CN109089536B - 一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农业机械。目的是提供一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，该机械手应具有可靠、稳定、高效的特点。技术方案是：一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：该机械手包括机械臂以及设置在机械臂上的气爪与切割器；所述机械臂上分别设有用于驱动机械臂伸缩的调节机构以及用于驱动气爪转动的旋转电机；所述调节机构包括丝杠组件、驱动丝杠组件螺杆转动的调节电机、平行于丝杠组件螺杆布置的导轨、可沿导轨滑动并与丝杠组件螺母固定的滑块、与滑块固定的连接板；所述旋转电机与切割器设置在连接板上；所述切割器包括切割气缸以及由切割气缸驱动的切刀。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业机械，具体是一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手。
背景技术
随着人口老龄化的发展，可从事农业种植和收获的劳动力越发紧张，而农业机械自动化的发展，可有效缓解劳动力短缺的严峻形势。采摘机械是农业机械中的主要组成部分，对于各种农作物的采摘机械已获得可喜的成果，众多采摘机械已投入实际应用。目前，为了提高产量、防止虫害，众多蔬菜温室工厂建设起来，蔬菜的种植实现了工业批量化生产，其中通过水培槽种植叶菜是比较成熟的技术，但是水培槽种植的叶菜主要还是通过人工收获，收获后还需切断菜根，工作量大且效率较低，有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，该机械手应具有可靠、稳定、高效的特点。
本发明的技术方案是：
一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：该机械手包括机械臂以及设置在机械臂上的气爪与切割器；所述机械臂上分别设有用于驱动机械臂伸缩的调节机构以及用于驱动气爪转动的旋转电机；
所述调节机构包括丝杠组件、驱动丝杠组件螺杆转动的调节电机、平行于丝杠组件螺杆布置的导轨、可沿导轨滑动并与丝杠组件螺母固定的滑块、与滑块固定的连接板；所述旋转电机与切割器设置在连接板上；所述切割器包括切割气缸以及由切割气缸驱动的切刀；
所述气爪上设有与切刀配合的探测板，气爪的两条气动手指上设有抓手，抓手的夹持面上设有凹口；所述调节电机的转轴轴线与切割气缸的转轴轴线平行并且同时垂直于旋转电机的转轴轴线，旋转电机的转轴轴线还平行于探测板。
所述调节电机通过第一安装板固定在机械臂上；所述旋转电机通过第二安装板固定在连接板下方；所述切割气缸通过第三安装板固定在连接板上方。
所述气爪与探测板固定在连接座上，旋转电机的转轴与连接座固定。
所述抓手的凹口由两个半径不同且共轴线相邻排列的圆弧面形成
所述机械臂上还设有与导轨平行布置的副导轨以及与连接板固定并可沿着副导轨滑动的副滑块。
所述导轨通过第一安装座固定在机械臂上，副导轨通过第二安装座固定在机械臂上。
本发明的有益效果是：
本发明通过设有调节机构与旋转电机的机械臂带动气爪抓取叶菜，再通过切割器切除叶菜根部，具有结构稳定可靠、操作方便、成本较低的优点，有助于实现水培槽种植叶菜的自动化采摘，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的主视结构示意图。
图3是本发明的俯视结构示意图。
图4是本发明的左视结构示意图。
图5是本发明中调节机构的立体结构示意图。
图6是本发明中气爪与旋转电机的立体结构示意图。
图7是本发明中切割器的立体结构示意图。
图8是本发明中抓手的立体结构示意图。
图9是本发明中探测板的结构示意图。
图10、图11、图12、图13、图14与图15依次是本发明的工作步骤示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示的前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，包括机械臂1，机械臂上分别设有用于抓取叶菜的气爪2以及用于切断叶菜根部的切割器3。
所述机械臂包括底板10，底板上分别设置调节机构与旋转电机11。所述调节机构用于驱动机械臂伸缩，包括调节电机12、丝杠组件、两条导轨13、滑块14、连接板15。
所述调节电机通过第一安装板51固定在底板上。所述丝杠组件的螺杆41通过两个第一安装座61可转动地定位在底板上，并且丝杠组件的螺杆与调节电机的转轴连接。所述导轨通过两个第一安装座61固定在底板上，滑块可沿着导轨滑动并与丝杠组件的螺母42固定。所述连接板与滑块固定，连接板的长度方向、底板的长度方向以及丝杠组件螺杆的长度方向互相平行。
所述调节机构还包括副导轨16与副滑块17。所述副导轨平行于导轨并且通过两个第二安装座62固定在底板上，副滑块可沿着副导轨滑动并与连接板固定。由于连接板上需要布置气爪与切割器，副滑块与副导轨可以保证连接板移动时的稳定性。
所述旋转电机通过第二安装板52固定在连接板下方。所述气爪通过连接座24安装在旋转电机的转轴上，连接座上设有与切割器配合工作的探测板21。所述探测板上设有圆弧缺口21.1，该缺口与叶菜根部的大小相适合，探测板用于保证切刀可以有效切除叶菜根部。所述气爪的两条气动手指上均设有抓手22，抓手的夹持面上设有凹口23，凹口的形状由两个半径不同且共轴线相邻排列的圆弧面形成；当抓手并拢时，两个凹口组合成为阶梯孔，该阶梯孔的小孔与叶菜根部的大小相适合，并且该阶梯孔与探测板的缺口上下对齐。所述气爪采用SMC公司的MHW2-40D型气爪。所述探测板上可设置相应的传感器以保证气爪的抓取精度。
所述切割器包括切割气缸31以及由切割气缸驱动的切刀32。所述切割气缸通过第三安装板53固定在连接板上方，第三安装板与连接板之间还设有若干连接柱54。所述切割气缸采用SMC公司的CRU2S40-90SZ型旋转气缸。当旋转电机将气爪转动至竖直状态时(如图13和图14所示)，切刀可在切割气缸的带动下可旋转90°并切除叶菜根部。所述切刀长度需大于气爪在竖直状态下抓手阶梯孔与旋转气缸转轴的间距。
所述调节电机的转轴轴线与切割气缸的转轴轴线平行并且同时垂直于旋转电机的转轴轴线，旋转电机的转轴轴线还平行于探测板。
本机器的工作步骤如下：
1)初始状态时，如图10所示，气爪张开；
2)如图11所示，调节机构驱动机械臂向前伸出使得气爪靠近叶菜根部；
3)如图12所示，气爪闭合并抓取叶菜茎部，根部露出在外；
4)旋转电机启动将气爪旋转90°使其处于竖直状态(如图13所示)；
5)切割气缸启动，切刀沿着探测板表面转动将叶菜根部切除；
6)旋转电机反向旋转气爪并且气爪张开将去根后的叶菜放下，然后调节机构收回机械臂，恢复初始状态。
Claims (6)
1.一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：该机械手包括机械臂(1)以及设置在机械臂上的气爪(2)与切割器(3)；所述机械臂上分别设有用于驱动机械臂伸缩的调节机构以及用于驱动气爪转动的旋转电机(11)；
所述调节机构包括丝杠组件、驱动丝杠组件螺杆(41)转动的调节电机(12)、平行于丝杠组件螺杆布置的导轨(13)、可沿导轨滑动并与丝杠组件螺母(42)固定的滑块(14)、与滑块固定的连接板(15)；所述旋转电机与切割器设置在连接板上；所述切割器包括切割气缸(31)以及由切割气缸驱动的切刀(32)；
所述气爪上设有与切刀配合的探测板(21)，气爪的两条气动手指上设有抓手(22)，抓手的夹持面上设有凹口(23)；所述调节电机的转轴轴线与切割气缸的转轴轴线平行并且同时垂直于旋转电机的转轴轴线，旋转电机的转轴轴线还平行于探测板。
2.根据权利要求1所述的一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：所述调节电机通过第一安装板(51)固定在机械臂上；所述旋转电机通过第二安装板(52)固定在连接板下方；所述切割气缸通过第三安装板(53)固定在连接板上方。
3.根据权利要求2所述的一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：所述气爪与探测板固定在连接座(24)上，旋转电机的转轴与连接座固定。
4.根据权利要求3所述的一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：所述抓手的凹口由两个半径不同且共轴线相邻排列的圆弧面形成。
5.根据权利要求4所述的一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：所述机械臂上还设有与导轨平行布置的副导轨(16)以及与连接板固定并可沿着副导轨滑动的副滑块(17)。
6.根据权利要求5所述的一种前后位置可调的温室叶菜收割断根机械手，其特征在于：所述导轨通过第一安装座(61)固定在机械臂上，副导轨通过第二安装座(62)固定在机械臂上。
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