一种蓄力式跨垄棉花打顶机制造技术

本发明专利技术提供了一种蓄力式跨垄棉花打顶机，涉及农业机械领域，包括有履带式底盘

【技术实现步骤摘要】
一种蓄力式跨垄棉花打顶机


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及农业机械领域，具体为一种蓄力式跨垄棉花打顶机
。

技术介绍

[0002]过去依赖于我国的人口优势，农业从业人口充足，棉花打顶采用人工作业，作业成本较低，打顶机械化需求较弱；然而随着我国经济快速发展，从事农业生产劳动力短缺的问题日益突出，同时由于棉花打顶劳动强度大，且打顶时为高温炎热的夏季，工作条件恶劣，意愿从事打顶人员大幅度减少，同时随着劳动力价格普遍提升，大幅度提高的打顶作业成本，迫切需求机械替代人工，使得棉花打顶机械化成为目前亟待解决的棉花生产问题
。
目前机械化棉花打顶末端主要以切割式为主，多使用滚刀
、
圆盘式割刀
、
往复式割刀，这些末端多存在控制性欠佳，无法精确切割
、
刀具外露，易发生错切过切且存在安全隐患
、
转速要求高，需要电机持续高速运作的问题；而用于棉花打顶作业对棉花顶端识别的都是超声波
、
光幕测量，缺乏对打顶目标的选择性且精确度极低
。
因此，设计一种可以克服上述问题的棉花打顶机，对棉花打顶作业机械化具有重要意义
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种蓄力式跨垄棉花打顶机，以解决上述
技术介绍
中提出的目前机械化棉花打顶末端主要以切割式为主，多使用滚刀
、
圆盘式割刀
、
往复式割刀，这些末端多存在控制性欠佳，无法精确切割/>、
刀具外露，易发生错切过切且存在安全隐患
、
转速要求高，需要电机持续高速运作的问题；而用于棉花打顶作业对棉花顶端识别的都是超声波
、
光幕测量，缺乏对打顶目标的选择性且精确度极低的问题
。
[0004]一种蓄力式跨垄棉花打顶机，包括履带式底盘
、
框架
、
控制模块
、
机械臂四部分
、
涡卷弹簧蓄力末端，所述机械臂为少自由度机械臂，机械臂垂直移动的自由度，横向上使用复数末端排列
。
[0005]作为本专利技术的一个实施例，所述涡卷弹簧蓄力末端，包括有
[0006]舵机，所述舵机供能，舵机安装于机械臂末端的内部；
[0007]外壳，所述舵机设置于外壳顶端，外壳与机械臂末端的底部固定连接；
[0008]旋转轴，所述旋转轴转动设置于外壳内，与舵机伸出端固定连接；
[0009]涡卷弹簧，所述涡卷弹簧设置于外壳内，且缠绕于旋转轴表面，涡卷弹簧蓄力，并通过释放弹簧所蓄能量的方式，让末端快速旋转以完成打顶动作，区别于目前需要电机持续工作保持打顶用刀具高速旋转的末端，涡卷弹簧蓄力过程中仅需要舵机短时间中速转动，释放时即可达成无需主动件驱动
、
高速旋转的效果；
[0010]刀片轮，所述刀片轮设置于涡卷弹簧下方，涡卷弹簧驱动刀片轮转动；
[0011]棘轮，所述刀片轮下表面向内凹设有棘轮槽，所述棘轮设置在棘轮槽内，刀片轮只能沿一个方向转动，棘轮使刀片轮仅在涡卷弹簧释放时才会旋转，用于防止机械臂移动过
程中末端旋转影响棉花顶端套入刀片轮
。
[0012]作为本专利技术的一个实施例，舵机通过联轴器与旋转轴相连
。
[0013]作为本专利技术的一个实施例，涡卷弹簧的内端通过固定螺钉与旋转轴固定连接，外端与外壳的内侧固定连接
。
[0014]作为本专利技术的一个实施例，旋转轴上其余零件通过轴套与固定螺栓固定
。
[0015]作为本专利技术的一个实施例，所述刀片轮表面设置有刀片，所述刀片位于刀片轮内侧的棱上，通过将棉花顶部套入轮间空隙，刀片轮旋转时刀片切割完成打顶动作
。
[0016]作为本专利技术的一个实施例，又包括图像识别系统，以实现棉花打顶的选择性作业
。
[0017]作为本专利技术的一个实施例，底盘的机械臂使用了少自由度机械臂，五个末端垂直于机器前进方向排列，保留了每个末端垂直方向的自由度
。
[0018]一种蓄力式跨垄棉花打顶机的运作方法，其流程为：深度相机拍照
‑
视觉系统选择并识别棉花顶端位置
‑
机械臂移动
‑
涡卷弹簧蓄力
‑
涡卷弹簧释放进行打顶动作
‑
底盘前进开始下一轮作业
。
[0019]本专利技术有益效果为：通过本申请，本专利技术在末端方面使用舵机供能，涡卷弹簧蓄能的驱动方式，专利技术了一新型棉花打顶末端，相较现有棉花打顶机械成本更低廉，结构更加简单；此驱动形式解决了目前棉花打顶机需要电机维持末端长时间高速旋转的缺陷，仅需舵机短时间中速旋转为弹簧蓄力，涡卷弹簧释放带动末端工作的过程无需供能；切割用刀片轮使用了刀刃安装于轮内侧的棱上，可减少目前圆盘刀末端作业时常见的错切
、
过切现象，同时提高了安全系数
。
[0020]本专利技术使用了视觉识别的技术，拥有选择性打顶的功能，相较现存的超声波
、
光幕定位，有更高的精度
、
可自动选择准确的植株顶端打顶，可以更好地满足自动化作业的需求
。
本专利技术使用了少自由度机构，其更适合于棉花这类种植较为规范整齐的作物，在种植条件规范时，垂直于机器前进方向排列的机械臂不会影响定位的准确，反而可以通过多个机械臂覆盖整个植株的每个打顶位置，提高打顶作业的效率
。
此外，本专利技术提出了自动化棉花打顶机的运行方法，为有选择性
、
高效率
、
机械化的棉花打顶机提出了方案
。
整体上，本专利技术使棉花打顶作业可以实现自动化，解决了目前棉花打顶机构存在的需要持续维持电机高速工作
、
错切过切
、
无法选择性采摘
、
安全系数低
、
效率低等问题
。
附图说明
[0021]图1是棉花打顶末端的立体结构示意图
。
[0022]图2是棉花打顶末端的下侧视图
。
[0023]图3是棉花打顶末端的仰视图
。
[0024]图4是棉花打顶末端的内部结构立体结构示意图
。
[0025]图5是棉花打顶末端内部涡卷弹簧处的局部放大图
。
[0026]图6是棉花打顶机的立体结构示意图
。
[0027]图7是棉花打顶机的左视图
。
[0028]图8是棉花打顶机的主视图
。
[0029]图9是棉花打顶机工作方法流程图
。
[0030]其
1、
舵机；
2、
联轴器；
3、
外壳；
4、
涡卷弹簧；
5、
固定螺钉；
6、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种蓄力式跨垄棉花打顶机，包括履带式底盘
(11)、
框架
(12)、
控制模块
(13)、
机械臂
(14)
四部分
、
涡卷弹簧蓄力末端，其特征在于：所述机械臂为少自由度机械臂，机械臂
(14)
垂直移动的自由度，横向上使用复数末端排列
。2.
根据权利要求1所述的一种蓄力式跨垄棉花打顶机，其特征在于：所述涡卷弹簧蓄力末端，包括有舵机
(1)
，所述舵机
(1)
供能，舵机
(1)
安装于机械臂
(14)
末端的内部；外壳
(3)
，所述舵机
(1)
设置于外壳
(3)
顶端，外壳
(3)
与机械臂
(14)
末端的底部固定连接；旋转轴，所述旋转轴转动设置于外壳内，与舵机
(1)
伸出端固定连接；涡卷弹簧
(4)
，所述涡卷弹簧
(4)
设置于外壳内，且缠绕于旋转轴表面，涡卷弹簧
(4)
蓄力，并通过释放弹簧所蓄能量的方式，让末端快速旋转以完成打顶动作，区别于目前需要电机持续工作保持打顶用刀具高速旋转的末端，涡卷弹簧
(4)
蓄力过程中仅需要舵机
(1)
短时间中速转动，释放时即可达成无需主动件驱动
、
高速旋转的效果；刀片轮
(8)
，所述刀片轮设置于涡卷弹簧
(4)
下方，涡卷弹簧
(4)
驱动刀片轮
(8)
转动；棘轮
(7)
，所述刀片轮下表面向内凹设有棘轮槽，所述棘轮
(7)
设置在棘轮槽内，刀片轮只能沿一个方向转动，棘轮
(7)

【专利技术属性】
技术研发人员：倪文浩，贾江鸣，葛茂琛，陈建能，甘浩，齐洁，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：