一种棉花杆粉碎压缩机器人的制作方法

本发明涉及种植业机械设备技术领域，特别涉及一种棉花杆粉碎压缩机器人。

背景技术：

我国是棉花种植大国，随着我国经济的迅速发展，对棉花的需求也日益增加，棉花种植规模也日益扩大，由于收割棉花是一项繁重的任务，棉花种植也逐渐走向机械化，然而目前市场上的棉花收割机械将棉花收走之后，留下了棉花杆，棉花杆在秸秆肥料技术、秸秆饲料和食用菌基料技术和秸秆作能源和工业原料的技术方面有很大用处，因此棉花杆的收割是一项有必要又十分困难的工作，于是出现了棉花杆收割机械，如申请号为200920257605.3的《一种棉花杆收割机》，一种棉花杆收割机，包括机壳、皮带、转盘、链条、收割齿、轴承、拨条。一种既可以使成本最少，又能够很好地完成对棉花杆的收割、体积小、使用方便，且不会对土地的再次耕种造成影响的棉花杆收割机，改发明收割完之后仍需大量的人力物力对棉花杆进行收集、粉碎和运输。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种棉花杆粉碎压缩机器人，自动化程度高，体积小巧，运转灵活。

本发明采取的技术方案为：一种棉花杆粉碎压缩机器人，包括两个履带轮、两个第一支撑板、转动轴、九个棉花杆抓具、八个第一伸缩缸、第一支架、第二支撑板、第一步进电机、第二伸缩缸、丝杠、第二步进电机、第二支架、第三支架、输送组件、第三伸缩缸、压板、第四支架、第五支架、底板、第六支架、粉碎组件、鼓风组件、储料桶、送料板、机械臂，特制皮带、两个带轮、第一伺服电机，其特征在于：所述第六支架竖直固定安装在底板中部的左侧，鼓风组件固定安装在第六支架顶端，粉碎组件固定安装在鼓风组件顶端，粉碎组件左侧面固定安装在第五支架上，第五支架固定安装在底板中部的左侧，并位于第六支架的左侧，送料板为矩形板，在其左右两侧设有挡板，送料板前端固定安装在粉碎组件顶端的左侧，送料板后端向上倾斜一定角度；

所述储料桶为矩形桶状，其固定安装在底板中部的右侧，储料桶与鼓风组件前后对齐，机械臂竖直向上固定安装在底板后部，并位于储料桶的正后方，第四支架为l状，其竖直向下固定安装在底板中部的右侧，第三伸缩缸竖直向下固定安装在第四支架底部的上表面，压板为矩形，并与储料桶矩形内腔尺寸相同，压板固定安装在第三伸缩缸伸缩杆顶端，并与储料桶上下对齐，输送组件包括第三步进电机、皮带、两个卷筒、两个第七支架、两个第八支架，两个第八支架分别固定安装在第四支架底面的左部的前后侧，两个第七支架分别固定安装在送料板左右两侧的挡板中部，两个卷筒分别转动安装在两个第七支架和两个第八支架之间，皮带配合安装在两个卷筒上，第三步进电机固定安装在第七支架侧面，其电机轴与卷筒转轴同心固定安装；

所述两个履带轮分别固定安装在第四支架的右侧面和第五支架左侧面上，两个第一支撑板分别固定安装在第四支架和第五支架的前侧面下部，转动轴为八面体，转动轴转动安装在两个第一支撑板之间，第一伺服电机固定安装在左侧的第一支撑板侧面，其电机轴与转动轴的转动轴同心固定安装，八个第一伸缩缸分别固定安装在转动轴的八个面上，八个棉花杆抓具分别水平固定安装在八个第一伸缩缸的伸缩杆顶端；

所述第一支架为矩形框状，其底部左右两端固定安装在两个第一支撑板上表面的前端，第二支撑板为矩形，其竖直固定安装在第一支架中部，两个带轮分别转动安装在第二支撑板左上角和右上角，特制皮带外表面上均匀设有橡胶棒，其配合安装在两个带轮上，第一步进电机固定安装在第二支撑板前面左上角，其电机轴与带轮转动轴同心固定安装；

所述第三支架竖直向上固定安装在底板后部的中间位置，第二支架底面上设有燕尾槽，其前端固定在第一支架上部的下表面中部，其后端固定安装在第三支架顶端，第二步进电机固定安装在第二支架下表面的后端，丝杠一端通过联轴器与第二步进电机的电机轴同心固定，另一端通过丝杠支座固定安装在第二支架下表面的前端，第二伸缩缸底部设有燕尾导轨，其竖直向下，通过其底部的燕尾导轨配合安装在第二支架下表面的燕尾槽中，并通过其下部的丝杠螺母配合安装在丝杠上，在第二伸缩缸的伸缩杆顶部竖直向下固定安装着棉花杆抓具；

所述棉花杆抓具包括摆动缸、第一齿轮、固定架、滑动爪，固定架为长方体，在其前端面上设有矩形槽，在其上表面上均匀设有十一个矩形槽，滑动爪为长方体，且与固定架前端面上的矩形槽尺寸相同，在其上表面上设有与固定架上表面设有的矩形槽相对应的矩形槽，在滑动爪左端面上设有齿条，摆动缸固定安装在滑动爪左侧面的后部，第一齿轮固定安装在摆动缸的转动轴上，并与滑动爪左端面上的齿条啮合；

所述粉碎组件包括第四步进电机、两个第二齿轮、框架、二十个刀片组、两个光轴，框架为空心四棱柱，两个光轴分别间隔一定距离水平转动安装在框架前后两壁上，二十个刀片组，每个刀片组包含四个刀片，刀片沿光轴周向均布，二十个刀片组每十个一组，两组分别沿轴向均匀固定安装在两个光轴上，且两组刀片组分别交错安装，两个第二齿轮分别固定在两个光轴的后端，且两个第二齿轮相互啮合，第四步进电机固定安装在框架后端面上，其电机轴与第二齿轮同心固定在一起；

所述鼓风组件包括两个电动马达、两个叶片、料箱、出料口，料箱后侧面上的左右对称设有两个圆形通孔，两个电动马达分别固定安装在料箱后侧面的左右两边，两个叶片分别与两个电动马达的转轴同心固定，且两个叶片同心安装在后侧面的两个圆形通孔中，出料口为空心四棱柱，其固定安装在料箱前侧面，其内部与料箱内部相通；

所述机械臂包括第二伺服电机、两个第四伸缩缸、两个并联机构、两个第三伺服电机、真空发生器、吸盘，两个并联机构分别固定安装在两个第四伸缩缸的伸缩杆顶端，两个第三伺服电机分别竖直向上固定安装在两个并联机构上，一个第四伸缩缸固定安装在第二伺服电机的电机轴上，另一个第四伸缩缸固定安装在一个第三伺服电机的电机轴上，真空发生器固定安装在另一个第三伺服电机的电机轴上，吸盘与真空发生器联接；

所述并联机构包括两个圆板、六个电缸，圆板为圆柱状，其上表面沿周向均匀设有三组球座，每组包括两个球座，六个电缸每两个一组，每组电缸的底部分别通过球铰接安装在其中一个圆板上表面对应的球座中，每组电缸的伸缩杆顶端分别通过球铰接安装在另一个圆板上表面对应的球座中。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明采用履带轮行走，能够适应在田地松软的土地上行走；本发明通过独特的棉花杆抓具来抓取棉花杆，效率高、结构稳定，并通过特制皮带将棉花杆根部泥土清除掉，便于后续的回收利用；本发明能够实现棉花杆的收割、粉碎、压缩，自动化程度高，效率高，大大节省了人力物力，并且提高了棉花杆的回收质量。

附图说明

图1为本发明整体装配的立体结构示意图。

图2为本发明整体装配另一角度的立体结构示意图。

图3为本发明局部装配的立体结构示意图。

图4为本发明棉花杆抓具的立体结构示意图。

图5为本发明输料组件的立体结构示意图。

图6为本发明粉碎组件的立体结构示意图。

图7为本发明鼓风组件的立体结构示意图。

图8为本发明机械臂的立体结构示意图。

图9为本发明并联机构的立体结构示意图。

附图标号：1-履带轮；2-第一支撑板；3-转动轴；4-棉花杆抓具；5-第一伸缩缸；6-第一支架；7-第二支撑板；8-第一步进电机；9-第二伸缩缸；10-丝杠；11-第二步进电机；12-第二支架；13-第三支架；14-输送组件；15-第三伸缩缸；16-压板；17-第四支架；18-第五支架；19-底板；20-第六支架；21-粉碎组件；22-鼓风组件；23-储料桶；24-送料板；25-机械臂；26-特制皮带；27-带轮；28-第一伺服电机；

401-摆动缸；402-第一齿轮；403-固定架；404-滑动爪；

1401-第三步进电机；1402-皮带；1403-卷筒；1404-第七支架；1405-第八支架；

2101-第四步进电机；2102-第二齿轮；2103-框架；2104-刀片组；2105-光轴；

2201-电动马达；2202-叶片；2203-料箱；2204-出料口；

2501-第二伺服电机；2502-第四伸缩缸；2503-并联机构；2504-第三伺服电机；2505-真空发生器；2506-吸盘；

25031-圆板；25032-电缸。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示的一种棉花杆粉碎压缩机器人，包括两个履带轮1、两个第一支撑板2、转动轴3、九个棉花杆抓具4、八个第一伸缩缸5、第一支架6、第二支撑板7、第一步进电机8、第二伸缩缸9、丝杠10、第二步进电机11、第二支架12、第三支架13、输送组件14、第三伸缩缸15、压板16、第四支架17、第五支架18、底板19、第六支架20、粉碎组件21、鼓风组件22、储料桶23、送料板24、机械臂25，特制皮带26、两个带轮27、第一伺服电机28，其特征在于：所述第六支架20竖直固定安装在底板19中部的左侧，鼓风组件22固定安装在第六支架20顶端，粉碎组件21固定安装在鼓风组件22顶端，粉碎组件21左侧面固定安装在第五支架18上，第五支架18固定安装在底板19中部的左侧，并位于第六支架20的左侧，送料板24为矩形板，在其左右两侧设有挡板，送料板24前端固定安装在粉碎组件21顶端的左侧，送料板24后端向上倾斜一定角度；

所述储料桶23为矩形桶状，其固定安装在底板19中部的右侧，储料桶23与鼓风组件22前后对齐，机械臂25竖直向上固定安装在底板19后部，并位于储料桶23的正后方，第四支架17为l状，其竖直向下固定安装在底板19中部的右侧，第三伸缩缸15竖直向下固定安装在第四支架17底部的上表面，压板16为矩形，并与储料桶23矩形内腔尺寸相同，压板16固定安装在第三伸缩缸15伸缩杆顶端，并与储料桶23上下对齐，输送组件14包括第三步进电机1401、皮带1402、两个卷筒1403、两个第七支架1404、两个第八支架1405，两个第八支架1405分别固定安装在第四支架17底面的左部的前后侧，两个第七支架1404分别固定安装在送料板24左右两侧的挡板中部，两个卷筒1403分别转动安装在两个第七支架1404和两个第八支架1405之间，皮带1402配合安装在两个卷筒1403上，第三步进电机1401固定安装在第七支架1404侧面，其电机轴与卷筒1403转轴同心固定安装；

所述两个履带轮1分别固定安装在第四支架17的右侧面和第五支架18左侧面上，两个第一支撑板2分别固定安装在第四支架17和第五支架18的前侧面下部，转动轴3为八面体，转动轴3转动安装在两个第一支撑板2之间，第一伺服电机28固定安装在左侧的第一支撑板2侧面，其电机轴与转动轴3的转动轴同心固定安装，八个第一伸缩缸5分别固定安装在转动轴3的八个面上，八个棉花杆抓具4分别水平固定安装在八个第一伸缩缸5的伸缩杆顶端；

所述第一支架6为矩形框状，其底部左右两端固定安装在两个第一支撑板2上表面的前端，第二支撑板7为矩形，其竖直固定安装在第一支架6中部，两个带轮27分别转动安装在第二支撑板7左上角和右上角，特制皮带26外表面上均匀设有橡胶棒，其配合安装在两个带轮27上，第一步进电机8固定安装在第二支撑板7前面左上角，其电机轴与带轮27转动轴同心固定安装；

所述第三支架13竖直向上固定安装在底板后部的中间位置，第二支架12底面上设有燕尾槽，其前端固定在第一支架6上部的下表面中部，其后端固定安装在第三支架13顶端，第二步进电机11固定安装在第二支架12下表面的后端，丝杠10一端通过联轴器与第二步进电机11的电机轴同心固定，另一端通过丝杠支座固定安装在第二支架12下表面的前端，第二伸缩缸9底部设有燕尾导轨，其竖直向下，通过其底部的燕尾导轨配合安装在第二支架12下表面的燕尾槽中，并通过其下部的丝杠螺母配合安装在丝杠10上，在第二伸缩缸9的伸缩杆顶部竖直向下固定安装着棉花杆抓具4；

所述棉花杆抓具4包括摆动缸401、第一齿轮402、固定架403、滑动爪404，固定架403为长方体，在其前端面上设有矩形槽，在其上表面上均匀设有十一个矩形槽，滑动爪404为长方体，且与固定架403前端面上的矩形槽尺寸相同，在其上表面上设有与固定架403上表面设有的矩形槽相对应的矩形槽，在滑动爪404左端面上设有齿条，摆动缸401固定安装在滑动爪404左侧面的后部，第一齿轮402固定安装在摆动缸401的转动轴上，并与滑动爪404左端面上的齿条啮合；

所述粉碎组件21包括第四步进电机2101、两个第二齿轮2102、框架2103、二十个刀片组2104、两个光轴2105，框架2103为空心四棱柱，两个光轴2105分别间隔一定距离水平转动安装在框架2103前后两壁上，二十个刀片组2104，每个刀片组2104包含四个刀片，刀片沿光轴2105周向均布，二十个刀片组2104每十个一组，两组分别沿轴向均匀固定安装在两个光轴2105上，且两组刀片组2104分别交错安装，两个第二齿轮2102分别固定在两个光轴2105的后端，且两个第二齿轮2102相互啮合，第四步进电机2101固定安装在框架2103后端面上，其电机轴与第二齿轮2102同心固定在一起；

所述鼓风组件22包括两个电动马达2201、两个叶片2202、料箱2203、出料口2204，料箱2203后侧面上的左右对称设有两个圆形通孔，两个电动马达2201分别固定安装在料箱2203后侧面的左右两边，两个叶片2202分别与两个电动马达2201的转轴同心固定，且两个叶片2202同心安装在2203后侧面的两个圆形通孔中，出料口2204为空心四棱柱，其固定安装在料箱2203前侧面，其内部与料箱2203内部相通；

所述机械臂25包括第二伺服电机2501、两个第四伸缩缸2502、两个并联机构2503、两个第三伺服电机2504、真空发生器2505、吸盘2506，两个并联机构2503分别固定安装在两个第四伸缩缸2502的伸缩杆顶端，两个第三伺服电机2504分别竖直向上固定安装在两个并联机构2503上，一个第四伸缩缸2502固定安装在第二伺服电机2501的电机轴上，另一个第四伸缩缸2502固定安装在一个第三伺服电机2504的电机轴上，真空发生器2505固定安装在另一个第三伺服电机2504的电机轴上，吸盘2506与真空发生器2505联接；

所述并联机构2503包括两个圆板25031、六个电缸25032，圆板25031为圆柱状，其上表面沿周向均匀设有三组球座，每组包括两个球座，六个电缸25032每两个一组，每组电缸25032的底部分别通过球铰接安装在其中一个圆板25031上表面对应的球座中，每组电缸25032的伸缩杆顶端分别通过球铰接安装在另一个圆板25031上表面对应的球座中。

本发明工作原理为：本发明在工作时首先履带轮1工作，将本发明行走至工作区域，然后第一伺服电机28工作，带动转动轴3转动，同时转动轴3上的棉花杆抓具4和第一伸缩缸5工作，棉花杆抓具4转过转动轴3的最低点后，第一伸缩缸5逐渐伸展，当棉花杆进入棉花杆抓具4的固定架403的槽中时，摆动缸401工作，使棉花杆抓具4夹紧棉花杆，转动轴3继续转动，同时第一伸缩缸5继续伸展，当棉花杆抓具4转至转动轴3的最高点时，第一步进电机8工作，带动特制皮带26工作，使橡胶棒将棉花杆根部的泥土清除，同时第二伸缩缸9伸展，使其上的棉花杆抓具4下降，抓住转动轴3上棉花杆抓具4中的棉花杆，然后转动轴3上棉花杆抓具4松开棉花杆，转动轴3继续转动，同时第一伸缩缸5收回，重复以上步骤，循环对棉花杆收割；然后第二步进电机11工作，使第二伸缩缸9向后运动，同时第二伸缩缸9逐渐收回，当棉花杆运动至输送组件14上方时，棉花杆抓具4松开棉花杆，棉花杆落在输送组件14上，然后第三步进电机1401工作带动皮带1402将棉花杆送入送料板24中，然后棉花杆落入粉碎组件24中，同时第四步进电机2101工作，带动刀片组转动，将棉花杆粉碎，然后粉碎后的棉花杆落入料箱2203中，然后两个电动马达2201工作，带动叶片2202转动，将粉碎后的棉花杆从出料口2204吹出，进入储料桶23中，然后机械臂25工作拨动储料桶23中粉碎后的棉花杆，使其平整填满储料桶23，然后第三伸缩缸15工作，带动压板16压实储料桶23中粉碎后的棉花杆，重复以上步骤，对棉花杆进行粉碎、压块。