專利名稱：穴盤苗移植裝置及其中的移植機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于穴盤苗移植裝置及其中的移植機(jī)械手。
背景技術(shù)：
穴盤苗移植裝置是對(duì)種植在穴盤中的蔬菜和花卉幼苗進(jìn)行移植的裝置。移植機(jī)械手 是穴盤苗移植裝置的核心工作部件，其涉及集農(nóng)藝、機(jī)械、控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體。 由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械手無(wú)法直接滿足農(nóng)業(yè)作業(yè)的要求。 目前，公知的農(nóng)業(yè)用移植機(jī)械手，都是以氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，并在移植機(jī)械手的夾持機(jī)構(gòu)上采用 從上向下斜插式或水平夾緊式，采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的移植機(jī)械手雖然手部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但 需要有氣源提供，既增加成本，又增加設(shè)備體積，且不便于移動(dòng)作業(yè)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，性能可靠，且成本低廉的穴盤苗移植裝置中的 移植機(jī)械手。該移植機(jī)械手，包括均布在一圓周上三個(gè)或三個(gè)以上的手指、與手指上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接 的手指架、與所述圓周均同軸的凸輪槽盤和徑向?qū)虮P；在凸輪槽盤的周向均勻開有與 手指數(shù)量相同的凸輪槽；各凸輪槽的中心線到凸輪槽盤軸線的距離逐漸增大或減??；設(shè) 置在手指架上的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪槽盤連接以帶動(dòng)凸輪槽盤繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)置在手指架 上的徑向?qū)虮P上均勻開有與手指數(shù)量相同的徑向槽；各手指分別穿過(guò)凸輪槽和徑向槽。由于手指分別穿過(guò)凸輪槽和徑向槽，所以當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)凸輪槽盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，手指只 能沿徑向槽在徑向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指的同時(shí)張開或合攏。該機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手指開 合，能夠做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化巧妙，性能可靠，且成本低廉。所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用步進(jìn)電機(jī)。本發(fā)明同時(shí)提供了一種穴盤苗移植裝置，包括機(jī)架，可相對(duì)于機(jī)架水平移動(dòng)的水平 移動(dòng)部件、設(shè)置在水平移動(dòng)部件上可相對(duì)于水平移動(dòng)部件垂直移動(dòng)的垂直移動(dòng)部件，在 上設(shè)置上述移植機(jī)械手，移植機(jī)械手中手指垂直布置。由于本穴盤苗移植裝置具有水平移動(dòng)部件、垂直移動(dòng)部件及移植機(jī)械手，所以移植 機(jī)械手即可在水平移動(dòng)部件的帶動(dòng)下水平移動(dòng)，也可在垂直移動(dòng)部件的帶動(dòng)下垂直移動(dòng)。 該穴盤苗移植裝置的一個(gè)完整工作循環(huán)一般包括以下8個(gè)動(dòng)作1.移植機(jī)械手從原位開 始，在垂直移動(dòng)部件的帶動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，剌入穴盤苗的泥土中；2.轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，凸輪 槽盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使得手指合攏，夾緊穴盤苗；3.移植機(jī)械手在垂直移動(dòng)部件的帶動(dòng)下向上運(yùn) 動(dòng)，將幼苗從穴盤中拔起，回到原位；4.移植機(jī)械手抓住幼苗在水平移動(dòng)部件的帶動(dòng)下水平移動(dòng)，從原位移送到移栽位置；5.移植機(jī)械手在垂直移動(dòng)部件的帶動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)， 將手中的幼苗植入移植盆中；6.轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，凸輪槽盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使得手指張開，松苗； 7.移植機(jī)械手在垂直移動(dòng)部件的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，移植機(jī)械手拔出，回到移栽位置，8. 移植機(jī)械手在水平移動(dòng)部件的帶動(dòng)下水平移動(dòng)，從移栽位置再回到原位。垂直移動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)垂直移動(dòng)的結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，如可通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)相對(duì)于水 平移動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)垂直移動(dòng)。水平移動(dòng)部件與與機(jī)架的結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，如水平移動(dòng)部件通過(guò)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與 機(jī)架連接。該絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、絲杠、帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)；水平移動(dòng)部件 由導(dǎo)軌支撐，并與絲杠嚙合。為了實(shí)現(xiàn)穴盤和移植盆的傳送，上述穴盤苗移植裝置還包括由設(shè)置在機(jī)架上用于傳 送穴盤和移植盆的傳送帶、帶動(dòng)傳送帶移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳送帶在移植機(jī)械手的下方， 傳送帶和水平移動(dòng)部件的移動(dòng)方向相垂直。


圖1是實(shí)施例的移植流程2是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意3是圖2的左視4是移植機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意5是圖4的左視6是凸輪槽盤的結(jié)構(gòu)示意7是套筒底示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。參見(jiàn)圖2、 3所示的穴盤苗移植裝置，水平設(shè)置在機(jī)架34上用于傳送穴盤的傳送帶 21上放置穴盤，水平設(shè)置在機(jī)架上用于傳送移植盆的傳送帶22上放置移栽盆，電機(jī)23 和電機(jī)24均為步進(jìn)電機(jī)，各自通過(guò)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使傳送帶21和傳送帶22移動(dòng)，從而實(shí) 現(xiàn)穴盤和移栽盆的間歇進(jìn)給。傳送帶21、 22、電機(jī)23、 24等組成苗盤輸送系統(tǒng)。參見(jiàn)圖4、 5所示移植機(jī)械手，由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(步進(jìn)電機(jī))7、凸輪槽盤8、四根手指9、 帶有底面的套筒10和套筒上蓋11組成。步進(jìn)電機(jī)7和套筒10固連在套筒上蓋11上， 步進(jìn)電機(jī)7的軸與凸輪槽盤8相連。步進(jìn)電機(jī)7的軸及凸輪槽盤8的軸線與套筒軸線重 合。參見(jiàn)圖6、 7，凸輪槽盤上沿周向均勻開有四個(gè)尺寸和形狀一樣的凸輪槽31，沿順時(shí) 針?lè)较蚋魍馆啿鄣闹行木€到凸輪槽盤軸線的距離逐漸減小。套筒底(徑向?qū)虮P)32上均勻開有四個(gè)尺寸和形狀一樣且沿徑向方向延伸的徑向槽33。均布在以套筒軸線為軸線 的圓周上的四根手指9上端轉(zhuǎn)動(dòng)連在套筒上蓋11上，四根手指9下端依次穿過(guò)凸輪槽盤 8上的凸輪槽和套筒底上的徑向槽而伸出來(lái)。步進(jìn)電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪槽盤8同步轉(zhuǎn)動(dòng)， 凸輪槽盤8和套筒底上的徑向槽迫使四根手指9同步張開或合攏，實(shí)S^松苗和抓苗動(dòng)作。當(dāng)凸輪槽盤8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于套筒底上的徑向槽的作用，四根手指9只能在徑向運(yùn)動(dòng)， 不會(huì)因?yàn)橥馆啿郾P8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生扭轉(zhuǎn)，由此就口」—以控制四根手指的正常開合。凸 輪槽盤8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)四個(gè)手指張開，凸輪槽盤8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)四個(gè)手指合攏。參見(jiàn)圖2、 3， V型滑塊(水平移動(dòng)部件)3通過(guò)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)架連接。絲杠傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括V型導(dǎo)軌4、絲杠2、帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)(步進(jìn)電機(jī))1。步進(jìn)電機(jī)l、絲 杠2和V型導(dǎo)軌4安裝在機(jī)架的頂部。V型滑塊由導(dǎo)軌支撐，并與絲杠嚙合；V型滑塊上 設(shè)置垂直移動(dòng)部件。V型滑塊3的下而固連著步進(jìn)電機(jī)5,步進(jìn)電機(jī)5的下面通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)6與上下 滑動(dòng)架25相連。步進(jìn)電機(jī)5、絲杠螺母機(jī)構(gòu)6和上下滑動(dòng)架25組成可垂直移動(dòng)部件。上 下滑動(dòng)架25下方固定連接套筒上蓋11。手指9垂直布置。步進(jìn)電機(jī)1正反轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠2的轉(zhuǎn)動(dòng)，V型滑塊3與絲杠2嚙合，隨絲杠2的轉(zhuǎn)動(dòng) 而做水平運(yùn)動(dòng)。為了防止絲杠2在豎直方向受力，V型滑塊3由V型導(dǎo)軌4所支撐并在其 上面來(lái)回滑動(dòng)，并帶動(dòng)由移植機(jī)械手和垂直移動(dòng)部件作橫向往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移苗動(dòng)作。 步進(jìn)電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)6中的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠上的螺母做上下運(yùn)動(dòng)，由此 就帶動(dòng)上下滑動(dòng)架25上下運(yùn)動(dòng)，連接在上下滑動(dòng)架25上的移植機(jī)械手35就上下運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)拔苗和插苗動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)7帶動(dòng)凸輪槽盤8同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于凸輪槽和徑向槽的作 用使得四根手指9同時(shí)張開或合攏，實(shí)現(xiàn)抓苗和松苗動(dòng)作。苗盤輸送系統(tǒng)安裝在機(jī)架的 下部，其上放置穴盤和移栽盆，苗盤輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穴盤和移栽盆的間歇輸送進(jìn)給，每次 進(jìn)給的距離可以調(diào)整，以適應(yīng)不同規(guī)格的穴盤和移栽盆。移植機(jī)械手懸吊在機(jī)架的上方， 具有豎直和水平運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)穴盤苗的拔取和移植。傳送帶21、 22的移動(dòng)方向相平行，均與V型滑塊(水平移動(dòng)部件)3的移動(dòng)方向相 垂直。移植機(jī)械手35安裝在機(jī)架的上方，能沿著豎直和水平方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)拔苗、植苗 和移苗的動(dòng)作；移植機(jī)械手的四根手指可以張開和合攏，實(shí)現(xiàn)抓苗和松苗動(dòng)作。參見(jiàn)圖l，穴盤苗移植裝置的一個(gè)完整工作循環(huán)包括8個(gè)動(dòng)作l.移植機(jī)械手從原位 開始，向下運(yùn)動(dòng)，刺入穴盤苗的泥土中；2.手指合攏，夾緊穴盤苗；3.移植機(jī)械手向上 運(yùn)動(dòng)，將幼苗從穴盤中拔起，回到原位；4.移植機(jī)械手抓住幼苗從原位水平運(yùn)動(dòng)移送到移栽位置；5.移植機(jī)械手向下運(yùn)動(dòng)，將手中的幼苗植入移植盆中；6.手指張開，松苗； 7.移植機(jī)械手拔出，回到移栽位置，8.移植機(jī)械手再水平運(yùn)動(dòng)回到原位。 本發(fā)明的有益效果是1、 采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的針式夾持移植機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)高速無(wú)損移苗-2、 合理控制移植機(jī)械手移苗時(shí)的動(dòng)作，減少在移栽過(guò)程中對(duì)幼苗對(duì)象的損傷；3、 采用對(duì)稱的四根手指抓苗，抓取牢靠，移苗過(guò)程中幼苗不會(huì)脫落；4、 手指的開合由簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)巧妙，控制容易，性能可靠，且成本低廉；5、 整個(gè)移植過(guò)程全程自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)單，移植效率高，特別適合溫室使用。
權(quán)利要求
1.移植機(jī)械手，包括均布在一圓周上三個(gè)或三個(gè)以上的手指，其特征是它還包括與手指上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接的手指架、與所述圓周均同軸的凸輪槽盤和徑向?qū)虮P；在凸輪槽盤的周向均勻開有與手指數(shù)量相同的凸輪槽；各凸輪槽的中心線到凸輪槽盤軸線的距離逐漸增大或減?。辉O(shè)置在手指架上的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪槽盤連接以帶動(dòng)凸輪槽盤繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)置在手指架上的徑向?qū)虮P上均勻開有與手指數(shù)量相同的徑向槽；各手指分別穿過(guò)凸輪槽和徑向槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移植機(jī)械手，其特征是所述手指架由帶有底面的套筒和 套筒上蓋組成；套筒與所述圓周同軸手指和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在套筒上蓋上；套筒底即為 徑向?qū)虮P。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移植機(jī)械手，其特征是所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)。
4. 穴盤苗移植裝置，包括機(jī)架，可相對(duì)于機(jī)架水平移動(dòng)的水平移動(dòng)部件、設(shè)置在水 平移動(dòng)部件上可相對(duì)于水平移動(dòng)部件垂直移動(dòng)的垂直移動(dòng)部件，其特征是在垂直移動(dòng) 部件上設(shè)置有權(quán)利要求1所述的移植機(jī)械手，移植機(jī)械手中手指垂直布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的穴盤苗移植裝置，其特征是垂直移動(dòng)部件通過(guò)絲杠螺母 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)垂直移動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的穴盤苗移植裝置，其特征是水平移動(dòng)部件通過(guò)絲杠傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)與機(jī)架連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的穴盤苗移植裝置，其特征是絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、絲 杠、帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)；水平移動(dòng)部件由導(dǎo)軌支撐，并與絲杠嚙合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的穴盤苗移植裝置，其特征是它還包括由設(shè)置在機(jī)架上用 于傳送穴盤和移植盆的傳送帶、帶動(dòng)傳送帶移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳送帶在移植機(jī)械手的下 方，傳送帶和水平移動(dòng)部件的移動(dòng)方向相垂直。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，性能可靠，且成本低廉的穴盤苗移植裝置中的移植機(jī)械手。該移植機(jī)械手，包括均布在一圓周上三個(gè)或三個(gè)以上的手指、與手指上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接的手指架、與所述圓周均同軸的凸輪槽盤和徑向?qū)虮P；在凸輪槽盤的周向均勻開有與手指數(shù)量相同的凸輪槽；各凸輪槽的中心線到凸輪槽盤軸線的距離逐漸增大或減?。辉O(shè)置在手指架上的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪槽盤連接以帶動(dòng)凸輪槽盤繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)置在手指架上的徑向?qū)虮P上均勻開有與手指數(shù)量相同的徑向槽；各手指分別穿過(guò)凸輪槽和徑向槽。
文檔編號(hào)B25J15/00GK101306532SQ20081012420
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者汪小旵, 王超群 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)