CN106717512A - 收获装箱机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了收获装箱机械手，包括成熟蔬菜输入机（1）,成熟蔬菜输入机（1）上方设有收获机械手（2），收获机械手（2）侧面设有空菜盘输出机（3）和收获盒输送机（4）。本发明主要实现利用成熟蔬菜输入机将长有成熟蔬菜的菜盘输送到限定位置，并保持固定不动，再由收获机械手将菜盘中的蔬菜收获，并装入收获盒输送机上输送的收获盒中，空的菜盘再由收获机械手中的拨盘机构拨送到菜盘输出机上，完成空菜盘的回收，实现成熟蔬菜的收获装箱全自动化。本发明合理布置传动带位置，结构紧凑，功能完全且兼容性强。

Description

收获装箱机械手

技术领域

本发明涉及一种蔬菜培养用设备，特别是一种收获装箱机械手。

背景技术

蔬菜中含有人类每天必须摄入的各种营养元素，如今蔬菜的供应需求不断加大。目前我国蔬菜的种植仍然处于田间播种为主，但在部分发达地区，采用无土栽培、育苗栽培等作物方式的规模正在不断扩大，农作物种植方式的机械化、自动化技术研究成为国家重点研究领域。

其中部分现代化蔬菜无土水漂式栽培的生产流程是：

1、穴盘育苗；2、育苗移栽分苗；3、浮盘移送水漂；4、蔬菜收获。

其中的蔬菜收获多为人工完成，随着劳动人口的逐渐减少，人工的成本较高，且劳动强度大，影响整体效率，严重的导致误工误时，错过作物的最佳的生长收获周期，难以保质保量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种收获装箱机械手。本发明实现将成熟的蔬菜剪切去根然后装箱，并且将空的菜盘回收，从而减少人力成本，降低劳动强度，提高整体效率，省时省力，确保作物的最佳的生长收获周期，保质保量。

本发明的技术方案：收获装箱机械手，包括成熟蔬菜输入机, 成熟蔬菜输入机上方设有收获机械手，收获机械手侧面设有空菜盘输出机和收获盒输送机。

前述的收获装箱机械手中，所述成熟蔬菜输入机包括输送机，输送机上设有输送机侧面挡板，输送机侧面挡板上经输送机气缸安装块设有输送机侧面夹紧气缸，输送机端部经挡板条设有挡板。

前述的收获装箱机械手中，所述收获机械手包括两层的架子，上层的架子经上部机械手连接有收割盒，下层的架子上设有下部机械手；所述每层架子包括铝型材框架，铝型材框架的两侧经立式轴承座设有安装在的光轴，每根光轴的外侧经坦克链垫板设有同步带Ⅰ，光轴端部设有动力机构，所述下层的铝型材框架上还经气缸固定板设有双轴气缸，双轴气缸连接有输送机侧面挡板Ⅰ。

前述的收获装箱机械手中，所述动力机构包括经步进电机安装底板固定在铝型材框架上的57步进电机，57步进电机经弹性联轴器连接有阶梯轴，阶梯轴经立式支撑座固定在轴承座安装调节块上，轴承座安装调节块侧部设有螺纹块，阶梯轴端部设有XL20同步带轮，铝型材框架上设有轴承座垫板连接块Ⅰ，轴承座垫板连接块Ⅰ经轴承座垫板连接块Ⅱ连接有轴承座垫板，轴承座垫板上经双轴承座垫块设有XL40同步带轮，XL20同步带轮与XL40同步带轮之间设有同步带Ⅱ，XL40同步带轮连接有与同步带Ⅰ连接的XL30同步带轮。

前述的收获装箱机械手中，：所述上部机械手包括角钢，角钢底部两端设有安装在光轴上的滑块Ⅰ，角钢两端设有经同步带压块与同步带Ⅰ连接，角钢侧部经压片块设有压片，压片上设有上部气缸，上部气缸连接有收获机械手连接块Ⅱ，收获机械手连接块Ⅱ侧部设有收获机械手连接块Ⅰ，收获机械手连接块Ⅱ底部设有收获机械手连接块Ⅳ，收获机械手连接块Ⅰ上设有步进电机，步进电机经蜗轮蜗杆减速器连接有轴Ⅱ，轴Ⅱ上设有链轮，链轮经链条连接有轴Ⅰ。

前述的收获装箱机械手中，所述下部机械手包括经设置在两根光轴上的Y轴板，每块Y轴板上经立式支撑座垫块设有一对立式支撑座A，一对立式支撑座A上设有X阶梯轴，X阶梯轴上设有两个同步带轮A，不同Y轴板上的同侧同步带轮A之间设有同步带A，两块Y轴板之间经垫块A设有两根光轴A，两根光轴A上经滑块A设有Z轴板，Z轴板两端分别设有拨杆，每根拨杆下端部设有拨片，其中Y轴板上的X阶梯轴经弹性联轴器A连接有步进电机A，另一Y轴板上经同步带压块与同步带Ⅰ连接。

前述的收获装箱机械手中，所述收割盒包括机械爪夹紧机构，机械爪夹紧机构上设有蔬菜剪切去根机构；机械爪夹紧机构包括机械手固定板, 机械手固定板上设有一个或多个并列设置的夹紧单元，一个或多个并列设置的夹紧单元连接有横推板，横推板连接有气缸，气缸经气缸固定件固定在机械手固定板上。

前述的收获装箱机械手中，所述蔬菜剪切去根机构包括机械手剪刀支撑板, 机械手剪刀支撑板上两端分别设有剪切气缸，两个剪切气缸的相背设置，每个剪切气缸的气缸杆经气缸连接杆连接有剪刀抽动杆连接件，剪刀抽动杆连接件连接有剪刀抽动杆，两根剪刀抽动杆分别是下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆，下部剪刀抽动杆上设有滑块低垫块，上部剪刀抽动杆上设有滑块高垫块，滑块低垫块和滑块高垫块分别经剪切滑块设置在剪切导轨上，上部剪刀抽动杆和下部剪刀抽动杆上设有一个或多个剪刀组件。

前述的收获装箱机械手中，所述剪刀组件包括分别铰接设置在下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆上剪刀片，两片剪刀片中部交叉铰接连接；所述两片剪刀片中部铰接处固定在剪刀前后平动杆上，剪刀前后平动杆底部设有万向球；所述的剪切气缸通过气缸内固定件和气缸外固定件固定在机械手剪刀支撑板上。

前述的收获装箱机械手中，所述夹紧单元包括导轨，导轨上设有滑块，滑块上设有中心块，中心块上设有中心块连接件，中心块和中心块连接件两端均铰接有爪子连杆，同侧的两根爪子连杆端部铰接有爪子外伸杆，同侧的两根爪子连杆中部铰接有爪子限位杆，爪子限位杆另一端铰接在机械手固定板上；所述爪子限位杆通过支撑小圆空心柱铰接在机械手固定板上；所述横推板与中心块连接件连接。

前述的收获装箱机械手中，所述空菜盘输出机是800mm宽的传送带输出机。

前述的收获装箱机械手中，所述收获盒输送机包括铝型材输送框架、铝型材输送框架两侧设有角铝边框固定片，两角铝边框固定片之间设有多个辊子。

与现有技术相比，本发明主要实现利用成熟蔬菜输入机将长有成熟蔬菜的菜盘输送到限定位置，并保持固定不动，再由收获机械手将菜盘中的蔬菜收获，并装入收获盒输送机上输送的收获盒中，空的菜盘再由收获机械手中的拨盘机构拨送到菜盘输出机上，完成空菜盘的回收，实现成熟蔬菜的收获装箱全自动化。本发明合理布置传动带位置，结构紧凑，功能完全且兼容性强。本发明实现将成熟的蔬菜剪切去根然后装箱，并且将空的菜盘回收，从而减少人力成本，降低劳动强度，提高整体效率，省时省力，确保作物的最佳的生长收获周期，保质保量。

本发明还通过将机械爪夹紧机构和蔬菜剪切去根机构配合实现蔬菜的夹紧、剪切去根，从而实现了蔬菜收获的自动化操作，达到高效、可靠、生产率高、减轻劳动成本的目的。机械爪夹紧机构通过气缸作用于横推板，使得连接与横推板上的一个或多个并列设置的夹紧单元动作，从而对菜体加紧或放开。夹紧单元由中心块、爪子连杆、爪子外伸杆和爪子限位杆共同组成，结构紧凑，反应迅速，使用稳定可靠，能更好的加紧菜体，实现自动化操作，省时省力。蔬菜剪切去根机构通过两个剪切气缸作用于下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆，使得连接与下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆上的一个或多个剪刀组件动作，从而对蔬菜根部进行剪根作用，实现了蔬菜剪切去根的自动化操作，达到高效、可靠、生产率高、减轻劳动成本的目的。本发明由剪刀抽动杆、剪刀组件和剪刀前后平动杆等部件共同组成，结构紧凑，反应迅速，使用稳定可靠，能更好的去根处理，实现自动化操作，省时省力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是成熟蔬菜输入机的结构示意图；

图3是收获机械手的结构示意图；

图4是收获机械手的动力机构结构示意图；

图5是上部机械手的结构示意图；

图6是下部机械手的结构示意图；

图7是机械爪夹紧机构的结构示意图；

图8是蔬菜剪切去根机构的结构示意图；

图9是收获盒输送机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。收获装箱机械手，构成如图1-9所示，包括成熟蔬菜输入机1, 成熟蔬菜输入机1上方设有收获机械手2，收获机械手2侧面设有空菜盘输出机3和收获盒输送机4。

所述成熟蔬菜输入机1包括输送机101，输送机101上设有输送机侧面挡板102，输送机侧面挡板102上经输送机气缸安装块103设有输送机侧面夹紧气缸104，输送机101端部经挡板条106设有挡板105。

所述收获机械手2包括两层的架子，上层的架子经上部机械手连接有收割盒，下层的架子上设有下部机械手；所述每层架子包括铝型材框架201，铝型材框架201的两侧经立式轴承座207设有安装在的光轴208，每根光轴208的外侧经坦克链垫板205设有同步带Ⅰ206，光轴208端部设有动力机构，所述下层的铝型材框架201上还经气缸固定板202设有双轴气缸203，双轴气缸203连接有输送机侧面挡板Ⅰ204。

所述动力机构包括经步进电机安装底板214固定在铝型材框架201上的57步进电机209，57步进电机209经弹性联轴器210连接有阶梯轴213，阶梯轴213经立式支撑座211固定在轴承座安装调节块215上，轴承座安装调节块215侧部设有螺纹块217，阶梯轴213端部设有XL20同步带轮212，铝型材框架201上设有轴承座垫板连接块Ⅰ219，轴承座垫板连接块Ⅰ219经轴承座垫板连接块Ⅱ220连接有轴承座垫板221，轴承座垫板221上经双轴承座垫块222设有XL40同步带轮218，XL20同步带轮212与XL40同步带轮218之间设有同步带Ⅱ216，XL40同步带轮218连接有与同步带Ⅰ206连接的XL30同步带轮223。

所述上部机械手包括角钢235，角钢235底部两端设有安装在光轴208上的滑块Ⅰ234，角钢235两端设有经同步带压块233与同步带Ⅰ206连接，角钢235侧部经压片块236设有压片237，压片237上设有上部气缸238，上部气缸238连接有收获机械手连接块Ⅱ231，收获机械手连接块Ⅱ231侧部设有收获机械手连接块Ⅰ225，收获机械手连接块Ⅱ231底部设有收获机械手连接块Ⅳ228，收获机械手连接块Ⅰ225上设有步进电机224，步进电机224经蜗轮蜗杆减速器连接有轴Ⅱ226，轴Ⅱ226上设有链轮227，链轮227经链条229连接有轴Ⅰ230。

所述下部机械手包括经设置在两根光轴208上的Y轴板245，每块Y轴板245上经立式支撑座垫块242设有一对立式支撑座A241，一对立式支撑座A241上设有X阶梯轴244，X阶梯轴244上设有两个同步带轮A243，不同Y轴板245上的同侧同步带轮A243之间设有同步带A248，两块Y轴板245之间经垫块A246设有两根光轴A247，两根光轴A247上经滑块A253设有Z轴板251，Z轴板251两端分别设有拨杆250，每根拨杆250下端部设有拨片249，其中Y轴板245上的X阶梯轴244经弹性联轴器A240连接有步进电机A239，另一Y轴板245上经同步带压块252与同步带Ⅰ206连接。

所述收割盒包括机械爪夹紧机构，机械爪夹紧机构上设有蔬菜剪切去根机构；机械爪夹紧机构包括机械手固定板254, 机械手固定板254上设有一个或多个并列设置的夹紧单元，一个或多个并列设置的夹紧单元连接有横推板259，横推板259连接有气缸257，气缸257经气缸固定件258固定在机械手固定板254上。

所述蔬菜剪切去根机构包括机械手剪刀支撑板279, 机械手剪刀支撑板279上两端分别设有剪切气缸269，两个剪切气缸269的相背设置，每个剪切气缸269的气缸杆经气缸连接杆267连接有剪刀抽动杆连接件266，剪刀抽动杆连接件266连接有剪刀抽动杆273，两根剪刀抽动杆273分别是下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆，下部剪刀抽动杆上设有滑块低垫块277，上部剪刀抽动杆上设有滑块高垫块268，滑块低垫块277和滑块高垫块288分别经剪切滑块277设置在剪切导轨276上，上部剪刀抽动杆和下部剪刀抽动杆上设有一个或多个剪刀组件；所述剪刀组件包括分别铰接设置在下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆上剪刀片274，两片剪刀片274中部交叉铰接连接；所述两片剪刀片中部铰接处固定在剪刀前后平动杆272上，剪刀前后平动杆272底部设有万向球271；所述的剪切气缸269通过气缸内固定件270和气缸外固定件278固定在机械手剪刀支撑板279上；所述夹紧单元包括导轨256，导轨256上设有滑块260，滑块260上设有中心块264，中心块264上设有中心块连接件263，中心块264和中心块连接件263两端均铰接有爪子连杆265，同侧的两根爪子连杆265端部铰接有爪子外伸杆262，同侧的两根爪子连杆265中部铰接有爪子限位杆261，爪子限位杆261另一端铰接在机械手固定板254上；所述爪子限位杆261通过支撑小圆空心柱255铰接在机械手固定板254上；所述横推板259与中心块连接件263连接。

所述空菜盘输出机3是800mm宽的传送带输出机。

所述收获盒输送机4包括铝型材输送框架401、铝型材输送框架401两侧设有角铝边框固定片402，两角铝边框固定片402之间设有多个辊子403。

本发明主要实现利用成熟蔬菜输入机1将长有成熟蔬菜的菜盘输送到限定位置，并保持固定不动，再由收获机械手2将菜盘中的蔬菜收获，并装入收获盒输送机4上输送的收获盒中，空的菜盘再由收获机械手2中的拨盘机构拨送到菜盘输出机3上，完成空菜盘的回收，实现成熟蔬菜的收获装箱全自动化；

结合附图2和附图3，当装有成熟蔬菜的菜盘放在600mm宽输送机101上时输送机开始将菜盘输送到限定位置，即菜盘末端碰到挡板105，此时左侧的双轴气缸203处于伸出状态，即输送机侧面挡板1204将600mm宽输送机101侧面挡住，而输送机侧面夹紧气缸104此时由原来的收缩状态变为伸出状态，固定于气缸上的输送机侧面挡板102把位于此的菜盘夹紧限位；

结合附图4和附图5，步进电机209转动通过弹性联轴器210和阶梯轴213带动同步带轮组转动，从而通过同步带带动上部机械手移动到相应收割位置，CY1L20H-400气缸238再上下移动，使固定于气缸上的收割盒到达相应收割高度，准备收割蔬菜；

结合附图7，机械爪夹紧菜体机构的末端的常态是气缸257伸出，此时机械爪的两个爪子外伸杆262张开，等蔬菜到爪子之间时，气缸257缩进从而通过横推板259同时带动三个滑块260缩进，从而通过爪子连杆265带动两个爪子外伸杆262夹紧蔬菜。等剪切去根完成后，气缸257又伸出，爪子松开。爪子限位杆261一直使爪子保持在限定位置。这些步骤实现了蔬菜的夹取和松开的操作。

结合附图8，蔬菜剪切去根机构的末端的常态是气缸269伸出，此时两个剪刀片张开大角度。当蔬菜被夹住以后，两个气缸269同时缩进，从而通过气缸连接杆267和剪刀抽动杆连接件266带动上部剪刀抽动杆273和下部剪刀抽动杆交错运动，最终使得剪刀片做剪切运动，剪下蔬菜根。以上步骤完成了去除蔬菜根的操作；

结合附图5，收割盒通过螺钉固定于上部机械手的收获机械手连接块Ⅳ228上，这样步进电机带蜗轮蜗杆减速器224就能通过轴Ⅱ226、带动链轮227旋转，进一步的通过链条229带动轴Ⅰ230旋转，最终通过轴Ⅰ230带动固定于收获机械手连接块Ⅳ228上的收割盒翻转，实现蔬菜的倾倒功能；

结合图3和图6，所述下部机械手两个Y轴板245底部的滑块与架子上的光轴208配合，并且下部机械手上的同步带压块252压紧着架子上的同步带Ⅰ，这样同步带Ⅰ的前后移动就能带动上部机械手的前后平动。并且Z轴板251与滑块A253固定，滑块A253又与光轴A247配合，可在其上滑行，同步带A248通过同步带压块252压紧着Z轴板251，因此电机旋转可带动Z轴板251的前后平动，从而可带动固定于Z轴板251上的拨杆250和拨片249的运动，而此时气缸202缩进使侧面挡板203也上升，便于空盘子被推出到800mm宽空盘输送机上，完成空盘子的回收。

Claims (10)

1.收获装箱机械手，其特征在于：包括成熟蔬菜输入机（1）, 成熟蔬菜输入机（1）上方设有收获机械手（2），收获机械手（2）侧面设有空菜盘输出机（3）和收获盒输送机（4）。

2.根据权利要求1所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述成熟蔬菜输入机（1）包括输送机（101），输送机（101）上设有输送机侧面挡板（102），输送机侧面挡板（102）上经输送机气缸安装块（103）设有输送机侧面夹紧气缸（104），输送机（101）端部经挡板条（106）设有挡板（105）。

3.根据权利要求1所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述收获机械手（2）包括两层的架子，上层的架子经上部机械手连接有收割盒，下层的架子上设有下部机械手；所述每层架子包括铝型材框架（201），铝型材框架（201）的两侧经立式轴承座（207）设有安装在的光轴（208），每根光轴（208）的外侧经坦克链垫板（205）设有同步带Ⅰ（206），光轴（208）端部设有动力机构，所述下层的铝型材框架（201）上还经气缸固定板（202）设有双轴气缸（203），双轴气缸（203）连接有输送机侧面挡板Ⅰ（204）。

4.根据权利要求3所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述动力机构包括经步进电机安装底板（214）固定在铝型材框架（201）上的57步进电机（209），57步进电机（209）经弹性联轴器（210）连接有阶梯轴（213），阶梯轴（213）经立式支撑座（211）固定在轴承座安装调节块（215）上，轴承座安装调节块（215）侧部设有螺纹块（217），阶梯轴（213）端部设有XL20同步带轮（212），铝型材框架（201）上设有轴承座垫板连接块Ⅰ（219），轴承座垫板连接块Ⅰ（219）经轴承座垫板连接块Ⅱ（220）连接有轴承座垫板（221），轴承座垫板（221）上经双轴承座垫块（222）设有XL40同步带轮（218），XL20同步带轮（212）与XL40同步带轮（218）之间设有同步带Ⅱ（216），XL40同步带轮（218）连接有与同步带Ⅰ（206）连接的XL30同步带轮（223）。

5.根据权利要求4所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述上部机械手包括角钢（235），角钢（235）底部两端设有安装在光轴（208）上的滑块Ⅰ（234），角钢（235）两端设有经同步带压块（233）与同步带Ⅰ（206）连接，角钢（235）侧部经压片块（236）设有压片（237），压片（237）上设有上部气缸（238），上部气缸（238）连接有收获机械手连接块Ⅱ（231），收获机械手连接块Ⅱ（231）侧部设有收获机械手连接块Ⅰ（225），收获机械手连接块Ⅱ（231）底部设有收获机械手连接块Ⅳ（228），收获机械手连接块Ⅰ（225）上设有步进电机（224），步进电机（224）经蜗轮蜗杆减速器连接有轴Ⅱ（226），轴Ⅱ（226）上设有链轮（227），链轮（227）经链条（229）连接有轴Ⅰ（230）。

6.根据权利要求5所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述下部机械手包括经设置在两根光轴（208）上的Y轴板（245），每块Y轴板（245）上经立式支撑座垫块（242）设有一对立式支撑座A（241），一对立式支撑座A（241）上设有X阶梯轴（244），X阶梯轴（244）上设有两个同步带轮A（243），不同Y轴板（245）上的同侧同步带轮A（243）之间设有同步带A（248），两块Y轴板（245）之间经垫块A（246）设有两根光轴A（247），两根光轴A（247）上经滑块A（253）设有Z轴板（251），Z轴板（251）两端分别设有拨杆（250），每根拨杆（250）下端部设有拨片（249），其中Y轴板（245）上的X阶梯轴（244）经弹性联轴器A（240）连接有步进电机A（239），另一Y轴板（245）上经同步带压块（252）与同步带Ⅰ（206）连接。

7.根据权利要求6所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述收割盒包括机械爪夹紧机构，机械爪夹紧机构上设有蔬菜剪切去根机构；机械爪夹紧机构包括机械手固定板（254）,机械手固定板（254）上设有一个或多个并列设置的夹紧单元，一个或多个并列设置的夹紧单元连接有横推板（259），横推板（259）连接有气缸（257），气缸（257）经气缸固定件（258）固定在机械手固定板（254）上。

8.根据权利要求7所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述蔬菜剪切去根机构包括机械手剪刀支撑板（279）, 机械手剪刀支撑板（279）上两端分别设有剪切气缸（269），两个剪切气缸（269）的相背设置，每个剪切气缸（269）的气缸杆经气缸连接杆（267）连接有剪刀抽动杆连接件（266），剪刀抽动杆连接件（266）连接有剪刀抽动杆（273），两根剪刀抽动杆（273）分别是下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆，下部剪刀抽动杆上设有滑块低垫块（277），上部剪刀抽动杆上设有滑块高垫块（268），滑块低垫块（277）和滑块高垫块（288）分别经剪切滑块（277）设置在剪切导轨（276）上，上部剪刀抽动杆和下部剪刀抽动杆上设有一个或多个剪刀组件；所述剪刀组件包括分别铰接设置在下部剪刀抽动杆和上部剪刀抽动杆上剪刀片（274），两片剪刀片（274）中部交叉铰接连接；所述两片剪刀片中部铰接处固定在剪刀前后平动杆（272）上，剪刀前后平动杆（272）底部设有万向球（271）；所述的剪切气缸（269）通过气缸内固定件（270）和气缸外固定件（278）固定在机械手剪刀支撑板（279）上；所述夹紧单元包括导轨（256），导轨（256）上设有滑块（260），滑块（260）上设有中心块（264），中心块（264）上设有中心块连接件（263），中心块（264）和中心块连接件（263）两端均铰接有爪子连杆（265），同侧的两根爪子连杆（265）端部铰接有爪子外伸杆（262），同侧的两根爪子连杆（265）中部铰接有爪子限位杆（261），爪子限位杆（261）另一端铰接在机械手固定板（254）上；所述爪子限位杆（261）通过支撑小圆空心柱（255）铰接在机械手固定板（254）上；所述横推板（259）与中心块连接件（263）连接。

9.根据权利要求7所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述空菜盘输出机（3）是800mm宽的传送带输出机。

10.根据权利要求7所述的收获装箱机械手，其特征在于：所述收获盒输送机（4）包括铝型材输送框架（401）、铝型材输送框架（401）两侧设有角铝边框固定片（402），两角铝边框固定片（402）之间设有多个辊子（403）。