一种对角斜插式末端执行器

本发明属于农业工程领域的一种移栽机末端执行器，尤其是涉及了一种对角斜插式末端执行器。

背景技术：

1、现有移栽机末端执行器一般多为插针式夹爪，这种形式的夹爪具有结构简单、对基质破坏力小的优点，但这种结构的末端执行器由于针形夹爪与基质接触面小，无法实现对松散基质的抓取。也有部分研究人员设计了铲形四周夹取式夹爪，这种结构的夹爪与基质接触面较大，可以实现松散基质的夹取，但这种结构的夹爪结构复杂、占空间大，难以实现多个夹爪并联集成，只能单爪作业，效率较低，现有技术缺少一种对角斜插式末端执行器来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于穴盘苗移栽作业的对角斜插式末端执行器，旨在解决现有技术中插针式夹爪无法实现对松散基质抓取、铲形四周夹取式夹爪占空间大难以实现多爪集成的问题

2、本发明技术方案如下：

3、包括升降机构和夹爪伸缩机构，所述的升降机构包括安装支板、升降气缸和升降导轨；升降气缸的缸体与安装支板的顶部之间同轴固定连接，两条升降导轨均与安装支板的外侧壁固定连接，升降气缸的活塞杆与夹爪伸缩机构之间固定连接，且夹爪伸缩机构可沿着升降导轨的延伸方向往复运动地安装在升降导轨上。

4、所述的夹爪伸缩机构包括竖直放置的夹爪导轨安装板、升降滑块、夹爪气缸、l形连接板、双耳环、销轴、轴承、轴套、导槽板、夹爪导轨、夹爪滑块、夹爪杆、夹爪、推苗杆座和推苗杆；

5、夹爪导轨安装板顶部的一侧固定安装有第一连接板，顶部的另一侧固定安装有l形连接板，夹爪导轨安装板中设有l形连接板一侧的侧壁上固定连接有升降滑块，升降滑块可沿着升降导轨的延伸方向往复运动地安装在升降导轨上，夹爪导轨安装板中设有第一连接板一侧的侧壁上固定连接有夹爪导轨；第一连接板和l形连接板上均开设有通孔，升降气缸活塞杆的底端穿设过l形连接板中的通孔后与l形连接板之间固定连接，夹爪气缸和双耳环分别位于第一连接板的上、下两侧，夹爪气缸缸体的底端与第一连接板之间固定连接，夹爪气缸活塞杆的底端穿设过第一连接板中的通孔后与双耳环的顶端固定连接；

6、所述的双耳环为倒立放置的u字形结构，双耳环两侧的壁板之间固定安装有销轴，销轴的外侧壁上套设有两个轴承，所述导槽板的上部开设有导槽，两个导槽板分别可沿着导槽的延伸方向往复运动地安装在两个轴承外圈的外侧壁上，两个导槽板的之间呈一定角度对称交叉布置，导槽板的下端与夹爪杆的上端固定连接，夹爪杆的下端固定安装有夹爪，导槽板的下端和夹爪杆的上端均与夹爪滑块固定连接，夹爪滑块可沿着夹爪导轨的延伸方向往复运动地安装在夹爪导轨上，夹爪导轨安装板的下端通过推苗杆座与推苗杆的上端固定连接。

7、所述销轴的外侧壁上套设有两个轴套，且两个轴套分别位于轴承的两侧。

8、所述的夹爪为叉齿形结构或铲形结构。

9、所述的安装支板为竖直放置的上下两端开口的空心框体结构，安装支板包括u形框、第二连接板和两个开孔侧板，两个开孔侧板均位于u形框的开口位置处，且两个开孔侧板分别与u形框的两侧壁同轴固定连接，第二连接板固定安装在u形框的顶端；升降气缸的缸体与第二连接板固定连接，两条升降导轨分别与两个开孔侧板固定连接。

10、所述的升降气缸包括第一活塞杆和第一缸体，第一活塞杆的顶端可上下移动地同轴连接在第一缸体内壁，第一缸体的底端和安装支板之间固定连接，第一活塞杆的底端与l形连接板之间固定连接。

11、所述的夹爪气缸包括第二活塞杆和第二缸体，第二活塞杆的顶端可上下移动地同轴连接在第二缸体内壁，第二缸体的底部与第一连接板之间固定连接，第二活塞杆的底端穿设过第一连接板中的通孔后与双耳环的顶端固定连接。

12、升降机构可以驱动夹爪伸缩机构上下运动，夹爪伸缩机构在夹爪气缸的驱动下使夹爪沿夹爪导轨倾斜上下运动，实现对苗的夹取动作。本发明提供的一种对角斜插式末端执行器，采用对角式仿穴盘型面夹爪，能够以较少的夹爪数量实现对育苗基质尽可能多的包裹，完成对育苗基质的抓取。

13、夹爪外形与穴盘穴孔外形一致，所述夹爪外侧能与穴盘穴孔内壁完全贴合，且夹爪导轨倾斜布置，倾斜角度与穴盘穴孔对角内壁的倾斜角度一致，保证夹爪在进行斜插运动时能够始终保持紧贴穴孔内壁运动。

14、所述对角斜插式末端执行器通过倾斜一定角度的导槽机构与倾斜一定角度的导轨滑块机构的组合结构实现了将气缸的升降运动转换成夹爪的斜插运动的效果，所述对角斜插式末端执行器导槽的倾斜角度要满足夹爪气缸的伸缩行程达到最大时夹爪下降的高度等于穴盘穴孔的深度。

15、所述轴承安装于销轴上，内嵌于导槽板的槽内，用于减少在夹爪气缸驱动下销轴与导槽板之间的摩擦力，保证导槽机构的运动顺畅，同时可以减少导槽板槽口表面的磨损。

16、所述推苗杆通过推苗杆座安装于夹爪导轨安装板的下端中部，用于夹爪在释放苗时起到主动推离苗砣基质的作用。

17、所述夹爪可以是具有不同疏密程度叉齿的齿形爪，也可以是全封闭的铲形状，可以根据基质的物理特性选用不同形式的夹爪。

18、利用本发明从穴盘里取苗时，从穴盘的正方形穴孔对角爪苗，两夹爪间距最大，用以减少夹爪碰伤苗的概率。

19、本发明提供的一种对角斜插式末端执行器，采用对角式仿穴盘型面夹爪，本发明夹爪沿穴孔对角取苗，夹爪间距最大，能大大降低伤苗率，同时能够以较少的夹爪数量实现对育苗基质尽可能多的包裹，完成对育苗基质的抓取，具有结构简单、故障率低、对松散基质抓取效果好等优点。

20、本发明具有的有益效果为：

21、1、本发明通过倾斜一定角度的导槽机构与倾斜一定角度的导轨滑块机构的组合结构实现了将气缸的升降运动转换成夹爪的斜插运动的效果，通过设计与穴盘穴孔外形一致夹爪，从四棱锥形状的穴盘穴孔的对角斜插的方式取苗，使夹爪外侧能与穴盘穴孔内壁完全贴合，保证夹爪在斜插取苗的过程中能够包裹尽可能多的基质，实现了利用较少的夹爪进行松散基质抓取的目的。

22、2、本发明提供的对角斜插式末端执行器具有结构简单、方便集成、对松散基质抓取效果好等优势。

技术特征：

1.一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

7.根据权利要求2所述的一种对角斜插式末端执行器，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种对角斜插式末端执行器。升降气缸与安装支板之间固定连接，升降导轨与安装支板固定连接，夹爪导轨安装板的两侧固定连接有升降滑块和夹爪导轨，升降气缸与夹爪伸缩机构之间固定连接，升降滑块可活动地安装在升降导轨上，夹爪气缸的缸体与第一连接板固定连接，夹爪气缸的活塞杆与双耳环固定连接，双耳环两侧的壁板之间固定安装有销轴，导槽板可活动地安装在轴承上，导槽板和夹爪之间通过夹爪杆连接，导槽板和夹爪杆均可活动安装在夹爪导轨上，夹爪滑块分别与导槽板和夹爪杆固定连接。本发明能够以较少的夹爪数量实现对育苗基质尽可能多的包裹，完成对育苗基质的抓取，具有结构简单、故障率低、对松散基质抓取效果好等优点。

技术研发人员：蒋焕煜,刘炜
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13