技術領域

本發明涉及一種蔬菜培養用設備，特別是一種收獲裝箱機械手。

背景技術：

蔬菜中含有人類每天必須攝入的各種營養元素，如今蔬菜的供應需求不斷加大。目前我國蔬菜的種植仍然處于田間播種為主，但在部分發達地區，采用無土栽培、育苗栽培等作物方式的規模正在不斷擴大，農作物種植方式的機械化、自動化技術研究成為國家重點研究領域。

其中部分現代化蔬菜無土水漂式栽培的生產流程是：

1、穴盤育苗；2、育苗移栽分苗；3、浮盤移送水漂；4、蔬菜收獲。

其中的蔬菜收獲多為人工完成，隨著勞動人口的逐漸減少，人工的成本較高，且勞動強度大，影響整體效率，嚴重的導致誤工誤時，錯過作物的最佳的生長收獲周期，難以保質保量。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供一種收獲裝箱機械手。本發明實現將成熟的蔬菜剪切去根然后裝箱，并且將空的菜盤回收，從而減少人力成本，降低勞動強度，提高整體效率，省時省力，確保作物的最佳的生長收獲周期，保質保量。

本發明的技術方案：收獲裝箱機械手，包括成熟蔬菜輸入機, 成熟蔬菜輸入機上方設有收獲機械手，收獲機械手側面設有空菜盤輸出機和收獲盒輸送機。

前述的收獲裝箱機械手中，所述成熟蔬菜輸入機包括輸送機，輸送機上設有輸送機側面擋板，輸送機側面擋板上經輸送機氣缸安裝塊設有輸送機側面夾緊氣缸，輸送機端部經擋板條設有擋板。

前述的收獲裝箱機械手中，所述收獲機械手包括兩層的架子，上層的架子經上部機械手連接有收割盒，下層的架子上設有下部機械手；所述每層架子包括鋁型材框架，鋁型材框架的兩側經立式軸承座設有安裝在的光軸，每根光軸的外側經坦克鏈墊板設有同步帶Ⅰ，光軸端部設有動力機構，所述下層的鋁型材框架上還經氣缸固定板設有雙軸氣缸，雙軸氣缸連接有輸送機側面擋板Ⅰ。

前述的收獲裝箱機械手中，所述動力機構包括經步進電機安裝底板固定在鋁型材框架上的57步進電機，57步進電機經彈性聯軸器連接有階梯軸，階梯軸經立式支撐座固定在軸承座安裝調節塊上，軸承座安裝調節塊側部設有螺紋塊，階梯軸端部設有XL20同步帶輪，鋁型材框架上設有軸承座墊板連接塊Ⅰ，軸承座墊板連接塊Ⅰ經軸承座墊板連接塊Ⅱ連接有軸承座墊板，軸承座墊板上經雙軸承座墊塊設有XL40同步帶輪，XL20同步帶輪與XL40同步帶輪之間設有同步帶Ⅱ，XL40同步帶輪連接有與同步帶Ⅰ連接的XL30同步帶輪。

前述的收獲裝箱機械手中，：所述上部機械手包括角鋼，角鋼底部兩端設有安裝在光軸上的滑塊Ⅰ，角鋼兩端設有經同步帶壓塊與同步帶Ⅰ連接，角鋼側部經壓片塊設有壓片，壓片上設有上部氣缸，上部氣缸連接有收獲機械手連接塊Ⅱ，收獲機械手連接塊Ⅱ側部設有收獲機械手連接塊Ⅰ，收獲機械手連接塊Ⅱ底部設有收獲機械手連接塊Ⅳ，收獲機械手連接塊Ⅰ上設有步進電機，步進電機經蝸輪蝸桿減速器連接有軸Ⅱ，軸Ⅱ上設有鏈輪，鏈輪經鏈條連接有軸Ⅰ。

前述的收獲裝箱機械手中，所述下部機械手包括經設置在兩根光軸上的Y軸板，每塊Y軸板上經立式支撐座墊塊設有一對立式支撐座A，一對立式支撐座A上設有X階梯軸，X階梯軸上設有兩個同步帶輪A，不同Y軸板上的同側同步帶輪A之間設有同步帶A，兩塊Y軸板之間經墊塊A設有兩根光軸A，兩根光軸A上經滑塊A設有Z軸板，Z軸板兩端分別設有撥桿，每根撥桿下端部設有撥片，其中Y軸板上的X階梯軸經彈性聯軸器A連接有步進電機A，另一Y軸板上經同步帶壓塊與同步帶Ⅰ連接。

前述的收獲裝箱機械手中，所述收割盒包括機械爪夾緊機構，機械爪夾緊機構上設有蔬菜剪切去根機構；機械爪夾緊機構包括機械手固定板, 機械手固定板上設有一個或多個并列設置的夾緊單元，一個或多個并列設置的夾緊單元連接有橫推板，橫推板連接有氣缸，氣缸經氣缸固定件固定在機械手固定板上。

前述的收獲裝箱機械手中，所述蔬菜剪切去根機構包括機械手剪刀支撐板, 機械手剪刀支撐板上兩端分別設有剪切氣缸，兩個剪切氣缸的相背設置，每個剪切氣缸的氣缸桿經氣缸連接桿連接有剪刀抽動桿連接件，剪刀抽動桿連接件連接有剪刀抽動桿，兩根剪刀抽動桿分別是下部剪刀抽動桿和上部剪刀抽動桿，下部剪刀抽動桿上設有滑塊低墊塊，上部剪刀抽動桿上設有滑塊高墊塊，滑塊低墊塊和滑塊高墊塊分別經剪切滑塊設置在剪切導軌上，上部剪刀抽動桿和下部剪刀抽動桿上設有一個或多個剪刀組件。

前述的收獲裝箱機械手中，所述剪刀組件包括分別鉸接設置在下部剪刀抽動桿和上部剪刀抽動桿上剪刀片，兩片剪刀片中部交叉鉸接連接；所述兩片剪刀片中部鉸接處固定在剪刀前后平動桿上，剪刀前后平動桿底部設有萬向球；所述的剪切氣缸通過氣缸內固定件和氣缸外固定件固定在機械手剪刀支撐板上。

前述的收獲裝箱機械手中，所述夾緊單元包括導軌，導軌上設有滑塊，滑塊上設有中心塊，中心塊上設有中心塊連接件，中心塊和中心塊連接件兩端均鉸接有爪子連桿，同側的兩根爪子連桿端部鉸接有爪子外伸桿，同側的兩根爪子連桿中部鉸接有爪子限位桿，爪子限位桿另一端鉸接在機械手固定板上；所述爪子限位桿通過支撐小圓空心柱鉸接在機械手固定板上；所述橫推板與中心塊連接件連接。

前述的收獲裝箱機械手中，所述空菜盤輸出機是800mm寬的傳送帶輸出機。

前述的收獲裝箱機械手中，所述收獲盒輸送機包括鋁型材輸送框架、鋁型材輸送框架兩側設有角鋁邊框固定片，兩角鋁邊框固定片之間設有多個輥子。

與現有技術相比，本發明主要實現利用成熟蔬菜輸入機將長有成熟蔬菜的菜盤輸送到限定位置，并保持固定不動，再由收獲機械手將菜盤中的蔬菜收獲，并裝入收獲盒輸送機上輸送的收獲盒中，空的菜盤再由收獲機械手中的撥盤機構撥送到菜盤輸出機上，完成空菜盤的回收，實現成熟蔬菜的收獲裝箱全自動化。本發明合理布置傳動帶位置，結構緊湊，功能完全且兼容性強。本發明實現將成熟的蔬菜剪切去根然后裝箱，并且將空的菜盤回收，從而減少人力成本，降低勞動強度，提高整體效率，省時省力，確保作物的最佳的生長收獲周期，保質保量。

本發明還通過將機械爪夾緊機構和蔬菜剪切去根機構配合實現蔬菜的夾緊、剪切去根，從而實現了蔬菜收獲的自動化操作，達到高效、可靠、生產率高、減輕勞動成本的目的。機械爪夾緊機構通過氣缸作用于橫推板，使得連接與橫推板上的一個或多個并列設置的夾緊單元動作，從而對菜體加緊或放開。夾緊單元由中心塊、爪子連桿、爪子外伸桿和爪子限位桿共同組成，結構緊湊，反應迅速，使用穩定可靠，能更好的加緊菜體，實現自動化操作，省時省力。蔬菜剪切去根機構通過兩個剪切氣缸作用于下部剪刀抽動桿和上部剪刀抽動桿，使得連接與下部剪刀抽動桿和上部剪刀抽動桿上的一個或多個剪刀組件動作，從而對蔬菜根部進行剪根作用，實現了蔬菜剪切去根的自動化操作，達到高效、可靠、生產率高、減輕勞動成本的目的。本發明由剪刀抽動桿、剪刀組件和剪刀前后平動桿等部件共同組成，結構緊湊，反應迅速，使用穩定可靠，能更好的去根處理，實現自動化操作，省時省力。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是成熟蔬菜輸入機的結構示意圖；

圖3是收獲機械手的結構示意圖；

圖4是收獲機械手的動力機構結構示意圖；

圖5是上部機械手的結構示意圖；

圖6是下部機械手的結構示意圖；

圖7是機械爪夾緊機構的結構示意圖；

圖8是蔬菜剪切去根機構的結構示意圖；

圖9是收獲盒輸送機的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。

實施例。收獲裝箱機械手，構成如圖1-9所示，包括成熟蔬菜輸入機1, 成熟蔬菜輸入機1上方設有收獲機械手2，收獲機械手2側面設有空菜盤輸出機3和收獲盒輸送機4。

所述成熟蔬菜輸入機1包括輸送機101，輸送機101上設有輸送機側面擋板102，輸送機側面擋板102上經輸送機氣缸安裝塊103設有輸送機側面夾緊氣缸104，輸送機101端部經擋板條106設有擋板105。

所述收獲機械手2包括兩層的架子，上層的架子經上部機械手連接有收割盒，下層的架子上設有下部機械手；所述每層架子包括鋁型材框架201，鋁型材框架201的兩側經立式軸承座207設有安裝在的光軸208，每根光軸208的外側經坦克鏈墊板205設有同步帶Ⅰ206，光軸208端部設有動力機構，所述下層的鋁型材框架201上還經氣缸固定板202設有雙軸氣缸203，雙軸氣缸203連接有輸送機側面擋板Ⅰ204。

所述動力機構包括經步進電機安裝底板214固定在鋁型材框架201上的57步進電機209，57步進電機209經彈性聯軸器210連接有階梯軸213，階梯軸213經立式支撐座211固定在軸承座安裝調節塊215上，軸承座安裝調節塊215側部設有螺紋塊217，階梯軸213端部設有XL20同步帶輪212，鋁型材框架201上設有軸承座墊板連接塊Ⅰ219，軸承座墊板連接塊Ⅰ219經軸承座墊板連接塊Ⅱ220連接有軸承座墊板221，軸承座墊板221上經雙軸承座墊塊222設有XL40同步帶輪218，XL20同步帶輪212與XL40同步帶輪218之間設有同步帶Ⅱ216，XL40同步帶輪218連接有與同步帶Ⅰ206連接的XL30同步帶輪223。

所述上部機械手包括角鋼235，角鋼235底部兩端設有安裝在光軸208上的滑塊Ⅰ234，角鋼235兩端設有經同步帶壓塊233與同步帶Ⅰ206連接，角鋼235側部經壓片塊236設有壓片237，壓片237上設有上部氣缸238，上部氣缸238連接有收獲機械手連接塊Ⅱ231，收獲機械手連接塊Ⅱ231側部設有收獲機械手連接塊Ⅰ225，收獲機械手連接塊Ⅱ231底部設有收獲機械手連接塊Ⅳ228，收獲機械手連接塊Ⅰ225上設有步進電機224，步進電機224經蝸輪蝸桿減速器連接有軸Ⅱ226，軸Ⅱ226上設有鏈輪227，鏈輪227經鏈條229連接有軸Ⅰ230。

所述下部機械手包括經設置在兩根光軸208上的Y軸板245，每塊Y軸板245上經立式支撐座墊塊242設有一對立式支撐座A241，一對立式支撐座A241上設有X階梯軸244，X階梯軸244上設有兩個同步帶輪A243，不同Y軸板245上的同側同步帶輪A243之間設有同步帶A248，兩塊Y軸板245之間經墊塊A246設有兩根光軸A247，兩根光軸A247上經滑塊A253設有Z軸板251，Z軸板251兩端分別設有撥桿250，每根撥桿250下端部設有撥片249，其中Y軸板245上的X階梯軸244經彈性聯軸器A240連接有步進電機A239，另一Y軸板245上經同步帶壓塊252與同步帶Ⅰ206連接。

所述收割盒包括機械爪夾緊機構，機械爪夾緊機構上設有蔬菜剪切去根機構；機械爪夾緊機構包括機械手固定板254, 機械手固定板254上設有一個或多個并列設置的夾緊單元，一個或多個并列設置的夾緊單元連接有橫推板259，橫推板259連接有氣缸257，氣缸257經氣缸固定件258固定在機械手固定板254上。

所述蔬菜剪切去根機構包括機械手剪刀支撐板279, 機械手剪刀支撐板279上兩端分別設有剪切氣缸269，兩個剪切氣缸269的相背設置，每個剪切氣缸269的氣缸桿經氣缸連接桿267連接有剪刀抽動桿連接件266，剪刀抽動桿連接件266連接有剪刀抽動桿273，兩根剪刀抽動桿273分別是下部剪刀抽動桿和上部剪刀抽動桿，下部剪刀抽動桿上設有滑塊低墊塊277，上部剪刀抽動桿上設有滑塊高墊塊268，滑塊低墊塊277和滑塊高墊塊288分別經剪切滑塊277設置在剪切導軌276上，上部剪刀抽動桿和下部剪刀抽動桿上設有一個或多個剪刀組件；所述剪刀組件包括分別鉸接設置在下部剪刀抽動桿和上部剪刀抽動桿上剪刀片274，兩片剪刀片274中部交叉鉸接連接；所述兩片剪刀片中部鉸接處固定在剪刀前后平動桿272上，剪刀前后平動桿272底部設有萬向球271；所述的剪切氣缸269通過氣缸內固定件270和氣缸外固定件278固定在機械手剪刀支撐板279上；所述夾緊單元包括導軌256，導軌256上設有滑塊260，滑塊260上設有中心塊264，中心塊264上設有中心塊連接件263，中心塊264和中心塊連接件263兩端均鉸接有爪子連桿265，同側的兩根爪子連桿265端部鉸接有爪子外伸桿262，同側的兩根爪子連桿265中部鉸接有爪子限位桿261，爪子限位桿261另一端鉸接在機械手固定板254上；所述爪子限位桿261通過支撐小圓空心柱255鉸接在機械手固定板254上；所述橫推板259與中心塊連接件263連接。

所述空菜盤輸出機3是800mm寬的傳送帶輸出機。

所述收獲盒輸送機4包括鋁型材輸送框架401、鋁型材輸送框架401兩側設有角鋁邊框固定片402，兩角鋁邊框固定片402之間設有多個輥子403。

本發明主要實現利用成熟蔬菜輸入機1將長有成熟蔬菜的菜盤輸送到限定位置，并保持固定不動，再由收獲機械手2將菜盤中的蔬菜收獲，并裝入收獲盒輸送機4上輸送的收獲盒中，空的菜盤再由收獲機械手2中的撥盤機構撥送到菜盤輸出機3上，完成空菜盤的回收，實現成熟蔬菜的收獲裝箱全自動化；

結合附圖2和附圖3，當裝有成熟蔬菜的菜盤放在600mm寬輸送機101上時輸送機開始將菜盤輸送到限定位置，即菜盤末端碰到擋板105，此時左側的雙軸氣缸203處于伸出狀態，即輸送機側面擋板1204將600mm寬輸送機101側面擋住，而輸送機側面夾緊氣缸104此時由原來的收縮狀態變為伸出狀態，固定于氣缸上的輸送機側面擋板102把位于此的菜盤夾緊限位；

結合附圖4和附圖5，步進電機209轉動通過彈性聯軸器210和階梯軸213帶動同步帶輪組轉動，從而通過同步帶帶動上部機械手移動到相應收割位置，CY1L20H-400氣缸238再上下移動，使固定于氣缸上的收割盒到達相應收割高度，準備收割蔬菜；

結合附圖7，機械爪夾緊菜體機構的末端的常態是氣缸257伸出，此時機械爪的兩個爪子外伸桿262張開，等蔬菜到爪子之間時，氣缸257縮進從而通過橫推板259同時帶動三個滑塊260縮進，從而通過爪子連桿265帶動兩個爪子外伸桿262夾緊蔬菜。等剪切去根完成后，氣缸257又伸出，爪子松開。爪子限位桿261一直使爪子保持在限定位置。這些步驟實現了蔬菜的夾取和松開的操作。

結合附圖8，蔬菜剪切去根機構的末端的常態是氣缸269伸出，此時兩個剪刀片張開大角度。當蔬菜被夾住以后，兩個氣缸269同時縮進，從而通過氣缸連接桿267和剪刀抽動桿連接件266帶動上部剪刀抽動桿273和下部剪刀抽動桿交錯運動，最終使得剪刀片做剪切運動，剪下蔬菜根。以上步驟完成了去除蔬菜根的操作；

結合附圖5，收割盒通過螺釘固定于上部機械手的收獲機械手連接塊Ⅳ228上，這樣步進電機帶蝸輪蝸桿減速器224就能通過軸Ⅱ226、帶動鏈輪227旋轉，進一步的通過鏈條229帶動軸Ⅰ230旋轉，最終通過軸Ⅰ230帶動固定于收獲機械手連接塊Ⅳ228上的收割盒翻轉，實現蔬菜的傾倒功能；

結合圖3和圖6，所述下部機械手兩個Y軸板245底部的滑塊與架子上的光軸208配合，并且下部機械手上的同步帶壓塊252壓緊著架子上的同步帶Ⅰ，這樣同步帶Ⅰ的前后移動就能帶動上部機械手的前后平動。并且Z軸板251與滑塊A253固定，滑塊A253又與光軸A247配合，可在其上滑行，同步帶A248通過同步帶壓塊252壓緊著Z軸板251，因此電機旋轉可帶動Z軸板251的前后平動，從而可帶動固定于Z軸板251上的撥桿250和撥片249的運動，而此時氣缸202縮進使側面擋板203也上升，便于空盤子被推出到800mm寬空盤輸送機上，完成空盤子的回收。