專利名稱：一種穴盤苗移缽系統末端執行器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及設施農業中的移缽作業，特別是涉及一種穴盤苗移缽系統末端執行器。
背景技術：
溫室已廣泛用于全世界農業生產中。但是溫室內溫度高、濕度大，作業環境比較惡劣。現在生產上越來越多的使用自動播種機和自動化移缽作業裝備，不但大大改善了作業者的勞動條件，而且秧苗移缽一致性高。移缽作業是溫室中育苗生產系統的一項主要作業過程，勞動強度很大，穴盤苗移缽系統的開發應用可以減輕勞動強度，提高作業效率。[0003] 末端執行器是穴盤苗移缽系統中直接參與缽苗移缽作業的關鍵部件。末端執行器必須最少程度地破壞基質，避免損傷幼苗，并使得幼苗在從目標穴盤至目的穴盤的轉移過程中夾持穩定，不致脫落。國外學者做了相關的研究1992年，Ting等人研制了一種SNS夾持器，雙動氣缸驅動，通過電容式近程傳感器感應距離，從600孔到48孔苗盤移缽作業成功率在50% -95% ;2002年，W. C. Choi等人設計了一種新的蔬菜幼苗夾取裝置應用于蔬菜幼苗移缽機中，速度為30株/min，成功率可達97X。但是這些末端執行器都存在結構比較復雜，適用的移缽作物種類和穴盤規格都比較有限的問題。

發明內容本實用新型的目的在于提供一種穴盤苗移缽系統末端執行器，該末端執行器可以完成剌入、抓取、提升、釋放動作，實現穴盤苗自動移缽作業。[0005] 本實用新型采用的技術方案如下 包括末端執行器連接部件、直線氣缸和抓取執行部件；直線氣缸的上端面與末端執行器連接部件的連接板連接，直線氣缸的下端面與抓取執行部件的執行體機架連接。[0007] 所述末端執行器連接部件包括連接桿、連接板；連接板中心裝有連接桿。[0008] 所述的抓取執行部件包括執行體機架、四個倒L形搖臂、與倒L形搖臂相同個數的倒L形手指連接滑塊、兩個或四個針式手指、回位彈簧和彈簧壓塊；執行體機架中心開有上大下小的階梯形圓孔，回位彈簧安裝在小圓孔內，上蓋有彈簧壓塊，執行體機架側面開有四個等分槽并與執行體機架中心的大圓孔貫通，四個倒L形搖臂的一端分別裝在執行體機架的槽中，其端部均壓在彈簧壓塊上端面，每個倒L形搖臂的兩臂交叉處用銷鉸接在執行體機架上，每個倒L形搖臂的另一端安裝在各自倒L形手指連接滑塊一端的導向槽中固定，每個倒L形手指連接滑塊的另一端底面分別與針式手指連接；直線氣缸下端安裝在執行體機架上，直線氣缸頂桿伸入執行體機架中心的大圓孔中并能壓在四個倒L形搖臂一端的端面上；直線氣缸上端與連接板連接。[0009] 本實用新型具有的有益效果是 本實用新型用于幼苗移缽系統，裝有該末端執行器的三自由度機械臂，完成剌入、抓取、提升、釋放動作，實現不同種類穴盤苗的自動移缽作業，并最少程度地破壞基質，避免
3損傷幼苗。
圖1是本實用新型的立體結構示意圖。 圖2是本實用新型的局部結構剖視示意圖。 圖3是圖2A的放大圖； 圖4是執行體機架的立體結構示意圖。 圖5是圖4執行體機架的俯視圖。 圖6是圖4執行體機架的半剖視圖。 圖7是本實用新型的安裝示意圖。 圖8是本實用新型的移缽作業動作過程示意圖。 圖9是末端執行器正向安裝打開狀態圖。 圖10是末端執行器正向安裝夾緊狀態圖。 圖11是末端執行器背向安裝打開狀態圖。 圖12是末端執行器背向安裝夾緊狀態圖。 圖中1、末端執行器連接部件，2、直線氣缸，3、抓取執行部件，4、連接桿，5、連接板，6、螺栓，7、執行體機架，8、銷，9、螺栓，10、倒L形搖臂，11、倒L形手指連接滑塊，12、螺栓，13、針式手指，14、回位彈簧，15、彈簧壓塊，16、大圓孔，17、小圓孔，18、垂直移動臂。
具體實施方式如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實用新型包括末端執行器連接部件1、直線氣缸2和抓取執行部件3 ;直線氣缸2的上端面與末端執行器連接部件1的連接板5連接，直線氣缸的下端面與抓取執行部件3的執行體機架7連接。末端執行器連接部件1 :包括連接桿4、連接板5 ;連接板5中心裝有連接桿4。抓取執行部件3 :包括執行體機架7、四個倒L形搖臂10、與倒L形搖臂10相同個數的倒L形手指連接滑塊11、兩個或四個針式手指13、回位彈簧14和彈簧壓塊15 ;執行體機架7中心開有上大下小的階梯形圓孔，回位彈簧14安裝在小圓孔17內，上蓋有彈簧壓塊15，執行體機架7側面開有四個等分槽并與執行體機架7中心的大圓孔16貫通，四個倒L形搖臂10的一端分別裝在執行體機架7的槽中，其端部均壓在彈簧壓塊15上端面，每個倒L形搖臂10的兩臂交叉處用銷8鉸接在執行體機架7上，每個倒L形搖臂10的另一端安裝在各自倒L形手指連接滑塊11 一端的導向槽中固定，每個倒L形手指連接滑塊ll的另一端底面分別與針式手指13連接；直線氣缸2下端安裝在執行體機架7上，直線氣缸2頂桿伸入執行體機架7中心的大圓孔16中并能壓在四個倒L形搖臂10 —端的端面上；直線氣缸2上端與連接板5連接。[0025] 如圖7所示，幼苗移缽系統的垂直移動臂末端開有安裝孔，可安裝多種末端執行器。 如圖8所示，該末端執行器根據機器視覺識別系統獲取的穴盤苗檢測信息，由PLC控制三自由度機械臂，通過以下過程實現穴盤苗自動移缽作業圖8中(a)移至目標穴孔1幼苗正上方，(b)剌入幼苗基質，(c)抓取幼苗，(d)轉移幼苗，(e)移至目標穴孔2， (f)釋放幼苗，(g)提升離開目標穴孔2。[0027] 所述的倒L形手指連接滑塊11可正反安裝在抓取執行部件3的倒L形搖臂10上，
并可通過導向槽在倒L形搖臂10上調節適合的相對距離，通過螺栓12固定。 所述的四個針式手指13中心對稱地布置并可以分別拆下，構成兩針式末端執行
器或者四針式末端執行器。手指的形狀可以是鏟型或者針形，用于夾持健康苗，確保移缽作
業順利完成。 圖9是末端執行器正向安裝打開狀態，圖10是末端執行器正向安裝夾緊狀態，圖11是末端執行器背向安裝打開狀態。圖12是末端執行器背向安裝夾緊狀態。[0030] 其具體工作過程如下 當目標穴盤到達移缽位置時，安裝有末端執行器的垂直移動臂18移動到目標穴盤的健康苗的上方，接通氣動管路的氣源，直線氣缸2進氣口進氣，直線氣缸2頂桿頂出，推動四個倒L形搖臂10繞著銷8轉動，同時通過彈簧壓塊15壓縮回位彈簧14，使安裝在末端執行器上的四個針式手指13打開，向下運動并插入目標穴盤的幼苗缽體中，在插入的過程中直線氣缸2出氣口出氣，直線氣缸7頂桿縮回，回位彈簧14復位，推動彈簧壓塊15使四個倒L形搖臂10復位，四個針式手指13向內抓取，夾持住要進行移缽作業的健康幼苗。[0032] 當四個針式手指13夾持住要進行移缽作業的健康幼苗后，安裝有末端執行器的垂直移動臂18向上提升，并向目的穴盤移動。當移動到要進行移缽作業的目的穴盤的空穴上方后，安裝有末端執行器的垂直移動臂18向下運動，被四個針式手指13夾持住的要進行移缽作業的健康幼苗進入目的穴盤空穴中。接著直線氣缸2進氣口進氣，直線氣缸2頂桿頂出，推動四個倒L形搖臂10繞著銷8轉動，同時通過彈簧壓塊15壓縮回位彈簧14使四個針式手指13打開，使健康幼苗缽體留在目的穴盤的空穴中，完成一次幼苗的移缽作業。[0033] 末端執行器上的四個針式手指13可以分別拆下，并可以調整相互間的距離，滿足不同穴盤和不同作物的生產需要；通過調整回位彈簧14的彈簧力的大小，可以改變剌入角度和抓取角度、力量的大小，在控制傷苗率的基礎上，提高移缽作業成功率。
權利要求一種穴盤苗移缽系統末端執行器，其特征在于包括末端執行器連接部件(1)、直線氣缸(2)和抓取執行部件(3)；直線氣缸(2)的上端面與末端執行器連接部件(1)的連接板(5)連接，直線氣缸的下端面與抓取執行部件(3)的執行體機架(7)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種穴盤苗移缽系統末端執行器，其特征在于所述末端執行器連接部件(1):包括連接桿(4)、連接板(5);連接板(5)中心裝有連接桿(4)。
3. 根據權利要求1所述的一種穴盤苗移缽系統末端執行器，其特征在于所述的抓取執行部件(3):包括執行體機架(7)、四個倒L形搖臂(10)、與倒L形搖臂(10)相同個數的倒L形手指連接滑塊(11)、兩個或四個針式手指(13)、回位彈簧(14)和彈簧壓塊(15);執行體機架(7)中心開有上大下小的階梯形圓孔，回位彈簧(14)安裝在小圓孔(17)內，上蓋有彈簧壓塊(15)，執行體機架(7)側面開有四個等分槽并與執行體機架(7)中心的大圓孔(16)貫通，四個倒L形搖臂(10)的一端分別裝在執行體機架(7)的槽中，其端部均壓在彈簧壓塊(15)上端面，每個倒L形搖臂(10)的兩臂交叉處用銷(8)鉸接在執行體機架(7)上，每個倒L形搖臂(10)的另一端安裝在各自倒L形手指連接滑塊(11) 一端的導向槽中固定，每個倒L形手指連接滑塊(11)的另一端底面分別與針式手指(13)連接；直線氣缸(2)下端安裝在執行體機架(7)上，直線氣缸(2)頂桿伸入執行體機架(7)中心的大圓孔(16)中并能壓在四個倒L形搖臂(10) —端的端面上；直線氣缸(2)上端與連接板(5)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種穴盤苗移缽系統末端執行器。包括末端執行器連接部件、直線氣缸和抓取執行部件；直線氣缸的上端面與末端執行器連接部件的連接板連接，直線氣缸的下端面與抓取執行部件的執行體機架連接，其進、出氣口與氣動管路連接。末端執行器的抓取執行部件采用四個可拆卸、可調節裝配距離的針式手指，通過調整回位彈簧的彈簧力的大小滿足不同大小穴盤幼苗的移缽作業需要。本實用新型用于幼苗移缽系統，裝有該末端執行器的三自由度機械臂，完成刺入、抓取、提升、釋放動作，實現不同種類穴盤苗的自動移缽作業，并最少程度地破壞基質，避免損傷幼苗。
文檔編號A01C11/02GK201450793SQ200920121238

公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月1日 優先權日2009年6月1日
發明者屠飛杰, 崔東蘇, 應義斌, 施經揮, 蔣煥煜 申請人:浙江大學