CN207612611U - 一种旋转式液压取苗机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋转式液压取苗机械手，包括动力输出装置、旋转装置、液压装置、移栽臂装置和夹爪装置，动力输出装置通过动力输入轴连接旋转装置，旋转装置包括旋转腔体、设置于旋转腔体上的旋转动力输出端和液压泵控制开关腔，旋转动力输出端连接移栽臂装置；移栽臂装置包括主架、夹爪固定支座旋转轴和液压缸套筒，主架的轴接筒两端连接旋转箱动力输出端轴和液压缸；夹爪固定支座旋转轴设置为两个，两夹爪固定支座旋转轴的一端分别连接夹爪装置；夹爪装置包括对称设置在两夹爪固定支座上的两组夹爪装置和连接两夹爪装置的弹簧，夹爪装置间预留夹苗间隙。本实用新型结构紧凑，能够提高移栽机的自动化程度和工作效率。

Description

一种旋转式液压取苗机械手

技术领域

本实用新型属于农业机械领域，涉及一种旋转式液压取苗机械手。

背景技术

我国是蔬菜生产大国，随着农村产业结构的调整和蔬菜产业的发展，国家对农业高效设施的发展越来越重视，对蔬菜生产机械的需求日益迫切。目前，在我国蔬菜移栽机市场上推广的产品大多为半自动蔬菜移栽机，仍需通过人工将育苗盘中的蔬菜苗投到吊杯、导苗管和挠性圆盘等移栽部件中，为了解放生产力，提高劳动效率，移栽机械手配合移栽部件，代替手工拔苗显得尤为重要。

在中国发明专利说明书CN 106576538 A中公开的移栽机械手是通过气压传动实现多个机械手同时作业，但该机构对于幼苗分苗十分方便，但将其放置在移栽机上，考虑到其结构较为复杂，无法适用于户外移栽；在中国发明专利说明书CN 103975676 A中公开的穴苗盘移栽机械手是利用液压装置模拟手指抓取穴盘苗动作来实现取苗投苗，但是液压缸运动一个周期，只能完成一次取苗、投苗，不能实现一个周期完成多次取苗投苗。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种旋转式液压取苗机械手，该机构结构紧凑，运动平稳，能够实现移栽机上双夹爪装置在旋转箱的带动下旋转，进行取苗动作，提高移栽机的自动化程度和工作效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种旋转式液压取苗机械手，包括动力输出装置、旋转装置、液压装置、移栽臂装置和夹爪装置，动力输出装置通过动力输入轴连接旋转装置，其特征在于：所述旋转装置包括旋转腔体、设置于旋转腔体上的旋转动力输出端和液压泵控制开关腔，所述旋转动力输出端包括旋转箱动力输出端轴和旋转箱动力输出端底座，所述液压泵控制开关腔包括电极和导电液，所述电极设置于液压泵控制开关腔内，电极包括第一电极、第二电极和第三电极，所述导电液经液压泵控制开关腔一端的导电液注入口注入于液压泵控制开关腔；所述液压泵控制开关腔连接有液压装置，所述液压装置包括液压控制回路和连接于液压控制回路的液压缸；所述旋转腔体上还预留供运油管路通过的运油管路安装出口；所述旋转动力输出端连接移栽臂装置；所述移栽臂装置包括主架、夹爪固定支座旋转轴和液压缸套筒，所述主架包括轴接筒、主架安装底座和连接杆，所述轴接筒为圆筒状，轴接筒两端的内壁分别设有第一阶梯孔和第二阶梯孔，所述第一阶梯孔端部还设有主架安装底座，第一阶梯孔连接旋转箱动力输出端轴，所述第二阶梯孔内设有液压缸，所述连接杆沿轴接筒径向设置，所述连接杆的一端还连接有第一旋转轴连接端和第二旋转轴连接端；所述第一旋转轴连接端和第二旋转轴连接端还分别连有夹爪固定支座旋转轴；所述夹爪固定支座旋转轴设置为两个，两夹爪固定支座旋转轴的一端分别连接夹爪装置；所述夹爪装置包括对称设置在两夹爪固定支座上的两组夹爪装置和连接两组夹爪装置的弹簧，所述的夹爪装置间预留夹苗间隙，两夹爪装置通过弹簧，每组夹爪装置均包括夹爪固定支座、夹爪、夹爪垫片，所述夹爪固定支座设置于夹爪固定支座旋转轴的一端，夹爪固定支座的一侧固定连接有夹爪，另一侧连接有液压缸套筒，所述液压缸套筒还连接所述液压泵；所述夹爪固定支座还连接弹簧，所述垫片设置于所述夹爪和所述夹爪固定支座之间。

进一步的，所述液压泵控制开关腔设置于所述旋转腔体的侧壁。

进一步的，所述主架安装底座上设有安装通孔，主架安装底座通过设置于安装通孔内的螺栓固定于旋转箱动力输出端底座。

进一步的，所述连接杆连接所述第一旋转轴连接端，所述第二旋转轴连接端通过肋板连接于第一旋转轴连接端，所述的第一旋转轴连接端和第二旋转轴连接端互相平行。

进一步的，所述液压控制回路包括油箱、过滤器、液压泵、电磁换向阀、运油管路和溢流阀，油箱、过滤器、液压泵、电磁换向阀和溢流阀设置于取苗机械手外部，运油管路连通电磁换向阀和取苗机械手。

进一步的，所述运油管路固定在旋转腔体上，并经由运油管路安装出口连接于液压缸。

进一步的，所述旋转腔体呈中空的长方体状，旋转动力输出端设置于所述旋转腔体的外侧壁，所述旋转动力输出端上还分别连接所述移栽臂装置。

进一步的，所述动力输出装置为齿轮传动输出装置、带传动输出装置或链传动输出装置中的一种，所述动力输出装置还连接电机。

进一步的，所述第一旋转轴连接端与第二旋转轴连接端外形为正六棱柱，在六棱柱的中心设有通孔，通孔内安装有轴承，再通过轴承分别连接有夹爪固定支座旋转轴。

进一步的，所述液压缸的推杆为柔性杆。

本实用新型相比现有技术的有益效果为：

1、本实用新型的旋转式液压取苗机械手，该机构结构紧凑，能够实现移栽机上双夹爪装置同时进行取苗动作，提高移栽机的自动化程度和工作效率；

2、本实用新型通过液压装置来控制机械手夹爪的开合，打开与闭合的量可控，可以适用于不同规格的育苗盘移栽，且操作简单，便于实现自动化；

3、液压装置使夹爪装置的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击，且其反应速度快，可实现频繁换向，实现夹爪的夹苗与投苗，避免通过机械结构来控制夹爪开合时的冲击应力；

4、液压缸的推杆是柔性杆，在两个套筒不对中时夹爪打开闭合不顺畅，通过推杆的柔性来克服，同时也保证了在推杆推出与收回时不会过分弯曲变形。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型旋转装置的结构示意图；

图3为本实用新型旋转装置的内部结构示意图；

图4为本实用新型移栽臂的结构示意图；

图5为本实用新型液压控制回路；

图6为本实用新型与移栽机滑槽装配的结构示意图。

其中，图中各标号为：1、旋转装置；2、旋转箱动力输出端；201、旋转箱动力输出端轴；202、旋转箱动力输出端底座；3、主架；301、轴接筒；302、第一旋转轴连接端；303、第二旋转轴连接端；304、主架安装底座；305、安装通孔；4、液压缸套筒；5、夹爪固定支座；501、夹爪固定支座挡板；6、夹爪垫片；7、夹爪固定支座旋转轴；8、弹簧；9、夹爪；10、旋转箱动力输入端；11、导电液注入口；12、液压泵控制开关腔；13、第一电极；14、第二电极；15、第二电极；16、油箱；17、过滤器；18、液压泵；19、电磁换向阀；20、运油管路；21、液压缸；22、溢流阀；23、动力输入轴；24、蔬菜苗；25、移栽机滑槽总成；26、苗盘；27、槽轮、28运油管路安装出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图6为取苗机械手与移栽机滑槽装配示意图。其包括旋转装置、动力输入轴23、移栽臂装置、苗盘26、移栽机滑槽总成25。所示的移栽机滑槽总成25安装在移栽机牵引机械上，滑槽通过皮带将滑槽中的苗盘26运送到移栽臂装置处，其中移栽机滑槽总成25传动机构中的主动轮通过槽轮27机构间歇的将苗盘26往下送，直到移栽臂装置将处于本身下方的一行苗移栽完毕后，滑槽继续下滑。在移栽臂装置工作时，处于滑槽面上的顶杆机构通过苗盘26下方的孔将蔬菜苗26顶起一定高度，移栽臂装置在旋转装置的带动下，夹起顶起的菜苗26，然后继续以圆周运动方式运动到移栽机的吊杯上方投苗，吊杯下降，当吊杯运动到接近地面的吊杯推杆时，吊杯下端开口被推杆打开，吊杯中的蔬菜苗受重力作用竖直落到地里，然后覆土装置将蔬菜苗的基质覆土并平整土壤，最终完成移栽，此外，移栽机滑槽总成25、移栽臂装置和旋转装置可同等设置两排或多排，提高移栽机的自动化程度和工作效率。

图1为本实用新型的整体结构示意图，图2为本实用新型的旋转装置结构示意图，图3为本实用新型的旋转装置内部结构示意图。其中包括旋转腔体1、导电液注入孔11、电极、旋转箱动力输入端10、运油管路安装出口28、旋转箱动力输出端2和液压泵控制开关腔12，其中箱体大致呈长方体状，其中箱体由左、右旋转箱盖组成，旋转箱动力输入端10固定在左旋转箱的中心，旋转箱动力输入端10通过轴与牵引机械动力源或者电机，如液压马达相连，使得旋转箱旋转。在旋转箱的对角处设置有液压泵控制开关腔12，空腔内设置有三个电极，分别为第一电极13、第二电极14和第三电极15。腔内还需加入适量导电液实现导电，其中导电液从液压泵控制开关腔12上的导电液注入口11注入，当导电液覆盖任何两个电极，都能给液压泵供电，当导电液覆盖一个或者三个电极，都无法给液压泵18供电。这样通过导电液在重力作用下，液面始终处于水平面的特性，通过相对运动不难分析出旋转箱相对于导电液旋转，导电液就相对的在腔中流动，电解液流动到不同位置，覆盖的电极个数也不尽相同，从而使得液压泵间歇供油。液压泵的间歇供油使得移栽臂装置中的夹爪间歇张开、闭合，实现取苗、投苗动作。图4为本实用新型的移栽臂装置结构示意图。当移栽臂装置在旋转箱的带动下做顺时针的圆周运动，夹爪9运动到育苗盘26上方时，此时导电液覆盖第一电极13和第二电极14，液压泵18泵油，使夹爪9夹苗，夹爪9夹苗的同时，旋转装置继续转动，运动到吊杯下方时，液压系统中的电磁换向阀19换向，夹爪9松开投苗，投苗完毕后，旋转装置仍然继续转动，此时，液压泵开关控制腔12中的导电液只覆盖第一电极13，液压泵18停止泵油。旋转装置中的运油管路安装出口28固定在旋转箱的右旋转箱盖上，为移栽臂装置中的液压缸21供油。

移栽臂装置中包括主架3、夹爪固定支座旋转轴7、夹爪固定支座5、弹簧8、液压缸套筒4和夹爪垫片6。主架3中的第一阶梯孔套入旋转装置中的旋转箱动力输出端轴201，主架3的安装底座304平面与旋转箱动力输出端底座202平面重合，两联接面通过螺栓套入其本身的安装通孔305中联接；轴接筒301为圆筒状的连接筒，两端分别连接旋转箱动力输出端轴201和液压缸21，主架3的轴接筒301中的第二阶梯孔与安装在夹爪固定支座上的液压缸套筒4同轴心，且两圆端面相隔一段距离，使其恰好嵌入一个小型液压缸21，在夹爪9的相向、相离运动中，由于夹爪9、夹爪固定支座5、液压缸套筒4固定在一起，且一起绕夹爪固定支座旋转轴7与第一旋转轴连接端302和第二旋转轴连接端303所构成的铰链做圆弧运动，在做圆弧运动的过程中，两夹爪9不再平行，两夹爪9形成一定角度，同样与夹爪9固定在一起的液压缸套筒4的中轴线与轴接筒301的中轴线将会错开成一定夹角，液压缸21的两安装筒液压缸套筒4、轴接筒301两者不对中，液压缸21的推杆为小变形的柔性杆；在主架3上的第一旋转轴连接端302和第二旋转轴连接端303通过连接杆连于轴接筒301上，这两个旋转轴连接端中设有通孔，其通孔的中轴线与夹爪9垂直，在第一旋转轴连接端302和第二旋转轴连接端303中的通孔与夹爪固定支座5之间通过夹爪固定支座旋转轴7连接，其外观大致呈“7”形直角弯轴，夹爪固定支座旋转轴7的一端插入第一旋转轴连接端302和第二旋转轴连接端303的通孔中，中间靠滚动轴承连接，另一端与夹爪9平行固定在夹爪固定支座5端面上，夹爪固定支座5设置为两个，且两个端面相互平行，分别可与两个旋转轴连接端通过旋转轴7连接；两夹爪固定支座5相向的两端面的靠上端安装有弹簧8，弹簧8与液压缸21共同作用，使夹爪固定支座5有两个支点，使移栽臂装置夹苗更加平稳；两夹爪固定支座5相离的端面通过垫片6与夹爪固定支座挡板501共同连接夹爪9，使夹爪9位置限定，能够随夹爪固定支座5一起运动，有助于夹苗。

在旋转装置的转动下，移栽臂装置也跟着转动，在转动的过程中，旋转装置中的液压泵控制开关腔12中的导电液在不断流动，根据覆盖的电极个数不同来实现对液压泵18的间歇供油，使得液压缸21间歇推出，与移栽的频率相对应。当导电液覆盖两个电极时，液压泵18泵油，液压缸21的推杆出，使得液压缸套筒4与轴接筒301相离，两圆筒相离运动，分别给两个夹爪固定支座5一个垂直于支座面向外的力，该力对应夹爪固定支座旋转轴7与第一旋转轴连接端302或第二旋转轴连接端303配合形成的支点产生一个力矩，使得夹爪固定支座旋转轴7绕支点向外侧转动，即移栽臂装置的夹爪9夹紧；当电磁换向阀19换向时，液压缸21的推杆收回，与使得液压缸套筒4与轴接筒301相靠近，两圆筒相向运动，分别给两个夹爪固定支座5一个垂直于支座面向里的力，该力对应夹爪固定支座旋转轴7与第一旋转轴连接端302或第二旋转轴连接端303配合形成的支点产生一个力矩，使得旋转轴7绕支点向内侧转动，即移栽臂装置的夹爪9打开。

图5为液压控制回路，包括油箱16、过滤器17、液压泵18、电磁换向阀19、液压缸21、溢流阀22及运油管路20组成。液压控制开关的闭合与断开都仅仅是控制液压缸21的推杆的推出，实现机械夹爪的取苗，无法实现机械夹爪的投苗，因此所述的电磁换向阀19将运油管路20换向，在液压泵18间歇泵油期间，当夹爪9取到蔬菜苗24后这一节点电磁阀换向，管路运油方向改变，液压缸21的推杆收回，夹爪松开。假设在液压泵18供油的时间为T，非供油时间为t，电磁换向阀19换向要发生在时间T内。夹苗时间为2T/3，取苗时间为T/3，向电磁换向阀19输入一个时间为2T/3的正向电压，t+T/3的反向电压的方波电压。其中正向电压使得液压系统能够控制液压缸21推杆推出，反向电压能够控制液压缸21推杆收回。

油箱16、过滤器17、液压泵18、溢流阀22、电磁换向阀19及部分运油管路20均安装在蔬菜移栽机的牵引机械上；液压缸21安装在移栽臂装置轴接筒301与液压缸套筒4中，部分运油管路20通过旋转装置。其中给电磁换向阀19通入交变矩形波电信号，其变换周期与移栽周期相对应。当移栽机构不工作时或者刚开始工作，移栽臂装置的夹爪9刚要到达苗盘26上方时，此时液压泵18对应处于两种状态，即液压泵18不泵油和液压泵18泵油，电磁换向阀19处于中位，当液压泵18泵油时，液压油无法通过电磁换向阀19，则液压油向溢流阀22流动，顶开溢流阀22流回油箱16。当移栽臂装置移动到苗盘26上方时电磁阀19换向处于左位，液压油流过换向阀19，流入液压缸21左腔，左腔压强大于右腔压强，右腔的液压油流入油箱16，液压缸21的推杆推出。当移栽臂装置运动到吊杯上方时，电磁换向阀19换向，处于右位，此时液压泵18泵出的液压油流入液压缸21右腔，右腔压强大于左腔压强，左腔的液压油流入油箱16，液压缸21的推杆收回。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种旋转式液压取苗机械手，包括动力输出装置、旋转装置、液压装置、移栽臂装置和夹爪装置，动力输出装置通过动力输入轴连接旋转装置，其特征在于：所述旋转装置包括旋转腔体、设置于旋转腔体上的旋转动力输出端和液压泵控制开关腔，所述旋转动力输出端包括旋转箱动力输出端轴和旋转箱动力输出端底座，所述液压泵控制开关腔包括电极和导电液，所述电极设置于液压泵控制开关腔内，电极包括第一电极、第二电极和第三电极，所述导电液经液压泵控制开关腔一端的导电液注入口注入于液压泵控制开关腔；所述液压泵控制开关腔连接有液压装置，所述液压装置包括液压控制回路和连接于液压控制回路的液压缸；所述旋转腔体上还预留供运油管路通过的运油管路安装出口；所述旋转动力输出端连接移栽臂装置；

所述移栽臂装置包括主架、夹爪固定支座旋转轴和液压缸套筒，所述主架包括轴接筒、主架安装底座和连接杆，所述轴接筒为圆筒状，轴接筒两端的内壁分别设有第一阶梯孔和第二阶梯孔，所述第一阶梯孔端部还设有主架安装底座，第一阶梯孔连接旋转箱动力输出端轴，所述第二阶梯孔内设有液压缸，所述连接杆沿轴接筒径向设置，所述连接杆的一端还连接有第一旋转轴连接端和第二旋转轴连接端；所述第一旋转轴连接端和第二旋转轴连接端还分别连有夹爪固定支座旋转轴；所述夹爪固定支座旋转轴设置为两个，两夹爪固定支座旋转轴的一端分别连接夹爪装置；

所述夹爪装置包括对称设置在两夹爪固定支座上的两组夹爪装置和连接两组夹爪装置的弹簧，所述的夹爪装置间预留夹苗间隙，两夹爪装置通过弹簧，每组夹爪装置均包括夹爪固定支座、夹爪、夹爪垫片，所述夹爪固定支座设置于夹爪固定支座旋转轴的一端，夹爪固定支座的一侧固定连接有夹爪，另一侧连接有液压缸套筒，所述液压缸套筒还连接所述液压泵；所述夹爪固定支座还连接弹簧，所述垫片设置于所述夹爪和所述夹爪固定支座之间。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述液压泵控制开关腔设置于所述旋转腔体的侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述主架安装底座上设有安装通孔，主架安装底座通过设置于安装通孔内的螺栓固定于旋转箱动力输出端底座。

4.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述连接杆连接所述第一旋转轴连接端，所述第二旋转轴连接端通过肋板连接于第一旋转轴连接端，所述的第一旋转轴连接端和第二旋转轴连接端互相平行。

5.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述液压控制回路包括油箱、过滤器、液压泵、电磁换向阀、运油管路和溢流阀，油箱、过滤器、液压泵、电磁换向阀和溢流阀设置于取苗机械手外部，运油管路连通电磁换向阀和取苗机械手。

6.根据权利要求1或5所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述运油管路固定在旋转腔体上，并经由运油管路安装出口连接于液压缸。

7.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述旋转腔体呈中空的长方体状，旋转动力输出端设置于所述旋转腔体的外侧壁，所述旋转动力输出端上还分别连接所述移栽臂装置。

8.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述动力输出装置为齿轮传动输出装置、带传动输出装置或链传动输出装置中的一种，所述动力输出装置还连接电机。

9.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述第一旋转轴连接端与第二旋转轴连接端外形为正六棱柱，在六棱柱的中心设有通孔，通孔内安装有轴承，再通过轴承分别连接有夹爪固定支座旋转轴。

10.根据权利要求1所述的一种旋转式液压取苗机械手，其特征在于：所述液压缸的推杆为柔性杆。