CN109319404A - 植物生长模块移动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物生长模块移动机构，其包括：连接移动模组，所述连接移动模组用于拿取植物生长模块；垂直运动模组，所述垂直运动模组连接于所述连接移动模组，所述垂直运动模组驱动所述连接移动模组垂直移动；水平运动模组，所述水平运动模组连接于垂直运动模组，所述水平运动模组驱动所述垂直运动模组水平移动。本发明的植物生长模块移动机构，在水平运动模组以及垂直运动模组的驱动下，使该植物生长模块移动机构的连接移动模组以及被该连接移动模组拿取的植物生长模块能够在水平以及垂直方向移动，通过控制水平运动模组以及垂直运动模组的移动距离，实现对该植物生长模块的自动搬运。

Description

植物生长模块移动机构

技术领域

本发明涉及一种植物生长模块移动机构。

背景技术

在现代农业的生产中，植物通常通过无土栽培的形式种植在对应的植物生长模块内的，相比传统农业中将植物种植在农田中，植物生长模块可以有序地竖直排列并放置在专门的生长架上，因此，相对传统农业种植方式采用的平面栽培模式，现代农业所采用的立体式种植、高架式种植以及悬挂式种植节约了大量的土地空间，并且便于统一照看、管理和自动化生产。

为保证农业生产的土地利用率，通常植物生长架会具有多层的平台以用于在垂直方向放置更多的植物生长模块。但是，在现有技术中，植物生长模块通常采用人工搬运并放置到植物生长架上，这种运送方式限制了植物生长架可以设置的高度，从而降低了土地利用率，提高了现代农业种植的生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中植物生长模块通过人工搬运并放置到植物生长架上，限制了植物生长架可以设置的高度，从而降低了土地利用率，提高了现代农业种植的生产成本的缺陷，提供一种植物生长模块移动机构。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种植物生长模块移动机构，其包括：

连接移动模组，所述连接移动模组用于连接和移动所述植物生长模块；

垂直运动模组，所述垂直运动模组连接于所述连接移动模组，所述垂直运动模组驱动所述连接移动模组垂直移动；

水平运动模组，所述水平运动模组连接于垂直运动模组，所述水平运动模组带动所述垂直运动模组水平移动。

在水平运动模组以及垂直运动模组的驱动下，该植物生长模块移动机构的连接移动模组以及被该连接移动模组拿取的植物生长模块移动至所对应放置的植物生长架的位置上方。之后，在垂直运动模组的驱动下，植物生长模块向下移动并被放置在植物生长架的对应位置上，通过该植物生长模块移动机构实现对植物生长模块的移动与放置。

较佳地，所述水平运动模组包括：

第一导轨，所述第一导轨水平设置；

水平滑动装置，所述水平滑动装置滑设于所述第一导轨。

通过设置第一导轨和水平滑动装置的方式，实现了水平运动模组的水平移动功能。通过滚轮在导轨上滚动的方式既可以使水平滑动装置满足承载能力的要求，又满足了该植物生长模块移动机构水平移动时的稳定性要求。

较佳地，所述水平运动模组还包括：

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置于所述水平滑动装置；

滚轮，所述滚轮的转动轴垂直于所述第一导轨的延伸方向，所述滚轮的外周面与所述第一导轨的表面接触，所述滚轮的转动轴与所述第一驱动电机的转动轴连接。

在第一驱动电机的驱动下，抵靠在第一导轨的表面的滚轮圆周转动，从而带动第一驱动电机以及水平滑动装置沿着第一导轨的延伸方向水平运动。

较佳地，所述水平滑动装置上设有多个水平限位轮，多个所述水平限位轮的外周面抵靠于所述第一导轨的两侧面。更佳地，水平限位轮为可调节偏心限位轮。

通过在第一导轨的两侧面设置这些不具备驱动能力，而仅起到限位作用的水平可调节偏心限位轮，使与这些水平可调节偏心限位轮连接的水平运动模组在第一导轨上滑动或滚动时不会从第一导轨上偏移，从而保持稳定，不会晃动。提升了该植物生长模块移动机构在运送植物生长模块时的稳定性。

较佳地，所述垂直运动模组包括：

第二导轨，所述第二导轨垂直设置于所述水平滑动装置；

垂直滑动装置，所述垂直滑动装置滑设于所述第二导轨。

通过在水平滑动装置上设置第二导轨以及与该第二导轨滑动的水平滑动装置，实现了垂直运动模组的垂直移动功能。通过导轨滑动的方式既可以使垂直滑动装置满足承载能力的要求，又满足了该植物生长模块移动机构水平移动时的稳定性要求。

较佳地，所述植物生长模块移动机构包括两个所述水平运动模组，两个所述第一导轨互相平行设置，所述水平滑动装置设置于所述第一导轨和所述第二导轨之间。

通过设置两个相对同步水平运动模组，使水平滑动机构带动的垂直运动模组以及连接移动模组在水平移动时不会晃动，在垂直运动模组的第二导轨的长度较长导致植物生长模块移动机构的高度较高的情况下尤为明显。

较佳地，所述垂直运动模组还包括：

两组传动轮，两组所述传动轮设置于所述第二导轨的两端；

传送链，所述传送链连接于两组所述传动轮之间，所述垂直滑动装置固定于所述传动链；

第二驱动电机，所述第二驱动电机的转动轴连接于任意一组的所述传动轮。

在本发明提供的植物生长模块移动机构中，所述垂直运动模组中的所述传送链可为但不限制为常规的传送链、传送带或传送绳。

在第二驱动电机的驱动下，传动轮滚动并带动传送链以及固定在传送链上的垂直滑动装置沿着第二导轨的延伸方向上下滑动。通过链传动的驱动模式，可以更好地将第二驱动电机的驱动力输送到垂直滑动装置。可以有效地防止出现在皮带传动等传动方式中，由于垂直的运动方向的负载过大而导致带轮打滑等情形，提升了垂直运动模组在所运送的植物生长模块重量较大的情况下的运送稳定性。

较佳地，所述垂直滑动装置上设有多个偏心轮，多个所述偏心轮沿所述第二导轨的外表面布置，所述偏心轮的外周面抵靠于所述第二导轨的外表面上。本领域技术人员可以选择可调节偏心轮。

通过调整偏心轮，使垂直滑动装置和第二导轨的相对位置可以稍作调整，从而使垂直滑动装置平稳地在第二导轨上垂直移动。

较佳地，所述第二驱动电机设置于所述第二导轨的底部。

由于电机的质量通常较重，将第二驱动电机设置在第二导轨的底部，可以有效地降低植物生长模块移动机构的重心，使植物生长模块移动机构在运送植物生长模块的过程中更加稳定。

较佳地，所述植物生长模块移动机构还包括拉线编码器，所述拉线编码器连接于所述第二导轨，所述拉线编码器用于检测所述垂直滑动装置相对所述第二导轨的移动距离。

该拉线编码器通过将其拉线端设置在垂直运动模组的垂直滑动装置上，使垂直滑动装置相对第二导轨的移动距离能够被拉线编码器检测。进一步来说，在检测出垂直滑动装置相对第二导轨移动距离后，可以使植物生长模块移动机构在垂直方向的移动距离更加精确可控，提高植物生长模块移动机构的运送精度。

较佳地，所述植物生长模块移动机构还包括：

测距板，所述测距板设置于所述第一导轨的末端；

测距仪，所述测距仪水平设置并连接于所述第二导轨，所述测距仪用于测量所述测距板至所述测距仪之间的距离，最终检测出水平滑动装置和第二导轨相对于第一导轨的水平移动距离。

通过检测出测距板与测距仪之间的距离以及在水平运动模组移动时，测距板与测距仪之间的距离变化，可以用来测定水平滑动装置相对第一导轨移动距离，从而使植物生长模块移动机构在水平方向的移动距离更加精确可控，提高植物生长模块移动机构的运送精度。

较佳地，所述连接移动模组设置于所述垂直滑动装置。

本发明的积极进步效果在于：

(1)本发明的植物生长模块移动机构，在水平运动模组以及垂直运动模组的驱动下，使该植物生长模块移动机构的连接移动模组以及被该连接移动模组拿取的植物生长模块能够在水平以及垂直方向移动，通过控制水平运动模组以及垂直运动模组的移动距离，实现对该植物生长模块的自动搬运。

(2)水平运动模组通过滚轮驱动的方式移动，并在导轨两侧面设置了多个水平限位轮，实现了水平运动模组在满足负载的同时能够平稳移动，另外，还设置了测距仪用于检测水平运动模组的移动距离，从而实现精确控制。

(3)垂直运动模组则使用了链传动，使垂直滑动装置在负载较高的情况下不会发生打滑的现象，另外，还设置了拉线编码器来检测垂直运动模组的移动距离，从而实现精确控制。并且，在垂直滑动装置上设有的多个偏心轮，通过调整偏心轮，使垂直滑动装置和第二导轨的相对位置可以稍作调整，从而使垂直滑动装置平稳地在第二导轨上垂直移动。

附图说明

图1为本发明实施例的植物生长模块移动机构的结构示意图。

图2为本发明实施例的水平运动模组的结构示意图。

图3为本发明实施例的垂直运动模组的结构示意图。

图4为本发明实施例的植物生长模块移动机构的结构示意图。

图5为本发明实施例的上部的水平运动模组的结构示意图。

附图标记说明：

植物生长模块移动机构1

连接移动模组11

垂直运动模组12

第二导轨121

垂直滑动装置122

传动轮123

传送链124

第二驱动电机125

偏心轮126

水平运动模组13

第一导轨131

水平滑动装置132

第一驱动电机133

水平限位轮134

拉线编码器14

测距板15

测距仪16

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本发明的植物生长模块移动机构1，其用于运送植物生长模块，该植物生长模块移动机构1包括连接移动模组11、垂直运动模组12和水平运动模组13。其中，连接移动模组11用于连接和移动植物生长模块。垂直运动模组12连接于连接移动模组11上，其用于驱动连接移动模组11沿着垂直的方向上下移动。水平运动模组13则连接于垂直运动模组12上，其用于驱动垂直运动模组12沿着水平方向前后运动。

在水平运动模组13以及垂直运动模组12的驱动下，该植物生长模块移动机构1的连接移动模组11以及被该连接移动模组11拿取的植物生长模块移动至所对应放置的植物生长架的位置上方。之后，在垂直运动模组12的驱动下，植物生长模块向下移动并被放置在植物生长架的对应位置上，通过该植物生长模块移动机构1实现对植物生长模块的移动与放置。

如图1和图2所示，本发明实施例的水平运动模组13包括第一导轨131和水平滑动装置132。第一导轨131水平设置，而水平滑动装置132则设置在第一导轨131上，并沿着其导轨的方向水平滑动。本方案通过设置第一导轨131和水平滑动装置132的方式，实现了水平运动模组13的水平移动功能。通过滚轮在导轨上滚动的方式既可以使水平滑动装置132满足承载能力的要求，又满足了该植物生长模块移动机构1水平移动时的稳定性要求。

此外，该水平运动模组13还包括第一驱动电机133和滚轮(图中未示出)，其中，第一驱动电机133设置在水平滑动装置132上，而滚轮(图中未示出)的转动轴则垂直于第一导轨131的延伸方向设置。该滚轮(图中未示出)的外周面与第一导轨131的表面接触，并且其与第一驱动电机133的转动轴连接。在第一驱动电机133的驱动下，抵靠在第一导轨131的表面的滚轮(图中未示出)圆周转动，从而带动第一驱动电机133以及水平滑动装置132沿着第一导轨131的延伸方向水平运动。该水平运动模组13还设有多个水平限位轮134，这些水平限位轮134的外周面抵靠在第一导轨131的两侧面上。通过在第一导轨131的两侧面设置这些不具备驱动能力，而仅起到限位作用的水平限位轮134，使与这些水平限位轮134连接的水平运动模组13在第一导轨131上滑动或滚动时不会从第一导轨上偏移，从而保持稳定，不会晃动。提升了该植物生长模块移动机构1在运送植物生长模块时的稳定性。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例的垂直运动模组12包括第二导轨121和垂直滑动装置122。第二导轨121垂直设置，并且连接在水平滑动装置132上，而垂直滑动装置122则设置在第二导轨121上，并沿着其导轨的方向垂直滑动。本方案通过在水平滑动装置132上设置第二导轨121以及与该第二导轨121滑动的水平滑动装置132，实现了垂直运动模组12的垂直移动功能。通过导轨滑动的方式既可以使垂直滑动装置122满足承载能力的要求，又满足了该植物生长模块移动机构1水平移动时的稳定性要求。

此外，该垂直运动模组12还包括两组传动轮123、传送链124以及第二驱动电机125。其中，两组传动轮123设置在第二导轨121的两端，传送链124连接在两组传动轮123之间，并且垂直滑动装置122固定在传送链124上，而第二驱动电机125的转动轴则连接在任意一组传动轮123上。在第二驱动电机125的驱动下，传动轮123滚动并带动传送链124以及固定在传送链124上的垂直滑动装置122沿着第二导轨121的延伸方向上下滑动。通过链传动的驱动模式，可以更好地将第二驱动电机125的驱动力输送到垂直滑动装置122上面。可以有效地防止出现在皮带传动等传动方式中，由于垂直的运动方向的负载过大而导致带轮打滑等情形，提升了垂直运动模组12在所运送的植物生长模块重量较大的情况下的运送稳定性。

如图3所示，该垂直滑动装置122上设有多个偏心轮126，这些偏心轮126沿着第二导轨121的外表面布置，这些偏心轮126的外周面抵靠在第二导轨121的外表面上。通过调整偏心轮126，使垂直滑动装置122和第二导轨121的相对位置可以稍作调整，从而使垂直滑动装置126平稳地在第二导轨121上垂直移动。

如图1、图2和图4所示，通过将连接移动模组11设置在垂直滑动装置122上，使连接移动模组11以及被连接移动模组11拿取的植物生长模块能够随着垂直滑动装置122一起沿着第二导轨121垂直滑动。另外由于这些结构均设置在水平滑动装置132上，因此连接移动模组11也可以沿着第一导轨131的方向水平滑动。该连接移动模组11，可以通过机械手臂、电磁铁吸附、插销固定等方式实现将抓取并固定植物生长模块的功能，这些实现的手段均为现有的技术，因此不再赘述。

如图2所示，优选地，垂直运动模组12的第二驱动电机125可以设置在第二导轨121的底部。由于电机的质量通常较重，将第二驱动电机125设置在第二导轨121的底部，可以有效地降低植物生长模块移动机构1的重心，使植物生长模块移动机构1在运送植物生长模块的过程中更加稳定。

如图2和图5所示，优选地，本发明的植物生长模块移动机构1，其可以包括两个水平运动模组13，这两个水平运动模组13分别固定于地面以及顶部并相对平行放置，上部的水平运动模组13连接于垂直滑动装置122的第二导轨121的顶部，而下部的水平运动模组13连接于垂直滑动装置122的第二导轨121的底部。通过设置两个相对的水平运动模组13，使水平滑动机构带动的垂直运动模组12以及连接移动模组11在水平移动时不会晃动，在垂直运动模组12的第二导轨121的长度较长导致植物生长模块移动机构1的高度较高的情况下尤为明显。

在这其中，上部的水平运动模组13的第一导轨131可以直接固定在支撑柱上，支撑柱的底部埋置于地下进行固定，或者支撑柱的底部与地面上的下部的水平运动模组13的第一导轨131固定连接；或者上部的水平运动模组13的第一导轨131的两端直接固定在墙体、温室大棚支撑梁等可固定的物体上；而下部的水平运动模组13的第一导轨131埋置固定在地面上。

如图1和图3所示，该植物生长模块移动机构1还包括拉线编码器14，拉线编码器14设置在第二导轨121上，拉线编码器14用于检测垂直滑动装置122相对第二导轨121的移动距离。该拉线编码器14通过将其拉线端设置在垂直运动模组12的垂直滑动装置122上，使垂直滑动装置122相对第二导轨121的移动距离能够被拉线编码器14检测。进一步来说，在检测出垂直滑动装置122相对第二导轨121移动距离后，可以使植物生长模块移动机构1在垂直方向的移动距离更加精确可控，提高植物生长模块移动机构1的运送精度。

如图1所示，该植物生长模块移动机构1还包括测距板15和测距仪16。其中，测距板15可设置在第一导轨131的任一末端上，而测距仪16则设置在第二导轨121上，测距仪16的检测端对准测距板15的方向，使测距仪16可以测量出测距板15与测距仪16之间的距离，并最终检测出水平滑动装置132和第二导轨121相对于第一导轨131的水平移动距离。通过检测出测距板15与测距仪16之间的距离以及在水平运动模组13移动时，测距板15与测距仪16之间的距离变化，可以用来测定水平滑动装置132相对第一导轨131移动距离，从而使植物生长模块移动机构1在水平方向的移动距离更加精确可控，提高植物生长模块移动机构1的运送精度。

本发明的植物生长模块移动机构1，在水平运动模组13以及垂直运动模组12的驱动下，使该植物生长模块移动机构1的连接移动模组11以及被该连接移动模组11拿取的植物生长模块能够在水平以及垂直方向移动，通过控制水平运动模组13以及垂直运动模组12的移动距离，实现对该植物生长模块的自动搬运。并且，水平运动模组13通过滚轮(图中未示出)驱动的方式移动，并在导轨两侧面设置了多个水平限位轮134，实现了水平运动模组13在满足负载的同时能够平稳移动，另外，还设置了测距仪16用于检测水平运动模组13的移动距离，从而实现精确控制。而垂直运动模组12则使用了链传动，使垂直滑动装置122在负载较高的情况下不会发生打滑的现象，另外，还设置了拉线编码器14来检测垂直运动模组12的移动距离，从而实现精确控制，并且，在垂直滑动装置122上设有的多个偏心轮126，通过调整这些偏心轮126，使垂直滑动装置122和第二导轨121的相对位置可以稍作调整，从而使垂直滑动装置122平稳地在第二导轨121上垂直移动，提升了该植物生长模块移动机构1的稳定性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种植物生长模块移动机构，其特征在于，其包括：

连接移动模组，所述连接移动模组用于连接和移动所述植物生长模块；

垂直运动模组，所述垂直运动模组连接于所述连接移动模组，所述垂直运动模组驱动所述连接移动模组垂直移动；

水平运动模组，所述水平运动模组连接于垂直运动模组，所述水平运动模组带动所述垂直运动模组水平移动。

2.如权利要求1所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述水平运动模组包括：

第一导轨，所述第一导轨水平设置；

水平滑动装置，所述水平滑动装置滑设于所述第一导轨。

3.如权利要求2所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述水平运动模组还包括：

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置于所述水平滑动装置；

滚轮，所述滚轮的转动轴垂直于所述第一导轨的延伸方向，所述滚轮的外周面与所述第一导轨的表面接触，所述滚轮的转动轴与所述第一驱动电机的转动轴连接。

4.如权利要求2所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述水平滑动装置上设有多个水平限位轮，多个所述水平限位轮的外周面抵靠于所述第一导轨的两侧面。

5.如权利要求2所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述垂直运动模组包括：

第二导轨，所述第二导轨垂直设置于所述水平滑动装置；

垂直滑动装置，所述垂直滑动装置滑设于所述第二导轨。

6.如权利要求5所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述植物生长模块移动机构包括两个所述水平运动模组，两个所述第一导轨互相平行设置，所述水平滑动装置设置于所述第一导轨和所述第二导轨之间。

7.如权利要求5所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述垂直运动模组还包括：

两组传动轮，两组所述传动轮设置于所述第二导轨的两端；

传送链，所述传送链连接于两组所述传动轮之间，所述垂直滑动装置固定于所述传动链；

第二驱动电机，所述第二驱动电机的转动轴连接于任意一组的所述传动轮。

8.如权利要求5所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述垂直滑动装置上设有多个偏心轮，多个所述偏心轮沿所述第二导轨的外表面布置，所述偏心轮的外周面抵靠于所述第二导轨的外表面上。

9.如权利要求7所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述植物生长模块移动机构还包括拉线编码器，所述拉线编码器连接于所述第二导轨，所述拉线编码器用于检测所述垂直滑动装置相对所述第二导轨的移动距离。

10.如权利要求5所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述植物生长模块移动机构还包括：

测距板，所述测距板设置于所述第一导轨的末端；

测距仪，所述测距仪水平设置并连接于所述第二导轨，所述测距仪用于测量所述测距板至所述测距仪之间的距离。

11.如权利要求5所述的植物生长模块移动机构，其特征在于，所述连接移动模组设置于所述垂直滑动装置。