CN218464947U - 一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，包括磁吸机构、Z轴升降机构、XY轴直线运动机构和旋转机构。磁吸机构通过电磁铁的吸力抓取设有铁片的定植板，可以在电机驱动下实现XYZ轴方向上的直线运动以及绕Z轴的旋转运动，完成对定植板的抓取和移动。相较于人工搬运定植板，该装置抓取定植板效率更高且更安全，通过磁吸的方式进行作业，降低了对精度的要求，还可以确保平稳搬运，实现了机械化和自动化作业，节省了人工成本，提高了生产效率。

Description

一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置

技术领域

本实用新型属于农业栽培自动化领域，具体涉及一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置。

背景技术

在无土栽培领域，水培蔬菜都是种植在定植板上的，需要先将蔬菜以及定植板从栽培架上取下才可以进行后续的收获作业。然而，水培蔬菜收获机械方面的研究还不够成熟，主要研究方向聚焦于如何将蔬菜从定植板上摘下。目前，现有技术中没有涉及定植板抓取的装置。在水培蔬菜的收获过程中，主要还是采取人工搬运定植板的方式进行收获作业，然而人工搬运费时费力、效率低下，位于较高处的定植板搬运还存在安全生产隐患，不利于大规模生产应用。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型目的在于提供一种高度自动化且操作方便的磁吸式蔬菜定植板抓取装置，用于确保安全平稳搬运，并实现机械化和自动化作业，节省人工成本，提高生产效率。

(二)技术方案

本实用新型为解决其技术问题，提供了一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，通过以下技术方案来实现：

一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，其特征在于：包括磁吸机构(1)、Z轴升降机构(2)、旋转机构(3)和XY轴直线运动机构(4)；所述磁吸机构(1) 包括呈水平U形设计的1个中联板(1.1)和位于中联板(1.1)U形前端下侧的2个电磁铁(1.2)，中联板(1.1)通过丝杆螺母和导柱轴承与Z轴升降机构 (2)连接在一起，磁吸机构(1)通过电磁铁(1.2)吸附安装有2个铁片的定植板并完成对定植板的抓取；所述Z轴升降机构(2)包括导柱(2.3)和滑动丝杆(2.4)，滑动丝杆(2.4)用于驱动磁吸机构(1)的中联板(1.1)沿着导柱(2.3)实现Z轴方向上下运动；所述旋转机构(3)位于Z轴升降机构(2) 的基部，位于XY轴直线运动机构(4)的上部，旋转机构(3)包括旋转板 (3.1)和底板(3.2)，旋转板(3.1)与Z轴升降机构(2)的框架(2.1)固定连接，底板(3.2)固定安装在XY轴直线运动机构(4)的滑块(4.5)和滑轨滑块(4.6)上，旋转机构(3)在工作时通过设置在底板(3.2)下方的旋转电机(3.6)驱动Z轴升降机构(2)整体绕Z轴旋转，进而将与Z轴升降机构 (2)连接的中联板(1.1)旋转出定植板架的区域；所述XY轴直线运动机构 (4)位于整个装置的最下部，用于驱动位于其上方的部件实现在X轴和Y轴上的直线往复运动。

优选地，所述的磁吸机构(1)的中联板(1.1)的U形前端设置有2个电磁铁安装孔，另一端设置有与Z轴升降机构(2)的滑动丝杆(2.4)和导柱 (2.3)相对应的安装孔。

优选地，所述Z轴升降机构(2)包括框架(2.1)、升降电机(2.2)、导柱 (2.3)和滑动丝杆(2.4)，其中升降电机(2.2)、导柱(2.3)和滑动丝杆(2.4) 固定在框架(2.1)上，所述的框架(2.1)与旋转机构(3)的旋转板(3.1)固定连接。

优选地，所述旋转机构(3)包括旋转板(3.1)、底板(3.2)、蜗轮(3.3)、蜗杆(3.4)、电机安装板(3.5)和旋转电机(3.6)，其中旋转板(3.1)与底板(3.2)之间可实现相对旋转，旋转电机(3.6)驱动蜗杆(3.4)带动蜗轮(3.3) 运动，进而驱动Z轴升降机构(2)整体绕Z轴旋转，旋转电机(3.6)固定安装在电机安装板(3.5)上，电机安装板(3.5)固定在底板(3.2)上，所述的底板(3.2)安装在XY轴直线运动机构(4)上。

优选地，所述的XY轴直线运动机构(4)包括底座(4.1)、平移电机 (4.2)、滚珠丝杆(4.3)、滑轨(4.4)、滑块(4.5)、滑轨滑块(4.6)和固定板 (4.7)，其中底座(4.1)安装在所需平台上起到固定作用，平移电机(4.2)驱动滚珠丝杆(4.3)运动，滑轨(4.4)和滚珠丝杆(4.3)相配合带动固定板 (4.7)沿X轴方向直线运动，滑块(4.5)和滑轨滑块(4.6)上设置有安装孔与旋转机构(3)固定连接，通过另一个平移电机驱动滑块(4.5)运动，滑轨滑块(4.6)和滑块(4.5)相配合带动旋转机构(3)沿Y轴方向直线运动。

(三)有益效果

相对于现有技术而言，本实用新型具有以下技术优势。该磁吸式蔬菜定植板抓取装置的磁吸机构通过磁吸抓取定植板，在电机的驱动下可以实现XYZ 轴方向上的直线运动以及绕着Z轴的旋转运动，相较于人工搬运定植板，该装置抓取定植板效率更高。该装置可以通过升降机构来抓取不同高度的定植板，避免了人工搬运较高或较低位置的定植板时容易出现的安全生产问题，例如工人跌落摔伤或定植板滑落破损等。Z轴升降机构采用的滑动丝杆，具有良好的自锁性，可以在紧急情况时锁住磁吸机构，防止掉落。XY轴直线运动机构采用的滚动丝杆直线模组，传动效率以及运动精度更高。旋转机构在Z轴升降机构与XY轴直线运动机构之间起到连接的作用，通过使得旋转板转动，可以带动Z轴升降机构和磁吸机构旋转，通过与XY轴直线运动机构协同运动，实现定植板的抓取和转移作业。总体上，该装置结构简单，操作简便，实用性强，可以实现机械化以及自动化的蔬菜定植板抓取作业，能够有效的节省人工成本。

附图说明

图1为本实用新型的等轴侧视图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型的左视图。

图4为本实用新型的右视图。

图5为磁吸机构的等轴侧视图。

图6为Z轴升降机构的结构示意图。

图7为旋转机构的正视图。

图8为旋转机构的下视图。

图9为XY轴直线运动机构的上视图。

其中：1-磁吸机构；1.1-中联板；1.2-电磁铁；1.11-电磁铁安装孔；1.12-导柱安装孔；1.13-丝杆安装孔；2-Z轴升降机构；2.1-框架；2.2-升降电机；2.3- 导柱；2.31-导柱轴承；2.4-滑动丝杆；2.41-滑动丝杆螺母；3-旋转机构；3.1-旋转板；3.2-底板；3.3-蜗轮；3.4-蜗杆；3.5-电机安装板；3.6-旋转电机；4-XY轴直线运动机构；4.1-底座；4.2-平移电机；4.3-滚珠丝杆；4.4-滑轨；4.5-滑块； 4.6-滑轨滑块；4.7-固定板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，磁吸式蔬菜定植板抓取装置由磁吸机构1、 Z轴升降机构2、旋转机构3和XY轴直线运动机构4组成。

磁吸机构1的结构如图5所示，在本实施例中，磁吸机构1由中联板1.1 和电磁铁1.2组成。两块电磁铁1.2安装在电磁铁安装孔1.11上，中联板1.1上还设有导柱安装孔1.12和丝杆安装孔1.13，用来与Z轴升降机构2相连接。

Z轴升降机构2的结构如图6所示，在本实施例中，Z轴升降机构2由框架2.1、升降电机2.2、导柱2.3、导柱轴承2.31、滑动丝杆2.4和滑动丝杆螺母 2.41构成，框架2.1由铝型材搭建而成，导柱2.3和滑动丝杆2.4的上端固定安装在框架2.1上，滑动丝杆螺母2.41安装在滑动丝杆2.4上与丝杆安装孔1.13 配合控制磁吸机构1在Z轴上做直线运动，导柱2.3通过导柱轴承2.31安装在导柱安装孔1.12内，起到辅助磁吸机构1运动的作用。

旋转机构3的结构如图7和图8所示，在本实施例中，旋转机构3由旋转板3.1、底板3.2、蜗轮3.3、蜗杆3.4、电机安装板3.5和旋转电机3.6构成，旋转电机3.6安装在电机安装板3.5上带动蜗杆3.4旋转驱动蜗轮3.3转动，旋转板3.1与蜗轮3.3相连接，随着蜗轮3.3一起运动。

XY轴直线运动机构4的结构如图9所示，在本实施例中，XY轴直线运动机构4由底座4.1、平移电机4.2、滚珠丝杆4.3、滑轨4.4、滑块4.5、滑轨滑块4.6和固定板4.7构成。底座4.1安装在所需平台上起到固定作用，平移电机 4.2驱动滚珠丝杆4.3运动，滑轨4.4和滚珠丝杆4.3相配合带动固定板4.7运动，滑块4.5和滑轨滑块4.6上设置有安装孔与旋转机构3固定连接，带动旋转机构 3实现在XY轴上的直线运动。

与本装置对应的定植板需要进行改装，在定制板上安装两块铁片，磁吸机构1的电磁铁1.2工作时通过磁力吸附铁片进行定植板搬运作业。

需要搬运定植板时，先将定植板抓取装置的底座4.1安装在指定采摘车上，调整磁吸装置1位置，Z轴升降机构2和XY轴直线运动机构4复位等待运动。抓取过程如下：安装定植板抓取装置的采摘车运动到指定工作位置，Z轴升降装置1运动使得磁吸装置1运动到适当的高度，通过整个装置的协同运动，使前端的磁吸装置1到达所需要吸起的定植板上方，中联板前端伸出到达定植板的铁片区域时，给前端下方的电磁铁1.2通电，产生磁性将定植板吸起，Z轴升降机构2将吸住定植板的磁吸装置1与定植板一起上升，通过底部旋转机构 3的旋转，将底板上方的整个机构旋转出定植板架的区域，XY轴直线运动机构 4动作，将定植板平移到指定位置，然后Z轴升降机构2运动到合适的高度，再将电磁铁1.2断电，将定植板放下，完成定植板的自动抓取和转移的工作。

本申请中所描述的具体实施案例仅仅是对本实用新型的主要思想作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，其特征在于：包括磁吸机构(1)、Z轴升降机构(2)、旋转机构(3)和XY轴直线运动机构(4)；所述磁吸机构(1)包括呈水平U形设计的1个中联板(1.1)和位于中联板(1.1)U形前端下侧的2个电磁铁(1.2)，中联板(1.1)通过丝杆螺母和导柱轴承与Z轴升降机构(2)连接在一起，磁吸机构(1)通过电磁铁(1.2)吸附安装有2个铁片的定植板并完成对定植板的抓取；所述Z轴升降机构(2)包括导柱(2.3)和滑动丝杆(2.4)，滑动丝杆(2.4)用于驱动磁吸机构(1)的中联板(1.1)沿着导柱(2.3)实现Z轴方向上下运动；所述旋转机构(3)位于Z轴升降机构(2)的基部，位于XY轴直线运动机构(4)的上部，旋转机构(3)包括旋转板(3.1)和底板(3.2)，旋转板(3.1)与Z轴升降机构(2)的框架(2.1)固定连接，底板(3.2)固定安装在XY轴直线运动机构(4)的滑块(4.5)和滑轨滑块(4.6)上，旋转机构(3)在工作时通过设置在底板(3.2)下方的旋转电机(3.6)驱动Z轴升降机构(2)整体绕Z轴旋转，进而将与Z轴升降机构(2)连接的中联板(1.1)旋转出定植板架的区域；所述XY轴直线运动机构(4)位于整个装置的最下部，用于驱动位于其上方的部件实现在X轴和Y轴上的直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，其特征在于：所述的磁吸机构(1)的中联板(1.1)的U形前端设置有2个电磁铁安装孔，另一端设置有与Z轴升降机构(2)的滑动丝杆(2.4)和导柱(2.3)相对应的安装孔。

3.根据权利要求1所述的一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，其特征在于：所述Z轴升降机构(2)包括框架(2.1)、升降电机(2.2)、导柱(2.3)和滑动丝杆(2.4)，其中升降电机(2.2)、导柱(2.3)和滑动丝杆(2.4)固定在框架(2.1)上，所述的框架(2.1)与旋转机构(3)的旋转板(3.1)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，其特征在于：所述旋转机构(3)包括旋转板(3.1)、底板(3.2)、蜗轮(3.3)、蜗杆(3.4)、电机安装板(3.5)和旋转电机(3.6)，其中旋转板(3.1)与底板(3.2)之间可实现相对旋转，旋转电机(3.6)驱动蜗杆(3.4)带动蜗轮(3.3)运动，进而驱动Z轴升降机构(2)整体绕Z轴旋转，旋转电机(3.6)固定安装在电机安装板(3.5)上，电机安装板(3.5)固定在底板(3.2)上，所述的底板(3.2)安装在XY轴直线运动机构(4)上。

5.根据权利要求1所述的一种磁吸式蔬菜定植板抓取装置，其特征在于：所述的XY轴直线运动机构(4)包括底座(4.1)、平移电机(4.2)、滚珠丝杆(4.3)、滑轨(4.4)、滑块(4.5)、滑轨滑块(4.6)和固定板(4.7)，其中底座(4.1)安装在所需平台上起到固定作用，平移电机(4.2)驱动滚珠丝杆(4.3)运动，滑轨(4.4)和滚珠丝杆(4.3)相配合带动固定板(4.7)沿X轴方向直线运动，滑块(4.5)和滑轨滑块(4.6)上设置有安装孔与旋转机构(3)固定连接，通过另一个平移电机驱动滑块(4.5)运动，滑轨滑块(4.6)和滑块(4.5)相配合带动旋转机构(3)沿Y轴方向直线运动。

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