CN214055306U

CN214055306U - 龙门架机械手及植物工厂自动化生产线

Info

Publication number: CN214055306U
Application number: CN202022471559.6U
Authority: CN
Inventors: 谢秋波; 孟祥宝; 罗海据; 黄志强; 陈艺; 高翔; 潘明; 刘红刚
Original assignee: GUANGZHOU JIANKUN NETWORK TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD; Guangdong Modern Agricultural Equipment Research Institute
Current assignee: GUANGZHOU JIANKUN NETWORK TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD; Guangdong Modern Agricultural Equipment Research Institute
Priority date: 2020-10-31
Filing date: 2020-10-31
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2030-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种龙门架机械手及植物工厂自动化生产线，其中，龙门架机械手包括龙门架、及固定安装于龙门架上的移动装置及机械手组件，所述机械手组件与所述移动装置相连，所述机械手组件包括第一驱动组件以及至少两个与所述第一驱动组件相连的机械手，两个所述机械手相对设置于所述第一驱动组件的两侧，所述第一驱动组件驱动两个所述机械手相向或相对移动，所述机械手包括机械臂及固定于所述机械臂底部的夹爪，所述夹爪至少包括两个上下相对设置的夹持部，所述夹持部为半圆弧形结构，两个所述夹爪的半圆弧形结构的凹面相对。本实用新型通过龙门架机械手实现植物工厂自动化生产线上植株的搬运，提高了搬运效率。

Description

龙门架机械手及植物工厂自动化生产线

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，更具体的说，是一种龙门架机械手及植物工厂自动化生产线。

背景技术

植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来。按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。

在现在的植物工厂中，一般通过人工手动将植株搬运至生长线上，人工搬运速度较慢，从而导致搬运效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种龙门架机械手及植物工厂自动化生产线，本实用新型通过龙门架机械手实现植物工厂自动化生产线上植株的搬运，提高了搬运效率。

其技术方案如下：

本实用新型在一实施例中公开了一种龙门架机械手，包括龙门架、及固定安装于龙门架上的移动装置及机械手组件，所述机械手组件与所述移动装置相连，所述机械手组件包括第一驱动组件以及至少两个与所述第一驱动组件相连的机械手，两个所述机械手相对设置于所述第一驱动组件的两侧，所述第一驱动组件驱动两个所述机械手相向或相对移动，所述机械手包括机械臂及固定于所述机械臂底部的夹爪，所述夹爪至少包括两个上下相对设置的夹持部，所述夹持部为半圆弧形结构，两个所述夹爪的半圆弧形结构的凹面相对。

所述夹爪还包括夹持固定板，两个所述夹持部分别与夹持固定板的上侧边及下侧边相连。

所述移动装置包括X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构，所述Y轴移动机构固定安装于所述龙门架上，所述X轴移动机构与所述Y轴移动机构相连，所述Z轴移动机构与所述X轴移动机构相连，所述机械手组件与所述Z轴移动机构相连。

所述Y轴移动机构包括两个相对设置的Y轴导轨、Y轴驱动组件及Y轴移动底板，所述Y轴移动底板通过滑块滑动设置于两个所述Y轴导轨上，所述Y轴驱动组件驱动所述Y轴移动底板在所述Y轴导轨上移动，所述X轴移动机构固定于所述Y轴移动底板上。

所述Y轴驱动组件包括Y轴驱动电机及Y轴驱动齿条，Y轴驱动齿条固定于任一Y轴导轨的一侧，所述Y轴驱动电机固定于所述Y轴移动底板上，所述Y轴驱动电机的驱动主轴上连接有Y轴驱动齿轮，所述Y轴驱动齿轮与所述Y轴驱动齿条相啮合。

所述X轴移动机构包括两个相对设置的X轴导轨、X轴驱动组件及X轴移动底板，所述X轴移动底板通过滑块滑动设置于两个所述X轴导轨上，所述X轴驱动组件驱动所述X轴移动底板在所述X轴导轨上移动，所述Z轴移动机构与所述X轴移动底板固定连接。

所述X轴驱动组件包括X轴驱动电机及X轴驱动齿条，X轴驱动齿条固定于任一X轴导轨的一侧，所述X轴驱动电机固定于所述X轴移动底板上，所述X轴驱动电机的驱动主轴上连接有X轴驱动齿轮，所述X轴驱动齿轮与所述X轴驱动齿条相啮合。

所述Z轴移动机构包括两个Z轴导轨、Z轴固定底板、Z轴驱动组件、Z轴滑动底板，所述Z轴固定底板与所述X轴驱动机构固定连接，所述Z轴驱动组件固定于所述Z轴固定底板上，两个Z轴导轨相对设置于所述Z轴固定底板上，所述Z轴滑动底板通过滑块滑动设置于两个Z轴导轨上，所述Z轴驱动组件与所述Z轴滑动底板相连。

所述Z轴驱动组件包括Z轴驱动电机及滚珠丝杆，所述Z轴驱动电机的驱动主轴与所述滚珠丝杆相连，所述滚珠丝杆的两端分别通过固定座固定于所述Z轴固定底板上，所述Z轴滑动底板与所述滚珠丝杆上的丝杆螺母固定连接。

本实用新型在另一实施例中还公开一种植物工厂自动化生产线，包括无菌培养室、幼苗输送线、成品输出线，以及位于无菌培养室的育苗区、成长区及如上述任一项所述的龙门架机械手，所述幼苗输送线及成品输出线的部分也位于所述无菌培养室内，所述幼苗输送线位于所述育苗区的一端，所述幼苗输送线上的植株通过龙门架机械手搬运至育苗区，所述育苗区的植株通过龙门架机械手搬运至成长区，所述成品输出线位于所述成长区的一端，所述成长区的植株通过龙门架机械手搬运至成品输出线上。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

1、本实用型新型的龙门架机械手包括龙门架、移动装置及机械手组件，机械手组件与移动装置相连，移动装置带动机械手组件在龙门架上移动，从而可通过机械手组件将幼苗输送线上输送的幼苗植株搬运至育苗区，还可通过机械手组件将育苗区的成苗植株搬运至成长区，还可通过机械手组件将成长区的成品植株搬运至成品输出线。机械手组件的机械臂包括两个夹爪，植株种植于定植篮内，当两个夹爪移动至定植篮的两侧边后，通过驱动两个夹爪相对移动抓取定植篮，然后带动其移动。当带动定植篮移动至指定位置后，通过驱动两个夹爪相向移动，从而松开定植篮。本实用新型通过机械手组件实现植株的搬运，相比于人工搬运，提高了搬运效率。

2、每一个夹爪包括两个夹持部，两个夹持部分别从定植篮的不同部位进行抓取，令抓取后的定植篮固定的更加牢固。夹持部为半圆弧形结构，两个夹爪的夹持部在抓取时，组成一整个圆形结构，该结构与定植篮的外形结构相匹配，令夹持部能更好的抓取定植篮。

附图说明

图1是本实用新型实施例的龙门架抓手的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的机械手组件的放大图；

图3是本实用新型实施例的机械手组件的另一放大图；

图4是本实用新型实施例的植物工厂自动化生产线的结构示意图；

附图标记说明：

10、龙门架；20、移动装置；30、机械手组件；11、竖向支架；12、横向支架；21、X轴移动机构；22、Y轴移动机构；23、Z轴移动机构；221、Y轴导轨；222、Y轴移动底板；223、Y轴驱动电机；224、Y轴驱动齿条；225、Y轴驱动齿轮；211、X轴导轨；212、X轴移动底板；213、X轴驱动电机；214、X轴驱动齿条；215、X轴驱动齿轮；231、Z轴导轨；232、Z轴固定底板；233、Z轴滑动底板；234、Z轴驱动电机；235、滚珠丝杆；31、第一驱动组件；32、机械臂；33、夹持部；34、夹持固定板; 40、无菌培养室；50、幼苗输送线；60、成品输出线；70、育苗区；80、成长区。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“中”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图3所示，本实施例公开一种龙门架机械手，包括龙门架10、移动装置20及机械手组件30。其中，龙门架10包括四个竖向支架11及四个横向支架12，四个横向支架12分别固定于四个竖向支架11顶端，四个横向支架12依次首尾相连。机械手组件30固定安装于移动装置20上，移动装置20固定安装于龙门架10上，移动装置20带动机械手组件30在龙门架10上移动。

本实施例的移动装置20包括X轴移动机构21、Y轴移动机构22及Z轴移动机构23，Y轴移动机构22固定安装于龙门架10上，X轴移动机构21与Y轴移动机构22相连，Z轴移动机构23与X轴移动机构21相连，机械手组件30与Z轴移动机构23相连。Y轴移动机构22带动X轴移动机构21、Z轴移动机构23、机械手组件30在Y轴方向上移动，X轴移动机构21带动Z轴移动机构23及机械手组件30在X轴方向上移动，Z轴移动机构23带动机械手组件30在Z轴方向上移动。

所述Y轴移动机构22包括两个相对设置于两个横向支架12上的Y轴导轨221、Y轴驱动组件及Y轴移动底板222，Y轴移动底板222通过滑块滑动设置于两个Y轴导轨221上，Y轴驱动组件驱动Y轴移动底板222在Y轴导轨221上移动，X轴移动机构21固定于Y轴移动底板222上。

Y轴驱动组件包括Y轴驱动电机223及Y轴驱动齿条224，Y轴驱动齿条224固定于任一Y轴导轨221的一侧，且位于两个Y轴导轨221之间。Y轴驱动电机223固定于Y轴移动底板222上，Y轴驱动电机223的驱动主轴上连接有Y轴驱动齿轮225，Y轴驱动齿轮225与Y轴驱动齿条224相啮合。Y轴驱动电机223驱动Y轴驱动齿轮225转动，由于Y轴驱动齿轮225与Y轴驱动齿条224相啮合，Y轴移动底板222由于Y轴驱动电机223的驱动，在Y轴导轨221上移动，从而带动机械手组件30在Y轴方向上移动。

X轴移动机构21包括两个相对设置的X轴导轨211、X轴驱动组件及X轴移动底板212，两个X轴导轨211位于Y轴移动底板222上，X轴移动底板212通过滑块滑动设置于两个X轴导轨211上，X轴驱动组件驱动X轴移动底板212在X轴导轨211上移动。

X轴驱动组件包括X轴驱动电机213及X轴驱动齿条214，X轴驱动齿条214固定于任一X轴导轨211的一侧，且位于两个X轴导轨211之间。X轴驱动电机213固定于X轴移动底板212上，X轴驱动电机213的驱动主轴上连接有X轴驱动齿轮215，X轴驱动齿轮215与X轴驱动齿条214相啮合。X轴驱动电机213驱动X轴驱动齿轮215转动，由于X轴驱动齿轮215与X轴驱动齿条214相啮合，X轴移动底板212由于X轴驱动电机213的驱动，在X轴导轨211上移动，从而带动机械手组件30在X轴方向上移动。

Z轴移动机构23固定安装于X轴移动底板212上。Z轴移动机构23包括两个Z轴导轨231、Z轴固定底板232、Z轴驱动组件、Z轴滑动底板233，Z轴固定底板232与X轴移动底板212固定连接，Z轴驱动组件固定于Z轴固定底板232上，两个Z轴导轨231相对设置于Z轴固定底板232上，Z轴滑动底板233通过滑块滑动设置于两个Z轴导轨231上，Z轴驱动组件与Z轴滑动底板233相连。Z轴驱动组件包括Z轴驱动电机234及滚珠丝杆235，Z轴驱动电机234的驱动主轴与滚珠丝杆232相连，滚珠丝杆235的两端分别通过固定座固定于Z轴固定底板232上，Z轴滑动底板233与滚珠丝杆235上的丝杆螺母固定连接。Z轴驱动电机234驱动滚珠丝杆235转动，滚珠丝杆235通过丝杆螺母驱动Z轴滑动底板233在Z轴方向上移动。

本实施例的机械手组件30包括第一驱动组件31以及两个与第一驱动组件31相连的机械手，两个机械手相对设置于第一驱动组件31的两侧，第一驱动组件31驱动两个机械手相向或相对移动。机械手包括机械臂32及固定于机械臂32底部的夹爪，夹爪包括两个上下相对设置的夹持部33，夹持部33为半圆弧形结构，两个夹爪的半圆弧形结构的凹面相对。夹爪还包括夹持固定板34，两个夹持部33分别与夹持固定板34的上侧边及下侧边相连。优选地，本实施例的第一驱动组件31为驱动气缸。

如图4所示，本实用新型在另一实施例中还公开一种植物工厂自动化生产线，包括无菌培养室40、幼苗输送线50、成品输出线60，以及位于无菌培养室的育苗区70、成长区80及如上述任一项所述的龙门架机械手。所述幼苗输送线50及成品输出线60的部分也位于所述无菌培养室40内，所述幼苗输送线50位于所述育苗区70的一端，所述幼苗输送线50上的植株通过龙门架机械手搬运至育苗区70，所述育苗区70的植株通过龙门架机械手搬运至成长区80。所述成品输出线50位于所述成长区80的一端，所述成长区80的植株通过龙门架机械手搬运至成品输出线60上。

本实施例的龙门架机械手包括龙门架10、移动装置20及机械手组件30，机械手组件30与移动装置20相连，移动装置20带动机械手组件30在龙门架上10移动，从而可通过机械手组件30将幼苗输送线50上输送的幼苗植株搬运至育苗区70，还可通过机械手组件30将育苗区70的成苗植株搬运至成长区80，还可通过机械手组件30将成长区80的成品植株搬运至成品输出线60。机械手组件30的机械臂包括两个夹爪，植株种植于定植篮内，当两个夹爪移动至定植篮的两侧边后，通过驱动两个夹爪相对移动抓取定植篮，然后带动其移动。当带动定植篮移动至指定位置后，通过驱动两个夹爪相向移动，从而松开定植篮。本实施例通过机械手组件30实现植株的搬运，相比于人工搬运，提高了搬运效率。

每一个夹爪包括两个夹持部33，两个夹持部33分别从定植篮的不同部位进行抓取，令抓取后的定植篮固定的更加牢固。夹持部33为半圆弧形结构，两个夹爪的夹持部33在抓取时，组成一整个圆形结构，该结构与定植篮的外形结构相匹配，令夹持部33能更好的抓取定植篮。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims

1.龙门架机械手，包括龙门架、及固定安装于龙门架上的移动装置及机械手组件，其特征在于，所述机械手组件与所述移动装置相连，所述机械手组件包括第一驱动组件以及至少两个与所述第一驱动组件相连的机械手，两个所述机械手相对设置于所述第一驱动组件的两侧，所述第一驱动组件驱动两个所述机械手相向或相对移动，所述机械手包括机械臂及固定于所述机械臂底部的夹爪，所述夹爪至少包括两个上下相对设置的夹持部，所述夹持部为半圆弧形结构，两个所述夹爪的半圆弧形结构的凹面相对。

2.如权利要求1所述的龙门架机械手，其特征在于，所述夹爪还包括夹持固定板，两个所述夹持部分别与夹持固定板的上侧边及下侧边相连。

3.如权利要求1所述的龙门架机械手，其特征在于，所述移动装置包括X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构，所述Y轴移动机构固定安装于所述龙门架上，所述X轴移动机构与所述Y轴移动机构相连，所述Z轴移动机构与所述X轴移动机构相连，所述机械手组件与所述Z轴移动机构相连。

4.如权利要求3所述的龙门架机械手，其特征在于，所述Y轴移动机构包括两个相对设置的Y轴导轨、Y轴驱动组件及Y轴移动底板，所述Y轴移动底板通过滑块滑动设置于两个所述Y轴导轨上，所述Y轴驱动组件驱动所述Y轴移动底板在所述Y轴导轨上移动，所述X轴移动机构固定于所述Y轴移动底板上。

5.如权利要求4所述的龙门架机械手，其特征在于，所述Y轴驱动组件包括Y轴驱动电机及Y轴驱动齿条，Y轴驱动齿条固定于任一Y轴导轨的一侧，所述Y轴驱动电机固定于所述Y轴移动底板上，所述Y轴驱动电机的驱动主轴上连接有Y轴驱动齿轮，所述Y轴驱动齿轮与所述Y轴驱动齿条相啮合。

6.如权利要求3所述的龙门架机械手，其特征在于，所述X轴移动机构包括两个相对设置的X轴导轨、X轴驱动组件及X轴移动底板，所述X轴移动底板通过滑块滑动设置于两个所述X轴导轨上，所述X轴驱动组件驱动所述X轴移动底板在所述X轴导轨上移动，所述Z轴移动机构与所述X轴移动底板固定连接。

7.如权利要求6所述的龙门架机械手，其特征在于，所述X轴驱动组件包括X轴驱动电机及X轴驱动齿条，X轴驱动齿条固定于任一X轴导轨的一侧，所述X轴驱动电机固定于所述X轴移动底板上，所述X轴驱动电机的驱动主轴上连接有X轴驱动齿轮，所述X轴驱动齿轮与所述X轴驱动齿条相啮合。

8.如权利要求3所述的龙门架机械手，其特征在于，所述Z轴移动机构包括两个Z轴导轨、Z轴固定底板、Z轴驱动组件、Z轴滑动底板，所述Z轴固定底板与所述X轴驱动机构固定连接，所述Z轴驱动组件固定于所述Z轴固定底板上，两个Z轴导轨相对设置于所述Z轴固定底板上，所述Z轴滑动底板通过滑块滑动设置于两个Z轴导轨上，所述Z轴驱动组件与所述Z轴滑动底板相连。

9.如权利要求8所述的龙门架机械手，其特征在于，所述Z轴驱动组件包括Z轴驱动电机及滚珠丝杆，所述Z轴驱动电机的驱动主轴与所述滚珠丝杆相连，所述滚珠丝杆的两端分别通过固定座固定于所述Z轴固定底板上，所述Z轴滑动底板与所述滚珠丝杆上的丝杆螺母固定连接。

10.植物工厂自动化生产线，其特征在于，包括无菌培养室、幼苗输送线、成品输出线，以及位于无菌培养室的育苗区、成长区及如权利要求1至9任一项所述的龙门架机械手，所述幼苗输送线及成品输出线的部分也位于所述无菌培养室内，所述幼苗输送线位于所述育苗区的一端，所述幼苗输送线上的植株通过龙门架机械手搬运至育苗区，所述育苗区的植株通过龙门架机械手搬运至成长区，所述成品输出线位于所述成长区的一端，所述成长区的植株通过龙门架机械手搬运至成品输出线上。