CN112119711B

CN112119711B - 具有聚拢叶子功能的花卉移栽手爪

Info

Publication number: CN112119711B
Application number: CN202010903658.9A
Authority: CN
Inventors: 孙妍
Original assignee: Nanjing College of Information Technology
Current assignee: Nanjing College of Information Technology
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2040-09-01
Also published as: CN112119711A

Abstract

本发明公开了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，驱动机构连接在基板顶面的中心，抓取装置包括对称设置在驱动机构的输出端两侧的抓取机构，聚拢装置包括均布在驱动机构输出端四周的聚拢机构；聚拢机构包括聚拢臂装置，聚拢臂装置和驱动机构的输出端相连接，聚拢臂装置的中部铰接在基板底面的臂铰支座上，四个聚拢臂装置的底端均朝向基板中心的铅垂线方向；抓取机构包括抓取臂装置，抓取臂装置和驱动机构的输出端相连接，抓取臂装置的中部铰接在基板底面的杆铰支座上，两个抓取臂装置的底端均朝向基板中心的铅垂线方向；本装置在抓取植物花卉的同时能够有效的实现植物花卉叶子的聚拢，结构简单。

Description

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：

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，所述驱动机构连接在所述基板顶面的中心，所述驱动机构的输出端贯穿至所述基板的底面；

所述抓取装置和所述聚拢装置均位于所述基板的底面，所述抓取装置包括对称设置在所述驱动机构的输出端两侧的抓取机构，所述聚拢装置包括均布在所述驱动机构输出端四周的四个聚拢机构；

所述聚拢机构包括聚拢臂装置，所述聚拢臂装置的顶端和所述驱动机构的输出端相连接，所述聚拢臂装置的中部铰接在基板底面的臂铰支座上，四个所述聚拢臂装置的底端均朝向所述基板中心的铅垂线方向；所述抓取机构包括抓取臂装置，所述抓取臂装置的顶端和所述驱动机构的输出端相连接，所述抓取臂装置的中部铰接在所述基板底面的杆铰支座上，两个所述抓取臂装置的底端均朝向所述基板中心的铅垂线方向。

进一步地，所述抓取臂装置呈弓形，所述抓取臂装置包括一体成型依次设置的抓取上臂、抓取中臂和抓取下臂，所述抓取上臂的顶端和所述驱动机构的输出端相铰接，所述抓取上臂的中部和所述基板底面的臂铰支座铰接连接。

进一步地，所述抓取下臂的底端连接有用于夹持植物的钳口。

进一步地，所述聚拢臂装置包括摆杆、聚拢臂和聚拢杆，所述聚拢杆连接在所述聚拢臂的底端，所述摆杆的外端和所述聚拢臂的顶端相连接；

所述摆杆的内端和所述驱动机构的输出端相铰接，所述摆杆的中间部和所述基板底面的杆铰支座铰接连接。

进一步地，所述聚拢杆的形状为弧形，所述聚拢杆的弧形面朝向所述基板中心的铅垂线方向。

进一步地，所述摆杆和驱动机构的铰点到所述摆杆和杆铰支座的铰点之间的距离小于所述抓取上臂和驱动机构的铰点到所述抓取上臂和臂铰支座之间的距离。

进一步地，两个所述抓取机构设置在所述驱动机构输出端的左右两侧，其中两个所述聚拢机构设置在所述驱动机构输出端的左右两侧，另两个所述聚拢机构和所述抓取机构之间呈九十度设置。

进一步地，左右设置的两个所述聚拢机构中的聚拢臂装置位于左右设置的两个抓取机构中的抓取臂装置的内侧。

进一步地，所述驱动机构为气缸。

进一步地，所述气缸的输出端活塞杆的底端连接有联接盘，所述联接盘的四周均布有连接铰接座。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本装置包括两个对称设置抓取机构能够有效地对植物花卉进行抓取，并设置四个聚拢装置，在抓取植物花卉的同时能够有效的实现植物花卉叶子的聚拢，保证了植物抓取和聚拢的效果；本装置通过在基板顶面设置驱动机构，一个驱动机构带动抓取装置和聚拢装置同时工作，结构简单；

2、本装置的抓取臂装置包括抓取上臂、抓取中臂和抓取下臂，整体呈弓字形，且抓取下臂底端连接有钳口，不仅能够实现对植物的抓取，且能够保证抓取效果，还能够保证植物花卉叶子不被伤害，不会出现伤苗的现象；

3、本装置的聚拢臂装置包括聚拢臂和聚拢杆以及顶部的摆杆，能够有效地实现对植物花卉叶子的聚拢，聚拢杆采用弧形状设计能够减少叶子的损伤，并能保证叶子全方位的聚拢效果；

4、本装置摆杆和驱动机构的铰点到摆杆和杆铰支座的铰点之间的距离小于抓取上臂和驱动机构的铰点到抓取上臂和臂铰支座之间的距离，采用此种设计方案，能够保证各个弧形聚拢杆具有更快的收拢速度，一方面防止左右两侧的聚拢臂和抓取臂发生干涉，另一方面保证了植物叶子的聚拢效果。

附图说明

图1为本发明具体实施方式手爪处于张开状态的示意图；

图2为本发明具体实施方式手爪处于聚拢状态的示意图；

图3为本发明具体实施方式手爪的主视图；

图4为本发明具体实施方式手爪翻转视角的示意图。

其中：100、基板；200、抓取装置；300、聚拢装置；400、驱动机构；210、左抓取机构；211、左抓取臂；211a、左抓取臂上臂；211b、左抓取臂中臂；211c、左抓取臂下臂；211d、左钳口；212、左臂铰支座；213、左臂联接杆；220、右抓取机构；221、右抓取臂；221a、右抓取臂上臂；221b、右抓取臂中臂；221c、右抓取臂下臂；221d、右钳口；222、右臂铰支座；223、右臂联接杆；310、聚拢机构一；320、聚拢机构二；330、聚拢机构三；340、聚拢机构四；311、摆杆一；312、聚拢臂一；313、聚拢杆一；314、杆铰支座一；315、第一联接杆；321、摆杆二；322、聚拢臂二；323、聚拢杆二；324、杆铰支座二；325、第二联接杆；331、摆杆三；332、聚拢臂三；333、聚拢杆三；334、杆铰支座三；335、第三联接杆；341、摆杆四；342、聚拢臂四；343、聚拢杆四；344、杆铰支座四；345、第四联接杆；410、气缸；411、缸体；412、活塞杆；413、联接盘。

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4所示，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，驱动机构400连接在基板100顶面的中心，驱动机构400的输出端贯穿至基板100的底面；抓取装置200和聚拢装置300均位于基板100的底面，抓取装置200包括对称设置在驱动机构400的输出端两侧的抓取机构，聚拢装置300包括均布在驱动机构400输出端四周的四个聚拢机构。

聚拢机构包括聚拢臂装置，聚拢臂装置的顶端和驱动机构400的输出端相连接，聚拢臂装置的中部铰接在基板100底面的臂铰支座上，四个聚拢臂装置的底端均朝向基板100中心的铅垂线方向；抓取机构包括抓取臂装置，抓取臂装置的顶端和驱动机构400的输出端相连接，抓取臂装置的中部铰接在基板100底面的杆铰支座上，两个抓取臂装置的底端均朝向基板100中心的铅垂线方向。

本装置包括两个对称设置抓取机构能够有效地对植物花卉进行抓取，并设置四个聚拢装置，在抓取植物花卉的同时能够有效的实现植物花卉叶子的聚拢，保证了植物抓取和聚拢的效果；本装置通过在基板顶面设置驱动机构，一个驱动机构带动抓取装置和聚拢装置同时工作，结构简单。

本装置的具体结构及说明如下：

基板100及驱动机构400见附图1、2、3、4。基板100为大致为十字形的板件。

驱动机构主要包括气缸410和联接盘413。缸体411垂直固定安装在基板顶面中心位置。如图4所示，活塞杆412贯穿至基板100顶面，活塞杆412的顶端固定设有联接盘413。联接盘413周边设有连接铰支座，抓取装置的各联接杆的一端及各聚拢机构的联接杆的一端均通过连接铰支座与联接盘413活动铰接。

抓取装置200（见附图1、2、3、4），安装在基板的下方（图4显示在上方）。有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包括左抓取臂211、左臂铰支座212和左臂联接杆213等构成。左臂铰支座212固定安装在基板下方的左端。左抓取臂211呈弯弓形，可分为左抓取臂上臂211a、左抓取臂中臂211b和左抓取臂下臂211c三段。左抓取臂上臂211a的中部与左臂铰支座212铰接联接。左抓取臂上臂211a的右端与左臂联接杆213的下端铰接。左臂联接杆213的上端与联接盘413上的铰支座铰接。在左抓取臂下臂211c末端设有左钳口211d。

右抓取机构220包括右抓取臂221、右臂铰支座222和右臂联接杆223等构成。右臂铰支座222固定安装在基板下方的右端。右抓取臂221呈弯弓形，可分为右抓取臂上臂221a、右抓取臂中臂221b和右抓取臂下臂221c三段。右抓取臂上臂221a的中部与右臂铰支座222铰接联接。右抓取臂上臂221a的左端与右臂联接杆223的下端铰接。右臂联接杆223的上端与联接盘413上的铰支座铰接。在右抓取臂下臂221c末端设有右钳口221d。

聚拢装置300（见附图1、2、3、4），安装在基板的下方（图4显示在上方）。由沿装置中心均布设置的四个聚拢机构：聚拢机构一310、聚拢机构二320、聚拢机构三330和聚拢机构四340等组成。各聚拢机构结构基本相同，都由摆杆、聚拢臂、聚拢杆、铰支座、联接杆等构成。各聚拢机构关于中心对称设置。聚拢机构一310设置在左抓取机构210旁边。聚拢机构三330设置在右抓取机构220旁边；聚拢机构二320和聚拢机构四340对称设置，与抓取机构呈90度布局。

聚拢机构一310由摆杆一311、聚拢臂一312、聚拢杆一313、杆铰支座一314及联接杆315等构成。杆铰支座一314固定安装在基板下方左端，在左臂铰支座212的旁边偏右位置（往中心位置偏）。摆杆一311的杆中与杆铰支座一314活动铰接。摆杆一311的右端与联接杆315的下端铰接，联接杆315的上端与联接盘413上的铰支座铰接。摆杆一311的左端固定联接着聚拢臂一312，聚拢臂一312的下端固定设有朝中心方向的弧形聚拢杆一313。

聚拢机构二320由摆杆二321、聚拢臂二322、聚拢杆二323、杆铰支座二324及联接杆325等构成。杆铰支座二324固定安装在基板下方左端。摆杆二321的杆中与杆铰支座二324活动铰接。摆杆二321的右端与第二联接杆325的下端铰接，第二联接杆325的上端与联接盘413上的铰支座铰接。摆杆二321的左端固定联接着聚拢臂二322，聚拢臂二322的下端固定设有朝中心方向的弧形聚拢杆二323。

聚拢机构三330由摆杆三331、聚拢臂三332、聚拢杆三333、杆铰支座三334及联接杆335等构成。杆铰支座三334固定安装在基板下方左端，在右臂铰支座222的旁边偏右位置（往中心位置偏）。摆杆三331的杆中与杆铰支座三334活动铰接。摆杆三331的右端与第三联接杆335的下端铰接，第三联接杆335的上端与联接盘413上的铰支座铰接。摆杆三331的左端固定联接着聚拢臂三332，聚拢臂三332的下端固定设有朝中心方向的弧形聚拢杆三333。

聚拢机构四340由摆杆四341、聚拢臂四342、聚拢杆四343、杆铰支座四344及联接杆345等构成。杆铰支座四344固定安装在基板下方左端。摆杆四341的杆中与杆铰支座四344活动铰接。摆杆四341的右端与第四联接杆345的下端铰接，第四联接杆345的上端与联接盘413上的铰支座铰接。摆杆四341的左端固定联接着聚拢臂四342，聚拢臂四342的下端固定设有朝中心方向的弧形聚拢杆四343。

摆杆一311上从与杆铰支座一314的铰接点到摆杆一311右端铰接点之间的距离小于左抓取臂上臂211a上从与左臂铰支座212的铰接点到左抓取臂上臂右端铰接点之间的距离。由此确保在气缸活塞杆带动联接盘413上行时，各弧形聚拢杆快速收拢。

本装置工作过程：

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伸出状态。

将移栽手爪移动到工作位置，使活塞杆收回，联接盘上行，拉动各联接杆上行。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，使活塞杆向下伸出，联接盘下移复位，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。

本装置的优点如下：结构简单，通过一个伸缩气缸同步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

1.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），所述驱动机构（400）连接在所述基板（100）顶面的中心，所述驱动机构（400）的输出端贯穿至所述基板（100）的底面；

所述抓取装置（200）和所述聚拢装置（300）均位于所述基板（100）的底面，所述抓取装置（200）包括对称设置在所述驱动机构（400）的输出端两侧的抓取机构，所述聚拢装置（300）包括均布在所述驱动机构（400）输出端四周的四个聚拢机构；

所述聚拢机构包括聚拢臂装置，所述聚拢臂装置的顶端和所述驱动机构（400）的输出端相连接，所述聚拢臂装置的中部铰接在基板（100）底面的杆铰支座上，四个所述聚拢臂装置的底端均朝向所述基板（100）中心的铅垂线方向；所述抓取机构包括抓取臂装置，所述抓取臂装置的顶端和所述驱动机构（400）的输出端相连接，所述抓取臂装置的中部铰接在所述基板（100）底面的臂铰支座上，两个所述抓取臂装置的底端均朝向所述基板（100）中心的铅垂线方向；

所述抓取臂装置呈弓形，所述抓取臂装置包括一体成型依次设置的抓取上臂、抓取中臂和抓取下臂，所述抓取上臂的顶端和所述驱动机构（400）的输出端相铰接，所述抓取上臂的中部和所述基板（100）底面的臂铰支座铰接连接；

所述聚拢臂装置包括摆杆、聚拢臂和聚拢杆，所述聚拢杆连接在所述聚拢臂的底端，所述摆杆的外端和所述聚拢臂的顶端相连接；

所述摆杆的内端和所述驱动机构（400）的输出端相铰接，所述摆杆的中间部和所述基板（100）底面的杆铰支座铰接连接；

所述摆杆和驱动机构（400）的铰点到所述摆杆和杆铰支座的铰点之间的距离小于所述抓取上臂和驱动机构（400）的铰点到所述抓取上臂和臂铰支座之间的距离；

所述聚拢杆的形状为弧形，所述聚拢杆的弧形面朝向所述基板（100）中心的铅垂线方向；

两个所述抓取机构设置在所述驱动机构（400）输出端的左右两侧，其中两个所述聚拢机构设置在所述驱动机构（400）输出端的左右两侧，另两个所述聚拢机构和所述抓取机构之间呈九十度设置；

左右设置的两个所述聚拢机构中的聚拢臂装置位于左右设置的两个抓取机构中的抓取臂装置的内侧。

2.根据权利要求1所述的移栽手爪，其特征在于，所述抓取下臂的底端连接有用于夹持植物的钳口。

3.根据权利要求1所述的移栽手爪，其特征在于，所述驱动机构（400）为气缸（410）。

4.根据权利要求3所述的移栽手爪，其特征在于，所述气缸（410）的输出端活塞杆（412）的底端连接有联接盘（413），所述联接盘（413）的四周均布有连接铰接座。