一种带力反馈机构的穴盘苗移栽机械爪制造技术

本发明专利技术涉及一种带力反馈机构的穴盘苗移栽夹持爪，包括基座、舵机、传动机构、夹持机构、力反馈机构和外壳，所述舵机通过传动机构带动夹持机构移动进行夹持或投苗，力反馈机构安装在基座上，在夹持时通过弹性变形板产生类似悬臂梁的变形情况，将力的大小转换为位移量，并通过霍尔传感器进行测量，能够实时测量反馈夹持力的大小，使夹持力可控，不易伤苗漏苗，且零部件方便拆卸和更换，在保证钵苗质量的同时能够提高移栽成功率，具有很好的使用价值。具有很好的使用价值。具有很好的使用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种带力反馈机构的穴盘苗移栽机械爪


[0001]本专利技术涉及钵苗移栽夹持机构，具体涉及一种带力反馈机构的穴盘苗移栽夹持爪。

技术介绍

[0002]为了提高蔬菜产量和品质，减少成本，我国蔬菜生产主要采用穴盘育苗移栽种植的方式。随着工厂机械化育苗的发展，穴盘苗质量已经有了很大提升；钵苗移栽大都采用全自动机械化移栽，为了进一步保证钵苗质量和移栽效果，在取苗投苗过程，需要考虑移栽夹持爪对钵苗的影响。
[0003]目前移栽机取苗夹持爪大多不可控制夹持力，若使用力大小恒定的夹持爪，在夹取大小不同钵苗时可能会出伤苗漏苗的情况，特别是在全自动移栽的过程中，可能造成钵苗浪费，降低蔬菜产量，增加生产成本；而现有的采用可控力的取苗爪，力传感器集成在手爪上，在反复插入苗坨或夹持茎秆的过程中，传感器与钵苗频繁接触，极易损伤传感器，且更换传感器过程较为复杂。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种带有力反馈机构的穴盘苗移栽夹持爪，通过改进结构设计，把测量装置设在基座上，避免传感器与钵苗接触，将夹持力的大小转化为位移进行测量，不仅能够实时测量反馈夹持力的大小，还避免了传感器与钵盆的直接接触，防止伤苗漏苗的同时具有较高的可靠性。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种带力反馈机构的穴盘苗移栽夹持爪，包括基座、舵机、传动机构、夹持机构、力反馈机构和外壳，所述舵机、传动机构、夹持机构、力反馈机构分别安装在基座上；所述夹持机构包括滑轨、滑块一、滑块二，第一连接板、第二连接板、第一夹指、第二夹指；所述力反馈机构包括弹性变形板、磁铁固定板、磁铁、霍尔传感器；其中，所述第一连接板、第二连接板、弹性变形板和磁铁固定板均为L形板，具有相互垂直的两个面；滑轨固定在基座上，滑块一和滑块二分别设置在滑轨上，第一连接板的水平面连接滑块一，竖直面连接第一夹指，第二连接板的水平面连接滑块二，竖直面连接第二夹指，第一连接板的水平面还连接传动机构，所述舵机通过传动机构驱动第一连接板带动第一夹指移动，第二连接板的水平面还连接有弹性变形板的水平面，弹性变形板的竖直面固定在基座侧面，第二连接板的竖直面上还连接磁铁固定板的竖直面，磁铁固定板的水平面位于基座底部并设有卡槽，磁铁置于所述卡槽内；霍尔传感器固定在基座底部与磁铁相邻的位置。
[0006]进一步地，所述传动机构包括舵机圆盘、齿轮、齿条，所述舵机圆盘连接舵机的输出轴，齿轮固定在舵机圆盘上方，齿轮与齿条啮合，齿条连接在第一连接板的水平面上。
[0007]进一步地，所述基座底部设置有霍尔传感器固定板，所述霍尔传感器固定板上设固定槽用于固定所述霍尔传感器。
[0008]所述移栽夹持爪还配有舵机驱动器和单片机控制器，所述舵机置于基座的开槽中，通过螺栓与基座固定并与舵机驱动器和单片机控制器连接。
[0009]优选地，所述弹性变形板的材质为65Mn弹簧钢。
[0010]进一步地，所述第一连接板、第二连接板、弹性变形板以及磁铁固定板与基座或其他部件之间均通过螺钉连接的方式进行连接。
[0011]本专利技术的移栽夹持爪，在夹持时利用夹持力对弹性变形板施加一定大小的力，使之产生类似悬臂梁的变形情况，通过霍尔传感器检测形变的位移量从而精确测得夹持力大小，不易出现伤苗漏苗的情况，具体表现在以下几个方面：1. 采用悬臂梁式变形结构，无需将力传感器置于夹持手指上，避免了传感器与钵苗的直接接触，可以在有效减小夹持手指体积的同时降低反复抓取作业对传感器造成的损伤；2. 将力的大小转换为位移量，可以实时获取手爪夹持力的大小，针对不同钵苗可以采用不同大小的力进行夹持，有较强的适用性；3. 针对不同的钵苗可选择弹性不同的弹性金属板，当弹性变形板发生金属疲劳后，可拆下进行更换，成本较低且拆装方便。
附图说明
[0012]图1为本专利技术整体外观结构示意图；图2为本专利技术内部详细结构分解示意图；图3为本专利技术底部示意图。
[0013]图中，1、外壳，2、夹持机构，201、舵机圆盘，202、齿轮，203、齿条，204、第一连接板，205、滑轨，206、滑块一，216、滑块二，207、第一夹指，217、第二夹指，208、第二连接板，3、力反馈机构，301、弹性变形板，302、磁铁固定板，303、磁铁，304、霍尔传感器，305、霍尔传感器固定板，4、基座，5、舵机，6、外壳连接板。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。
[0015]为了更清楚的说明本专利技术的技术方案，本实施例结合x、y、z坐标轴对移栽机械爪的结构进行说明，采用左手坐标系，以水平面为xy平面， 垂直于xy平面向上为z轴正方向，x轴为滑块移动方向。
[0016]如图1
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3所示，一种带力反馈机构的穴盘苗移栽夹持爪，包括基座4、舵机5、传动机构，夹持机构2、力反馈机构3、和外壳1，所述舵机5、传动机构、夹持机构2、力反馈机构3依次安装在基座4上，外壳1通过外壳安装板6安装在基座4上。
[0017]所述夹持机构2包括滑轨205、滑块一206、滑块二216、第一夹指207、第二夹指217及第一连接板204和第二连接板208，所述第一连接板204和第二连接板208均为L形板，具有相互垂直的两个面，用于将滑块和夹指连接在一起；具体地，所述第一连接板204的水平面即x
‑
y平面连接滑块一206，第一连接板204的竖直面即x
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z平面连接第一夹指207；所述第二连接板208的水平面即x
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y平面连接滑块二216，第二连接板208的竖直面x
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z平面连接第二夹指217，舵机5通过传动机构驱动滑块一206带动第一夹指207沿滑轨205移动实现对钵苗
的夹持。
[0018]具体地，所述传动机构包括舵机圆盘201、齿轮202和齿条203，舵机圆盘201连接舵机5的输出轴，齿轮202通过螺钉连接固定在舵机圆盘201上方，齿轮202与齿条203啮合，齿条203连接在第一连接板204的水平面即x
‑
y平面上，舵机圆盘201将舵机输出的力矩传递给齿轮202，通过齿条203、第一连接板204将动力传递给滑块一206，带动第一夹指207沿x轴方向移动。
[0019]所述力反馈机构3包括弹性变形板301、磁铁固定板302、磁铁303、霍尔传感器304、霍尔传感器固定板305，其中，所述弹性变形板301和磁铁固定板302均是L形板，具有相互垂直的两个面，所述弹性变形板301的水平面即x
‑
y平面固定在第二连接板208的水平面上，弹性变形板301的竖直面即y
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z平面固定在基座4侧面；磁铁固定板302的竖直面即x
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z平面与第二夹指217均通过螺钉固定在第二连接板208的竖直面即x
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z平面上，磁铁固定板302的水平面即x
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y平面位于基座4下方（不固定），磁铁303置于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带力反馈机构的穴盘苗移栽夹持爪，其特征在于，包括基座（4）、舵机（5）、传动机构、夹持机构（2）、力反馈机构（3）和外壳（1），所述舵机（5）、传动机构、夹持机构（2）、力反馈机构（3）分别安装在基座（4）上；所述夹持机构（2）包括滑轨（205）、滑块一（206）、滑块二（216），第一连接板（204）、第二连接板（208）、第一夹指（207）、第二夹指（217）；所述力反馈机构（3）包括弹性变形板（301）、磁铁固定板（302）、磁铁（303）、霍尔传感器（304）；其中，所述第一连接板（204）、第二连接板（208）、弹性变形板（301）和磁铁固定板（302）均为L形板，具有相互垂直的两个面；滑轨（205）固定在基座（4）上，滑块一（206）和滑块二（216）分别设置在滑轨（205）上，第一连接板（204）的水平面连接滑块一（206），竖直面连接第一夹指（207），第二连接板（208）的水平面连接滑块二（216），竖直面连接第二夹指（217），第一连接板（204）的水平面还连接传动机构，所述舵机（5）通过传动机构驱动第一连接板（204）带动第一夹指（207）移动，第二连接板（208）的水平面还连接有弹性变形板（301）的水平面，弹性变形板（301）的竖直面固定在基座（4）侧面，第二连接板（208）的竖直面上还连接磁铁固定板（302）的竖直面，磁铁固定板（302）的水平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜新武，李鹏飞，高锴航，司来强，云志豪，朱文康，索宏斌，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：