CN112088621A - 一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪，包括基板、抓取装置、聚拢装置和驱动机构，基板底面的中心连接有中心固定块；抓取装置包括对称设置在中心固定块左右两侧的抓取机构，聚拢装置包括对称设置在中心固定块前后两侧的聚拢机构，驱动装置用于驱动抓取机构和聚拢机构工作；本装置设置了两个对称的抓取机构和两个对称的聚拢机构，抓取机构对植物的根部进行抓取，聚拢机构对植物叶子向中心收拢，本装置在抓取植物的同时，能够有效的将植物的叶子收拢，对称设置的抓取机构和聚拢机构保证了植物抓取的效果；本装置结构简单，通过一个驱动机构带动两个抓取机构和两个聚拢机构同时工作，节省了能源。

Description

一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪

技术领域

本发明涉及苗种移栽设备技术领域，具体涉及一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪。

背景技术

目前国内的花卉移栽还主要靠人工来完成。虽然已有部分研究单位或高校开展了对花卉移栽手爪的研究，但由于花卉具有体积大、枝叶错杂等特点，因此未能有适应花卉移栽的移栽手爪投入生产。北京工业大学研制的手爪，申请号为：201210537227.0的专利结构比较复杂，聚拢板只有一对，也比较小，聚拢叶子的效果有限，现有的移栽手抓还具有伤苗现象。因此设计探索更实用的移栽手爪具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪，以解决现有技术中植物花卉移栽手爪结构复杂，不能有效的实现聚拢花卉叶子的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪，包括基板、抓取装置、聚拢装置和驱动机构，所述基板底面的中心连接有中心固定块；

所述抓取装置包括对称设置在所述中心固定块左右两侧的抓取机构，所述聚拢装置包括对称设置在所述中心固定块前后两侧的聚拢机构；

所述抓取机构和所述聚拢机构均包括导杆、滑块和外侧固定块，所述导杆的一端和所述中心固定块相连接，另一端和外侧固定块相连接，所述滑块滑动连接在所述导杆上，且所述滑块的顶端贯穿至所述基板的顶面，所述滑块和所述中心固定块之间连接有弹簧；

所述抓取机构还包括抓取臂，所述抓取臂固定连接在所述滑块的底端，所述聚拢机构还包括聚拢臂，所述聚拢臂的中部铰接在所述滑块的底端，所述聚拢臂的顶部和所述基板相铰接；

所述驱动机构连接在所述基板的顶面，所述驱动机构包括动力源、导轮和牵引绳，所述牵引绳的一端与所述动力源的输出端相连接，另一端绕过所述导轮和所述滑块的顶端相连接；

所述动力源工作带动四个所述滑块同时向靠近或远离中心固定块的一侧运动，所述滑块运动带动左右两侧的所述抓取臂和前后两侧的所述聚拢臂同时聚拢或同时张开。

进一步地，左右两侧的所述抓取机构还包括聚拢臂，所述聚拢臂的中部和所述抓取臂的顶部相铰接，所述聚拢臂的顶端和所述基板相铰接。

进一步地，所述基板上设有腰型孔，所述聚拢臂的顶端贯穿所述腰型孔，并和所述腰型孔铰接；所述聚拢臂的底端连接有弧形聚拢杆，所述弧形聚拢杆朝向所述中心固定块的垂线方向。

进一步地，所述抓取机构中的所述弧形聚拢杆的中间设有缺口。缺口的设置，是为了能够保证抓取机构中的抓取臂和弧形聚拢杆在运动时不会发生干涉。

进一步地，所述抓取臂的底端设有朝向中心固定块垂线方向的钳口。

进一步地，所述外侧固定块的顶面和所述基板的底面通过螺钉连接。两者通过螺钉连接，便于拆卸和安装，且能够保证两者的连接稳定。

进一步地，所述外侧固定块和所述中心固定块之间的导杆的数量为两根，两根所述导杆互相平行。

进一步地，所述基板的外周均布有四个长方形凸角，每个所述凸角上均设有长槽，所述长槽的长度方向的中心线和所述基板的中心相交，所述滑块的顶端连接的顶杆和所述长槽滑动连接。

进一步地，所述动力源为气缸，所述气缸连接在所述基板的顶面，所述气缸的中心线与两对称的凸角的连线呈四十五度设置。

进一步地，所述导轮包括和基板转动连接的导轮一、导轮二、导轮三和导轮四，所述导轮一与导轮二关于气缸的中心线对称设置；所述导轮三和导轮四关于气缸的中心线对称设置；

所述牵引绳有四根，每根所述牵引绳的一端均和所述气缸的输出端相连接，每根所述牵引绳的另一端分别绕过导轮一、导轮二、导轮三和导轮四与对应的所述顶杆相连接。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本装置设置了两个对称的抓取机构和两个对称的聚拢机构，抓取机构对植物的根部进行抓取，聚拢机构对植物叶子向中心收拢，本装置在抓取植物的同时，能够有效的将植物的叶子收拢，对称设置的抓取机构和聚拢机构保证了植物抓取的效果；本装置结构简单，通过一个驱动机构带动两个抓取机构和两个聚拢机构同时工作，节省了能源，且具有控制简单的优点；

2、本装置在左右两侧的抓取机构上还设置了聚拢臂，结合聚拢机构前后两侧的聚拢臂实现了对植物花卉叶子全方位的聚拢，有效的保证了植物花卉叶子的聚拢效果；

3.本装置设置的弧形聚拢杆，增加了聚拢面积，且弧形聚拢杆能够进一步增加对花卉叶子的聚拢效果；抓取臂底端钳口的设置，保证了对花卉的抓取效果；

4、本装置外侧固定块和中心固定块之间设置两根平行的导杆能够保证其上连接的滑块有效的滑动。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中手爪张开状态的示意图；

图2为本发明具体实施方式中手爪聚拢状态的示意图；

图3为本发明具体实施方式中抓取装置的示意图；

图4为本发明具体实施方式中聚拢装置的示意图；

图5为本发明具体实施方式中基板和驱动机构的示意图。

其中：100、基板；200、抓取装置；300、聚拢装置；400、驱动机构；110、长槽；120、中心固定块；130、腰形孔；210、左抓取机构；211、左外侧固定块；212、左导杆；213、左滑块；214、左抓取臂；215、左钳口；216、左滑块顶杆；217、左销轴；218、左弹簧；219、左聚拢臂；219a、左聚拢杆；220、右抓取机构；221、右外侧固定块；222、右导杆；223、右滑块；224、右抓取臂；225、右钳口；226、右滑块顶杆；227、右销轴；228、右弹簧；229、右聚拢臂；229a、右聚拢杆；310、前聚拢机构；311、前外侧固定块；312、前导杆；313、前滑块；314、前支架；316、前滑块顶杆；317、前销轴；318、前弹簧；319、前聚拢臂；319a、前聚拢杆；320、后聚拢机构；321、后外侧固定块；322、后导杆；323、后滑块；324、后支架；326、后滑块顶杆；327、后销轴；328、后弹簧；329、后聚拢臂；329a、后聚拢杆；410、气缸；411、缸体；412、活塞杆；413、固定块；414、气缸座；420、导轮；421、导轮一；422、导轮二；423、导轮三；424、导轮四；430、牵引绳；431、牵引绳一；432、牵引绳二；433、牵引绳三；434、牵引绳四。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图5所示，一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪，包括基板100、抓取装置200、聚拢装置300和驱动机构400，基板100底面的中心连接有中心固定块120；抓取装置200包括对称设置在中心固定块120左右两侧的抓取机构，聚拢装置300包括对称设置在中心固定块120前后两侧的聚拢机构；抓取机构和聚拢机构均包括导杆、滑块和外侧固定块，导杆的一端和中心固定块相连接，另一端和外侧固定块相连接，滑块滑动连接在导杆上，且滑块的顶端贯穿至基板100的顶面，滑块和中心固定块之间连接有弹簧。

抓取机构还包括抓取臂，抓取臂固定连接在滑块的底端，聚拢机构还包括聚拢臂，聚拢臂的中部铰接在滑块的底端，聚拢臂的顶部和基板100相铰接；驱动机构400连接在基板100的顶面，驱动机构400包括动力源、导轮420和牵引绳430，牵引绳430的一端与动力源的输出端相连接，另一端绕过导轮420和滑块的顶端相连接；动力源工作带动四个滑块同时向靠近或远离中心固定块120的一侧运动，滑块运动带动左右两侧的抓取臂和前后两侧的聚拢臂同时聚拢或同时张开。

本装置设置了两个对称的抓取机构和两个对称的聚拢机构，抓取机构对植物的根部进行抓取，聚拢机构对植物叶子向中心收拢，本装置在抓取植物的同时，能够有效的将植物的叶子收拢，对称设置的抓取机构和聚拢机构保证了植物抓取的效果；本装置结构简单，通过一个驱动机构带动两个抓取机构和两个聚拢机构同时工作，节省了能源。

本装置在当弹簧处于自然长度时，滑块处于靠近外侧固定块的一端，外侧固定块的设置，一方面为了连接导杆，另一方面还能防止滑块脱离导杆。

下面对本装置进行进一步说明：

抓取装置200（见附图3、1、2），安装在基板100的下方，中心固定块120固定安装在基板的中心下方。抓取装置200由对向设置的两个抓取机构左抓取机构210和右抓取机构220构成。左抓取机构210和右抓取机构220的结构相同，关于中心对称设置。

左抓取机构210包括左外侧固定块211、中心固定块120、两根左导杆212、左滑块213、左抓取臂214、左钳口215、左滑块顶杆216、左弹簧218等构成。

中心固定块120固定安装在基板的中心下方，是左抓取机构210和右抓取机构的共用件，也是前聚拢机构310和后聚拢机构320的共用件。

左外侧固定块211固定安装在基板的长方形凸边下方。两根平行左导杆212通过左外侧固定块211及中心固定块120固定安装在基板的下方且与基板平行。左滑块213可以在左导杆212的导向下自由滑动。在左滑块213的右边与中心固定块120之间的左导杆212上套装有压缩左弹簧218。在左滑块213的下方固定安装有左抓取臂214，左抓取臂214的下方水平段右端设有左钳口215。在左滑块213的上方固定安装有左滑块顶杆216。左滑块顶杆216穿过基板上的长槽110，与牵引绳一431的末端固定联接。

右抓取机构220包括右外侧固定块221、中心固定块120、两根右导杆222、右滑块223、右抓取臂224、右钳口225、右滑块顶杆226、右弹簧228等构成。

右外侧固定块221固定安装在基板的长方形凸边下方。两根平行右导杆222通过右外侧固定块221及中心固定块120固定安装在基板的下方且与基板平行，（左导杆212和右导杆222做成整根长导杆更好）。右滑块223可以在右导杆222的导向下自由滑动。在右滑块223的左边与中心固定块120之间的右导杆222上套装有压缩右弹簧228。在右滑块223的下方固定安装有右抓取臂224，右抓取臂224的下方水平段左端设有右钳口225。在右滑块223的上方固定安装有右滑块顶杆226。右滑块顶杆226穿过基板上的长槽110，与牵引绳四434的末端固定联接。

在左抓取机构210的左抓取臂214上还铰接安装有左聚拢臂219。左聚拢臂219为两根平行设置的杆件，在杆件的中部偏上的位置处通过左销轴217与左抓取臂214铰接联接。杆件的上端穿过基板上的腰形孔130，与腰形孔铰接。杆件的下端固定连接有朝右方向的弧形左聚拢杆219a。在左聚拢杆219a的中间开有缺口，供左聚拢杆219a越过左抓取臂214。

在右抓取机构220的右抓取臂224上还铰接安装有右聚拢臂229。右聚拢臂229为两根平行设置的杆件，在杆件的中部偏上的位置处通过右销轴227与右抓取臂224铰接联接。杆件的上端穿过基板上的腰形孔130，与腰形孔铰接。杆件的下端固定连接有朝左方向的弧形右聚拢杆229a。在右聚拢杆229a的中间开有缺口，供右聚拢杆229a越过右抓取臂224。

聚拢装置300（见附图4、1、2），安装在基板的下方。有对向设置的两个聚拢机构前聚拢机构310和后聚拢机构320构成。前聚拢机构310和后聚拢机构320的结构相同，关于中心对称设置。

前聚拢机构310包括前外侧固定块311、中心固定块120、两根前导杆312、前滑块313、前支架314、前滑块顶杆316、前销轴317、前弹簧318、前聚拢臂319等构成。

前外侧固定块311固定安装在基板的长方形凸边下方。两根平行前导杆312通过前外侧固定块311及中心固定块120固定安装在基板的下方且与基板平行。前滑块313可以在前导杆312的导向下自由滑动。在前滑块313的内侧与中心固定块120之间的前导杆312上套装有压缩前弹簧318。在前滑块313的下方固定安装有前支架314。在前支架314上还铰接安装有前聚拢臂319。前聚拢臂319为两根平行设置的杆件，在杆件的中部偏上的位置处与前支架314铰接联接。杆件的上端穿过基板上的腰形孔130，与腰形孔铰接。杆件的下端固定连接有朝中心方向的弧形前聚拢杆319a。

在前滑块313的上方固定安装有前滑块顶杆316。前滑块顶杆316穿过基板上的长槽110，与牵引绳三433的末端固定联接。

后聚拢机构320包括后外侧固定块321、中心固定块120、两根后导杆322、后滑块323、后支架324、后滑块顶杆326、后销轴327、后弹簧328、后聚拢臂329等构成。

后外侧固定块321固定安装在基板的长方形凸边下方。两根平行后导杆322通过后外侧固定块321及中心固定块120固定安装在基板的下方且与基板平行。后滑块323可以在后导杆322的导向下自由滑动。在后滑块323的内侧与中心固定块120之间的后导杆322上套装有压缩后弹簧328。在后滑块323的下方固定安装有后支架324。在后支架324上还铰接安装有后聚拢臂329。后聚拢臂329为两根平行设置的杆件，在杆件的中部偏上的位置处与后支架324铰接联接。杆件的上端穿过基板上的腰形孔130，与腰形孔铰接。杆件的下端固定连接有朝中心方向的弧形后聚拢杆329a。

在后滑块323的上方固定安装有后滑块顶杆326。后滑块顶杆326穿过基板上的长槽110，与牵引绳二432的末端固定联接。

基板及驱动机构见附图5。基板100为大致为四方形的板件，在板件的四角（对角中心线上）设有长方形凸角。在板件的四个凸角各设有长槽110，长槽110在板件的对角中心线上，各滑块顶杆可以穿越长槽110自由滑动。在各长槽110的两侧分别对称设有腰形孔130，各聚拢臂的平行杆上部可以穿过腰形孔130并沿板件的对角中心线方向摆动。

驱动机构400设置在基板顶部（见附图1、2、5）。驱动机构400包括一只气缸410、四个导轮420及四根牵引绳430。

气缸410平行设置在基板上面，气缸的中心线与基板的对角中心线呈45度。缸体411端部通过气缸座414与基板固定设置。活塞杆412的顶端固定设有固定块413。固定块413的两侧各对称设有销轴，用于固定联接各牵引绳的一端。

导轮420共四个，导轮一421、导轮二422、导轮三423和导轮四424。导轮转动设置在基板的上面。导轮一421与导轮二422关于气缸的中心线对称设置；导轮三423和导轮四424关于气缸的中心线对称设置。

牵引绳430有四根。牵引绳一431的一端与左抓取机构210的左滑块顶杆216的顶部固定联接，经过导轮一421的引导，另一端固定联接在活塞杆412的顶端固定块413的左侧。

牵引绳二432的一端与后聚拢机构320的后滑块顶杆326的顶部固定联接，经过导轮二422的引导，另一端固定联接在活塞杆412的顶端固定块413的右侧。

牵引绳三433的一端与前聚拢机构310的前滑块顶杆316的顶部固定联接，经过导轮三423和导轮一421的引导，另一端固定联接在活塞杆412的顶端固定块413的左侧。

牵引绳四434的一端与右抓取机构220的右滑块顶杆226的顶部固定联接，经过导轮四424和导轮二422的引导，另一端固定联接在活塞杆412的顶端固定块413的右侧。

在本实施例中，为了防止牵引绳一431和牵引绳三433缠绕，特将牵引绳一431和牵引绳三433设置在不同高度的水平面内。同样的，牵引绳二432和牵引绳四434采用同样的设计。

本装置的工作过程如下：

初始状态为各爪呈张开状态（见附图1），此时气缸的活塞杆是缩回状态。

将移栽手爪移动到工作位置，使活塞杆伸出，活塞杆端部的固定块推出，四根牵引绳分别通过滑块顶杆拉动各滑块向手爪中心移动，前后左右四个聚拢臂向内摆动，通过四个弧形聚拢杆将植物叶子向中心收拢，同时，对向设置的抓取臂也向内移动，左钳口和右钳口夹紧植物根部。

将移栽手爪移动到合适位置，使活塞杆收回，各滑块在弹簧推力作用下向外移动复位，前后左右四个聚拢臂向外摆动，四个弧形聚拢杆向外退出，同时，对向设置的抓取臂也向外移动，左钳口和右钳口松开并离开植物。

本装置具有以下优点：结构简单，通过一个伸缩气缸和牵引绳索及导轮的配合，可以同时控制不同方向的滑块移动。进而控制各聚拢杆的收放及抓取臂的夹紧或松开；采用多对聚拢杆同时收拢，拢叶效果好。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪，其特征在于，包括基板(100)、抓取装置(200)、聚拢装置(300)和驱动机构(400)，所述基板(100)底面的中心连接有中心固定块(120)；

所述抓取装置(200)包括对称设置在所述中心固定块(120)左右两侧的抓取机构，所述聚拢装置(300)包括对称设置在所述中心固定块(120)前后两侧的聚拢机构；

所述抓取机构和所述聚拢机构均包括导杆、滑块和外侧固定块，所述导杆的一端和所述中心固定块相连接，另一端和外侧固定块相连接，所述滑块滑动连接在所述导杆上，且所述滑块的顶端贯穿至所述基板(100)的顶面，所述滑块和所述中心固定块之间连接有弹簧；

所述抓取机构还包括抓取臂，所述抓取臂固定连接在所述滑块的底端，所述聚拢机构还包括聚拢臂，所述聚拢臂的中部铰接在所述滑块的底端，所述聚拢臂的顶部和所述基板(100)相铰接；

所述驱动机构(400)连接在所述基板(100)的顶面，所述驱动机构(400)包括动力源、导轮(420)和牵引绳(430)，所述牵引绳(430)的一端与所述动力源的输出端相连接，另一端绕过所述导轮(420)和所述滑块的顶端相连接；

所述动力源工作带动四个所述滑块同时向靠近或远离中心固定块(120)的一侧运动，所述滑块运动带动左右两侧的所述抓取臂和前后两侧的所述聚拢臂同时聚拢或同时张开。

2.根据权利要求1所述的花卉移栽手爪，其特征在于，左右两侧的所述抓取机构还包括聚拢臂，所述聚拢臂的中部和所述抓取臂的顶部相铰接，所述聚拢臂的顶端和所述基板(100)相铰接。

3.根据权利要求1或2所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述基板(100)上设有腰型孔，所述聚拢臂的顶端贯穿所述腰型孔，并和所述腰型孔铰接；所述聚拢臂的底端连接有弧形聚拢杆，所述弧形聚拢杆朝向所述中心固定块(120)的垂线方向。

4.根据权利要求3所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述抓取机构中的所述弧形聚拢杆的中间设有缺口。

5.根据权利要求1所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述抓取臂的底端设有朝向中心固定块(120)垂线方向的钳口。

6.根据权利要求1所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述外侧固定块的顶面和所述基板(100)的底面通过螺钉连接。

7.根据权利要求1所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述外侧固定块和所述中心固定块(120)之间的导杆的数量为两根，两根所述导杆互相平行。

8.根据权利要求1所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述基板(100)的外周均布有四个长方形凸角，每个所述凸角上均设有长槽(110)，所述长槽(110)的长度方向的中心线和所述基板(100)的中心相交，所述滑块的顶端连接的顶杆和所述长槽(110)滑动连接。

9.根据权利要求8所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述动力源为气缸(410)，所述气缸连接在所述基板(100)的顶面，所述气缸(410)的中心线与两对称的凸角的连线呈四十五度设置。

10.根据权利要求9所述的花卉移栽手爪，其特征在于，所述导轮包括和基板(100)转动连接的导轮一(421)、导轮二(422)、导轮三(423)和导轮四(424)，所述导轮一(421)与导轮二(422)关于气缸(410)的中心线对称设置；所述导轮三(423)和导轮四(424)关于气缸(410)的中心线对称设置；

所述牵引绳有四根，每根所述牵引绳的一端均和所述气缸的输出端相连接，每根所述牵引绳的另一端分别绕过导轮一(421)、导轮二(422)、导轮三(423)和导轮四(424)与对应的所述顶杆相连接。

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