[發(fā)明專利]利用子葉期蔬菜幼苗補苗機械手末端執(zhí)行器的補苗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110493377.5
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113133339B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁喜鳳;張園;謝文斌;孫立峰;王永維
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學
• 主分類號: A01C11/02
• 分類號: A01C11/02;B25J15/02;B25J13/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種利用子葉期蔬菜幼苗補苗機械手末端執(zhí)行器的補苗方法，其特征在于，所述子葉期蔬菜幼苗補苗機械手末端執(zhí)行器包括定位機構(gòu)和抓取機構(gòu)；

所述定位機構(gòu)包括第一步進電機（1）、空心軸（3）、第一螺桿（4）、主平臺（6）、第二步進電機（5）和固定塊（18）；所述第一步進電機（1）的輸出軸通過聯(lián)軸器（2）與空心軸（3）固定連接；空心軸（3）的通孔內(nèi)設(shè)有第一螺桿（4），兩者之間螺紋連接；所述第一螺桿（4）的底端與主平臺（6）固定連接；通過第一步進電機（1）能帶動空心軸（3）轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)主平臺（6）的上下移動；所述主平臺（6）上固定有第二步進電機（5），第二步進電機（5）的輸出軸通過齒輪傳動組件與位于主平臺（6）下方的固定塊（18）連接；通過第二步進電機（5）能帶動齒輪傳動組件運作，實現(xiàn)固定塊（18）相對于主平臺（6）的上下移動；

所述主平臺（6）周向均布有若干結(jié)構(gòu)相同的抓取機構(gòu)，抓取機構(gòu)包括連桿（19）、導向桿（8）、推桿（9）、夾持件（10）和力傳感器（20）；所述導向桿（8）的頂部與主平臺（6）轉(zhuǎn)動連接；所述連桿（19）的一端與導向桿（8）的中部轉(zhuǎn)動連接，另一端與固定塊（18）轉(zhuǎn)動連接；所述導向桿（8）的底部有夾持件（10），導向桿（8）與夾持件（10）構(gòu)成滑動副，導向桿（8）上固定有能伸縮的推桿（9），推桿（9）的作用端與夾持件（10）連接，通過推桿（9）的伸縮能帶動夾持件（10）沿導向桿（8）長度方向的滑動；所述夾持件（10）的夾持端設(shè)有力傳感器（20）；

通過固定塊（18）的上下移動能使每個抓取機構(gòu)的連桿（19）轉(zhuǎn)動，同時帶動導向桿（8）改變夾持件（10）沿豎直方向的向內(nèi)傾斜角度，使所有抓取機構(gòu)的夾持件（10）能共同實現(xiàn)抓取和釋放操作；

所述補苗方法具體如下：

S1：取苗時，首先將通過第一步進電機（1）帶動空心軸（3）轉(zhuǎn)動，使主平臺（6）處于上極限位置；通過第二步進電機（5）帶動固定塊（18）相對于主平臺（6）移動，使導向桿（8）處于收縮極限位置；通過推桿（9）帶動夾持件（10）沿導向桿（8）長度方向滑動，使推桿（9）處于上極限位置；實現(xiàn)所述機械手末端執(zhí)行器的各部件復位操作，所有抓取機構(gòu)的夾持件（10）均處于抓取極限位置；

令所述機械手末端執(zhí)行器移動至供苗盤第一目標穴孔的正上方，通過第一步進電機（1）帶動空心軸（3）轉(zhuǎn)動，主平臺（6）向下移動，使所有夾持件（10）的夾持端均逐漸靠近第一目標穴孔；

通過第二步進電機（5）帶動齒輪傳動組件之間嚙合傳動，使固定塊（18）相對于主平臺（6）向下移動，進而通過連桿（19）帶動導向桿（8）使各夾持件（10）張開至所述第一目標穴孔的設(shè)定位置；

通過推桿（9）推動夾持件（10）沿所述第一目標穴孔的內(nèi)壁向下伸入，以夾持處于第一目標穴孔中的幼苗；當力傳感器（20）所測夾持力達到設(shè)定值時，使各夾持件（10）處于保持狀態(tài)；通過第一步進電機（1）帶動空心軸（3）反向轉(zhuǎn)動，使主平臺（6）帶動通過各夾持件（10）夾持的幼苗向上移動，完成取苗操作；

S2：放苗時，將夾持有幼苗的所述機械手末端執(zhí)行器移動至供苗盤第二目標穴孔的正上方；通過第一步進電機（1）帶動空心軸（3）轉(zhuǎn)動使主平臺（6）向下移動，直至各夾持件（10）均貼緊第二目標穴孔側(cè)壁；通過推桿（9）收縮使各夾持件（10）釋放夾持的幼苗，將幼苗放至第二目標穴孔；

通過第二步進電機（5）帶動齒輪傳動組件之間嚙合傳動，使固定塊（18）相對于主平臺（6）向上移動，進而通過連桿（19）帶動導向桿（8）使各夾持件（10）收縮；通過第一步進電機（1）帶動空心軸（3）反向轉(zhuǎn)動，使主平臺（6）上升，完成放苗操作；

S3：通過S1和S2步驟，共同實現(xiàn)了利用所述機械手末端執(zhí)行器對供苗盤第二目標穴孔的補苗操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補苗方法，其特征在于，所述齒輪傳動組件設(shè)于主平臺（6）內(nèi)部，包括第一錐齒輪（11）、第二錐齒輪（12）、轉(zhuǎn)軸（13）、第三錐齒輪（15）、第二螺桿（16）和第四錐齒輪（17）；第二步進電機（5）的輸出軸底部固定連接有第一錐齒輪（11），第一錐齒輪（11）與第二錐齒輪（12）嚙合連接；第二錐齒輪（12）與第三錐齒輪（15）通過轉(zhuǎn)軸（13）固定連接，兩者能實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動；第三錐齒輪（15）與第四錐齒輪（17）嚙合連接；第四錐齒輪（17）的中部開設(shè)具有內(nèi)螺紋的孔洞，第二螺桿（16）與所述孔洞通過螺紋連接；第二螺桿（16）的底部位于主平臺（6）下方，并與所述固定塊（18）固定連接。