苗盘苗移栽电控机械爪及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种苗盘苗移栽电控机械爪及其控制方法，包括安装在主轴上的若干摆动叉杆和带螺杆的电机，电机通过电机固定座固定在主轴中部，主轴顶端设有固定螺杆的螺杆支撑座，若干摆动叉杆围绕主轴均匀设置，若干摆动叉杆末端均通过第一固定铰支座与主轴上端连接，摆动叉杆与取苗针顶端滑动连接，取苗针中部套有导针管，导针管与主轴通过连杆组连接，与主轴滑动连接的驱动滑套上固定有与螺杆螺旋配合的驱动螺母，驱动滑套与摆动叉杆通过弧形连杆连接，本发明专利技术通过单个电机控制机械爪并将收拢机械爪和机械爪插入苗盘基质这两个动作分为了两步进行，防止机械爪收拢时产生的大幅摆动损坏苗根系，同时防止机械爪插入苗盘基质时摆动使苗盘基质溃散。动使苗盘基质溃散。动使苗盘基质溃散。

【技术实现步骤摘要】
苗盘苗移栽电控机械爪及其控制方法


[0001]本专利技术涉及到机械爪领域，具体涉及到移栽机进行苗盘苗移栽时使用的苗盘苗移栽电控机械爪及其控制方法。

技术介绍

[0002]移栽作业的自动化技术是实现农业生产自动化的关键的技术之一，移栽机械爪是移栽机器人与苗直接接触的重要部件，其工作性能直接影响着移栽质量，现阶段研制出的多种移栽爪以气缸驱动为主，存在震动大，精度低的缺点，并且现有移栽爪在工作中大幅摆动的问题还会在移栽过程中损坏苗根系，破坏苗盘基质的完整性。
[0003]中国专利(CN104604402A)，包括主体机架、舵机、舵机安装支架、联轴器、传动轴、不完全锥齿轮摇臂、连杆、钢针、机械爪安装支架和支承轴，舵机通过舵机安装支架安装在主体机架上，四个不完全锥齿轮摇臂通过轴安装在主体机架上，舵机通过联轴器和传动轴驱动不完整锥齿轮摇臂运动，带动连接的四连杆机构运动，使安装在四连杆上的钢针动作，完成夹取或松开苗操作；该专利提出的方案虽然结构紧凑、震动小，但存在一定的问题：该结构的钢针在插入苗盘基质夹取或松开秧苗的过程中，钢针的运动轨迹始终是弧形，不能沿钢针的轴线方向运动斜向插入苗盘基质中，弧形运动对秧苗的根系造成剪切，苗盘基质也容易溃散，因此开发性能稳定、高效，不影响秧苗根系的移栽机械爪对于提高移栽机器人的移栽成功率及移栽效率有很重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种不影响秧苗根系的苗盘苗移栽电控机械爪及其控制方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种苗盘苗移栽电控机械爪，包括安装在主轴上的若干摆动叉杆和带螺杆的电机，所述电机通过电机固定座固定在所述主轴上，所述主轴顶端设有固定所述螺杆的螺杆支撑座，所述主轴底端设有限位螺母，若干所述摆动叉杆围绕所述主轴均匀设置，若干所述摆动叉杆末端均通过紧靠所述螺杆支撑座下端设置的第一固定铰支座与所述主轴连接，所述摆动叉杆的卡槽与取苗针顶端的环槽滑动连接，所述取苗针中部套有导针管，所述导针管与所述主轴通过连杆组连接，所述连杆组与所述第一固定铰支座之间设有与所述主轴滑动连接的驱动滑套，所述驱动滑套上固定有与所述螺杆螺旋配合的驱动螺母，所述驱动滑套与所述摆动叉杆通过弧形连杆连接。
[0007]所述苗盘苗移栽电控机械爪通过控制所述电机的运转实现苗移栽，所述电机通过控制所述螺杆转动使所述驱动螺母上下移动，所述驱动螺母带动所述驱动滑套移动，所述驱动滑套通过所述弧形连杆带动所述摆动叉杆升降以实现所述取苗针的收拢伸展和伸缩，所述限位螺母限制了所述连杆组在所述主轴上的移动范围，所述螺杆支撑座固定所述螺杆，所述卡槽限制所述环槽运动方向，所述卡槽与所述导针管共同确保了所述取苗针在伸
缩时沿所述取苗针自己的轴线运动，所述连杆组将所述导针管与所述主轴连接在一起，所述导针管通过所述连杆组相对所述主轴上下摆动。
[0008]优选地，所述连杆组包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和拉伸弹簧，所述第一连杆和所述第二连杆交叉设置，所述导针管的上端与下端分别铰接所述第一连杆和所述第二连杆，所述电机固定座固定在所述主轴中部，所述主轴在所述电机固定座上下位置设置的第二固定铰支座和第三固定铰支座分别铰接所述第二连杆和所述第一连杆，所述第三连杆一端与所述第二连杆铰接另一端与限位滑套铰接，所述限位滑套与所述主轴滑动连接，所述限位滑套位于所述限位螺母与所述第三固定铰支座之间，所述拉伸弹簧一端与所述第二连杆和所述导针管的铰接点连接另一端与所述第三固定铰支座连接。
[0009]所述导针管通过所述第一连杆和所述第二连杆实现相对所述主轴上下摆动的运动，所述限位螺母限制了所述限位滑套在所述主轴上的移动范围，所述第三连杆通过与所述限位滑套铰接实现通过所述限位滑套限制所述导针管的上下摆动范围，所述拉伸弹簧始终处于被拉长的状态，通过所述拉伸弹簧对所述导针管下端施加拉力，当所述摆动叉杆被放下时所述拉伸弹簧可拉拢所述导针管使所述导针管相对所述主轴向下摆动，从而实现所述取苗针的收拢。
[0010]优选地，所述取苗针中部设置有凸环，所述导针管在所述凸环和所述环槽之间滑动，所述凸环可限制所述导针管向下摆动的范围。
[0011]优选地，所述螺杆的下端与所述电机的输出轴固定连接，所述螺杆的上端与所述螺杆支撑座转动连接，所述螺杆与所述螺杆支撑座转动连接是为了当所述螺杆转动时所述螺杆支撑座不会转动，所述螺杆与所述电机的输出轴固定连接是为了使所述电机可直接驱动所述螺杆转动。
[0012]优选地，所述主轴顶端设置有联接螺钉，所述联接螺钉将所述主轴固定在移栽机的机械臂上，通过所述联接螺钉所述苗盘苗移栽电控机械爪可以安装在不同的移栽机上。
[0013]优选地，所述驱动滑套上设有驱动铰支座，所述弧形连杆通过所述驱动铰支座与所述驱动滑套连接，所述限位滑套上设有限位铰支座，所述第三连杆通过所述限位铰支座与所述限位滑套连接，通过所述限位铰支座和所述驱动铰支座实现所述第三连杆和所述弧形连杆与所述限位铰支座和所述驱动铰支座之间的铰接。
[0014]优选地，所述弧形连杆与所述摆动叉杆铰接，所述卡槽上下贯通，所述卡槽封闭的一端延伸至所述弧形连杆与所述摆动叉杆的铰接点旁，所述卡槽远离所述主轴的另一端设有开口，所述环槽通过所述开口滑入所述卡槽。
[0015]优选地苗盘苗移栽电控机械爪及其控制方法，苗盘苗移栽电控机械爪取苗时，所述电机的输出轴正转带动所述螺杆正转，所述驱动螺母带动所述驱动滑套相对所述螺杆下降，所述驱动滑套通过所述弧形连杆拉动所述摆动叉杆压下所述取苗针，所述取苗针通过所述导针管被所述拉伸弹簧向内拉拢，所述导针管通过所述第二连杆带动所述第三连杆将所述限位滑套向下压至所述限位螺母处，苗盘苗移栽电控机械爪完成收拢动作；
[0016]此时所述限位滑套被所述限位螺母阻挡，所述第二连杆被所述限位滑套固定，所述导针管被所述第二连杆固定，所述取苗针伸缩方向被所述导针管固定为沿所述取苗针轴线方向伸缩，所述取苗针被所述摆动叉杆下压直至所述导针管上端与所述取苗针顶端的所述环槽接触，此时所述取苗针被所述导针管固定，苗盘苗移栽电控机械爪的取苗针同步完
成伸长动作，所述电机关闭；
[0017]苗盘苗移栽电控机械爪放苗时，依据前文类推，所述电机的输出轴反转实现苗盘苗移栽电控机械爪取苗针的同步缩短和张开。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019](1)本专利技术仅使用了单个所述电机对苗盘苗移栽电控机械爪进行控制，无需多个动力源分别控制所述取苗针的伸缩动作和收拢、张开动作，无需控制多个动力源同步配合工作，降低了控制机械爪的难度；
[0020](2)本专利技术将苗盘苗移栽电控机械爪所述取苗针的伸缩动作和收拢、张开动作分成了两步进行，防止所述取苗针收拢时产生的大幅摆动损坏秧苗，保护了秧苗的完整性；
[0021](3)本专利技术所述取苗针伸缩动作的伸缩方向沿所述取苗针轴线进行，避免了所述取苗针在伸长插入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苗盘苗移栽电控机械爪，包括安装在主轴上的若干摆动叉杆和带螺杆的电机，其特征在于：所述电机通过电机固定座固定在所述主轴上，所述主轴顶端设有固定所述螺杆的螺杆支撑座，所述主轴底端设有限位螺母，若干所述摆动叉杆围绕所述主轴均匀设置，若干所述摆动叉杆末端均通过紧靠所述螺杆支撑座下端设置的第一固定铰支座与所述主轴连接，所述摆动叉杆的卡槽与取苗针顶端的环槽滑动连接，所述取苗针中部套有导针管，所述导针管与所述主轴通过连杆组连接，所述连杆组与所述第一固定铰支座之间设有与所述主轴滑动连接的驱动滑套，所述驱动滑套上固定有与所述螺杆螺旋配合的驱动螺母，所述驱动滑套与所述摆动叉杆通过弧形连杆连接。2.根据权利要求1所述的一种苗盘苗移栽电控机械爪，其特征在于：所述连杆组包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和拉伸弹簧，所述第一连杆和所述第二连杆交叉设置，所述导针管的上端与下端分别铰接所述第一连杆和所述第二连杆，所述电机固定座固定在所述主轴中部，所述主轴在所述电机固定座上下位置设置的第二固定铰支座和第三固定铰支座分别铰接所述第二连杆和所述第一连杆，所述第三连杆一端与所述第二连杆铰接另一端与限位滑套铰接，所述限位滑套与所述主轴滑动连接，所述限位滑套位于所述限位螺母与所述第三固定铰支座之间，所述拉伸弹簧一端与所述第二连杆和所述导针管的铰接点连接另一端与所述第三固定铰支座连接。3.根据权利要求1所述的一种苗盘苗移栽电控机械爪，其特征在于：所述拉伸弹簧始终对所述导针管施加拉力，所述取苗针中部设置有凸环，所述导针管在所述凸环和所述环槽之间滑动。4.根据权利要求1所述的一种苗盘苗移栽电控机械爪，其特征在于：所述螺杆的下端与所述电机的输出轴固定连接，所述螺杆的上端与所述螺杆支撑座转动连接。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐开军，顾凯鸣，侯倩，温佳伟，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：