一种农用大棚机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及农用工程机械技术领域，是一种农用大棚机械手，其特征结构是：在机架和活动杆的朝上端设有水平滑道，活动杆通过设在其两端的水平滑块机构嵌接在机架上的水平滑道内能呈纵向滑动；垂直杆通过纵深滑块机构与活动杆连接，纵深滑块机构嵌接在活动杆上的水平滑道内能呈横向滑动；垂直滑块机构嵌接在垂直杆上的垂直滑道内能作上下移动；采用的机械手大臂、机械手小臂和机械手能呈6个自由度转动，在机械手小臂的前端设有触觉传感器，因而本实用新型专利技术的机械手可灵巧精确地到达机架内的任一位置，不仅能够完成大棚种植中的多项使用要求，而且在制造、安装和维护上也比较方便，使用成本比较低，能显著提高农用大棚的生产效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及农用工程机械
，是作为一种直角坐标系机械构架的农用大棚机械手，可广泛用于农用果蔬大棚点花、整枝和摘心等护理工作。
技术介绍
在我国的农业生产中，大棚种植已是比较普遍的现象，现代农业、精细化农业也已有出现，消费者对精细农产品、包括对有机农产品的需求在逐年提高。但是，在数量有限的现代化农场和绿色农业生产基地以外，大多数的大棚种植(这里主要指的是简易的农用大棚种植)主要还是依靠人力在劳作，农民的劳动强度并没有减少多少，相反，由于大棚种植的环境改善了，适合种植的农作物多了，劳动更繁忙，例如点花时常常需要利用毛笔或简易点花器工作，既容易浪费药水，效率也不高；在摘心、整枝或采摘时也往往无法从高空进行操作，有时大棚中不易散去的农药还会对人体产生某种影响。目前，大棚种植在花期集中的季节或农忙时劳动强度非常大，有时很难在短期内完成全部必须的工作。对此，目前有一些新的简单的农用器械诞生，可在整枝、摘心、点花和绑蔓期间给予一定的帮助。但是，这些农用器械往往只能完成单一的动作，不能进行综合性的操作，常常还需要人力进行协作，它们对减轻大棚种植的劳动强度程度有限。本申请人在此之前设计过用于瓜果大棚的机械手，其专利申请号为 201020284793. 1，但其结构比较复杂，制造和安装不很方便，致使使用成本较大，不利于在农村推广应用。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种农用大棚机械手，它不仅能够完成大棚种植中的多项使用要求，而且在制造和安装上也比较方便，使用成本比较低，有利于在目前的农村大棚种植中推广应用。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为一种农用大棚机械手，包括液压/电气动力装置、控制装置、机架、活动杆、垂直杆、机械手大臂、机械手小臂、触觉传感器、机械手、机械手支撑架、收集篮和电源，所述液压/电气动力装置、控制装置与机架分开设置，液压/电气动力装置与控制装置之间通过连接线彼此连接并通过连接线与机架上被驱动的结构连接，所述机架包括支座和框架状上支架，在机架的一侧设有收集蓝和电源，其特征在于，在所述上支架和活动杆的朝上端设有水平滑道，所述活动杆通过设在其两端的水平滑块机构嵌接在机架上支架的水平滑道内， 活动杆与液压/电气动力装置之间连接有驱动线，活动杆由液压/电气动力装置驱动在机架上支架的水平滑道内纵向滑动；所述垂直杆通过纵深滑块机构与活动杆连接，纵深滑块机构嵌接在活动杆上的水平滑道内，纵深滑块机构与液压/电气动力装置之间由驱动线连接，液压/电气动力装置驱动纵深滑块机构在活动杆上的水平滑道内横向滑动；在所述垂直杆上设有垂直滑道，垂直滑道内嵌接有垂直滑块机构，垂直滑块机构与液压/电气动力装置之间由驱动线连接，垂直滑块机构由液压/电气动力装置驱动在垂直杆上的垂直滑道内上下移动；在垂直滑块机构上设有机械手支撑架，在机械手支撑架上通过转台设置机械手结构，所述机械手结构包括机械手大臂、机械手小臂和机械手，在机械手小臂的前端设有触觉传感器。所述机械手结构通过转台能在机械手支撑架上呈水平转动。所述机械手结构能够呈6个自由度转动。所述机械手小臂的前端能设置多种形式的机械手(本技术可配备多种形式的机械手，因此可视使用要求更换机械手)。果蔬基本都是垂直栽培的作物，在收获果实时，茎叶一般会成为障碍物，机械手需要在垂直方向具有运动优势且自由度足够大，所以本技术采用了直角坐标系机械构架，其涉及的滑道均采用直线滑动滑道，拥有3个自由度，能减小导轨体积，提高灵敏度并可按照大棚的实际大小进行调整和安装；在理论上6个自由度的机械手可以到达三维空间的任意位置，因此，本技术的农用大棚机械手拥有9个自由度，不仅保证了在复杂环境中机械手具有良好的运动柔性和通用性，而且可以使机械手到达大棚的任意位置，并提供多种护理功能。另外，在农用大棚机械手上添加了触觉传感器，由液压/电气动力装置和控制装置来控制机械手的动作，因而可实时对机械手手指与果实之间的压力进行测量，可有效地防止损伤果实。本技术的积极效果是(1)通过活动杆(纵深滑块机构)、水平滑块机构和垂直滑块机构能实现机械手结构在机架框架状上支架上作水平状纵向滑动和横向滑动以及在垂直杆上的垂直滑道内作上下移动，此外，由于机械手支撑架是能够旋转的结构，机械手臂和机械手也是能转动的结构，因此，机械手结构可以灵巧且精确地到达机架内三维空间的任何位置；(2)由于机械手小臂的前端可视使用要求配置多种形式的机械手，因此，其通用性更好，可一机多用，使用成本能大大降低；(3)由于使用了触觉传感器，从而能在工作时控制机械手的力量，不仅操作快速而准确，而且对瓜果的损伤小；(4)采用电力驱动，对环境无污染，且结构简单，维修和替换方便，能适应不同大棚的工作需要或同一大棚的多种工作需要，可逐步衍生成全能型大棚机械手，从而能显著提高农用大棚的生产效率。附图说明附图1为本技术一种农用大棚机械手的结构示意图； 附图2为机械手结构的前视图； 附图3为机械手结构的结构示意图； 图中的标号分别为1、液压/电气动力装置 4、活动杆； 7、水平滑块机构； 9、触觉传感器；2、控制装置； 5、垂直杆； 81、机械手大臂 10、机械手；3、机架；6、纵深滑块机构； 82、机械手小臂； 11、机械手支撑架；412、垂直滑块机构；13、收集篮；14、电源。具体实施方式以下结合附图给出本技术一种农用大棚机械手的具体实施方式，但是应该指出，本技术的实施不限于以下的实施方式。参见附图1，一种农用大棚机械手，其主要部件包括液压/电气动力装置1、控制装置2、机架3、活动杆4、垂直杆5、械手大臂81、机械手小臂82、触觉传感器9、机械手10、机械手支撑架11、收集篮13和电源14，其中，液压/电气动力装置1、控制装置2、触觉传感器 9、收集篮13和电源14可采用市场上有供应的相应部件，机架3、活动杆4、垂直杆5、械手大臂81、机械手小臂82、机械手10、机械手支撑架11等可根据对农用大棚机械手的使用要求自行设计，也可以设计一种基本的通用型号的部件以方便生产。液压/电气动力装置1、控制装置2与机架3应分开设置，将液压/电气动力装置 1和控制装置2设置在农用大棚中便于管理是位置，液压/电气动力装置1与控制装置2之间通过连接线彼此连接并通过连接线与机架3上的被驱动结构连接，为被驱动结构提供动力，通过活动杆4 (纵深滑块机构6)、水平滑块机构7和垂直滑块机构12实现机械手结构在机架3上的水平状纵向滑动和横向滑动以及在垂直杆5上的上下移动，机架3由支座和框架状上支架构成，在上支架朝上端设置水平滑道。活动杆4为一根横杆状结构，在其朝上端设置水平滑道。将活动杆4的两端安装水平滑块机构7，活动杆4通过水平滑块机构7嵌接在机架3上支架的水平滑道内，活动杆4与液压/电气动力装置1之间用驱动线连接，活动杆4由液压/电气动力装置1驱动可在机架3上支架的水平滑道内纵向滑动。垂直杆5为一根柱状结构，其一面设有垂直滑道。垂直杆5通过纵深滑块机构6 与活动杆4连接，将纵深滑块机构6嵌接在活动杆4上的水平滑道内，纵深滑块机构6与液压/电气动力装置1之间用驱动线连接，纵深滑块机构6由液压/电气动力装置1驱动可在活动杆4上的水平滑道内横向滑动。将垂直滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种农用大棚机械手，包括液压／电气动力装置（１）、控制装置（２）、机架（３）、活动杆（４）、垂直杆（５）、机械手大臂（８１）、机械手小臂（８２）、触觉传感器（９）、机械手（１０）、机械手支撑架（１１）、收集篮（１３）和电源（１４），所述液压／电气动力装置（１）、控制装置（２）与机架（３）分开设置，液压／电气动力装置（１）与控制装置（２）之间通过连接线彼此连接并通过连接线与机架（３）上被驱动的结构连接，所述机架（３）包括支座和框架状上支架，在机架（３）的一侧设有收集蓝（１３）和电源（１４），其特征在于，在所述上支架和活动杆（４）的朝上端设有水平滑道，所述活动杆（４）通过设在其两端的水平滑块机构（７）嵌接在机架（３）上支架的水平滑道内，活动杆（４）与液压／电气动力装置（１）之间连接有驱动线，活动杆（４）由液压／电气动力装置（１）驱动在机架（３）上支架的水平滑道内纵向滑动；所述垂直杆（５）通过纵深滑块机构（６）与活动杆（４）连接，纵深滑块机构（６）嵌接在活动杆（４）上的水平滑道内，纵深滑块机构（６）与液压／电气动力装置（１）之间由驱动线连接，液压／电气动力装置（１）驱动纵深滑块机构（６）在活动杆（４）上的水平滑道内横向滑动；在所述垂直杆（５）上设有垂直滑道，垂直滑道内嵌接有垂直滑块机构（１２），垂直滑块机构（１２）与液压／电气动力装置（１）之间由驱动线连接，垂直滑块机构（１２）由液压／电气动力装置（１）驱动在垂直杆（５）上的垂直滑道内上下移动；在垂直滑块机构（１２）上设有机械手支撑架（１１），在机械手支撑架（１１）上设置机械手结构，所述机械手结构包括机械手大臂（８１）、机械手小臂（８２）和机械手（１０），在机械手小臂（８２）的前端设有触觉传感器（９）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜浩明，陈英超，景向阳，赵静，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：实用新型
国别省市：31