CN112205155B - 一种柔性抓取芦苇装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种柔性抓取芦苇装置及方法，该装置包括设置于船体上的柔性抓取机构和横梁，所述柔性抓取机构对称布置在船体两侧，所述横梁连接船体两侧的柔性抓取机构，用于对芦苇进行分苇和夹取。本发明能变距离地抓取湖滨水中及岸边的芦苇,尤其在湖滨岸边地势情形复杂情况下也能保证其使用，装置能实现水平及垂直位置的变化，使分苇夹取功能具有更好的机动性，并且驱动部分都是电驱动，无污染，结构简单、制造成本低、实用性高、操作简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及湖滨芦苇收割处理技术领域，具体地涉及一种柔性抓取芦苇装置及方法。
背景技术
芦苇是一种多年生的高大禾草植物，广泛生长在河滩、湖泊及沼泽地带，生长期芦苇碧绿养眼，既是湖滨的风景，也是鸟类的栖息地，芦苇经过生长成熟之后终将枯败下来，如不及时收割，枯黄腐烂的芦叶苇秆会对水系造成污染，而且岸边的复杂地形容易给收割作业带来安全隐患。
针对上述这种问题，本发明提供一种柔性抓取芦苇装置及方法，可以对芦苇先行夹取再进行切割，避免割后芦苇现场的凌乱现象发生，针对湖岸复杂地形人工收割难以避免的安全隐患，本发明可以同时对湖滨的水中及岸边芦苇进行夹取切割。
发明内容
本发明提供的一种柔性抓取芦苇装置及方法，可以同时抓取湖滨的水中及岸边芦苇，再由发明的高速摆动刀杆机构对芦苇进行切割，本发明的驱动都是电驱动，环保、无污染的特点，易于实现自动化、智能化控制，能在复杂地形同时对湖滨的水中及岸上芦苇进行切割，避免了工人在严冬直接地户外作业，还可以避免工人在岸边复杂地形作业时带来的安全事故隐患。该发明对环境没有污染，结构简单。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种柔性抓取芦苇装置，该装置包括设置于船体上的柔性抓取机构和横梁，所述柔性抓取机构对称布置在船体两侧，所述横梁连接船体两侧的柔性抓取机构。
进一步的，所述柔性抓取机构包括驱动臂、从动臂、大摆杆、回转副和芦苇柔性抓取手，所述驱动臂的一端与船体相转动连接，驱动臂的另一端与大摆杆的一端相转动地连接在一起，所述从动臂的一端铰接在船体上，从动臂的另一端铰接至大摆杆上，所述大摆杆的另一端与回转副相连接，所述回转副的另一端与芦苇柔性抓取手相连接。
进一步的，所述芦苇柔性抓取手包括转臂、固定夹爪、移动夹爪、电动推杆、支架和压力传感器，所述转臂的一端与所述回转副相连接，转臂的另一端与固定夹爪的一端相连接，所述支架的一端固定在所述转臂的中间部分，所述电动推杆的一端固定在支架上，电动推杆的另一端连接移动夹爪，所述压力传感器安装在移动夹爪上，所述压力传感器安装在移动夹爪上，用于感应控制移动夹爪的夹取压力，方便控制移动夹取行程。
进一步的，所述驱动臂包括主动连接杆、大摆杆连接组件、抓取驱动电机和驱动臂支架，所述主动连接杆的一端与抓取驱动电机的转动端相连接，所述抓取驱动电机通过驱动臂支架固接在船体上，所述主动连接杆的另一端通过大摆杆连接组件与大摆杆相转动连接；所述从动臂包括第一连接轴组件、第二连接轴组件、从动连接杆和从动臂支架，所述从动连接杆的一端通过第一连接轴组件与船体转动连接，从动连接杆的另一端通过第二连接轴组件与大摆杆相转动连接，所述第一连接轴组件通过从动臂支架固定在船体上。
一种柔性抓取芦苇方法，该方法包括：柔性抓取机构在驱动臂的驱动下，柔性抓取机构中的芦苇柔性抓取手先以垂直状态进入芦苇丛，芦苇柔性抓取手进入芦苇丛后通过回转副旋转至水平状态，从而对准备抓取的芦苇进行分苇，由固定夹爪将部分芦苇从芦苇丛中独立隔离出来，随后电动推杆驱动移动夹爪对已隔离出来的芦苇秸秆进行夹取，当压力传感器达到设定压力值时移动夹爪停止移动，完成对芦苇的夹取动作。
本发明的有益效果是:
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。附图中：
图1为本发明的芦苇抓取机构主视图；
图2为本发明的芦苇抓取机构俯视图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4图1的B-B剖视图；
图5为图4的K向视图；
图6为本发明的柔性抓取机构夹取芦苇时的俯视图；
图7为本发明的柔性抓取机构的转臂及夹爪垂直状态插入芦苇丛工作示意图；
图8为本发明的柔性抓取机构的转臂及夹爪旋转至水平状态时分开芦苇示意图；
图9为被切割后的芦苇被送入粉碎机口的示意图。
图中标号说明：1-船体，2-横梁，3-柔性抓取机构，31-驱动臂，311-固定螺栓，312-抓取驱动电机，313-驱动臂支架，314-大摆杆连接组件，3141-轴承，3142-轴承盖，3143-轴挡，3144-螺栓，3145-连接短轴，315-主动连接杆，32-从动臂，321-螺栓，322-从动臂支架，323-第一连接轴组件，324-第二连接轴组件，3241-连接轴，3242-螺栓，3243-轴挡，3244-轴承盖，3245-轴承，325-从动连接杆，33-大摆杆，3301-第一大摆杆，3302-第二大摆杆，34-回转副，35-芦苇柔性抓取手，351-转臂，352-固定夹爪，353-移动夹爪，354-电动推杆，355-支架，356-压力传感器。
具体实施方式
下文将参考附图并结合具体实施例来对本发明详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
本发明提供的一种柔性抓取芦苇装置及方法，其装置包括放置于船体1上的柔性抓取机构3和横梁2，如图1和图2所示，所述柔性抓取机构3对称布置在所述船体的两侧，所述横梁2连接了船体1两侧的柔性抓取机构3。
作为一种实施例，如图1所示，所述柔性抓取机构3包括驱动臂31、从动臂32、大摆杆33、回转副34、芦苇柔性抓取手35，所述驱动臂31的一端转动地连接在船体1上，所述驱动臂31的另一端与所述大摆杆33相转动连接，所述从动臂32的一端转动地连接在船体1上，从动臂32的另一端与大摆杆33相转动连接，所述大摆杆33的另一端与回转副34相连接，所述回转副34的另一端与所述芦苇柔性抓取手35相连接，在本实施例中，回转副34处设有关节伺服电机。
作为一种优化方案，柔性抓取机构3布置在所述船体1的两侧，两侧的第一大摆杆3301和第二大摆杆3302通过所述横梁2连接在一起，如图2所示。
在本实施例中，如图1所示，所述柔性抓取机构3的芦苇柔性抓取手35包括转臂351、固定夹爪352、移动夹爪353、电动推杆354、支架355和压力传感器356，所述转臂351的一端与所述回转副34相连接，所述转臂351的另一端与所述固定夹爪352的一端相接，所述支架355的一端固定在所述转臂351的中间部分，所述电动推杆354的一端固定在所述支架355上，所述电动推杆354的另一端上连接了所述移动夹爪353，压力传感器356安装在移动夹爪353上，用于感应控制移动夹爪353的夹取压力，方便控制移动夹取行程，生成具体行程参数。
作为以上所述结构的实施例中，如图3所示，所述柔性抓取机构3的驱动臂31包括：大摆杆连接组件314、主动连接杆315、抓取驱动电机312、驱动臂支架313、固定螺栓311，所述主动连接杆315的一端通过所述大摆杆连接组件314与所述大摆杆33连接在一起，所述主动连接杆315的另一端与所述抓取驱动电机312的转动端相连接，所述抓取驱动电机312的另一端与所述驱动臂支架313连接，所述驱动臂支架313通过固定螺栓311固定在船体1上。
作为以上所述结构的实施例中，如图4所示，所述柔性抓取机构3的从动臂32包括：固定螺栓321、从动臂支架322、第一连接轴组件323、第二连接轴组件324、从动连接杆325，所述从动臂32的从动连接杆325的一端通过所述第一连接轴组件323与从动臂安装支架322相接连，所述从动臂32的从动连接杆325的另一端通过所述第二连接轴组件324与所述大摆杆33连接在一起，所述从动臂安装支架322通过所述固定螺栓321固定在船体1上。
在以上实施例中，图7、图8、图9表达了所述柔性抓取机构3的工作过程，图7为所述柔性抓取机构3中的芦苇柔性抓取手35以垂直状态进入芦苇丛，图8为所述芦苇柔性抓取手35进入芦苇丛后通过所述回转副34旋转至水平状态，从而对准备抓取的芦苇进行分苇，固定夹爪352将部分芦苇从芦苇丛中独立隔离出来，如图6所示，然后启动电动推杆354，电动推杆354驱动移动夹爪353对已隔离出来的芦苇秸秆8进行夹取，当压力传感器356达到设定压力值时移动夹爪353停止移动完成对芦苇的夹取动作，随后启动相应的切割机构对已夹取芦苇进行切割。
芦苇被割断后，所述大摆杆33往后摆动，到位后所述芦苇柔性抓取手35旋转至图9位置，将颠倒过去的芦苇稍部喂入粉碎机送料辊，所述移动夹爪353松开芦苇，被割断的芦苇即由送料辊送入粉碎机构。
在以上所述结构的实施例中连接驱动臂31与大摆杆33的大摆杆连接组件314包括：轴承3141、轴承盖3142、轴挡3143、螺栓3144、连接短轴3145，如图3所示，所述连接短轴3145的一端与所述主动连接杆315相连接，所述连接短轴3145的另一端安装了轴承3141，所述轴承3141被所述轴挡3143通过螺栓3144与所述连接短轴3145连接，所述轴承3141被所述轴承盖3142固定在所述大摆杆33的轴承孔中。
在本实施例中，如图4所示，所述从动臂32的第一连接轴组件323、第二连接轴组件324包括：连接轴3241、螺栓3242、轴挡3243、轴承盖3244、轴承3245，所述连接轴3241的一端与所述从动连接杆325相连接，所述连接轴3241的另一端安装了轴承3245，所述轴承3245被所述轴挡3243通过螺栓3242与所述连接轴3241连接，所述第一连接轴组件323的轴承3245被所述轴承盖3244固定在所述从动臂支架322的轴承孔中，所述第二连接轴组件324的轴承3245被所述轴承盖3244固定在所述大摆杆33的轴承孔中。
在以上实例中，所述柔性抓取机构3的驱动臂31在所述抓取驱动电机312的驱动下左右摆动，所述驱动臂31驱动所述大摆杆33、所述从动臂32所组成的平行四边形机构做左右上下摆动，从而实现变距离的抓取湖滨水中及岸边芦苇。
在以上实施例中，其抓取驱动电机在平行四边形机构（由件31、件32、件33及船体1组成的任一连接关节处）均能实现相同的功能。
作为一种优化方案，其抓取方法是：柔性抓取机构3在驱动臂31的驱动下其芦苇柔性抓取手35先以垂直状态进入芦苇丛，所述芦苇柔性抓取手35进入芦苇丛后通过所述回转副34旋转至水平状态对准备抓取的芦苇进行分苇，由固定夹爪352将部分芦苇从芦苇丛中独立隔离出来，随后电动推杆354驱动移动夹爪353对已隔离出来的芦苇秸秆8进行夹取，当压力传感器356达到设定压力值时移动夹爪353停止移动，完成对芦苇的夹取动作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种柔性抓取芦苇装置，其特征在于，该装置包括设置于船体（1）上的柔性抓取机构（3）和横梁（2），所述柔性抓取机构（3）对称布置在船体（1）两侧，所述横梁（2）连接船体（1）两侧的柔性抓取机构（3），所述柔性抓取机构（3）包括驱动臂（31）、从动臂（32）、大摆杆（33）、回转副（34）和芦苇柔性抓取手（35），所述驱动臂（31）的一端与船体（1）相转动连接，驱动臂（31）的另一端与大摆杆（33）的一端相转动地连接在一起，所述从动臂（32）的一端铰接在船体（1）上，从动臂（32）的另一端铰接至大摆杆（33）上，所述大摆杆（33）的另一端与回转副（34）相连接，所述回转副（34）的另一端与芦苇柔性抓取手（35）相连接，所述芦苇柔性抓取手（35）包括转臂（351）、固定夹爪（352）、移动夹爪（353）、电动推杆（354）、支架（355）和压力传感器（356），所述转臂（351）的一端与所述回转副（34）相连接，转臂（351）的另一端与固定夹爪（352）的一端相连接，所述支架（355）的一端固定在所述转臂（351）的中间部分，所述电动推杆（354）的一端固定在支架（355）上，电动推杆（354）的另一端连接移动夹爪（353），所述压力传感器（356）安装在移动夹爪（353）上，用于感应控制移动夹爪（353）的夹取压力，方便控制移动夹取行程。
2.根据权利要求1所述的柔性抓取芦苇装置，其特征在于，所述驱动臂（31）包括主动连接杆（315）、大摆杆连接组件（314）、抓取驱动电机（312）、驱动臂支架（313），所述主动连接杆（315）的一端与抓取驱动电机（312）的转动端相连接，所述抓取驱动电机（312）通过驱动臂支架（313）固接在船体（1）上，所述主动连接杆（315）的另一端通过大摆杆连接组件（314）与大摆杆（33）相转动连接；所述从动臂（32）包括第一连接轴组件（323）、第二连接轴组件（324）、从动连接杆（325）和从动臂支架（322），所述从动连接杆（325）的一端通过第一连接轴组件（323）与船体（1）转动连接，从动连接杆（325）的另一端通过第二连接轴组件（324）与大摆杆（33）相转动连接，所述第一连接轴组件（323）通过从动臂支架（322）固定在船体（1）上。
3.一种利用权利要求1所述的柔性抓取芦苇装置的柔性抓取芦苇方法，其特征在于，该方法包括：柔性抓取机构（3）在驱动臂（31）的驱动下，柔性抓取机构（3）中的芦苇柔性抓取手（35）先以垂直状态进入芦苇丛，芦苇柔性抓取手（35）进入芦苇丛后通过回转副（34）旋转至水平状态，从而对准备抓取的芦苇进行分苇，由固定夹爪（352）将部分芦苇从芦苇丛中独立隔离出来，随后电动推杆（354）驱动移动夹爪（353）对已隔离出来的芦苇秸秆（8）进行夹取，当压力传感器（356）达到设定压力值时移动夹爪（353）停止移动，完成对芦苇的夹取动作。
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