，由缓冲限位块9接触限位，机器臂I与机器臂2呈直线状态，当关节6顺时针旋转时，由缓冲限位块9接触限位，机器臂I与机器臂2呈垂直状态；机器臂2与机器臂3之间通过关节7连接，逆时针旋转时呈垂直状态，顺时针旋转时呈直线状态；机器臂3与机器臂4之间通过关节8连接，逆时针旋转时呈直线，顺时针旋转时呈垂直。机器臂1、机器臂2和机器臂3的左右两侧均固定有两个滑轮14，滑轮14为双轮结构；导向轮13固定在插秧机机体上，导向轮13位于驱动轮12至机器臂I底座的连线中部，并与机械臂I上两侧滑轮在同一竖直线上；钢缆15的两端分别固定在机器臂4的左右两侧，并经过机器臂1、机器臂2和机器臂3两侧的滑轮14以及导向轮13套装在驱动轮12上，如图3所示；驱动轮12固定在驱动电机11的输出轴上，并与机械臂I的滑轮在同一竖直面上；驱动电机11设置在机器臂I的下方，并通过拉紧弹簧10固定在插秧机机体上，用于保持钢缆15的张紧度，以及钢缆15与驱动轮12之间具有足够的摩擦力。
[0024]如图2所示，机器手5包括机器手框架19、机器手杠杆20和机器手关节21 ;机器手框架19的形状为U形，其U形的两边固定在机器臂4的末端，其U形的顶部设置有机器手调节槽22，机器手关节21可以在机器手调节槽22中平移或固定，用于调节机器手的开合宽度；机器手杠杆20包括前端和后端，其前端与后端通过机器手关节21相连接；机器手杠杆20的前端位于机器手框架19的外部，机器手杠杆20的前端内侧粘合一层柔性机器手缓冲器23，在夹紧秧苗时起到保护作用；机器手杠杆20的后端位于机器手框架19的内部，机器手杠杆20的后端外侧通过机器手复位弹簧17与机器手框架19相连，在机器手复位弹簧17的拉紧下，机器手一般呈闭合状态；机器手杠杆20的后端内测通过机器手驱动钢缆18与机器手驱动电机16相连，机器手驱动电机16固定在最后一个机器臂的中部，机器手驱动电机16启动时会收紧机器手驱动钢缆18，使得机器手呈张开状态。
[0025]取秧苗时，关节6、关节7和关节8运动至逆时针限位，即机器臂2逆时针转动至与机器臂I呈竖直状，机器臂3逆时针转动至垂直于机器臂2，机器臂4逆时针转动至与机器臂3呈水平状态；机器手5由张开状态转变为闭合状态，将一定数量的秧苗夹住，如图4所示；然后关节6、关节7和关节8运动至顺时针限位，即机器臂4顺时针转动至与机器臂3呈垂直状，机器臂3顺时针转动至与机器臂2成水平状，机器臂2顺时针转动至与机器臂I垂直，将秧苗保持根部向下姿态插入泥田中，机器手5由闭合状态转变为张开状态，如图5所示；重复以上动作，大苗水稻插秧机器手完成连续插秧作业。通过控制驱动电机11正反转，实现控制机器臂的运动:当驱动电机11逆时针转动时，机器臂左侧钢缆15拉紧、右侧钢缆15放松，机器臂逆时针运动；当驱动电机11顺时针转动时，机器臂右侧钢缆15拉紧、左侧钢缆15放松，机器臂顺时针运动。通过控制驱动电机11和机器手驱动电机16的正反转，可以控制机器臂和机器手的动作；通过机器臂和机器手的配合，将横置于插秧机内部的秧苗取出，以竖直姿态插入泥田中，完成插秧动作。
【主权项】
1.一种大苗水稻插秧机器手，其特征在于:包括运动机构和机器手；运动机构包括机器臂、关节和缓冲限位块；机器手包括机器手框架、机器手杠杆和机器手关节；机器手框架的形状为U形，其U形的两边固定在最后一个机器臂的末端，其U形的顶部设置有机器手调节槽，机器手关节在机器手调节槽中平移或固定，用于调节机器手的开合宽度；机器手杠杆包括前端和后端，其前端与后端通过机器手关节相连接；机器手杠杆的前端位于机器手框架的外部，机器手杠杆的前端内侧粘合有柔性机器手缓冲器；机器手杠杆的后端位于机器手框架的内部，机器手杠杆的后端外侧通过机器手复位弹簧与机器手框架相连；机器手杠杆的后端内测通过机器手驱动钢缆与机器手驱动电机相连，机器手驱动电机固定在最后一个机器臂的中部。2.根据权利要求1所述的大苗水稻插秧机器手，其特征在于:所述运动机构为平面限位关节机器臂，包括两个以上的机器臂，机器臂与机器臂之间通过关节连接，每个关节的左右两侧都配置有缓冲限位块，当关节转动时，通过关节与其对应的缓冲限位块接触限位，使机械臂呈水平或垂直状；第一个机器臂固定在插秧机船板或机身上，最后一个机器臂的末端固定有机器手。3.根据权利要求2所述的大苗水稻插秧机器手，其特征在于:所述运动机构有4个机器臂和3个关节；关节￠)、关节(7)和关节(8)的左右两侧都配置有缓冲限位块；第一个机器臂即机器臂(I)固定在插秧机船板或机身上，机器臂(I)与机器臂(2)之间通过关节(6)连接，当关节(6)逆时针旋转时，由缓冲限位块接触限位，机器臂(I)与机器臂(2)呈直线状态，当关节(6)顺时针旋转时，由缓冲限位块接触限位，机器臂(I)与机器臂(2)呈垂直状态；机器臂(2)与机器臂(3)之间通过关节(7)连接，逆时针旋转时呈垂直状态，顺时针旋转时呈直线状态；机器臂(3)与最后一个机器臂即机器臂(4)之间通过关节(8)连接，逆时针旋转时呈直线，顺时针旋转时呈垂直。4.根据权利要求2所述的大苗水稻插秧机器手，其特征在于:机器臂(I)、机器臂(2)和机器臂(3)的左右两侧均固定有一个以上的滑轮；导向轮固定在插秧机船板或机身上，导向轮位于驱动轮至机器臂(I)底座的连线中部，并与机械臂(I)上两侧滑轮在同一竖直线上；钢缆的两端分别固定在机器臂(4)的左右两侧，并经过机器臂(1)、机器臂(2)和机器臂(3)两侧的滑轮以及导向轮套装在驱动轮上；驱动轮固定在驱动电机的输出轴上，并与机械臂(I)的滑轮在同一竖直面上；驱动电机设置在机器臂(I)的下方，并通过拉紧弹簧固定在插秧机船板或机身上。5.根据权利要求4所述的大苗水稻插秧机器手，其特征在于:滑轮为双轮结构。
【专利摘要】本发明公开了一种大苗水稻插秧机器手，包括运动机构和机器手；运动机构包括机器臂、关节和缓冲限位块；机器手包括机器手框架、机器手杠杆和机器手关节，通过电机驱动和钢缆牵引，实现平面多关节机器臂运动控制，由关节角度限位实现机器臂起点和终点两种固定动作，由机器臂终端的机器手配合动作，实现大苗水稻插秧作业。该机器手控制变量少，结构简单，制作成本低，易于推广应用。
【IPC分类】A01C11/02
【公开号】CN105144939
【申请号】CN201510392082
【发明人】闫国琦, 廖思聪, 周伟隆, 陈英志, 阮易强
【申请人】华南农业大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月3日