及装料投料的功能，可实现渔业养殖自动投料的功能，且智能化程度高、方位角度调节方便灵活、投料速度快距离远，解决了现有的人工乘船投料工作量大、危险性大和效率低等问题。

(2)本发明采用6-SPS的Stewart并联机构，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，Stewart并联机构在空间内可进行三平移三转动共六个自由度方向的运动，一方面起到了对投料装置投料时整体方位角度调节的作用，使得本发明可以处于各种姿态角度下都可以全方位的进行投料作业，投料方便快捷且投料范围广；另一方面通过Stewart并联机构提高了本发明的减震性能，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，投料装置始终处于水平平稳状态，防止投料装置投料作业时因抖动性或者倾斜性过大导致投料作业无法进行的问题，进一步提高了本发明投料作业时的稳定性和安全性。

(3)本发明的投料装置可实现自动装料和投料的功能，且全程智能化程度高，装料简单快速，投料速度快、距离远。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明Stewart并联机构的立体结构示意图；

图3是本发明投料装置的立体结构示意图；

图4是本发明投料机构的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手，包括Stewart并联机构4和投料装置5；所述的Stewart并联机构4位于投料装置5正下方，且Stewart并联机构4上端与投料装置5相连接。

如图1和图2所示，所述的Stewart并联机构4包括定平台41、动平台42、连接座43、上球铰链44、电动推杆45、挡盘座46、下球铰链47、三角座48和限位弹簧49；所述的连接座43和三角座48数量为三，上球铰链44、电动推杆45、挡盘座46和下球铰链47的数量均为六，所述的定平台41和动平台42均呈圆形状结构，动平台42位于定平台41正上方，连接座43安装在定平台41的上端面上，且连接座43在定平台41上呈正三角形位置布置，三角座48安装在动平台42下端面上，且连接座43和三角座48之间的安装位置两两交错，且三角座48呈正三角形柱体结构，三角座48沿其垂直中心线分别对称设置有倾斜面，倾斜面上开设有与下球铰链47下端外螺纹相配合的安装螺纹孔，电动推杆45底端通过上球铰链44与连接座43相连接，电动推杆45顶端与挡盘座46下端相连接，挡盘座46上端与下球铰链47一端相连接，下球铰链47另一端安装在三角座48上，限位弹簧49绕套在电动推杆45上，且限位弹簧49一端与电动推杆45相连接，限位弹簧49另一端与挡盘座46相连接；通过电动推杆45的上下伸缩运动，从而带动动平台42的上下往复运动，且通过限位弹簧49增加了动平台42的平稳性，本发明采用6-SPS的Stewart并联机构4，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，Stewart并联机构4在空间内可进行三平移三转动共六个自由度方向的运动，且运动柔性好、运动空间小、运动速度快、运动灵活性好，将Stewart并联机构4应用到本发明中，一方面起到了对投料装置5投料时整体方位角度调节的作用，使得本发明可以处于各种姿态角度下都可以全方位的进行投料作业，投料方便快捷且投料范围广；另一方面通过Stewart并联机构4提高了本发明的减震性能，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，投料装置5始终处于水平平稳状态，防止投料装置5投料作业时因抖动性或者倾斜性过大导致投料作业无法进行的问题，进一步提高了本发明投料作业时的稳定性和安全性。

如图3和图4所示，所述的投料装置5包括投料台座51、投料机构52和储料筒53；所述的投料机构52数量为四，投料机构52沿投料台座51的中心轴线分别对称布置，储料筒53位于投料台座51上端中心位置处；所述的投料机构52包括投料耳座521、第一转轴522、投料支架523、第二转轴524、铲料支架525、投料铲斗526、动力机构527、第一压缩弹簧528和第二压缩弹簧529；所述的投料支架523下端通过第一转轴522与投料耳座521相连接，投料支架523上端通过第二转轴524与铲料支架525一端相连接，投料支架523呈爬梯状结构，投料支架523内侧等间距设置有横杆，铲料支架525采用液压伸缩式的矩形框体结构，投料铲斗526固定在铲料支架525另一端，且投料铲斗526的横截断面呈扇形结构，动力机构527位于投料支架523下方，第一压缩弹簧528位于投料台座521和投料支架523之间，且第一压缩弹簧528上端设置有第一转柱，第一转柱铰接在投料支架523的横杆上，第一压缩弹簧528下端设置有第一连接座，第一连接座固定在投料台座51上端面上，第二压缩压簧529位于第一压缩弹簧528内侧，且第二压缩弹簧529上端设置有第二转柱，第二转柱铰接在投料支架523的横杆上，第二压缩弹簧529下端设置有第二连接座，第二连接座固定在投料台座51上端面上。

如图3和图4所示，所述的动力机构527包括动力转轴5271、从动滑轮5272、钢丝绳5273、主动滑轮5274、过渡轴5275、带座轴承5276、从动齿轮5277、主动齿轮5278、动力电机5279、移动电机座527a和电动导轨527b，且从动滑轮5272、钢丝绳5273、主动滑轮5274、过渡轴5275和带座轴承5276的数量为二；所述的动力转轴5271穿过投料支架523上端，从动滑轮5272分别对称固定在动力转轴5271两端，钢丝绳5273一端固定在从动滑轮5272上，钢丝绳5273另一端缠绕在主动滑轮5274上，过渡轴5275一端与主动滑轮5274之间采用键相连接，过渡轴5275另一端安装有主动齿轮5278，过渡轴5275中部通过带座轴承5276固定在投料台座51上端面上，主动齿轮5278固定在动力电机5279的输出轴上，且主动齿轮5278与从动齿轮5277相啮合，动力电机5279通过移动电机座527a安装在电动导轨527b上，且电动导轨527b的横截断面呈工字型结构。

如图3和图4所示，具体投料时，首先通过铲料支架525的伸展运动带动投料铲斗526倾斜向下运动，当投料铲斗526深入到储料筒53内储存的饵料时，通过铲料支架525的收缩运动带动投料铲斗526倾斜向上运动，从而实现了投料铲斗526装料的功能；然后通过移动电机座527a在电动导轨527b上的往内侧运动带动动力电机5279的内侧移动，当与动力电机5279输出轴同轴安装的主动齿轮5278与从动齿轮5277相啮合时，通过动力电机5279的旋转带动主动齿轮5278的转动，且主动齿轮5278与从动齿轮5277相啮合，从动齿轮5277与主动滑轮5274同轴固定安装，从而实现了主动滑轮5274的旋转，达到了收缩钢丝绳5273的效果，且钢丝绳5273与从动滑轮5272连接，从动滑轮5272与动力转轴5271相固定，动力转轴5271固定在投料支架523上，从而在钢丝绳5273的拉力作用下，投料支架523以第一转轴522为旋转轴做逆时针转动，第一压缩弹簧528和第二压缩弹簧529被处于高度压缩状态下；再通过移动电机座527a在电动导轨527b上的往外侧运动带动动力电机5279的外侧移动，主动齿轮5278与从动齿轮5277处于分离状态，在第一压缩弹簧528和第二压缩弹簧529的压缩回复力作用下，投料支架523迅速以第一转轴522为旋转轴做顺时针转动，从而带动投料铲斗526向外侧抛出，达到了投料的效果；最后当饵料投出去后，在第一压缩弹簧528和第二压缩弹簧529的拉伸回复力作用下，投料支架523以第一转轴522为旋转轴做逆时针转动，实现了收回投料铲斗526的功能；投料装置5可实现自动装料和投料的功能，且全程智能化程度高，装料简单快速，投料速度快、距离远。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手，包括Stewart并联机构和投料装置；其特征在于：所述的Stewart并联机构位于投料装置正下方，且Stewart并联机构上端与投料装置相连接；其中：

所述的Stewart并联机构包括定平台、动平台、连接座、上球铰链、电动推杆、挡盘座、下球铰链、三角座和限位弹簧；所述的连接座和三角座数量为三，上球铰链、电动推杆、挡盘座和下球铰链的数量均为六，所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，动平台位于定平台正上方，连接座安装在定平台的上端面上，且连接座在定平台上呈正三角形位置布置，三角座安装在动平台下端面上，且连接座和三角座之间的安装位置两两交错，且三角座呈正三角形柱体结构，三角座沿其垂直中心线分别对称设置有倾斜面，倾斜面上开设有与下球铰链下端外螺纹相配合的安装螺纹孔，电动推杆底端通过上球铰链与连接座相连接，电动推杆顶端与挡盘座下端相连接，挡盘座上端与下球铰链一端相连接，下球铰链另一端安装在三角座上，限位弹簧绕套在电动推杆上，且限位弹簧一端与电动推杆相连接，限位弹簧另一端与挡盘座相连接；

所述的投料装置包括投料台座、投料机构和储料筒；所述的投料机构数量为四，投料机构沿投料台座的中心轴线分别对称布置，储料筒位于投料台座上端中心位置处；所述的投料机构包括投料耳座、第一转轴、投料支架、第二转轴、铲料支架、投料铲斗、动力机构、第一压缩弹簧和第二压缩弹簧；所述的投料支架下端通过第一转轴与投料耳座相连接，投料支架上端通过第二转轴与铲料支架一端相连接，投料支架呈爬梯状结构，投料支架内侧等间距设置有横杆，铲料支架采用液压伸缩式的矩形框体结构，投料铲斗固定在铲料支架另一端，且投料铲斗的横截断面呈扇形结构，动力机构位于投料支架下方，第一压缩弹簧位于投料台座和投料支架之间，且第一压缩弹簧上端设置有第一转柱，第一转柱铰接在投料支架的横杆上，第一压缩弹簧下端设置有第一连接座，第一连接座固定在投料台座上端面上，第二压缩压簧位于第一压缩弹簧内侧，且第二压缩弹簧上端设置有第二转柱，第二转柱铰接在投料支架的横杆上，第二压缩弹簧下端设置有第二连接座，第二连接座固定在投料台座上端面上。

2.根据权利要求1所述的一种渔业养殖自动投料机器人用投料机械手，其特征在于：所述的动力机构包括动力转轴、从动滑轮、钢丝绳、主动滑轮、过渡轴、带座轴承、从动齿轮、主动齿轮、动力电机、移动电机座和电动导轨，且从动滑轮、钢丝绳、主动滑轮、过渡轴和带座轴承的数量为二；所述的动力转轴穿过投料支架上端，从动滑轮分别对称固定在动力转轴两端，钢丝绳一端固定在从动滑轮上，钢丝绳另一端缠绕在主动滑轮上，过渡轴一端与主动滑轮之间采用键相连接，过渡轴另一端安装有主动齿轮，过渡轴中部通过带座轴承固定在投料台座上端面上，主动齿轮固定在动力电机的输出轴上，且主动齿轮与从动齿轮相啮合，动力电机通过移动电机座安装在电动导轨上，且电动导轨的横截断面呈工字型结构。