一种单臂双向割胶装置仿形机构

本发明涉及橡胶割胶技术领域，具体是一种单臂双向割胶装置仿形机构。

背景技术：

割胶需要保证两个重要经济指标：天然橡胶是通过割破橡胶树乳管获得的，割胶机械的优劣直接影响橡胶产量。橡胶树的树干外形类似为椭圆状，树皮表面凹凸不平，为了能够在此外部条件下保证橡胶产量，自动割胶机就必须有仿形装置克服胶树外表不平的问题，使得在刀具割出轨迹的过程中能够控制适宜的割胶深度。若无仿形机构就会造成胶树有的地方割胶深度过浅没割到胶乳管，产量降低；有的地方割的过深，损伤胶树。因此研发一款能够准确的对橡胶树的外表进行仿形的仿形机构成为一种刚需。

专利号为cn201810451512.8的一种橡胶树自动割胶机仿形与切割机构。包括仿形机构和切割机构，仿形机构由数控三轴滑台组成，通过控制步进电机的转动实现空间三维仿形功能。切割机构安装于仿形机构上，由切割装置和限位装置组成，切割装置通过控制电机的转动实现切割，限位装置通过螺栓固定实现切割深度的控制，从而实现割胶全过程的同步仿形与切割，其方案是通过空间三维仿形功能来实现割胶。但是，由于其三轴滑台均是直线运动，其切割路线是通过三轴直线运动的方式与橡胶树保持一定距离，通过割胶刀与橡胶树接触来实现割胶，采用此种方式割胶存在的一个问题是无法对橡胶树的树皮外表的复杂结构进行贴合切割，其切割深度局限于手动控制螺栓来实现，不能通过装置自身的接触去实现。

技术实现要素：

本发明提供了一种单臂双向割胶装置仿形机构，旨在解决上述自动割胶机仿形装置不能克服橡胶树外表不平，造成割胶深度过深或者过浅的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种单臂双向割胶装置仿形机构，包括套接于橡胶树上的架空云轨、主体机架、行走机构、四连杆仿形机构、升降机构、一级仿形机构、二级仿形机构以及驱动部件，所述主体机架通过所述行走机构在所述架空云轨上直线行走；所述四连杆仿形机构通过所述驱动部件可活动安装于所述主体机架上；所述升降机构安装于所述四连杆仿形机构上；所述一级仿形机构连接于所述升降机构上；所述二级仿形机构铰接于所述一级仿形机构的端部；所述一级仿形机构通过控制所述二级仿形机构进行角度调节，来使所述二级仿形机构绕橡胶树贴合转动。

进一步地，所述行走机构包括连接有电机的驱动滚轮、l形梁以及限位滚轮，所述l形梁连接的一端连接于所述主体机架上；所述驱动滚轮可转动连接于所述l形梁的另一端；所述限位滚轮连接于所述主体机架上；所述驱动滚轮位于所述架空云轨的上侧，所述限位滚轮位于所述架空云轨的下侧。

进一步地，所述四连杆仿形机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及第四连杆，所述第一连杆的一端铰接于所述主体机架的一侧，所述第三连杆和所述第四连杆的一端铰接于所述主体机架的另一侧上下端；所述第二连杆的一端铰接于所述第一连杆的另一端；所述第二连杆、第三连杆以及第四连杆的另一端与所述升降机构铰接。

进一步地，所述第一连杆的端部设有铰接座，所述驱动部件为电动推杆，所述铰接座与所述电动推杆的输出端铰接。

进一步地，所述升降机构包括t形梁、横梁、升降梁以及连接有驱动电机的螺杆；所述横梁分别设于t形梁的上下端；所述螺杆可转动设于所述横梁上；所述升降梁的一端设有滑块，所述滑块的一侧限位于所述t形梁的一侧；所述滑块螺纹连接于所述螺杆上；所述第二连杆铰接于所述t形梁的一端，所述第三连杆和所述第四连杆铰接于所述横梁上。

进一步地，还包括限位杆，所述限位杆设于所述横梁上，所述升降梁可滑动套于所述限位杆上。

进一步地，所述一级仿形机构包括连接件、t形件、推杆、第一接近传感器以及第二接近传感器，所述连接件固定连接于所述升降梁的端部；所述t形件铰接于所述连接件的端部；所述推杆铰接于所述t形件的两侧；所述第一接近传感器设于所述升降梁的一侧，所述第二接近传感器设于所述升降梁的另一侧；所述推杆的端部设有触发球，所述第一接近传感器和所述第二接近传感器通过所述触发球与弹性片接触，以接通所述驱动部件电路通路使所述四连杆机构进行伸缩运动。

进一步地，所述二级仿形机构包括连接杆、接触转盘以及浮动轮，所述连接杆固定连接于所述t形件的端部；所述接触转盘沿水平面倾斜设于所述连接杆上；所述浮动轮可转动设于所述接触转盘的两端；所述割胶刀设于所述接触转盘的中部。

进一步地，所述连接件的两侧设有通孔，所述推杆位于所述通孔内；所述触发球的直径大于所述通孔的内径。

进一步地，所述架空云轨上下两端设置有导电线。

相对现有技术，具有以下有益效果：

通过设置四连杆仿形机构、升降机构、一级仿形机构以及二级仿形机构，以使驱动部件推动四连杆仿形机构带动升降机构进行伸缩运动，以带动一级仿形机构和二级仿形机构进行伸缩运动，并依靠升降机构来控制其进行升降运动；一级仿形机构通过第一接近传感器和第二接近传感器来实现对二级仿形机构角度调节，二级仿形机构通过接触转盘和浮动轮来实现对橡胶树的贴合切割，有效实现橡胶树的均匀切割，以降低割胶刀在切割的过程中出现过深或者过浅的问题；同时，通过主体机架沿着架空云轨的轨迹依次移动，实现对多棵橡胶树的外表的数据采集，以便割胶机根据采集的数据调整割胶深度和运动轨迹，提高采胶量；采用四杆机构驱动二级仿形机构伸缩，有效节约装备空间，结合多个仿形机构的协同工作，精准的对橡胶树的外表进行仿形，以提高橡胶树的割胶质量和割胶效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的示意图；

图2为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的轴视图；

图3为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的工作示意图；

图4为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的工作示意图；

图5为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的工作示意图；

图6为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的四连杆仿形机构示意图；

图7为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的行走机构示意图；

图8为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的a局部放大示意图；

图9为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构的b局部放大示意图；

图10为本申请一种单臂双向割胶装置仿形机构在架空云轨上移动示意图。

附图标记：1-架空云轨；2-主体机架；3-行走机构；4-四连杆仿形机构；5-升降机构；6-一级仿形机构；7-二级仿形机构；8-驱动部件；9-割胶刀；31-驱动滚轮；32-l形梁；33-限位滚轮；41-第一连杆；42-第二连杆；43-第三连杆；44-第四连杆；45-铰接座；51-t形梁；52-横梁；53-升降梁；54-螺杆；55-驱动电机；56-滑块；57-限位杆；61-连接件；62-t形件；63-推杆；64-第一接近传感器；65-第二接近传感器；66-触发球；67-弹性片；71-连接杆；72-接触转盘；73-浮动轮；611-通孔。

具体实施方式

为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：

实施例1：

如图1至图10所示，本发明提供了一种单臂双向割胶装置仿形机构，包括套接于橡胶树上的架空云轨1、主体机架2、行走机构3、四连杆仿形机构4、升降机构5、一级仿形机构6、二级仿形机构7以及驱动部件8，行走机构3设于主体机架2上端，行走机构3可转动位于架空云轨1上，以使主体机架2通过行走机构3在架空云轨1上直线行走，从而带动主体机架2进行直线运动；四连杆仿形机构4铰接于主体机架2的一侧，驱动部件8铰接于主体机架2的另一侧，驱动部件8的输出端与四连杆仿形机构4铰接，以使四连杆仿形机构4通过驱动部件8可活动安装于主体机架2上；升降机构5安装于四连杆仿形机构4上，以通过四连杆仿形机构4的带动进行伸缩运动；一级仿形机构6连接于升降机构5上，以使一级仿形机构6可进行升降运动；二级仿形机构7铰接于一级仿形机构6的端部，以通过一级仿形机构6来带动二级仿形机构7进行角度调节；一级仿形机构6通过控制二级仿形机构7进行角度调节，来使二级仿形机构7绕橡胶树贴合螺旋转动。

具体地，四连杆仿形机构4包括第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43以及第四连杆44，第一连杆41的一端铰接于主体机架2的一侧，第三连杆43和第四连杆44的一端铰接于主体机架2的另一侧上下端；第二连杆42的一端铰接于第一连杆41的另一端；第二连杆42、第三连杆43以及第四连杆44的另一端与升降机构5铰接；通过四连杆仿形机构4来推动升降机构5进行水平伸缩运动，以调节二级仿形机构7与橡胶树的距离。

具体地，升降机构5包括t形梁51、横梁52、升降梁53以及连接有驱动电机55的螺杆54；横梁52分别设于t形梁51的上下端；螺杆54可转动设于横梁52上；升降梁53的一端设有滑块56，滑块56的一侧限位于t形梁51的一侧；滑块56螺纹连接于螺杆54上，以通过驱动电机55驱动螺杆54转动来带动滑块56进行升降运动，从而使升降梁53跟随滑块56进行升降运动；第二连杆42铰接于t形梁51的一端，第三连杆43和第四连杆44铰接于横梁52上，以通过铰接的方式来实现升降机构5的灵活运动。

具体地，还包括限位杆57，限位杆57设于横梁52上，升降梁53可滑动套于限位杆57上，以通过限位杆57来对升降梁53进行限位，使升降梁53能够进行竖直方向的升降运动。

具体地，一级仿形机构6包括连接件61、t形件62、推杆63、第一接近传感器64以及第二接近传感器65，连接件61固定连接于升降梁53的端部；t形件62铰接于连接件61的端部；推杆63铰接于t形件62的两侧；第一接近传感器64设于升降梁53的一侧，第二接近传感器65设于升降梁53的另一侧；推杆63的端部设有触发球66，第一接近传感器64和第二接近传感器65通过触发球66与弹性片67接触，以接通驱动部件8电路通路使四连杆机构进行伸缩运动。

工作原理：

如图3和图5所示，机器接触橡胶树之前行驶时，一级仿形机构6在中间位置，驱动部件8驱动四连杆仿形机构4运行，使二级仿形机构7处在最远端。当机器继续向右移动，移动过程中二级仿形机构7碰到橡胶树时自动靠在树上。当二级仿形机构7接触橡胶树时，受到向左方向的作用力，一级仿形机构6向左偏摆，偏摆到一定角度时，触动第一接近传感器64，驱动部件8推动四连杆仿形机构4往下方位移，直至小于触发行程，驱动部件8才停止工作。结合向右位移，整个运行轨迹成左下圆弧，保证二级仿形机构7与橡胶树的树干贴合；当机器运行通过中点的某一段时，一级仿形机构6回中间点，然后驱动部件8驱动四连杆仿形机构4使二级仿形机构7往上行走，且一级仿形机构6由于力的方向改变而往右偏转，当一级仿形机构6发生偏转时，驱动部件8停止工作。机器继续往右行驶，一级仿形机构6再次回到中间点。以此类推，二级仿形机构7在右下半圆的运动保持贴紧树干。当二级仿形机构7离开树干时，电机继续驱动，使其一直处于离机器最远端，再继续下一个工作循环。

具体地，架空云轨1上下两端设置有导电线，用于装备能源供应。

实施例2：

如图6和图7所示，结合实施例1的技术方案，本实施例中，行走机构3包括连接有电机的驱动滚轮31、l形梁32以及限位滚轮33，l形梁32连接的一端连接于主体机架2上；驱动滚轮31为两个，以提高机器的稳定性；驱动滚轮31为导电滚轮，以使驱动滚轮31能够在架空云轨1上稳定移动；驱动滚轮31可转动连接于l形梁32的另一端；限位滚轮33连接于主体机架2上；驱动滚轮31位于架空云轨1的上侧，限位滚轮33位于架空云轨1的下侧。

具体地，第一连杆41的端部设有铰接座45，驱动部件8为电动推杆63，铰接座45与电动推杆63的输出端铰接，以通过电动推杆63来推动第一连杆41进行转动，从而使铰接于第一连杆41端部的第二连杆42进行运动，以带动第三连杆43和第四连杆44绕主体机架2一侧进行转动，以推动一级仿形机构6进行一定弧度的伸缩运动。

实施例3：

如图8和图9所示，结合实施例2的技术方案，本实施例中，二级仿形机构7包括连接杆71、接触转盘72以及浮动轮73，连接杆71固定连接于t形件62的端部；接触转盘72沿水平面倾斜设于连接杆71上，以通过倾斜的接触转盘72结合升降机构5来实现割胶刀9的螺旋切割橡胶；浮动轮73可转动设于接触转盘72的两端，以通过活动铰接的方式来使两个浮动轮73可转动连接于弧形接触转盘72的两端；当二级仿形机构7碰到橡胶树时，浮动轮73自动靠在树上；接触转盘72的中部设有割胶刀9，以通过浮动轮73接触橡胶树后，割胶刀9对橡胶树进行螺旋切割。

具体地，连接件61的两侧设有通孔611，推杆63位于通孔611内；触发球66的直径大于通孔611的内径，以通过通孔611对触发球66进行限位，以防止t形件62转动角度过大的问题出现。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。