CN212677961U - 一种针刺采胶机器人 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一种针刺采胶机器人，属于机械采胶技术领域，包括升降机构、树围检测器、关节旋转器、回转臂、回转传动机构、深度控制机构、针钻采胶器、针扎采胶器等结构，由升降机构控制竖向位移，由回转传动机构控制周向位移，由深度控制机构控制径向位移，使得三者的位移控制相对独立，从而方便于采胶孔位置的精确控制，也保证了采胶孔深度只达到砂皮内层、黄皮层能够出胶即可，而不伤害到水囊皮，避免了对树皮的输导系统造成损伤，避免橡胶树死皮停割；采用针钻或者针扎的方式在橡胶树的树株上开设采胶孔，实现针刺采胶农艺的自动化；降低采胶作业对橡胶树损伤，而且不会受取胶位置的约束，降低了橡胶树中断产胶、质量下降、寿命降低等风险。

Description

一种针刺采胶机器人

技术领域

本实用新型涉及一种针刺采胶机器人，属于机械采胶技术领域。

背景技术

天然橡胶是从橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物，是国家重要战略物资；天然橡胶因其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，日常生活中、交通运输、工业、农业、航工航天等领域都具有广泛用途。

现有的橡胶采集仍然是通过人工使用传统割胶刀（如公开号CN205213638U公开的装置）割胶采集，在橡胶树上切割出螺旋形的割胶线，利用胶杯收集割胶线流出的橡胶。但目前，天胶价格持续低迷，胶工收入低，导致胶工大量流失。同时由于割胶作业黑白颠倒，环境恶劣，技术要求高，劳动强度大，传统胶刀培训时间长、难学会，割不好等因素导致年青人更不愿割胶，加剧了胶工老龄化。另一方面人工割胶的方式容易对橡胶树造成较大的创伤，在其持续的割胶死皮处容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，因而影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断。以上种种原因，形成了现今胶工严重缺乏的局面，导致至少60%的胶园被弃割。

近几年，行业内也在不断探索自动化割胶工具以解决目前采胶的困境，但由于割胶作业的特殊性，旧胶线割缠绕机器，机械切割碎屑污染胶水，无法阴刀割胶等等技术问题始终无法解决，这导致采胶机械化是世界性难题，过去40年关键技术研究一直未突破。诸如公开号CN110558198A、CN108243896A、CN210298832U等现有技术公开的方案，都无法解决上述问题，尤其是切割碎屑污染胶水这一技术难题，机械化的割胶刀始终难以满足采胶技术指标要求。

而申请人研发的手持往复式割胶设备（公开号CN208480406U、CN208480405U等）虽然解决上了上述技术问题，但始终是需要人工持握，依然无法解决胶工短缺、胶园弃割的问题。

现有技术的全自动采胶设备，诸如公开号CN110720374A、CN110696008A的割胶设备基本是以“一机一树”的对应关系构思的，以上构思看似解决了问题，但在实际中根本无法得到实现，原因在于：规范的胶园每亩橡胶树种植33株，民营胶园通常超规范种植可达每亩50~60株左右，一般胶园面积在百亩，最小的也有20亩，国内三大植胶区共有胶园面积1700万亩。通过以上数据可以发现，“一机一树”对设备需求量大到惊人，架设、维护成本远高于胶园收益，看似美好确无法解决问题。另一方面，“一机一树”的设备沉重，且割线位置固定，其持续的割胶死皮处依然容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断，这也是由方案本身性质所带来无法避免的技术问题。

目前，在割胶行业中，逐步转换观念，采用智能机器人的方案，诸如公开号CN110558196A、CN110122256A、CN109328973A公开的割胶机器人，运用了视觉伺服、多传感器一体的组合导航、无线充电等技术；通过履带、轨道位移等方案实现胶林间自主割胶，但除了智能机器人目前普遍存在的精度和控制等方面的原因外，胶园林地的地面环境复杂，为增加土地利用率通常配套种植林下经济作物，超规种植也会导致树木间距狭窄，同时地面还会设置排水沟、排水坡等，林下地形复杂，给予机器人行走空间狭窄，机器人难以在胶园中实现自由行走，而地面轨道式的设计，同样存在以上问题导致轨道铺设难度大，落叶等容易卡轨，难易维护。

因此，在目前产业中缺少一种能够真正实现去人工，适合胶园实际情况，可实现采胶自动化、低成本、易维护的采胶机器人。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种能够在任意一颗橡胶树实现自动化针刺采胶的技术方案。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型公开一种针刺采胶机器人，包括：

升降机构；

关节旋转器，设置在所述升降机构上由其控制升降动作；

回转臂，设置在所述关节旋转器上且随其升降，所述回转臂呈圆弧型并由所述关节旋转器控制以半环抱树株的一侧；

回转传动机构，设置在回转臂上且能沿该回转臂移动；

深度控制机构，设置在回转传动机构上；

采胶器，设置于深度控制机构上并用于在树株上开设采胶孔；

所述采胶器沿树株的竖向、周向和径向的移动分别由所述升降机构、所述回转传动机构和所述深度控制机构控制。

优选的，所述采胶器为针扎采胶器，包括设置于所述深度控制机构上的针扎基座、用于对树株径向扎孔的导柱、设置于所述导柱上的蓄能弹簧、设置在所述导柱上并使所述蓄能弹簧后移蓄能的齿条部、与齿条部啮合的扇形齿轮和驱动扇形齿轮转动的针扎电机。

优选的，在针扎基座上设置有与所述扇形齿轮同轴连接的减速齿轮、与针扎电机转轴同轴连接的动力齿轮、分别与所述动力齿轮和所述减速齿轮啮合的传动齿轮、前导柱台和后导柱台；所述传动齿轮为双层齿轮；所述导柱前端具有尖刺，所述蓄能弹簧释放时，前导柱台和后导柱台配合对导柱导向使其对树株扎孔。

优选的，采胶器为针钻采胶器，包括用于树株钻孔的钻头、能快速拆装不同直径钻头的快速夹头、与所述快速夹头连接并使钻头转动的钻孔电机和支撑所述钻孔电机的针钻基座；所述针钻基座固定在深度控制机构上并由其控制沿树株的径向移动。

优选的,关节旋转器包括旋转控制电机、由所述旋转控制电机控制转动的旋转台及固定所述旋转控制电机并能随行走机构移动的固定板；所述回转臂呈圆弧型并固定在所述旋转台上，该回转臂与所述旋转台同步转动。

优选的,回转臂包括弧形导轨部和带齿环轨部，弧形导轨部重叠于带齿环轨部上方；所述回转传动机构包括与深度控制机构连接的回转台、配合夹持所述弧形导轨部并支撑于回转台下方的多个导向滚轮、与所述带齿环轨部啮合的导向齿轮以及驱动导向齿轮以使回转台沿回转臂移动的回转电机。

优选的,深度控制机构包括设置于回转台上并与所述回转臂的径向平行的径向滑轨、与所述径向滑轨滑动配合的径向滑块、固定在所述径向滑块上并与采胶器连接的丝杆螺母、配合驱动所述丝杆螺母移动的丝杆、驱动所述丝杆转动的深度控制电机；深度控制电机通过后支撑板与回转台固定连接。

优选的,所述升降机构包括第一直线驱动模组、连接板和第二直线驱动模组，所述第一直线驱动模组通过连接板连接所述第二直线驱动模组并其控制升降；所述第二直线驱动模组连接关节旋转器并控制其升降；在所述第一直线驱动模组和第二直线驱动模组上分别设置有可配合滑动的竖向导轨和导轨滑座。

优选的,回转臂呈半圆环状在回转上设置有树围检测器，所述树围检测器包括第一距离传感器、第二距离传感器和后台控制器，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器对向布置并用于检测树株直径，所述后台控制器接收两距离传感器的检测数据、计算树围参数并控制采胶器的周向位移，以使树株周向上的相邻采胶孔的间距相同。

优选的,在采胶器上设置有距离检测器，所述后台控制器接收该距离检测器的检测数据并通过深度控制机构控制采胶器径向移动，以控制采胶器开设采胶孔的深度。

20世纪80年代农垦就进行针刺采胶结合电石刺激技术试验,海南省澄迈县红岗农场也进行了针刺采胶结合电石刺激试验；90年代针刺采胶也是各国的研究热潮，但由于此采胶方法不理想,后来全部改用胶刀割胶方法，本领域也不再认可针刺采胶；该方法弃用的原因是使用胶刀割胶法的橡胶树死皮停割率远远低于针刺采胶的橡胶树，针刺采胶对树皮的输导系统造成严重损伤,从而导致养分流通阻碍,局部树皮生理代谢异常,造成死皮；但本技术方案却克服了技术偏见，通过机械化精准控制钻孔深度，从而保证钻孔深度只达到砂皮内层、黄皮层能够出胶即可，而不伤害到水囊皮，从而避免了对树皮的输导系统造成损伤；事实上，人工胶刀割胶时，在不断切割树皮的过程中，也是逐步试探深度的过程，能够出水即停刀，但人工钻孔时，由于无法精准控制深度，往往会造成钻孔过深而破坏到水囊皮，因此才导致了橡胶树死皮停割。

本实用新型的有益效果为：

1、采胶器采用针钻或者针扎的方式在橡胶树的树株上开设采胶孔，有效克服旧胶线割缠绕机器，机械切割碎屑污染胶水，无法阴刀割胶等等技术问题，实现采胶农艺的自动化；同时克服了技术偏见，相较于现有割胶操作对橡胶树的损伤更小，只需要在树株上开5-8个采胶孔，不仅降低采胶作业对橡胶树损伤，而且不会受取胶位置的约束，能够全树围取胶，降低了橡胶树中断产胶、质量下降、寿命降低等风险；

2、本方案中，由升降机构控制竖向位移，由回转传动机构控制周向位移，由深度控制机构控制径向位移，使得三者的位移控制相对独立，从而方便于采胶孔位置的精确控制，也保证了采胶孔深度只达到砂皮内层、黄皮层能够出胶即可，而不伤害到水囊皮，从而避免了对树皮的输导系统造成损伤，避免橡胶树死皮停割；

3、本方案中利用树围检测器检测树围和相对于回转臂的位置，利用树围检测器检测树株直径，所检测的数据由后台控制器换算后，获得树株直径、树株相对于回转臂的偏移量等数据，这些数据结合一些固定参数，比如：回转臂的弧度参数，能够对采胶器的位置和移动距离进行精确控制，能够使采胶孔的间距相同，从而实现精确控制每圈树围的孔数量，依据需要控制采胶量，这也是采用螺旋割胶采胶无法实现的；采用螺旋割胶采胶，当胶线割开后，由于胶线长度是固定，每个胶线无论出多少胶都只能被动接受，因此会出现采胶量过剩或不足的状况；但本技术方案，可以通过精确控制每圈的采胶孔数量，以达到控制出胶量的目的；另外，深度控制机构能够对采胶器的径向位置进行控制，以获得相应的采胶孔深度，使采胶孔深度实时可控，避免过深伤树，或过浅减产；

4、此外，本方案中的采胶机器人可以配合行走机构、行走轨道进行使用，利用行走轨道的悬空轨道式的结构设计，消除地形的影响，不妨碍林下经济作物种植，有效利用胶园中部空间，且能够适应超规范种植的胶园，当胶园面积增加时，也可随时扩增轨道从而实现对新栽橡胶树的采割，设备成本低，架设灵活，易维护，能够真正实现一机多树的采胶管理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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为自动针刺采胶设备在树株间的布置示例图；

图2为自动针刺采胶设备主要结构示例图；

图3为自动针刺采胶设备备到位状态图；

图4为自动化采胶固定架的细节示例图；

图5为图2中局部A的放大图；

图6为行走机构的示例图；

图7为另一种行走机构的示例图；

图8为升降机构的细节示例图；

图9为图2中局部B的放大图；

图10为关节旋转器转动状态示例图；

图11为回转臂的细节结构图；

图12为回转传动机构、深度控制机构、针钻采胶器的结构图；

图13为针钻采胶器及深度控制机构细节结构图；

图14为回转传动机构配合回转臂的细节结构图；

图15为针扎采胶器的安装结构图；

图16为针扎采胶器的细节结构图；

图17为针扎采胶器的细节结构另一角度视图；

图18为导流胶圈、收集胶碗和胶碗支架使用状态图。

附图标记：1-橡胶树，2-行走轨道，3-固定架，301-上固定支架，302-支撑杆，303-下固定支架，304-顶紧螺柱，4-行走机构，401-连接座，402-齿轮座，403-行走电机，404-第一驱动齿轮，405-第一从动轮，406-横向导轮，407-竖向导轮，408-第一行走滚轮，409-第二驱动齿轮，4010-第二从动轮，4011-第二行走滚轮，5-到位检测器，501-位置传感器，502-位置触发器，6-升降机构，601-第一直线驱动模组，602-连接板，603-第二直线驱动模组，604-第一升降臂杆，605-第二升降臂杆，606-竖向导轨，607-导轨滑座，608-第一驱动电机，609-第二驱动电机，610-罩体，7-树围检测器，701-第一距离传感器，702-第二距离传感器，703-传感器座，8-关节旋转器，801-旋转控制电机，802-固定板，803-旋转联轴器，804-旋转台，9-回转臂，901-弧形导轨部，902-带齿环轨部，903-脊状部，10-回转传动机构，1001-回转电机，1002-连接台，1003-回转台，1004-导向齿轮，1005-滚轮连接柱，1006-导向滚轮，11-深度控制机构，1101-深度控制电机，1102-连接器，1103-丝杆，1104-径向滑块，1105-丝杆螺母，1106-前支撑板,1107-径向滑轨，1108-后支撑板，12-针钻采胶器，1201-钻孔电机，1202-电机支架，1203-针钻联轴器，1204-钻头，1205-快速夹头，1206-针钻基座，13-距离检测器，14-针扎采胶器，1401-针扎电机，1402-针扎基座，1403-减速齿轮，1404-扇形齿轮，1405-前导柱台，1406-导柱，1407-蓄能弹簧，1408-后导柱台，1409-齿条部，1410-动力齿轮，1411-传动齿轮，1412-壳体，15-导流胶圈，16-收集胶碗，17-胶碗支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

如附图所示，本实用新型的一种自动针刺采胶设备，包括悬空轨道机构、行走机构4、到位检测器5、升降机构6、树围检测器7、关节旋转器8、回转臂9、回转传动机构10、深度控制机构11、针钻采胶器12、距离检测器13、导流胶圈15、收集胶碗16、胶碗支架17等结构。

如图1所示，所述悬空轨道机构包括固定架3和行走轨道2，所述固定架3环抱固定于橡胶树的树干部分，所述行走轨道2与固定架3固定连接并悬空，行走轨道2连接多颗橡胶树；行走轨道2可以首尾连接呈环形，也可以呈其他形状，具体视橡胶树林的树株分布而定；本方案中仅仅公开了环形的行走轨道2结构。

如图4所示，所述的固定架3包括上固定支架301、支撑杆302、下固定支架303、顶紧螺柱304等部件，上固定支架301和下固定支架303均呈环状，上固定支架301和下固定支架303环抱于橡胶树的树干处，多个支撑杆302竖向连接在上固定支架301与下固定支架303之间，若干顶紧螺柱304沿上固定支架301的周向布置，顶紧螺柱304与上固定支架301配合且可沿着上固定支架301的径向伸缩以顶紧树干，从而使固定架3固定到橡胶树的树干处。

所述行走轨道2固定在固定架3一侧，且该行走轨道2的呈工字型或者倒T字形。

所述到位检测器5包括位置传感器501和位置触发器502，位置传感器501被设置在行走机构4上，位置触发器502被设置在各个树株处的固定架3上或行走轨道2上；当位置传感器501随行走机构4到达该树株处被位置触发器502触发位置信号后，行走机构4停止行进。

如图6所示，该行走机构4为单轮驱动结构，包括连接座401、齿轮座402、行走电机403、第一驱动齿轮404、第一从动轮405、横向导轮406、竖向导轮407、第一行走滚轮408等部件；所述连接座401呈U字型，在连接座401内侧的左边设置了两组竖向导轮407、右边设置了一组个竖向导轮407和一个竖向导轮407与第一行走滚轮408的组合，三组竖向导轮407上下布置，行走轨道2下部横向部分被夹持于同组的两个竖向导轮407之间；第一行走滚轮408位于行走轨道2下部横向部分的上方并与一个竖向导轮407配合夹持行走轨道2；在连接座401上部两侧分别设置了横向导轮406，两个横向导轮406配合夹持行走轨道2的竖向部分；齿轮座402呈倒L型并连接在连接座401的右方外侧，第一驱动齿轮404被设置于齿轮座402与连接座401之间，行走电机403固定在齿轮座402上且该行走电机403的转轴与第一驱动齿轮404同轴连接，第一从动轮405与第一驱动齿轮404啮合并与第一行走滚轮408同轴连接；在，行走电机403驱动第一行走滚轮408转动时，行走机构4能够沿行走轨道2行进或后退。

如图7所示，所述行走机构4可以采用双轮驱动结构，该结构相比于图6的结构还包括第二驱动齿轮409、第二从动轮4010和第二行走滚轮4011，第二行走滚轮4011设置在设置在第一行走滚轮408的对侧，第二从动轮4010设置在连接座401的左侧并与第二行走滚轮4011同轴，第二驱动齿轮409与第二从动轮4010啮合并与第一驱动齿轮404同轴连接、同步转动；位于第二行走滚轮4011或者第一行走滚轮408下方的竖向导轮407可以距离连接座401一段距离，使连接座401同一侧的竖向导轮407不处于同一平面。

如图8所示，所述升降机构6包括第一直线驱动模组601、连接板602、第二直线驱动模组603、第一升降臂杆604、第二升降臂杆605、竖向导轨606、导轨滑座607、第一驱动电机608、第二驱动电机609、罩体等部件，第一驱动电机608和第一升降臂杆604属于第一直线驱动模组601的一部分，第一直线驱动模组601和第二直线驱动模组603可以直接通过市场购入，第一驱动电机608用于控制第一升降臂杆604的升降动作，连接板602固定在第一升降臂杆604的下端，第一直线驱动模组601固定在行走机构4的连接座401上，第二直线驱动模组603固定在连接板602上，在第一直线驱动模组601的壳体外侧固定有竖向导轨606，在第二直线驱动模组603壳体外侧固定有导轨滑座607，导轨滑座607可沿竖向导轨606上下滑动，第二驱动电机609可驱动第二升降臂杆605升降动作，关节旋转器8固定在第二升降臂下端并由第二直线驱动模组603和第二直线驱动模组603共同控制升降动作；在第一直线驱动模组601、第二直线驱动模组603外设置有罩体，该罩体同时罩于行走机构4外。

如图9、10所示，所述关节旋转器8包括有旋转控制电机801、固定板802、旋转联轴器803和旋转台804，旋转控制电机801固定于固定板802下部，固定板802与第二直线驱动模组603的第二升降臂杆605连接，在固定板802上方设置有旋转台804，该旋转台804用于连接回转臂9，旋转台804的底部通过旋转联轴器803连接旋转控制电机801的转轴；旋转控制电机801通过旋转台804带动回转臂9水平方向转动。

如图11所示，所述回转臂9呈半圆弧形并包括弧形导轨部901和带齿环轨部902，带齿环轨部902设置于弧形导轨部901下部，在带齿环轨部902的弧形外侧设置有若干齿结构，弧形导轨部901的内外两侧分别具有呈脊状部903。

如图12所示，所述距离检测器13被固定到电机支架1202的上方，并用于检测回转传动机构10与树表皮的距离；在回转臂9上设置有树围检测器7，该树围检测器7包括了第一距离传感器701、第二距离传感器702、传感器座703等部件，第一距离传感器701、第二距离传感器702相对布置并分别通过传感器座703固定在回转臂9的两端，第一距离传感器701和第二距离传感器702处于同一直线上，并用于检测橡胶树的树干直径，通过测量的树干直径换算树干的树围。

如图13、14所示，所示回转传动机构10包括回转电机1001、连接台1002、回转台1003、导向齿轮1004、滚轮连接柱1005、导向滚轮1006等部件，所述回转电机1001固定在连接台1002下方；导向齿轮1004与回转电机1001的转轴连接并设置于连接台1002与回转台1003连接，该导向齿轮1004与回转臂9的带齿环轨部902啮合；连接台1002固定连接在回转台1003的下方；在回转台1003的下方还设置有四个导向滚轮1006，各导向滚轮1006分别通过一滚轮连接柱1005与回转台1003连接，各个导向滚轮1006的周向中部设置有凹槽，该凹槽与弧形导轨部901的脊状部903契合，在弧形导轨部901的内外两侧分别设置有对应的导向滚轮1006从而夹紧回转臂9；回转电机1001转动时可驱动回转台1003沿回转臂9移动。

如图12、13所示，在回转台1003的上方设置有深度控制机构11，所述深度控制机构11包括深度控制电机1101、连接器1102、丝杆1103、径向滑块1104、丝杆螺母1105、后支撑板1108、径向滑轨1107和前支撑板1106，后支撑板1108和前支撑板1106相互平行并竖向连接在回转台1003上，前支撑板1106与后支撑板1108之间设置径向滑轨1107，径向滑轨1107沿回转臂9的径向布置，径向滑轨1107上设置了与之配合滑动的径向滑块1104，丝杆螺母1105固定在该径向滑块1104上，丝杆1103设置在丝杆螺母1105的中部并与其配合，丝杆1103的前端与前支撑板可转动地连接、后端通过连接器1102连接深度控制电机1101的转轴，该深度控制电机1101固定在后支撑板1108；深度控制电机1101转动时，丝杆1103带动丝杆螺母1105沿回转臂9的径向移动。

如图13所示，在丝杆螺母1105上设置有随其移动的针钻采胶器12，该针钻采胶器12包括钻孔电机1201、电机支架1202、针钻联轴器1203、钻头、快速夹头1205、针钻基座1206等部件；其中针钻基座1206呈L型，针钻基座1206的下部与丝杆螺母1105固定连接、上部连接电机支架1202，钻孔电机1201固定在电机支架1202上，钻孔电机1201的转轴通过针钻联轴器1203连接一轴杆，轴杆的另一端穿过针钻基座1206后连接有快速夹头1205，该快速夹头1205用于连接钻头，该针钻采胶器12由深度控制机构11控制沿回转臂9的径向移动，从而对橡胶树的树干部位打孔。

如图14、15所示，所述丝杆螺母1105上也可以设置随其移动的针扎采胶器14，该针扎采胶器14具有针扎电机1401、针扎基座1402、减速齿轮1403、扇形齿轮1404、前导柱台1405、导柱1406、蓄能弹簧1407、后导柱台1408、齿条部1409、动力齿轮1410、传动齿轮1411等部件，其中，针扎基座1402的下侧固定在丝杆螺母1105上，前导柱台1405和后导柱台1408分别设置在该针扎基座1402，导柱1406的前段和后端分别穿过前导柱台1405和后导柱1406且且可轴向移动，在导柱1406的中部设置了齿条部1409和蓄能弹簧1407，蓄能弹簧1407抵于齿条部1409和后导柱台1408之间，扇形齿轮1404和减速齿轮1403同轴并可转动地设置在针扎基座1402上，针扎电机1401固定在针扎基座1402上并连接动力齿轮1410，针扎基座1402还设置了传动齿轮1411，传动齿轮1411为双层齿轮并分别与动力齿轮1410、减速齿轮1403啮合，针扎电机1401启动后可带动扇形齿轮1404转动，扇形齿轮1404与齿条部1409啮合并推动导柱1406后移，当扇形齿轮1404的轮齿与齿条部1409脱离的时候，蓄能弹簧1407释放其弹性势能使导柱1406的前段向橡胶树的树干扎孔；壳体将针扎采胶器14罩于其内。

如图18所示，导流胶圈15、收集胶碗16、胶碗支架17等部件设置在回转臂9的下方，导流胶圈15环抱在树干上，导流胶圈15上具有环状的槽，导流胶圈15的底部设置有胶舌，橡胶液经该胶舌流入到其下方的收集胶碗16中，该收集胶碗16通过胶碗支架17固定。

本自动针刺采胶设备在工作的时候，行走机构4沿行走轨道2行进，当到位检测器5被触发后，行走机构4停止；升降机构6伸缩动作，使回转臂9到达设定的高度，关节旋转器8带动回转臂9转动并侧向环抱橡胶树，通过到位检测器5的位置调整，使得树围检测器7的传感器能够检测到树株的直径，然后将相应数据发送到后台控制器，从而换算获得树株的树围数据，回转传动机构10带动针钻采胶器12/针扎采胶器14到达指定位置开设采胶孔，距离检测器13检测其与树株表皮的距离从而由深度控制机构11控制针钻采胶器12或针扎采胶器14的给进深度；其中，针钻采胶器12需由深度控制机构11控制其打孔深度；树围检测器7和距离检测器13所检测的数据经后台控制器换算后，控制回转传动机构10的移动距离，进而保证同一橡胶树的周向上的相邻采胶孔的距离相同，而竖向上的相邻采胶孔的距离由升降机构6控制；同一树株上往往开设多个采胶孔，采胶孔流出的橡胶液依次流入导流胶圈15和收集胶碗16中。

上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种针刺采胶机器人，其特征在于,包括：

升降机构(6)；

关节旋转器(8)，设置在所述升降机构(6)上由其控制升降动作；

回转臂(9)，设置在所述关节旋转器(8)上且随其升降，所述回转臂(9)呈圆弧型并由所述关节旋转器(8)控制以半环抱树株的一侧；

回转传动机构(10)，设置在回转臂(9)上且能沿该回转臂(9)移动；

深度控制机构(11)，设置在回转传动机构(10)上；

采胶器，设置于深度控制机构上并用于在树株上开设采胶孔；

所述采胶器沿树株的竖向、周向和径向的移动分别由所述升降机构(6)、所述回转传动机构(10)和所述深度控制机构(11)控制。

2.如权利要求1所述的针刺采胶机器人，其特征在于，所述采胶器为针扎采胶器(14)，包括设置于所述深度控制机构(11)上的针扎基座(1402)、用于对树株径向扎孔的导柱(1406)、设置于所述导柱(1406)上的蓄能弹簧(1407)、设置在所述导柱(1406)上并使所述蓄能弹簧(1407)后移蓄能的齿条部(1409)、与齿条部(1409)啮合的扇形齿轮(1404)和驱动扇形齿轮(1404)转动的针扎电机(1401)。

3.如权利要求2所述的针刺采胶机器人，其特征在于，在针扎基座(1402)上设置有与所述扇形齿轮(1404)同轴连接的减速齿轮(1403)、与针扎电机(1401)转轴同轴连接的动力齿轮(1410)、分别与所述动力齿轮(1410)和所述减速齿轮(1403)啮合的传动齿轮(1411)、前导柱台(1405)和后导柱台(1408)；所述传动齿轮(1411)为双层齿轮；所述导柱(1406)前端具有尖刺，所述蓄能弹簧(1407)释放时，前导柱台(1405)和后导柱台(1408)配合对导柱(1406)导向使其对树株扎孔。

4.如权利要求1所述的针刺采胶机器人，其特征在于，采胶器为针钻采胶器(12)，包括用于树株钻孔的钻头、能快速拆装不同直径钻头的快速夹头、与所述快速夹头连接并使钻头转动的钻孔电机(1201)和支撑所述钻孔电机(1201)的针钻基座(1206)；所述针钻基座(1206)固定在深度控制机构(11)上并由其控制沿树株的径向移动。

5.如权利要求1-4之一所述的针刺采胶机器人，其特征在于,关节旋转器(8)包括旋转控制电机(801)、由所述旋转控制电机(801)控制转动的旋转台(804)及固定所述旋转控制电机(801)并能随行走机构(4)移动的固定板(802)；所述回转臂(9)呈圆弧型并固定在所述旋转台(804)上，该回转臂(9)与所述旋转台(804)同步转动。

6.如权利要求1-4之一所述的针刺采胶机器人，其特征在于,回转臂(9)包括弧形导轨部(901)和带齿环轨部(902)，弧形导轨部(901)重叠于带齿环轨部(902)上方；所述回转传动机构(10)包括与深度控制机构(11)连接的回转台(1003)、配合夹持所述弧形导轨部(901)并支撑于回转台(1003)下方的多个导向滚轮(1006)、与所述带齿环轨部(902)啮合的导向齿轮(1004)以及驱动导向齿轮(1004)以使回转台(1003)沿回转臂(9)移动的回转电机(1001)。

7.如权利要求6所述的针刺采胶机器人，其特征在于,深度控制机构(11)包括设置于回转台(1003)上并与所述回转臂(9)的径向平行的径向滑轨(1107)、与所述径向滑轨(1107)滑动配合的径向滑块(1104)、固定在所述径向滑块(1104)上并与采胶器连接的丝杆螺母(1105)、配合驱动所述丝杆螺母移动的丝杆(1103)、驱动所述丝杆(1103)转动的深度控制电机(1101)；深度控制电机(1101)通过后支撑板(1108)与回转台(1003)固定连接。

8.如权利要求1-4之一所述的针刺采胶机器人，其特征在于,所述升降机构包括第一直线驱动模组(601)、连接板(602)和第二直线驱动模组(603)，所述第一直线驱动模组(601)通过连接板(602)连接所述第二直线驱动模组(603)并其控制升降；所述第二直线驱动模组(603)连接关节旋转器(8)并控制其升降；在所述第一直线驱动模组(601)和第二直线驱动模组(603)上分别设置有可配合滑动的竖向导轨(606)和导轨滑座(607)。

9.如权利要求1-4之一所述的针刺采胶机器人，其特征在于,回转臂呈半圆环状在回转上设置有树围检测器(7)，所述树围检测器(7)包括第一距离传感器(701)、第二距离传感器(702)和后台控制器，所述第一距离传感器(701)和所述第二距离传感器(702)对向布置并用于检测树株直径，所述后台控制器接收两距离传感器的检测数据、计算树围参数并控制采胶器的周向位移，以使树株周向上的相邻采胶孔的间距相同。

10.如权利要求9所述的针刺采胶机器人，其特征在于,在采胶器上设置有距离检测器(13)，所述后台控制器接收该距离检测器(13)的检测数据并通过深度控制机构控制采胶器径向移动，以控制采胶器开设采胶孔的深度。

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