CN111820125B - 一种多自由度蔬菜授粉支架 - Google Patents

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Abstract

一种多自由度蔬菜授粉支架，属于农业机械领域，授粉支架还由两个Z轴向第一导轨、两个Z轴向第二导轨、两个X轴向导轨和多个滑块组成，利用伺服电机带动转轴旋转实现整个导轨面坡度调整，利用回转台实现导轨面回转，从而实现滑块在空间内位置角度变化，利用Z轴向导轨间角度变化再次调整Z轴向第二导轨面上X轴向导轨上滑块在空间内角度，通过Z轴向导轨内部丝杠机构，调整X轴向导轨在Z轴方向位置，通过X轴向导轨内齿轮齿条机构调整滑块在X轴向上位置，本发明实现了多个喷嘴在空间内多角度的变化，有效提高了授粉效率，降低了劳动强度。

Description

一种多自由度蔬菜授粉支架
技术领域
本发明属于农业机械领域，涉及一种授粉辅助设备，具体的说是涉及一种多自由度蔬菜授粉支架。
背景技术
授粉是蔬菜商品化的重要基础，蔬菜的坐果率和单果重都取决于授粉。从授粉方式来看，授粉媒介有风媒、虫媒、人工授粉和机械式授粉。在自然条件下，蜜蜂习性难以控制，而风向、风速的变化无常，风媒传粉也不能达到理想的授粉效果，再加上花期如遇阴雨低温，蔬菜雌雄株配比不当等，就必须进行人工授粉，人工授粉可以有效的提高蔬菜产量与质量，但其效率低下，难以在花期内完成授粉工作，故而省事省力，劳动效率高的机械式授粉的研究不可避免。
目前市面上机械式授粉方式粗放，对花粉浪费严重，需要控制授粉精度，靶标授粉，但蔬菜花朵生长角度不一，多簇生，授粉时不宜距离花朵过近，单个花朵识别对靶授粉会降低授粉效率。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提出一种多自由度蔬菜授粉支架，该授粉支架可提高授粉工作效率，实现授粉多角度调整。
本发明的技术方案：一种多自由度蔬菜授粉支架，包括安装在蔬菜授粉机器人机械臂末端的支架；其特征在于：所述授粉支架还由两个Z轴向第一导轨、两个Z轴向第二导轨、两个X轴向导轨和多个滑块组成；所述支架上支撑设有转轴，所述转轴输入端上设有第二伺服电机，沿所述转轴的轴向上固定设有转板，所述转板的中心位置上设有回转台，所述回转台上连接设有导轨支撑板连接，所述导轨支撑板随回转台旋转，所述Z轴向第一导轨与所述Z轴向第二导轨铰接连接，所述两个Z轴向第一导轨通过导轨支撑板连接并位于一个平面内，所述两个X轴向导轨分别置于两个Z轴向第一导轨之间和两个Z轴向第二导轨之间，并分别位于同一平面并相垂直，所述X轴向导轨上端面设有滑块导轨，两端有凸台，凸台上开有螺纹孔，两侧螺纹孔分别与两侧Z轴向导轨上的丝杠连接，同时控制第三伺服电机驱动丝杠运动，使X轴向导轨沿Z轴向导轨方向移动，每个所述X轴向导轨上设有两个滑块，每个滑块内部设有第四伺服电机和齿轮轴，所述第四伺服电机的输出端与齿轮轴输入端相连接，所述齿轮轴上设有小齿轮，所述齿条沿X轴向通过螺栓安装在滑块导轨上，齿条齿向内侧安装，通过所述第四伺服电机控制小齿轮沿齿条移动，即沿X轴向导轨移动。
所述转轴输入端通过联轴器与第二伺服电机输出端相连接，以控制转轴带动其上转板旋转一定角度，形成一定坡度，继而带动Z轴向第一导轨所处平面旋转至授粉所需倾角，转轴和第二伺服电机之间设有轴承座。
所述回转台与导轨支撑板连接，带动滑块绕回转台轴线方向回转。
所述Z轴向第一导轨和Z轴向第二导轨间通过转轴铰接，Z轴向第一导轨和Z轴向第二导轨在Z轴向投影位于同一轴线，转轴固定在Z轴向第二导轨上，控制第一伺服电机运动从而可以控制Z轴向第二导轨绕Z轴向第一导轨旋转一定角度。
所述滑块上端开有螺纹槽，用于安装喷嘴，可以实现多个喷嘴同时工作，提高授粉工作效率。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种多自由度蔬菜授粉支架，所述授粉支架还由两个Z轴向第一导轨、两个Z轴向第二导轨、两个X轴向导轨和多个滑块组成，利用伺服电机带动转轴旋转实现整个导轨面坡度调整，利用回转台实现导轨面回转，从而实现滑块在空间内位置角度变化，利用Z轴向导轨间角度变化再次调整Z轴向第二导轨面上X轴向导轨上滑块在空间内角度，通过Z轴向导轨内部丝杠机构，调整X轴向导轨在Z轴方向位置，通过X轴向导轨内齿轮齿条机构调整滑块在X轴向上位置，本发明实现了多个喷嘴在空间内多角度的变化，有效提高了授粉效率，降低了劳动强度。
附图说明
图1 为本发明正面结构示意图，
图2 为本发明侧面结构示意图，
图3 为本发明轴侧结构示意图，
图4 为本发明中坡度调节装置结构示意图，
图5 为本发明中X轴向导轨驱动装置结构示意图。
图中：Z轴向第一导轨1、Z轴向第二导轨2、滑块3、第四伺服电机301、齿轮轴302、齿轮303、齿条304、第一伺服电机4、X轴向导轨5、螺纹孔501、滑块导轨502、第二伺服电机6、第三伺服电机7、支架8、回转台9、导轨支撑板10、转板11、转轴12、丝杠13、轴承座14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-5所示，一种多自由度蔬菜授粉支架，包括安装在蔬菜授粉机器人机械臂末端的支架8，授粉支架还由两个Z轴向第一导轨1、两个Z轴向第二导轨2、两个X轴向导轨5和多个滑块3组成；支架8上支撑设有转轴12，转轴12输入端上设有第二伺服电机6，沿转轴12的轴向上固定设有转板11，转板11的中心位置上设有回转台9，回转台9上连接设有导轨支撑板10连接，导轨支撑板10随回转台9旋转，Z轴向第一导轨1与Z轴向第二导轨2铰接连接，两个Z轴向第一导轨1通过导轨支撑板10连接并位于一个平面内，两个X轴向导轨5分别置于两个Z轴向第一导轨1之间和两个Z轴向第二导轨2之间，并分别位于同一平面并相垂直，X轴向导轨5上端面设有滑块导轨502，两端有凸台，凸台上开有螺纹孔501，两侧螺纹孔501分别与两侧Z轴向导轨上的丝杠13连接，同时控制第三伺服电机7驱动丝杠13运动，使X轴向导轨5沿Z轴向导轨方向移动，每个X轴向导轨5上设有两个滑块3，每个滑块3内部设有第四伺服电机301和齿轮轴302，第四伺服电机301的输出端与齿轮轴302输入端相连接，齿轮轴302上设有小齿轮303，齿条304沿X轴向通过螺栓安装在滑块导轨501上，齿条304齿向内侧安装，通过第四伺服电机301控制小齿轮303沿齿条304移动，即沿X轴向导轨移动。
如图1-5所示，一种多自由度蔬菜授粉支架，转轴12输入端通过联轴器与第二伺服电机6输出端相连接，以控制转轴12带动其上转板11旋转一定角度，形成一定坡度，继而带动Z轴向第一导轨所处平面旋转至授粉所需倾角，转轴12和第二伺服电机6之间设有轴承座14；回转台9与导轨支撑板10连接，带动滑块3绕回转台9轴线方向回转；Z轴向第一导轨1和Z轴向第二导轨2间通过转轴铰接，Z轴向第一导轨1和Z轴向第二导轨2在Z轴向投影位于同一轴线，转轴固定在Z轴向第二导轨2上，控制第一伺服电机4运动从而可以控制Z轴向第二导轨2绕Z轴向第一导轨1旋转一定角度；滑块3上端开有螺纹槽，用于安装喷嘴，可以实现多个喷嘴同时工作，提高授粉工作效率。
如图1-5所示，一种多自由度蔬菜授粉支架工作原理如下：确定花朵授粉位置后，确定喷嘴所对应花朵，从而调整整个机构将滑块调至适宜角度，支架8底面与蔬菜植株面平行，先控制第二伺服电机6驱动转轴12旋转，从而带动导轨支撑板10调整其所在平面至Z轴向第一导轨间1滑块对应花朵适宜授粉位置平面，再控制第一伺服电机4驱动Z轴向第二导轨2相对Z轴向第一导轨旋转一定角度，控制其间滑块所对应平面位于适宜对应其花朵授粉位置平面，然后控制回转台9使得X轴向导轨5上两滑块调整至对应授粉花朵位置，最后利用X轴向导轨5上齿轮齿条机构驱动各个滑块微调至最佳授粉位置，进行授粉。

Claims (2)

1.一种多自由度蔬菜授粉支架，包括安装在蔬菜授粉机器人机械臂末端的支架(8)；其特征在于：所述授粉支架还由两个Z轴向第一导轨(1)、两个Z轴向第二导轨(2)、两个X轴向导轨(5)和多个滑块(3)组成；所述支架(8)上支撑设有转轴(12)，所述转轴(12)输入端上设有第二伺服电机(6)，沿所述转轴(12)的轴向上固定设有转板(11)，所述转板(11)的中心位置上设有回转台(9)，所述回转台(9)上连接设有导轨支撑板(10)连接，所述导轨支撑板(10)随回转台(9)旋转，所述Z轴向第一导轨(1)与所述Z轴向第二导轨(2)铰接连接，所述两个Z轴向第一导轨(1)通过导轨支撑板(10)连接并位于一个平面内，其中，一个X轴向导轨置于两个Z轴向第一导轨(1)之间，并且与两个Z轴向第一导轨(1) 位于同一平面并与之相垂直，另一个X轴向导轨置于两个Z轴向第二导轨(2)之间，且与两个Z轴向第二导轨(2) 位于同一平面并与之相垂直；所述X轴向导轨(5)上端面设有滑块导轨(502)，两端有凸台，凸台上开有螺纹孔(501)，两侧螺纹孔(501)分别与两侧Z轴向导轨上的丝杠(13)连接，同时控制第三伺服电机(7)驱动丝杠(13)运动，使X轴向导轨(5)沿Z轴向导轨方向移动，每个所述X轴向导轨(5)上设有两个滑块(3)，每个滑块(3)内部设有第四伺服电机(301)和齿轮轴(302)，所述第四伺服电机(301)的输出端与齿轮轴(302)输入端相连接，所述齿轮轴(302)上设有小齿轮(303)，齿条(304)沿X轴向通过螺栓安装在滑块导轨(502)上，齿条(304)齿向内侧安装，通过所述第四伺服电机(301)控制小齿轮(303)沿齿条(304)移动，即沿X轴向导轨移动；
所述转轴(12)输入端通过联轴器与第二伺服电机(6)输出端相连接，以控制转轴(12)带动其上转板(11)旋转一定角度，形成一定坡度，继而带动Z轴向第一导轨所处平面旋转至授粉所需倾角，转轴(12)和第二伺服电机(6)之间设有轴承座(14)；
所述回转台(9)与导轨支撑板(10)连接，带动滑块(3)绕回转台(9)轴线方向回转；
所述滑块(3)上端开有螺纹槽，用于安装喷嘴，实现多个喷嘴同时工作，提高授粉工作效率。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度蔬菜授粉支架，其特征在于：所述Z轴向第一导轨(1)和Z轴向第二导轨(2)间通过转轴铰接，Z轴向第一导轨(1)和Z轴向第二导轨(2)在Z轴向投影位于同一轴线，转轴固定在Z轴向第二导轨(2)上，控制第一伺服电机(4)运动从而控制Z轴向第二导轨(2)绕Z轴向第一导轨(1)旋转一定角度。
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