CN111990208A - 一种螺旋轨道式割胶机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种螺旋轨道式割胶机构，包括抱树部分、螺旋齿轨部分和移动刀具部分，抱树部分包括两个分别安装在螺旋齿轨部分中螺旋齿轨两端的抱臂，通过两个抱臂上的电机驱动使抱臂部分抱紧在树上；移动刀具部分滑动安装在螺旋齿轨上，移动刀具部分上的刀具用于对橡胶树进行切割。该螺旋轨道式割胶机构，只需要机械臂将割胶机构送至待割树的附近，割胶机构将自主抱紧到树上，避免在割胶过程中产生晃动对割胶效果造成影响；在机构抱紧到树上之后，割胶刀再沿着螺旋齿轨，通过自适应机构实现完整的割胶动作，割出螺旋形的刀痕。由于割胶过程完全只依靠割胶机构来实现，避免了割胶机构与机械臂协同运动，产生的同步性问题。

Description

一种螺旋轨道式割胶机构

技术领域

本发明涉及割胶机构技术领域，特别是涉及一种螺旋轨道式割胶机构。

背景技术

现有的割胶机构都是采用“一机一树”的形式，即每一棵橡胶树上都要安装一套割胶机构，成本极高，且需要依靠割胶机构实现绕树转动及沿树干上下运动的运动方式，极大的增大了割胶机构的复杂程度。因此，现有“一机一树”形式的割胶机构结构复杂，重量大且成本很高，导致这种形式的割胶机构无法推广，并不能真正投入使用。与此同时，现有的一种割胶机构，需要通过割胶机构和机械臂的协同运动，进行割胶操作，即，割胶机构完成水平方向的圆周运动，同时割胶用机械臂完成竖直方向的直线运动。这就需要机械臂与割胶机构的运动同步性极高才可以实现，但现有的割胶机构的同步性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋轨道式割胶机构，以解决上述现有技术存在的问题，割胶机构可以稳定的抱紧在树上，在割胶过程中不会产生晃动，使割胶效果更好，割胶轨迹更平滑。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种螺旋轨道式割胶机构，包括抱树部分、螺旋齿轨部分和移动刀具部分，所述抱树部分包括两个分别安装在所述螺旋齿轨部分中螺旋齿轨两端的抱臂，通过两个所述抱臂上的电机驱动使所述抱臂部分抱紧在树上；所述移动刀具部分滑动安装在所述螺旋齿轨上，所述移动刀具部分上的刀具用于对橡胶树进行切割。

优选地，所述抱树部分还包括有滚轮，所述抱臂的末端安装有滚轮，所述滚轮用于接触树干。

优选地，两个所述抱臂的驱动电机相互独立；在机械臂将割胶机构移动并待割树时，两个抱臂的电机带动两个所述抱臂向内侧运动，当两个所述抱臂末端的所述滚轮接触到树干时，抱臂电机停止驱动。

优选地，所述抱臂电机内选用带有蜗轮蜗杆结构的减速箱。

优选地，所述螺旋齿轨的形状呈螺旋形，螺旋形的所述螺旋齿轨的内侧分布有用于配合所述移动刀具部分移动的齿轨。

优选地，所述螺旋齿轨的两端装有限位传感器。

优选地，所述移动刀具部分包括呈上下结构并固定连接的刀具组件和移动组件，与机械臂固定连接的所述移动组件的连接座与所述螺旋齿轨相配合；所述刀具组件中的刀具用于对橡胶树进行切割。

优选地，所述移动组件的连接座上设置有与所述螺旋齿轨的齿轨相啮合的齿轮，通过电机带动所述移动组件的齿轮在齿轨上转动。

优选地，所述刀具组件中安装有测距传感器，通过所述测距传感器确定所述移动刀具部分相对于起刀点的位置，再将刀具移动到起刀点。

优选地，所述移动组件的连接座上固定有安装板，所述安装板的两端分别设置有顶杆一和顶杆二，两个顶杆分布在所述螺旋齿轨的上下两侧，所述顶杆一和顶杆二的末端安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧用于与树干相抵触。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的螺旋轨道式割胶机构，只需要机械臂将割胶机构送至待割树的附近，割胶机构将自主抱紧到树上，避免在割胶过程中产生晃动对割胶效果造成影响；在机构抱紧到树上之后，割胶刀再沿着螺旋齿轨，通过自适应机构实现完整的割胶动作，割出螺旋形的刀痕。由于割胶过程完全只依靠割胶机构来实现，避免了割胶机构与机械臂协同运动，产生的同步性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为螺旋轨道式割胶机构整体结构示意图一；

图2为抱树部分结构组成图；

图3为螺旋齿轨部分结构组成图；

图4为移动刀具部分结构组成图；

其中，1抱树部分；11滚轮；12抱臂；2移动刀具部分；21刀具组件；22移动组件；23测距传感器；3螺旋齿轨部分；31螺旋齿轨；32限位传感器；4顶杆一；5顶杆二；6机械臂固定连接处。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种螺旋轨道式割胶机构，以解决上述现有技术存在的问题，割胶机构可以稳定的抱紧在树上，在割胶过程中不会产生晃动，使割胶效果更好，割胶轨迹更平滑。

本发明提供的螺旋轨道式割胶机构，包括抱树部分、螺旋齿轨部分和移动刀具部分，抱树部分包括两个分别安装在螺旋齿轨部分中螺旋齿轨两端的抱臂，通过两个抱臂上的电机驱动使抱臂部分抱紧在树上；移动刀具部分滑动安装在螺旋齿轨上，移动刀具部分上的刀具用于对橡胶树进行切割。

只需要机械臂将割胶机构送至待割树的附近，该割胶机构将通过抱树部分自主抱紧到树上，避免在割胶过程中产生晃动对割胶效果造成影响；在机构抱紧到树上之后，割胶刀再沿着螺旋齿轨，通过自适应机构实现完整的割胶动作，割出螺旋形的刀痕。由于割胶过程完全只依靠割胶机构来实现，避免了割胶机构与机械臂协同运动，产生的同步性问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本实施例提供一种螺旋轨道式割胶机构，如图1中，该割胶机构主要包括三部分，抱树部分1、螺旋齿轨部分3以及移动刀具部分2，抱树部分1通过两个电机控制，移动刀具部分2通过一个电机进行控制运动。

在割胶过程中，割胶机构通过机械臂固定连接处6与机械臂连接，首先通过机械臂的运动，将割胶机构整体移动至待割树附近；然后通过抱臂12上的两个电机驱动，使抱树部分1抱紧在树上；待抱臂12抱紧之后，移动刀具部分2通过电机的驱动在螺旋齿轨31上运动，进而带动移动刀具部分2上的刀具对橡胶树进行切割，完成割胶动作；割胶结束后，移动刀具部分2回复到初始位置，抱臂电机驱动抱臂12松开树干，机械臂将整体割胶机构从树上移下，并复位，到此一棵树的割胶整体流程结束。

如图2所示，该图体现了抱树部分1的结构，主要包括两条抱树的抱臂12和两根顶树的顶杆一4和顶杆二5。

在机械臂将割胶机构移动到待割树附近，抱臂电机带动抱臂12向内侧运动，当抱臂12末端的滚轮11接触到树干时，抱臂电机因受到阻力无法继续运动，这时停止抱臂电机的驱动，由于抱臂电机选用带有蜗轮蜗杆结构的减速箱，在电机停止驱动时，能够自锁，使抱臂12保持在抱紧树的姿态。

同时，在抱紧的过程中，顶杆当中的弹簧压缩，顶杆一4和顶杆二5的压缩程度不同，以此来适应不同的树形以及树的倾斜。

通过两条抱臂12和两根顶杆的共同作用，割胶机构可以稳定的抱紧在树上，在割胶过程中不会产生晃动，使割胶效果更好，割胶轨迹更平滑。

进一步地，如图3所示，为移动刀具部分2在螺旋齿轨31上的结构。本发明主要通过螺旋齿轨31实现螺旋线的轨迹，进而切割出螺旋线型的刀痕。螺旋齿轨31主要包括，其上的齿和本身螺旋线的外形。螺旋线的外形，对于移动刀具部分2起到导向作用，使移动刀具部分2能够沿着螺旋齿轨31走出螺旋线的轨迹；螺旋齿轨31上的齿，起到传递动力的作用，在移动刀具部分2中含有相啮合的齿轮，通过移动刀具部分2中的电机带动齿轮在齿轨上转动，实现整体移动刀具部分的移动。

为了便于移动刀具部分在螺旋齿轨上运动的定位，在螺旋齿轨31的两端，还装有限位传感器32。

本实施例中，使用螺旋齿轨31的好处在于，只需要一个电机进行驱动，相比使用两个电机同时控制竖直方向的直线运动和水平方向的圆周运动，更加简单，主要体现在竖直和水平两个电机的协同运动上。使用螺旋齿轨31就可以解决这个问题，并且实现平滑的螺旋线轨迹。

进一步地，如图4所示，为割胶机构中的移动刀具部分2，主要分为移动组件22和刀具组件21两部分。其中移动组件22与螺旋齿轨31相配合，实现移动刀具部分2沿着螺旋齿轨31实现轨迹为螺旋线的运动。

对于刀具组件21，采用了一种弹簧的自适应结构，便于适应不同直径的树，以及树皮表面凹凸不平的地方。在本发明中，整体刀具部分做了便捷替换的设计，方便换用不同的刀具，包括，铣刀、割刀、刨刀等等不同刀具(上图中示意为铣刀刀具)，达到以不同刀具应对不同割胶方式的目的。同时，我们在刀具组件21中设计安装了测距传感器23进行二次对准，即，通过测距传感器23确定移动刀具部分2对于起刀点位置，再将刀具移动到起刀点，更加精准地实现割胶。

本发明中的螺旋轨道式割胶机构，通过两个抱臂12和两根顶杆实现割胶机构抱紧到树干上在进行割胶操作，防止在割胶过程中机构的晃动影响割胶效果；螺旋线型齿轨，通过螺旋线型实现导向作用，通过其上的齿实现驱动；本发明只需割胶机构自身的一个电机就可以实现螺旋线轨迹，不需要和其他结构进行协同运动，消除了协同作业中同步性不高导致的失误；本发明快捷更换刀具的设计，以不同的刀适应不同的割胶需求；含有自适应机构，可以适应不同直径的树以及树表面凹凸不平的位置；使用测距传感器安装在移动刀具部分对起刀点进行定位，实现二次对准。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改该变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：包括抱树部分、螺旋齿轨部分和移动刀具部分，所述抱树部分包括两个分别安装在所述螺旋齿轨部分中螺旋齿轨两端的抱臂，通过两个所述抱臂上的电机驱动使所述抱臂部分抱紧在树上；所述移动刀具部分滑动安装在所述螺旋齿轨上，所述移动刀具部分上的刀具用于对橡胶树进行切割。

2.根据权利要求1所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述抱树部分还包括有滚轮，所述抱臂的末端安装有滚轮，所述滚轮用于接触树干。

3.根据权利要求2所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：两个所述抱臂的驱动电机相互独立；在机械臂将割胶机构移动并待割树时，两个抱臂的电机带动两个所述抱臂向内侧运动，当两个所述抱臂末端的所述滚轮接触到树干时，抱臂电机停止驱动。

4.根据权利要求3所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述抱臂电机内选用带有蜗轮蜗杆结构的减速箱。

5.根据权利要求1所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述螺旋齿轨的形状呈螺旋形，螺旋形的所述螺旋齿轨的内侧分布有用于配合所述移动刀具部分移动的齿轨。

6.根据权利要求1所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述螺旋齿轨的两端装有限位传感器。

7.根据权利要求1所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述移动刀具部分包括呈上下结构并固定连接的刀具组件和移动组件，与机械臂固定连接的所述移动组件的连接座与所述螺旋齿轨相配合；所述刀具组件中的刀具用于对橡胶树进行切割。

8.根据权利要求7所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述移动组件的连接座上设置有与所述螺旋齿轨的齿轨相啮合的齿轮，通过电机带动所述移动组件的齿轮在齿轨上转动。

9.根据权利要求7所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述刀具组件中安装有测距传感器，通过所述测距传感器确定所述移动刀具部分相对于起刀点的位置，再将刀具移动到起刀点。

10.根据权利要求7所述的螺旋轨道式割胶机构，其特征在于：所述移动组件的连接座上固定有安装板，所述安装板的两端分别设置有顶杆一和顶杆二，两个顶杆分布在所述螺旋齿轨的上下两侧，所述顶杆一和顶杆二的末端安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧用于与树干相抵触。

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