[發明專利]一種基于植物工廠化生產的立體式大范圍作業機器人

無效

• 申請號: 201210546965.1
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN102960123A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 權龍哲;劉俊良;張冬冬;查韶輝;靳永強
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;B25J9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于植物工廠化生產過程中的全自動輕簡型智能農業機器人，屬農業工程領域中輕簡型智能農業機械裝備。?

背景技術

隨著人們生活水平的日益提高，人們對溫室綠色蔬菜瓜果和優質花卉的需求量不斷增長，促進了立體育秧農業的規模化、集約化和自動化程度的迅速提高。現代溫室大棚秧苗采摘和秧苗盤的運輸，具有秧苗采摘效率低和秧苗盤運輸時間長等特點，這對人力資源的質量具提出了較高的要求。然而，農村人口的城鎮化浪潮，使得農業勞動力資源匱乏，不利于該類勞動密集型農業的發展；另一方面，現有的秧苗采摘運輸設備因其體積龐大、功能單一、自動化和智能化程度低等諸多弊端，不宜應用于規?；毣碜鳂I；另外粗獷式的傳統的采摘運輸方式，導致了秧苗的浪費，不利于農業市場化的要求。?

近年來隨著科技的飛速發展，溫室物流化生產以其流水線規模化作業模式、自動化智能化水平高、生產質量和效率高和便于統一管理等特點，已成為未來溫室秧苗采摘和運輸的必然趨勢。針對溫室物流化運輸秧苗模式，借助無線網絡技術、自動控制、人工智能等先進技術，發明一種功能齊全、生產效率和自動化水平高的立體式大范圍作業溫室智能機械手，有望節約人力、提高生產效率，以滿足未來溫室物流化農業的發展要求。?

發明內容

本發明涉及一種應用于現代溫室物流化生產的立體式智能秧苗采管理及運輸裝備，該裝備由機械平臺、智能控制系統、對管傳感定位系統、笛卡爾坐標式運輸系統、360度任意角度定位旋轉底盤，平面三軸聯動關節式智能采摘搬運機械手，氣動和電力等輔助系統組成。該系統以輕質鋁合金和角鋼為框架材料，以電力為驅動能源；通過對管傳感定位技術和笛卡爾坐標式運輸系統，實現平面三軸聯動關節式智能采摘搬運機械手平臺的坐標式定位，以滿足平面三軸聯動關節式智能采摘搬運機械手的順利采摘及搬運。通過Zigbee無線數據傳輸模塊，實現平面三軸聯動關節式智能采摘搬運機械手關節、360度任意角度定位旋轉底盤及笛卡爾坐標式運輸系統間數據通信，通過STM32主控系統，驅動笛卡爾坐標式運輸系統、360度任意角度定位旋轉底盤及平面三軸聯動關節式智能采摘搬運機械手，實現立體式大范圍作業溫室智能機械手對秧苗的采摘及秧苗盤的搬運。?

該裝備由機械平臺、智能控制系統、對管傳感定位系統、笛卡爾坐標式運輸系統、360度任意角度定位旋轉底盤，平面三軸聯動關節式智能采摘搬運機械手，氣動和電力等輔助系統組成。在機械平臺?的前端由輕質鋁材支撐水平運輸伺服電機，水平運輸伺服電機通過聯軸器將動力傳給水平運輸減速主動齒輪，水平運輸減速主動齒輪通過與水平運輸減速從動齒輪嚙合實現2:1減速，水平運輸減速從動齒輪與水平運輸齒形帶輪同軸，水平運輸齒形帶輪帶動水平運輸齒形帶水平運動，水平齒形帶與平面旋轉底盤鉸接，在平面旋轉底盤下面有平面旋轉電機，平面旋轉電機通過聯軸器將動力傳給平面旋轉蝸桿，平面旋轉蝸桿與平面旋轉蝸輪嚙合將動力傳給平面旋轉軸。在平面旋轉底盤上面有鉛錘升降電機，鉛錘升降電機通過聯軸器將動力傳給鉛錘升降減速主動齒輪，鉛錘升降減速主動齒輪與鉛錘升降減速從動齒輪嚙合，鉛錘升降減速從動齒輪和鉛錘升降鏈輪同軸，鉛錘升降鏈輪拉動鉛錘升降鏈條上下運動，鉛錘升降鏈條與多關節機械手臂平臺鉸接，在多關節機械手臂平臺上固定多關節機械手臂后臂主軸，主軸上固定有多關節機械手臂。在多關節機械手臂后臂上末端有中臂旋轉電機，中臂旋轉電機連接萬向聯軸節，萬向聯軸節連接中臂旋轉傳動軸，中臂旋轉傳動軸通過平頭鍵連接中臂旋轉主動錐齒輪（24），中臂旋轉主動錐齒輪（24）和中臂旋轉從動錐齒輪（25）嚙合，中臂旋轉從動錐齒輪（25）和中臂旋轉軸（26）外套筒平鍵連接，中臂旋轉軸（26）外套筒與中臂輕質鋁外殼平鍵連接。前臂旋轉電機（27）通過聯軸器將動力傳給前臂旋轉主動齒輪（21），前臂旋轉主動齒輪（21）和前臂旋轉從動齒輪（20）嚙合，前臂旋轉從動齒輪（20）和前臂旋轉主動齒形帶輪（19）共同與中臂旋轉軸（26）內軸鍵連接在一起，前臂旋轉主動齒形帶輪（19）通過齒形帶將動力傳給前臂旋轉從動齒形帶輪（22），前臂旋轉從動齒形帶輪（22）和前臂輕質鋁外殼（23）固定在同一軸上，前臂輕質鋁外殼（23）端部固定多關節機械手臂秧苗搬運叉（28）。?