一种钵苗夹取参数测定装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种钵苗夹取参数测定装置，电机固定在机架的顶部后侧，电机的前侧设有固定在机架上的轴承座，可调式夹取爪上设有铰接轴承，铰接轴承装配在轴承座上，可调式夹取爪能在电机的带动下以铰接轴承为支点上下摆动，在机架上设有两组夹取行程调节轨道，一组调节轨道用于对可调式夹取爪的上行程极限限位，另一组调节轨道用于对可调式夹取爪的下行程极限限位。本发明所述的钵苗夹取参数测定装置，可以快速方便的调整夹取力和夹取行程，可以对某特定状态的钵苗进行不同夹取力和夹取行程的试验，快速得出该特定状态的钵苗对夹取力和夹取行程的要求，大大提高了夹取机构适应性试验的试验效率，提高了移栽机及其夹取机构的研发效率。
【专利说明】一种钵苗夹取参数测定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及夹取式自动移栽【技术领域】，具体说是一种钵苗夹取参数测定装置。用于对不同基质、不同结构钵盘、不同含水率等条件下的钵苗所适应的夹取力、夹取行程等参数进行测定。
【背景技术】
[0002]蔬菜是人类日常生活中必不可少的重要食物之一。蔬菜的生产越来越依赖移栽，因此全自动蔬菜移栽机(简称为移栽机)的研究开发顺应时代需求。全自动蔬菜移栽机的核心部件是取苗机构，目前取苗机构的主流方向有夹取式、顶出式以及夹取顶出结合式三种。
[0003]在研发全自动蔬菜移栽机的过程中，由于基质种类多样，含水率、基质成分、移栽苗品种、夹取机构(即夹取式取苗机构)的夹取力、夹取机构的夹取行程等都会影响取苗效果，进而影响移栽机的移栽效果。因而在夹取机构的研发过程中，常常会对夹取机构的夹取力及夹取行程等参数进行试验，根据试验结果确定夹取机构的最终参数。
[0004]现有技术中，没有专门用于夹取机构的夹取力及夹取行程等参数测定的装置，影响移栽机及其夹取机构的研发效率。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种钵苗夹取参数测定装置，针对某特定状态的钵苗，专门对其进行夹取力及夹取行程的适应性测定，从而得出该特定状态的钵苗最适合的夹取力和夹取行程。
[0006]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:
[0007]一种钵苗夹取参数测定装置，包括机架I，其特征在于:
[0008]电机2固定在机架I的顶部后侧，
[0009]电机2的前侧设有轴承座21，轴承座21固定在机架I上，
[0010]可调式夹取爪3上设有铰接轴承8，铰接轴承8装配在轴承座21上，
[0011]可调式夹取爪3的尾端23位于电机2的上方，
[0012]可调式夹取爪3的前端24穿过机架I后伸出于机架I的前侧，
[0013]前端24的水平高度低于尾端23的水平高度，
[0014]可调式夹取爪3能在电机2的带动下以铰接轴承8为支点上下摆动，
[0015]在机架I上设有两组夹取行程调节轨道6，一组夹取行程调节轨道6用于对可调式夹取爪3的上行程极限限位，另一组夹取行程调节轨道6用于对可调式夹取爪3的下行程极限限位，
[0016]每组夹取行程调节轨道6中均包括两个左右对称设置的夹取行程调节片。
[0017]在上述技术方案的基础上，夹取行程调节片整体呈L形，由水平段和折弯段构成，
[0018]水平段用于和机架I连接，折弯段与可调式夹取爪3抵靠时对其起限位作用。
[0019]在上述技术方案的基础上，电机2的输出轴沿水平方向设置，且垂直于可调式夹取爪3，
[0020]电机2的输出轴与曲柄5的一端连接，
[0021]曲柄5的另一端与连杆4的一端铰接，
[0022]连杆4的另一端与可调式夹取爪3的尾端23铰接。
[0023]在上述技术方案的基础上，可调式夹取爪3的尾端23上设有若干铰接孔22，连杆4的另一端与其中一个铰接孔铰接。
[0024]在上述技术方案的基础上，可调式夹取爪3的尾端23上设有至少三个铰接孔22。
[0025]在上述技术方案的基础上，所述可调式夹取爪3包括:
[0026]水平设置的夹取爪底座7，夹取爪底座7伸出机架I的部分为加宽部，加宽部的宽度大于其余部分的宽度，
[0027]在加宽部的顶面，沿长度方向左右相对的设有活动爪片10，
[0028]两个活动爪片10分别通过销轴12与加宽部的顶面转动连接，
[0029]销轴12位于活动爪片10的内侧，销轴12上设有弹力机构，
[0030]活动爪片10的后端设有滚轮9，
[0031]活动爪片10的前部为夹取钵苗的夹持部，在夹持部设有压力传感器模块11。
[0032]在上述技术方案的基础上，夹取爪底座7的后端通过连接段52与设有铰接孔22的尾端23连接，
[0033]夹取爪底座7和尾端23互相垂直。
[0034]在上述技术方案的基础上，铰接轴承8设于夹取爪底座7上，且临近连接段52设置。
[0035]在上述技术方案的基础上，所述压力传感器模块11内设有薄膜式压力传感器。
[0036]在上述技术方案的基础上，所述弹力机构包括:
[0037]带螺母15的定位螺栓16，居中设于两活动爪片10之间，且位于销轴12前侧，
[0038]扭转弹簧14，分别套装于销轴12上，
[0039]扭转弹簧14的一端与活动爪片10连接并通过开口销13固定，另一端与定位螺栓16连接。
[0040]本发明所述的钵苗夹取参数测定装置，可以快速方便的调整夹取力和夹取行程，可以对某特定状态的钵苗进行不同夹取力和夹取行程的试验，快速得出该特定状态的钵苗对夹取力和夹取行程的要求，大大提高了夹取机构适应性试验的试验效率，提高了移栽机及其夹取机构的研发效率。
[0041]本发明所述的钵苗夹取参数测定装置，夹取力度可调，夹取行程可调，且完全模拟夹取机构由取苗到落苗的整个运动，真实有效的反应夹取机构的工作状况，可以快速验证夹取参数对某特定状态的钵苗的适应性，并通过对多组试验中不同夹取力和夹取行程参数下的试验效果比对进行夹取机构的参数优化。
[0042]本发明所述的钵苗夹取参数测定装置，结构简单，造价低廉，便于操作，方便对移栽机夹取式取苗机构进行参数优化和改进，该装置可用于对某特定品种和特定状态下的钵苗所需的夹取力及夹取行程等参数的测定。为特定品种钵苗的夹取机构参数选定提供直接可靠的依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]本发明有如下附图:
[0044]图1本发明的立体结构示意图，
[0045]图2本发明的无机架立体结构示意图，
[0046]图3本发明的正视结构示意图(无机架)，
[0047]图4可调式夹取爪的结构示意图，
[0048]图5定位螺栓及扭转弹簧的结构示意图，
[0049]图6取苗状态示意图，
[0050]图7落苗状态示意图。
【具体实施方式】
[0051]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0052]如图1?7所示，本发明所述的钵苗夹取参数测定装置，包括:机架1，电机2，可调式夹取爪3，连杆4，曲柄5和夹取行程调节轨道6 ；
[0053]所述可调式夹取爪3包括:夹取爪底座7，铰接轴承8，滚轮9，活动爪片10，压力传感器模块11，销轴12，开口销13，扭转弹簧14，螺母15，定位螺栓16。
[0054]如图1?7所示，具体结构如下:
[0055]电机2固定在机架I的顶部后侧，
[0056]电机2的前侧设有轴承座21，轴承座21固定在机架I上，例如轴承座21固定在机架I的顶部中间位置，
[0057]可调式夹取爪3上设有铰接轴承8，铰接轴承8装配在轴承座21上，通过铰接轴承
8、轴承座21实现可调式夹取爪3与机架I的转动连接，
[0058]可调式夹取爪3的尾端23位于电机2的上方(斜上方或正上方)，
[0059]可调式夹取爪3的前端24穿过机架I后伸出于机架I的前侧，
[0060]前端24的水平高度低于尾端23的水平高度，
[0061]可调式夹取爪3能在电机2的带动下以铰接轴承8为支点上下摆动，
[0062]在机架I上设有两组夹取行程调节轨道6，一组夹取行程调节轨道6用于对可调式夹取爪3的上行程极限限位，另一组夹取行程调节轨道6用于对可调式夹取爪3的下行程极限限位，
[0063]每组夹取行程调节轨道6中均包括两个左右对称设置的夹取行程调节片。
[0064]在上述技术方案的基础上，夹取行程调节片整体呈L形，由水平段和折弯段构成，
[0065]水平段用于和机架I连接，折弯段与可调式夹取爪3抵靠时对其起限位作用。
[0066]左右对称设置的夹取行程调节片的折弯段之间的间距逐渐变小，当可调式夹取爪3从大间距处向小间距处移动时，折弯段对可调式夹取爪3的夹持力度逐渐增加，既实现了对可调式夹取爪3的限位，还通过此种方式控制可调式夹取爪3的夹取力。
[0067]在上述技术方案的基础上，电机2的输出轴沿水平方向设置，且垂直于可调式夹取爪3，
[0068]电机2的输出轴与曲柄5的一端连接，
[0069]曲柄5的另一端与连杆4的一端铰接，
[0070]连杆4的另一端与可调式夹取爪3的尾端23铰接。
[0071]通过此种连接方式使可调式夹取爪3能在电机2的带动下以铰接轴承8为支点上下摆动。
[0072]连杆4可以通过销轴等部件直接和尾端23铰接，亦可通过转接机构和尾端23铰接，具体方式可根据实际需要选择。
[0073]在上述技术方案的基础上，可调式夹取爪3的尾端23上设有若干铰接孔22，连杆4的另一端与其中一个铰接孔铰接。
[0074]连杆4与不同的铰接孔铰接可实现对可调式夹取爪摆动行程的调节。
[0075]在上述技术方案的基础上，可调式夹取爪3的尾端23上设有至少三个铰接孔22。例如可以设置三个、四个、五个或更多个铰接孔。图2所示实施例中设有四个铰接孔，连杆4通过销轴等部件直接和一个铰接孔22铰接。
[0076]在上述技术方案的基础上，如图1?5所示，所述可调式夹取爪3包括:
[0077]夹取爪底座7，为一条状平板，水平设置，夹取爪底座7伸出机架I的部分为加宽部，加宽部的宽度大于其余部分的宽度，
[0078]在加宽部的顶面，沿长度方向左右相对的设有活动爪片10，
[0079]两个活动爪片10分别通过销轴12与加宽部的顶面转动连接，
[0080]销轴12位于活动爪片10的内侧，销轴12上设有弹力机构，
[0081]活动爪片10的后端(朝向铰接轴承8的一端)设有滚轮9，
[0082]活动爪片10的前部为夹取钵苗的夹持部，在夹持部设有压力传感器模块11。
[0083]滚轮9在活动爪片10进入夹取行程调节轨道6时与夹取行程调节片的折弯段相接触，以减少摩擦和噪声。
[0084]在上述技术方案的基础上，如图5所示，夹取爪底座7底面的一侧沿长度方向设有折弯边51。折弯边51可以加强夹取爪底座7的抗弯强度，延长可调式夹取爪3的使用寿命O
[0085]在上述技术方案的基础上，夹取爪底座7的后端通过连接段52与设有铰接孔22的尾端23连接，
[0086]夹取爪底座7和尾端23互相垂直。
[0087]如图5所示，连接段52的前后两端交错90度，使得夹取爪底座7和尾端23互相垂直，如前所述，夹取爪底座7水平设置(沿水平方向设置)，则尾端23竖直设置(沿竖直方向设置)，以便于尾端23和连杆4的连接。显然，连接段52的前后两端不交错90度时，夹取爪底座7、尾端23均为水平设置，亦可作为可选择的实施方式之一，此时，尾端23与连杆4的具体连接方式可按现有技术实施。
[0088]夹取爪底座7、连接段52和尾端23可以是一体成型的一体结构，亦可为分体结构(例如螺纹连接、卡接、插接等方式连接)。
[0089]在上述技术方案的基础上，铰接轴承8设于夹取爪底座7上，且临近连接段52设置。
[0090]在上述技术方案的基础上，活动爪片10的上端向外侧折弯形成折边(折弯结构)。折弯结构可以增加活动爪片10的抗弯强度。
[0091]在上述技术方案的基础上，所述压力传感器模块11内设有薄膜式压力传感器。压力传感器模块11可将试验过程中钵苗所受到的夹取力数据实时的传递出来。
[0092]在上述技术方案的基础上，所述弹力机构包括:
[0093]带螺母15的定位螺栓16，居中设于两活动爪片10之间，且位于销轴12前侧，
[0094]扭转弹簧14，分别套装于销轴12上，
[0095]扭转弹簧14的一端与活动爪片10连接并通过开口销13固定，另一端与定位螺栓16连接。
[0096]扭转弹簧14的一端作用于固定在夹取爪底座7上的定位螺栓16上，另一端作用于活动爪片10，扭转弹簧14的弹力使活动爪片10在未进入夹取行程调节轨道6时处于闭合状态，若活动爪片10间存在钵苗，则该扭转弹簧14为活动爪片10提供夹取力。
[0097]如图6、7所示，本发明所述的钵苗夹取参数测定装置工作过程如下:
[0098]首先，根据试验要求选择合适弹力的扭转弹簧14，将扭转弹簧安装至销轴12上，与活动爪片10固定好。
[0099]然后，根据钵苗大小及试验对可调式夹取爪3的夹取行程的设定，调整夹取行程调节轨道6的位置，使之处于适当位置并保持适当宽度(此宽度指:左右对称设置的夹取行程调节片的折弯段之间的间距)，用以控制可调式夹取爪的夹取行程。
[0100]启动电机2，可调式夹取爪3在电机2、曲柄5、连杆4的驱动下做往复摆动(以铰接轴承8为支点上下摆动)。
[0101]当活动爪片10上的滚轮9接触到上行程极限限位的夹取行程调节轨道6时，滚轮9受到夹取行程调节轨道6的压迫互相靠拢，活动爪片10后端之间的间距逐渐变窄，夹持部(活动爪片10的前部)克服扭转弹簧14的弹力而张开一定角度，此时钵苗被放入夹持部中，如图6所示。
[0102]在电机2的驱动下，可调式夹取爪3的夹持部从最高点开始向下运动，活动爪片10上的滚轮9逐渐脱离与上行程极限限位的夹取行程调节轨道6的接触，扭转弹簧14的弹力使活动爪片10复位，夹持部逐渐合拢直至夹紧钵苗至一定程度，此时，压力传感器模块11输出压力变化信号。
[0103]可调式夹取爪3在电机2的驱动下继续向下运动，当活动爪片10上的滚轮9接触到下行程极限限位的夹取行程调节轨道6时，滚轮9受到夹取行程调节轨道6的压迫再次互相靠拢，活动爪片10后端之间的间距再次逐渐变窄，夹持部(活动爪片10的前部)克服扭转弹簧14的弹力而再次张开一定角度，完成对钵苗的释放，如图7所示。
[0104]通过压力传感器模块11输出的数据测定此次试验的夹取力大小，并通过更换扭转弹簧14来调整夹取力，通过调整夹取行程调节轨道6的位置调整可调式夹取爪3的夹取行程，再次试验。
[0105]通过对不同夹取力和夹取行程参数下的多次试验，观察钵苗的损伤情况及试验过程中钵苗脱离可调式夹取爪3的情况，可得出该特定状态的钵苗最适宜的夹取力和夹取行程参数，完成夹取参数的测定。
[0106]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种钵苗夹取参数测定装置，包括机架(I)，其特征在于: 电机(2)固定在机架(I)的顶部后侧， 电机(2)的前侧设有轴承座(21)，轴承座(21)固定在机架(I)上， 可调式夹取爪(3)上设有铰接轴承(8)，铰接轴承(8)装配在轴承座(21)上， 可调式夹取爪(3)的尾端(23)位于电机(2)的上方， 可调式夹取爪(3)的前端(24)穿过机架(I)后伸出于机架(I)的前侧， 前端(24)的水平高度低于尾端(23)的水平高度， 可调式夹取爪(3)能在电机(2)的带动下以铰接轴承(8)为支点上下摆动， 在机架(I)上设有两组夹取行程调节轨道出)，一组夹取行程调节轨道(6)用于对可调式夹取爪(3)的上行程极限限位，另一组夹取行程调节轨道(6)用于对可调式夹取爪(3)的下行程极限限位， 每组夹取行程调节轨道￠)中均包括两个左右对称设置的夹取行程调节片。
2.如权利要求1所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:夹取行程调节片整体呈L形，由水平段和折弯段构成， 水平段用于和机架(I)连接，折弯段与可调式夹取爪(3)抵靠时对其起限位作用。
3.如权利要求1所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:电机(2)的输出轴沿水平方向设置，且垂直于可调式夹取爪(3)， 电机⑵的输出轴与曲柄(5)的一端连接， 曲柄(5)的另一端与连杆(4)的一端铰接， 连杆(4)的另一端与可调式夹取爪(3)的尾端(23)铰接。
4.如权利要求3所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:可调式夹取爪(3)的尾端(23)上设有若干铰接孔(22)，连杆(4)的另一端与其中一个铰接孔铰接。
5.如权利要求4所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:可调式夹取爪(3)的尾端(23)上设有至少三个铰接孔(22)。
6.如权利要求1所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于，所述可调式夹取爪(3)包括: 水平设置的夹取爪底座(7)，夹取爪底座(7)伸出机架(I)的部分为加宽部，加宽部的宽度大于其余部分的宽度， 在加宽部的顶面，沿长度方向左右相对的设有活动爪片(10)， 两个活动爪片(10)分别通过销轴(12)与加宽部的顶面转动连接， 销轴(12)位于活动爪片(10)的内侧，销轴(12)上设有弹力机构， 活动爪片(10)的后端设有滚轮(9)， 活动爪片(10)的前部为夹取钵苗的夹持部，在夹持部设有压力传感器模块(11)。
7.如权利要求6所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:夹取爪底座(7)的后端通过连接段(52)与设有铰接孔(22)的尾端(23)连接， 夹取爪底座(7)和尾端(23)互相垂直。
8.如权利要求7所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:铰接轴承(8)设于夹取爪底座(7)上，且临近连接段(52)设置。
9.如权利要求6所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于:所述压力传感器模块(11)内设有薄膜式压力传感器。
10.如权利要求6所述的钵苗夹取参数测定装置，其特征在于，所述弹力机构包括: 带螺母(15)的定位螺栓(16)，居中设于两活动爪片(10)之间，且位于销轴(12)前侧， 扭转弹簧(14)，分别套装于销轴(12)上， 扭转弹簧(14)的一端与活动爪片(10)连接并通过开口销(13)固定，另一端与定位螺栓(16)连接。
【文档编号】G01D21/02GK104180856SQ201410459832
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】刘彩玲, 王蒙蒙, 宋建农, 王继承, 董向前, 康小军, 王超 申请人:中国农业大学