專利名稱：一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)中的移缽作業(yè)，特別是涉及一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
溫室已廣泛用于全世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。但是溫室內(nèi)溫度高、濕度大，作業(yè)環(huán)境比較惡劣。現(xiàn)在生產(chǎn)上越來越多的使用自動(dòng)播種機(jī)和自動(dòng)化移缽作業(yè)裝備，不但大大改善了作業(yè)者的勞動(dòng)條件，而且秧苗移缽一致性高。移缽作業(yè)是溫室中育苗生產(chǎn)系統(tǒng)的一項(xiàng)主要作業(yè)過程，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，穴盤苗移缽系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。[0003] 末端執(zhí)行器是穴盤苗移缽系統(tǒng)中直接參與缽苗移缽作業(yè)的關(guān)鍵部件。末端執(zhí)行器必須最少程度地破壞基質(zhì)，避免損傷幼苗，并使得幼苗在從目標(biāo)穴盤至目的穴盤的轉(zhuǎn)移過程中夾持穩(wěn)定，不致脫落。國外學(xué)者做了相關(guān)的研究1992年，Ting等人研制了一種SNS夾持器，雙動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)，通過電容式近程傳感器感應(yīng)距離，從600孔到48孔苗盤移缽作業(yè)成功率在50% -95% ;2002年，W. C. Choi等人設(shè)計(jì)了一種新的蔬菜幼苗夾取裝置應(yīng)用于蔬菜幼苗移缽機(jī)中，速度為30株/min，成功率可達(dá)97X。但是這些末端執(zhí)行器都存在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，適用的移缽作物種類和穴盤規(guī)格都比較有限的問題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器可以完成剌入、抓取、提升、釋放動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)穴盤苗自動(dòng)移缽作業(yè)。[0005] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下 包括末端執(zhí)行器連接部件、直線氣缸和抓取執(zhí)行部件；直線氣缸的上端面與末端執(zhí)行器連接部件的連接板連接，直線氣缸的下端面與抓取執(zhí)行部件的執(zhí)行體機(jī)架連接。[0007] 所述末端執(zhí)行器連接部件包括連接桿、連接板；連接板中心裝有連接桿。[0008] 所述的抓取執(zhí)行部件包括執(zhí)行體機(jī)架、四個(gè)倒L形搖臂、與倒L形搖臂相同個(gè)數(shù)的倒L形手指連接滑塊、兩個(gè)或四個(gè)針式手指、回位彈簧和彈簧壓塊；執(zhí)行體機(jī)架中心開有上大下小的階梯形圓孔，回位彈簧安裝在小圓孔內(nèi)，上蓋有彈簧壓塊，執(zhí)行體機(jī)架側(cè)面開有四個(gè)等分槽并與執(zhí)行體機(jī)架中心的大圓孔貫通，四個(gè)倒L形搖臂的一端分別裝在執(zhí)行體機(jī)架的槽中，其端部均壓在彈簧壓塊上端面，每個(gè)倒L形搖臂的兩臂交叉處用銷鉸接在執(zhí)行體機(jī)架上，每個(gè)倒L形搖臂的另一端安裝在各自倒L形手指連接滑塊一端的導(dǎo)向槽中固定，每個(gè)倒L形手指連接滑塊的另一端底面分別與針式手指連接；直線氣缸下端安裝在執(zhí)行體機(jī)架上，直線氣缸頂桿伸入執(zhí)行體機(jī)架中心的大圓孔中并能壓在四個(gè)倒L形搖臂一端的端面上；直線氣缸上端與連接板連接。[0009] 本實(shí)用新型具有的有益效果是 本實(shí)用新型用于幼苗移缽系統(tǒng)，裝有該末端執(zhí)行器的三自由度機(jī)械臂，完成剌入、抓取、提升、釋放動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同種類穴盤苗的自動(dòng)移缽作業(yè)，并最少程度地破壞基質(zhì)，避免
3損傷幼苗。
圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的局部結(jié)構(gòu)剖視示意圖。 圖3是圖2A的放大圖； 圖4是執(zhí)行體機(jī)架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是圖4執(zhí)行體機(jī)架的俯視圖。 圖6是圖4執(zhí)行體機(jī)架的半剖視圖。 圖7是本實(shí)用新型的安裝示意圖。 圖8是本實(shí)用新型的移缽作業(yè)動(dòng)作過程示意圖。 圖9是末端執(zhí)行器正向安裝打開狀態(tài)圖。 圖10是末端執(zhí)行器正向安裝夾緊狀態(tài)圖。 圖11是末端執(zhí)行器背向安裝打開狀態(tài)圖。 圖12是末端執(zhí)行器背向安裝夾緊狀態(tài)圖。 圖中1、末端執(zhí)行器連接部件，2、直線氣缸，3、抓取執(zhí)行部件，4、連接桿，5、連接板，6、螺栓，7、執(zhí)行體機(jī)架，8、銷，9、螺栓，10、倒L形搖臂，11、倒L形手指連接滑塊，12、螺栓，13、針式手指，14、回位彈簧，15、彈簧壓塊，16、大圓孔，17、小圓孔，18、垂直移動(dòng)臂。
具體實(shí)施方式如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實(shí)用新型包括末端執(zhí)行器連接部件1、直線氣缸2和抓取執(zhí)行部件3 ;直線氣缸2的上端面與末端執(zhí)行器連接部件1的連接板5連接，直線氣缸的下端面與抓取執(zhí)行部件3的執(zhí)行體機(jī)架7連接。末端執(zhí)行器連接部件1 :包括連接桿4、連接板5 ;連接板5中心裝有連接桿4。抓取執(zhí)行部件3 :包括執(zhí)行體機(jī)架7、四個(gè)倒L形搖臂10、與倒L形搖臂10相同個(gè)數(shù)的倒L形手指連接滑塊11、兩個(gè)或四個(gè)針式手指13、回位彈簧14和彈簧壓塊15 ;執(zhí)行體機(jī)架7中心開有上大下小的階梯形圓孔，回位彈簧14安裝在小圓孔17內(nèi)，上蓋有彈簧壓塊15，執(zhí)行體機(jī)架7側(cè)面開有四個(gè)等分槽并與執(zhí)行體機(jī)架7中心的大圓孔16貫通，四個(gè)倒L形搖臂10的一端分別裝在執(zhí)行體機(jī)架7的槽中，其端部均壓在彈簧壓塊15上端面，每個(gè)倒L形搖臂10的兩臂交叉處用銷8鉸接在執(zhí)行體機(jī)架7上，每個(gè)倒L形搖臂10的另一端安裝在各自倒L形手指連接滑塊11 一端的導(dǎo)向槽中固定，每個(gè)倒L形手指連接滑塊ll的另一端底面分別與針式手指13連接；直線氣缸2下端安裝在執(zhí)行體機(jī)架7上，直線氣缸2頂桿伸入執(zhí)行體機(jī)架7中心的大圓孔16中并能壓在四個(gè)倒L形搖臂10 —端的端面上；直線氣缸2上端與連接板5連接。[0025] 如圖7所示，幼苗移缽系統(tǒng)的垂直移動(dòng)臂末端開有安裝孔，可安裝多種末端執(zhí)行器。 如圖8所示，該末端執(zhí)行器根據(jù)機(jī)器視覺識(shí)別系統(tǒng)獲取的穴盤苗檢測(cè)信息，由PLC控制三自由度機(jī)械臂，通過以下過程實(shí)現(xiàn)穴盤苗自動(dòng)移缽作業(yè)圖8中(a)移至目標(biāo)穴孔1幼苗正上方，(b)剌入幼苗基質(zhì)，(c)抓取幼苗，(d)轉(zhuǎn)移幼苗，(e)移至目標(biāo)穴孔2， (f)釋放幼苗，(g)提升離開目標(biāo)穴孔2。[0027] 所述的倒L形手指連接滑塊11可正反安裝在抓取執(zhí)行部件3的倒L形搖臂10上，
并可通過導(dǎo)向槽在倒L形搖臂10上調(diào)節(jié)適合的相對(duì)距離，通過螺栓12固定。 所述的四個(gè)針式手指13中心對(duì)稱地布置并可以分別拆下，構(gòu)成兩針式末端執(zhí)行
器或者四針式末端執(zhí)行器。手指的形狀可以是鏟型或者針形，用于夾持健康苗，確保移缽作
業(yè)順利完成。 圖9是末端執(zhí)行器正向安裝打開狀態(tài)，圖10是末端執(zhí)行器正向安裝夾緊狀態(tài)，圖11是末端執(zhí)行器背向安裝打開狀態(tài)。圖12是末端執(zhí)行器背向安裝夾緊狀態(tài)。[0030] 其具體工作過程如下 當(dāng)目標(biāo)穴盤到達(dá)移缽位置時(shí)，安裝有末端執(zhí)行器的垂直移動(dòng)臂18移動(dòng)到目標(biāo)穴盤的健康苗的上方，接通氣動(dòng)管路的氣源，直線氣缸2進(jìn)氣口進(jìn)氣，直線氣缸2頂桿頂出，推動(dòng)四個(gè)倒L形搖臂10繞著銷8轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過彈簧壓塊15壓縮回位彈簧14，使安裝在末端執(zhí)行器上的四個(gè)針式手指13打開，向下運(yùn)動(dòng)并插入目標(biāo)穴盤的幼苗缽體中，在插入的過程中直線氣缸2出氣口出氣，直線氣缸7頂桿縮回，回位彈簧14復(fù)位，推動(dòng)彈簧壓塊15使四個(gè)倒L形搖臂10復(fù)位，四個(gè)針式手指13向內(nèi)抓取，夾持住要進(jìn)行移缽作業(yè)的健康幼苗。[0032] 當(dāng)四個(gè)針式手指13夾持住要進(jìn)行移缽作業(yè)的健康幼苗后，安裝有末端執(zhí)行器的垂直移動(dòng)臂18向上提升，并向目的穴盤移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到要進(jìn)行移缽作業(yè)的目的穴盤的空穴上方后，安裝有末端執(zhí)行器的垂直移動(dòng)臂18向下運(yùn)動(dòng)，被四個(gè)針式手指13夾持住的要進(jìn)行移缽作業(yè)的健康幼苗進(jìn)入目的穴盤空穴中。接著直線氣缸2進(jìn)氣口進(jìn)氣，直線氣缸2頂桿頂出，推動(dòng)四個(gè)倒L形搖臂10繞著銷8轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過彈簧壓塊15壓縮回位彈簧14使四個(gè)針式手指13打開，使健康幼苗缽體留在目的穴盤的空穴中，完成一次幼苗的移缽作業(yè)。[0033] 末端執(zhí)行器上的四個(gè)針式手指13可以分別拆下，并可以調(diào)整相互間的距離，滿足不同穴盤和不同作物的生產(chǎn)需要；通過調(diào)整回位彈簧14的彈簧力的大小，可以改變剌入角度和抓取角度、力量的大小，在控制傷苗率的基礎(chǔ)上，提高移缽作業(yè)成功率。
權(quán)利要求一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器，其特征在于包括末端執(zhí)行器連接部件(1)、直線氣缸(2)和抓取執(zhí)行部件(3)；直線氣缸(2)的上端面與末端執(zhí)行器連接部件(1)的連接板(5)連接，直線氣缸的下端面與抓取執(zhí)行部件(3)的執(zhí)行體機(jī)架(7)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器，其特征在于所述末端執(zhí)行器連接部件(1):包括連接桿(4)、連接板(5);連接板(5)中心裝有連接桿(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器，其特征在于所述的抓取執(zhí)行部件(3):包括執(zhí)行體機(jī)架(7)、四個(gè)倒L形搖臂(10)、與倒L形搖臂(10)相同個(gè)數(shù)的倒L形手指連接滑塊(11)、兩個(gè)或四個(gè)針式手指(13)、回位彈簧(14)和彈簧壓塊(15);執(zhí)行體機(jī)架(7)中心開有上大下小的階梯形圓孔，回位彈簧(14)安裝在小圓孔(17)內(nèi)，上蓋有彈簧壓塊(15)，執(zhí)行體機(jī)架(7)側(cè)面開有四個(gè)等分槽并與執(zhí)行體機(jī)架(7)中心的大圓孔(16)貫通，四個(gè)倒L形搖臂(10)的一端分別裝在執(zhí)行體機(jī)架(7)的槽中，其端部均壓在彈簧壓塊(15)上端面，每個(gè)倒L形搖臂(10)的兩臂交叉處用銷(8)鉸接在執(zhí)行體機(jī)架(7)上，每個(gè)倒L形搖臂(10)的另一端安裝在各自倒L形手指連接滑塊(11) 一端的導(dǎo)向槽中固定，每個(gè)倒L形手指連接滑塊(11)的另一端底面分別與針式手指(13)連接；直線氣缸(2)下端安裝在執(zhí)行體機(jī)架(7)上，直線氣缸(2)頂桿伸入執(zhí)行體機(jī)架(7)中心的大圓孔(16)中并能壓在四個(gè)倒L形搖臂(10) —端的端面上；直線氣缸(2)上端與連接板(5)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種穴盤苗移缽系統(tǒng)末端執(zhí)行器。包括末端執(zhí)行器連接部件、直線氣缸和抓取執(zhí)行部件；直線氣缸的上端面與末端執(zhí)行器連接部件的連接板連接，直線氣缸的下端面與抓取執(zhí)行部件的執(zhí)行體機(jī)架連接，其進(jìn)、出氣口與氣動(dòng)管路連接。末端執(zhí)行器的抓取執(zhí)行部件采用四個(gè)可拆卸、可調(diào)節(jié)裝配距離的針式手指，通過調(diào)整回位彈簧的彈簧力的大小滿足不同大小穴盤幼苗的移缽作業(yè)需要。本實(shí)用新型用于幼苗移缽系統(tǒng)，裝有該末端執(zhí)行器的三自由度機(jī)械臂，完成刺入、抓取、提升、釋放動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同種類穴盤苗的自動(dòng)移缽作業(yè)，并最少程度地破壞基質(zhì)，避免損傷幼苗。
文檔編號(hào)A01C11/02GK201450793SQ200920121238

公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者屠飛杰, 崔東蘇, 應(yīng)義斌, 施經(jīng)揮, 蔣煥煜 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)