專利名稱：缽苗移栽插入夾取式末端執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)機(jī)械中的移栽機(jī)械，特別是涉及一種缽苗移栽插入夾取式末端執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
穴盤(pán)育苗技術(shù)自新起，廣受市場(chǎng)歡迎。農(nóng)戶直接從育苗工廠取缽苗進(jìn)行移栽生產(chǎn)，便于管理和獲得較高的農(nóng)作物產(chǎn)量。穴盤(pán)苗在培育過(guò)程中，要對(duì)缽苗長(zhǎng)勢(shì)不好或漏播的穴孔進(jìn)行健康苗補(bǔ)種作業(yè)，傳統(tǒng)采用勞動(dòng)力在溫室作業(yè)，環(huán)境惡劣，生產(chǎn)效率不高，而采用機(jī)械化移缽設(shè)備可以解決上述問(wèn)題，且使缽苗移栽的一致性要好。移缽設(shè)備中直接與苗缽作用的末端執(zhí)行器須能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定抓取和有效釋放，且對(duì)不同作物品種及不同規(guī)格穴盤(pán)的適應(yīng)性要強(qiáng)，秧苗的損傷率要低，顯然缽苗機(jī)械移栽作業(yè)中，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適合溫室的缽苗移栽作業(yè)的末端執(zhí)行器成為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。1987年，Kutz等人設(shè)計(jì)了一種并行夾取式末端執(zhí)行件，由I個(gè)氣缸和I個(gè)并行的夾取抓手組成，只有張開(kāi)和合攏兩種狀態(tài)，對(duì)基質(zhì)施加大約為4N的力，以保證能夠夾持住基質(zhì)而又不傷害作物，在392孔和36孔的相鄰苗盤(pán)，在3. 3分鐘內(nèi)能完成36個(gè)苗的移植，存活率達(dá)96% ；1990年，Ting等人開(kāi)發(fā)針狀SNS夾持器，針由雙動(dòng)空氣氣缸驅(qū)動(dòng)，針的角度和位置可根據(jù)穴盤(pán)和秧苗的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，從600孔到48孔苗盤(pán)移缽作業(yè)成功率在50%-95%。但是這些末端執(zhí)行器功能還須進(jìn)一步完善，特別是適應(yīng)不同種類缽苗和有效夾取釋放問(wèn)題，影響末端執(zhí)行器的適應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種缽苗移栽插入夾取式末端執(zhí)行器，該插入夾取式末端執(zhí)行器可以完成插入苗缽、夾緊苗缽、提升、釋放苗缽、苗針?lè)蛛x的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)缽苗的自動(dòng)移栽作業(yè)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明包括苗針推動(dòng)執(zhí)行部件和苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件；其中
O苗針推動(dòng)執(zhí)行部件包括苗針推動(dòng)氣缸、方形移動(dòng)副施力板、四塊滑塊、四個(gè)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件和四根苗針；苗針推動(dòng)氣缸位于插入夾取式末端執(zhí)行器的上部，并通過(guò)朝下的氣缸桿固連在凸形氣缸固定板上，苗針推動(dòng)氣缸的下端面朝上，與方形移動(dòng)副施力板中部下端面固定連接，方形移動(dòng)副施力板沿對(duì)角線四個(gè)方向開(kāi)有長(zhǎng)槽，分別與各自的滑塊形成滑動(dòng)副，所述每個(gè)滑塊分別與各自的苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，苗針貫穿苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件后固定；
2)苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件包括夾苗氣缸、凸形氣缸固定板、四個(gè)可固定滑塊、八個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件、施力十字架、推力桿、四個(gè)Y型連接塊、氣缸限位塊、四根苗針管；夾苗氣缸位于插入夾取式末端執(zhí)行器的下部，夾 苗氣缸下端面朝上，與凸形氣缸固定板大端下端面固定連接，凸形氣缸固定板大端沿對(duì)角線四個(gè)方向分別開(kāi)有長(zhǎng)槽，四個(gè)可固定滑塊分別卡在各自長(zhǎng)槽內(nèi)調(diào)節(jié)安裝位置后固定，所述每個(gè)滑塊分別與上端各自的苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；夾苗氣缸上端面朝下，夾苗氣缸氣缸桿與推力桿同軸心連接，所述推力桿從上至下穿過(guò)氣缸限位塊和施力十字架通過(guò)螺絲固定；施力十字架四個(gè)臂中間分別開(kāi)有槽，每個(gè)槽分別與各自Y型連接塊小頭通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，每個(gè)Y型連接塊大頭與下端各自苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，四根苗針管分別穿過(guò)各自上下兩個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件并通過(guò)螺絲固定，苗針從上至下穿過(guò)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件和苗針管，苗針中部與苗針管形成滑動(dòng)副。本發(fā)明具有的有益效果是
本發(fā)明用于缽苗移栽系統(tǒng)，三自由度機(jī)械臂裝上該插入夾取式末端執(zhí)行器，完成插入苗缽、夾緊苗缽、提升、釋放苗缽、苗針?lè)蛛x的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同種類缽苗在自動(dòng)移栽作業(yè)中有效夾取和穩(wěn)定分離，提高缽苗移栽成功率。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是苗針推動(dòng)執(zhí)行部件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是可固定滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是氣缸固定板結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是施力十字架結(jié)構(gòu)示意圖。
`
圖7是本發(fā)明的移缽作業(yè)動(dòng)作過(guò)程示意圖。圖中1、苗針推動(dòng)執(zhí)行部件，2、苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件，3、苗針推動(dòng)氣缸，4、夾苗氣缸，5、凸形氣缸固定板，6、移動(dòng)副施力板，7、苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件，8、滑塊，9、苗針，10、苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件，11、可固定滑塊，12、氣缸限位塊，13、施力十字架，14、推力桿，15,Y型連接塊，16、
苗針管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括苗針推動(dòng)執(zhí)行部件I和苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件2 ;其中
如圖1、圖2、圖5所示,苗針推動(dòng)執(zhí)行部件1:包括苗針推動(dòng)氣缸3、方形移動(dòng)副施力板
6、四塊滑塊8、四個(gè)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件7和四根苗針9 ;苗針推動(dòng)氣缸3位于插入夾取式末端執(zhí)行器的上部，并通過(guò)朝下的氣缸桿固連在凸形氣缸固定板5上，苗針推動(dòng)氣缸3的下端面朝上，與方形移動(dòng)副施力板6中部下端面通過(guò)四個(gè)螺絲固定連接，方形移動(dòng)副施力板6沿對(duì)角線四個(gè)方向開(kāi)有長(zhǎng)槽，分別與各自的滑塊8形成滑動(dòng)副，所述每個(gè)滑塊分別與各自的苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件7通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，苗針9貫穿苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件7后固定通過(guò)頂絲緊固定。如圖1、圖3、圖4、圖5、圖6所示，苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件2 :包括夾苗氣缸4、凸形氣缸固定板5、四個(gè)可固定滑塊11、八個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件10、施力十字架13、推力桿14、四個(gè)Y型連接塊15、氣缸限位塊12、四根苗針管16 ;夾苗氣缸4位于插入夾取式末端執(zhí)行器的下部，夾苗氣缸4下端面朝上，與凸形氣缸固定板5大端下端面通過(guò)四個(gè)螺絲固定連接，凸形氣缸固定板5大端沿對(duì)角線四個(gè)方向分別開(kāi)有長(zhǎng)槽，四個(gè)可固定滑塊11分別卡在各自長(zhǎng)槽內(nèi)調(diào)節(jié)安裝位置后并通過(guò)螺絲固定，在凸形氣缸固定板5的小端凸形塊上開(kāi)有一個(gè)與三自由度機(jī)械臂連接的孔，所述每個(gè)滑塊分別與上端各自的苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件10通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；夾苗氣缸4上端面朝下，夾苗氣缸4氣缸桿與推力桿14同軸心連接，所述推力桿從上至下穿過(guò)氣缸限位塊12和施力十字架13通過(guò)螺絲固定；施力十字架13四個(gè)臂中間分別開(kāi)有槽，每個(gè)槽分別與各自Y型連接塊15小頭通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，每個(gè)Y型連接塊15大頭與下端各自苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件10通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，四根苗針管16分別穿過(guò)各自上下兩個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件10并通過(guò)螺絲固定，苗針9從上至下穿過(guò)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件7和苗針管16，苗針9中部與苗針管16形成滑動(dòng)副。本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下
三自由度機(jī)械臂帶著安裝的插入夾取式末端執(zhí)行器平移到移栽穴盤(pán)的移栽缽苗穴孔的上方，如圖7(a)所示，下降至接近苗缽位置，如圖7(b)所示；接通氣動(dòng)苗針推動(dòng)氣缸3管路的氣源，此時(shí)苗針推動(dòng)氣缸3氣缸桿變?yōu)槭湛s狀態(tài)，使推動(dòng)氣缸3驅(qū)動(dòng)的苗針推動(dòng)執(zhí)行部件2下降，滑塊8內(nèi)側(cè)面與移動(dòng)副施力板6的長(zhǎng)槽向心側(cè)面最近位置，苗針9順著苗針管16向下移動(dòng)，苗針9針尖插入苗缽,如圖7 (c)所示。接通夾苗氣缸4管路的氣源，此時(shí)夾苗氣缸4氣缸桿變?yōu)槭湛s狀態(tài)，帶動(dòng)推力桿14及其上的氣缸限位塊12和施力十字架13向上移動(dòng)，氣缸限位塊12與夾苗氣缸4上端面接觸限制推力桿14向上運(yùn)動(dòng)，苗針管16在施力十字架13和Y型連接塊的拖動(dòng)下改變夾取角度，苗針管16帶動(dòng)苗針9針尖距苗缽中心最近位置夾緊苗缽,如圖7 (d)所示。三自由度機(jī)械臂帶動(dòng)插入夾取式末端執(zhí)行器向上移動(dòng)，夾持著缽苗離開(kāi)移栽穴盤(pán)，如圖7(e)所示，并向目的穴盤(pán)移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到要進(jìn)行移缽作業(yè)的目的穴盤(pán)的空穴上方后，三自由度機(jī)械臂帶動(dòng)插入夾取式末端執(zhí)行器向下運(yùn)動(dòng)，被四個(gè)苗針9夾持著要進(jìn)行移缽作業(yè)的缽苗進(jìn)入目的穴盤(pán)空穴中，如圖7(f)所示。

接通夾苗氣缸4管路的氣源，此時(shí)夾苗氣缸4氣缸桿變?yōu)樯斐鰻顟B(tài)，帶動(dòng)推力桿14及其上的氣缸限位塊12和施力十字架13向下移動(dòng)，苗針管16在施力十字架13和Y型連接塊的推動(dòng)下改變夾取角度，苗針管16帶動(dòng)苗針9釋放苗缽,如圖7(g)所示。接通氣動(dòng)苗針推動(dòng)氣缸3管路的氣源，此時(shí)苗針推動(dòng)氣缸3氣缸桿變?yōu)樯斐鰻顟B(tài)，使推動(dòng)氣缸3驅(qū)動(dòng)的苗針推動(dòng)執(zhí)行部件2上升，滑塊8內(nèi)側(cè)面與移動(dòng)副施力板6的長(zhǎng)槽向心側(cè)面最遠(yuǎn)位置，苗針9順著苗針管16向上移動(dòng)，苗針9離開(kāi)苗缽，如圖7(h)所示，三自由度機(jī)械臂帶動(dòng)插入夾取式末端執(zhí)行器離開(kāi)目的穴盤(pán)，如圖7 (i)所示，完成一次缽苗的移栽作業(yè)。通過(guò)調(diào)整插入夾取式末端執(zhí)行器上的可固定滑塊11和氣缸限位塊12位置，可以改變苗針管16的傾斜角度，最終改變苗針9刺入苗缽的角度和位置，滿足不同穴盤(pán)和不同作物的生產(chǎn)需要。本發(fā)明也可將施力十字架變?yōu)槭┝θ羌埽鄳?yīng)均布三個(gè)苗針管和三個(gè)苗針，三個(gè)可固定滑塊和三個(gè)滑塊，開(kāi)三條均布槽的移動(dòng)副施力板組裝成型，三個(gè)取苗針相位差為120度角布置。上述具體實(shí)施方式
用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍 內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種缽苗移栽插入夾取式末端執(zhí)行器，其特征在于包括苗針推動(dòng)執(zhí)行部件(I)和苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件(2);其中 1)苗針推動(dòng)執(zhí)行部件(I):包括苗針推動(dòng)氣缸(3)、方形移動(dòng)副施力板(6)、四塊滑塊(8)、四個(gè)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件(7)和四根苗針(9);苗針推動(dòng)氣缸(3)位于插入夾取式末端執(zhí)行器的上部，并通過(guò)朝下的氣缸桿固連在凸形氣缸固定板(5)上，苗針推動(dòng)氣缸(3)的下端面朝上，與方形移動(dòng)副施力板(6)中部下端面固定連接，方形移動(dòng)副施力板(6)沿對(duì)角線四個(gè)方向開(kāi)有長(zhǎng)槽，分別與各自的滑塊(8)形成滑動(dòng)副，所述每個(gè)滑塊分別與各自的苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件(7)通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，苗針(9)貫穿苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件(7)后固定； 2)苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件(2):包括夾苗氣缸(4)、凸形氣缸固定板(5)、四個(gè)可固定滑塊(11)、八個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件(10)、施力十字架(13)、推力桿(14)、四個(gè)Y型連接塊(15)、氣缸限位塊(12)、四根苗針管(16);夾苗氣缸(4)位于插入夾取式末端執(zhí)行器的下部，夾苗氣缸(4)下端面朝上,與凸形氣缸固定板(5)大端下端面固定連接，凸形氣缸固定板(5)大端沿對(duì)角線四個(gè)方向分別開(kāi)有長(zhǎng)槽，四個(gè)可固定滑塊(11)分別卡在各自長(zhǎng)槽內(nèi)調(diào)節(jié)安裝位置后固定，所述每個(gè)滑塊分別與上端各自的苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；夾苗氣缸(4)上端面朝下，夾苗氣缸(4)氣缸桿與推力桿(14)同軸心連接，所述推力桿從上至下穿過(guò)氣缸限位塊(12)和施力十字架(13)通過(guò)螺絲固定；施力十字架(13)四個(gè)臂中間分別開(kāi)有槽，每個(gè)槽分別與各自Y型連接塊(15)小頭通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，每個(gè)Y型連接塊(15)大頭與下端各自苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件通過(guò)銷子形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，四根苗針管(16)分別穿過(guò)各自上下兩個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件并通過(guò)螺絲固定，苗針(9)從上至下穿過(guò)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件(7)和苗針管(16)，苗針(9)中部與苗針管(16)形成滑動(dòng)副。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種缽苗移栽插入夾取式末端執(zhí)行器。包括苗針推動(dòng)氣缸、方形移動(dòng)副施力板、四塊滑塊、四個(gè)苗針緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件和四根苗針構(gòu)成的苗針推動(dòng)執(zhí)行部件；包括夾苗氣缸、凸形氣缸固定板、四個(gè)可固定滑塊、八個(gè)苗管緊固轉(zhuǎn)動(dòng)件、施力十字架、推力桿、四個(gè)Y型連接塊、氣缸限位塊、四根苗針管構(gòu)成的苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件。插入夾取式末端執(zhí)行器的苗針導(dǎo)向夾取執(zhí)行部件通過(guò)采用四個(gè)可調(diào)節(jié)苗針管裝配角度的可固定滑塊和苗針管擺動(dòng)角度的氣缸限位塊來(lái)滿足不同大小穴盤(pán)幼苗的移缽需要。本發(fā)明用于缽苗移栽系統(tǒng)，三自由度機(jī)械臂裝上，完成插入苗缽、夾緊苗缽、提升、釋放苗缽、苗針?lè)蛛x的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同種類缽苗在自動(dòng)移栽作業(yè)中有效夾取和穩(wěn)定分離。
文檔編號(hào)A01C11/02GK103039165SQ20131000743
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者蔣煥煜, 童俊華, 崔笛, 朱堅(jiān) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)