[發(fā)明專利]自動割膠機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810217244.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108401838B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柏龍;李鑫;陳曉紅;楊建興;王卓
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: A01G23/10
• 分類號: A01G23/10;A01G23/12
• 代理公司: 重慶項(xiàng)乾光宇專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50244
• 代理人: 高姜

本發(fā)明公開了一種自動割膠機(jī)器人，包括磁懸浮刀頭和用于將所述磁懸浮刀頭附著在樹干上并引導(dǎo)磁懸浮刀頭沿樹干表面移動的刀頭安裝機(jī)構(gòu)；所述磁懸浮刀頭包括底座、彈性連接于所述底座的刀架以及單自由度往復(fù)滑動配合于所述刀架的切割刀；所述底座設(shè)有永磁鐵以及與所述永磁鐵相對的電磁鐵；所述電磁鐵通過不斷改變極性帶動與永磁鐵連接的切割刀振動完成切割動作。本機(jī)器人可解決現(xiàn)有自動割膠機(jī)刀頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜、割膠效率低、電機(jī)壽命短和現(xiàn)有自動割膠機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制困難，成本高的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種自動割膠機(jī)器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的割膠機(jī)器人刀頭主要是直流電機(jī)驅(qū)動的刀頭，其主要特點(diǎn)是易于控制，能夠完成割膠動作。傳統(tǒng)的電機(jī)是由定子和動子組成,定子與動子之間通過機(jī)械軸承聯(lián)接或存在機(jī)械接觸,因此動子運(yùn)動過程中存在機(jī)械摩擦。機(jī)械摩擦不僅增加動子的摩擦阻力,使運(yùn)動部件磨損,產(chǎn)生機(jī)械振動和噪聲,而且會造成部件發(fā)熱,使?jié)櫥瑒┬阅茏儾?嚴(yán)重的會使電機(jī)氣隙不均勻,繞組發(fā)熱,溫升增大,從而降低電機(jī)效能,最終縮短電機(jī)使用壽命。磁懸浮電機(jī)是利用定子和動子勵(lì)磁磁場之間“同性相斥,異性相吸”的原理使動子懸浮起來,同時(shí)產(chǎn)生推進(jìn)力驅(qū)使動子在懸浮狀態(tài)下運(yùn)動。因此,定子與動子之間不存在任何機(jī)械接觸,可以產(chǎn)生較高的加速度和減速度,機(jī)械磨損小,機(jī)械與電氣保護(hù)容易,維護(hù)、檢修和更換方便,適用于惡劣環(huán)境、極其潔凈無污染環(huán)境和特殊需要的領(lǐng)域。

現(xiàn)有的割膠機(jī)器人完成割膠動作一般是直接用傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動刀頭運(yùn)動，此過程中刀頭不發(fā)生震動，類似人工直接完成切割。這種刀頭驅(qū)動方式會產(chǎn)生很大振動且對刀頭的磨損嚴(yán)重，同時(shí)由于機(jī)械摩擦的存在使得割膠的效率大大降低。

另外，現(xiàn)有的割膠機(jī)器人結(jié)構(gòu)多采用雙自由度切割方案，例如公開號為CN106034978A的中國專利中公開了一種割膠機(jī)，這種割膠機(jī)中需布置橫向和豎向兩條導(dǎo)軌，并用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動分別驅(qū)動割膠機(jī)沿橫向軌道和豎向軌道移動，這種做法結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制困難、成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種自動割膠機(jī)器人，以解決現(xiàn)有自動割膠機(jī)刀頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜、割膠效率低、電機(jī)壽命短和現(xiàn)有自動割膠機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制困難，成本高的問題。

本發(fā)明的自動割膠機(jī)器人，包括磁懸浮刀頭和用于將所述磁懸浮刀頭附著在樹干上并引導(dǎo)磁懸浮刀頭沿樹干表面移動的刀頭安裝機(jī)構(gòu)；所述磁懸浮刀頭包括底座、彈性連接于所述底座的刀架以及單自由度往復(fù)滑動配合于所述刀架的切割刀；所述底座設(shè)有永磁鐵以及與所述永磁鐵相對的電磁鐵；所述電磁鐵通過不斷改變極性帶動與永磁鐵連接的切割刀振動完成切割動作；

進(jìn)一步，所述刀架上設(shè)有用于與樹干表面滾動配合的第一導(dǎo)向輪；

進(jìn)一步，所述切割刀的底部設(shè)有連接孔，所述永磁鐵頂部固定有與所述連接孔滑動配合的連接柱；

進(jìn)一步，所述底座頂面固定有插入刀架并引導(dǎo)刀架沿切割刀縱向往復(fù)移動的導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱外套有彈簧；

進(jìn)一步，所述刀頭安裝機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)對置固定于樹干的絲桿螺母機(jī)構(gòu)，以及連接于兩絲桿螺母機(jī)構(gòu)的螺母之間的、用于引導(dǎo)所述磁懸浮刀頭沿樹干表面移動的齒條導(dǎo)軌；所述磁懸浮刀頭的底座固定有連接支架，所述連接支架可轉(zhuǎn)動連接有與所述齒條導(dǎo)軌嚙合的導(dǎo)向齒輪；

進(jìn)一步，所述齒條導(dǎo)軌的背面形成外凸半圓弧面，所述連接支架上轉(zhuǎn)動連接有與齒條導(dǎo)軌背面滾動配合的第二導(dǎo)向輪；所述第二導(dǎo)向輪的圓周面為內(nèi)凹半圓弧面；

進(jìn)一步，所述刀頭安裝機(jī)構(gòu)還包括用于外套于樹干的固定圈、繞所述固定圈軸線均勻分布的抱箍以及連接于所述抱箍于固定圈與抱箍之間的連接桿；

進(jìn)一步，所述絲桿螺母機(jī)構(gòu)包括固定連接于所述固定圈的固定框架，可轉(zhuǎn)動連接于固定框架內(nèi)的絲桿，與所述絲桿配合的螺母，固定于所述螺母的滑塊，以及用于驅(qū)動所述絲桿轉(zhuǎn)動的縱向電機(jī)；所述齒條導(dǎo)軌的端部連接于所述滑塊。