一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置的制作方法

本专利涉及图像采集设备的专项技术领域，尤其涉及一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，可实现机械运作过程中稳定夹持物与调节工作角度的功能。

背景技术：

随着机器视觉、红外传感、超声波传感等技术在农作物病害检测、农作物采摘等领域的应用愈发广泛，专业人士研发出针对各种类型的检测设备夹持装置。实现田间颠簸作业过程中设备的稳定与安全、角度可调节是深度相机采集信息有效性与准确性的必要保障。目前已有的夹持装置在普遍适用性方面较为欠缺，且具有可靠性差、角度不可调的缺点。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本专利提供了一种手动调节夹持物角度、全自由度稳定夹持物、零能耗、结构简单且便于操作的夹持装置。

本专利为了实现上述目的，所采取的技术方案是一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，主要功能由角度调节部件和固定部件构成，固定部件包括宽度方向固定装置、长度方向固定装置和高度方向固定装置，宽度方向固定装置包括宽度方向垫片、宽度方向固定板、宽度方向拉伸弹簧，长度方向固定装置包括长度方向垫片、长度方向拉伸弹簧、长度方向固定板，高度方向固定装置包括高度方向固定板、高度方向垫片、高度方向压缩弹簧，相机角度调节部件包括角度固定弹簧焊接块、角度固定弹簧、锁扣、支架底座、球头销、球头销盖、夹持物平台。其特征在于：所述的宽度方向垫片与高度方向垫片粘贴在夹持物平台下部靠相机一侧，所述的长度方向垫片粘贴在长度方向固定板靠相机一侧，所述的两片宽度方向固定板下端安装在夹持物平台下部的滑槽中，所述的两片长度方向固定板安装在两片宽度方向固定板的，所述的长度方向拉伸弹簧两端焊接在两个长度方向固定板上，所述的高度方向压缩弹簧一端焊接在夹持物平台上部靠相机一侧，一端焊接在高度方向固定板上，所述的宽度方向拉伸弹簧一端焊接在夹持物平台后部靠相机一侧，一端焊接在宽度方向固定板上，所述的角度固定弹簧焊接块焊接在夹持物平台后部，所述的角度固定弹簧两头分别焊接在角度固定弹簧焊接块和锁扣上，所述的夹持物平台焊接在球头销宽度方向的销上，所述的支架底座上端球销座与球头销盖焊接，所述的球头销的球头安装在支架底座上端的球销座与球头销盖之间，所述的锁扣底部安装在夹持物平台后部的滑槽中。

所述的一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其特征在于：所述的长度方向垫片、宽度方向垫片、高度方向垫片避免相机在作业中收到强烈震动时损坏，所述的宽度方向拉伸弹簧、长度方向拉伸弹簧、高度方向压缩弹簧分别给宽度方向固定板、长度方向固定板、高度方向固定板提供固定夹持物的压力，缓冲夹持物作业时受到的瞬时力，所述的球头销固定在支架底座上端球销座与球头销盖之间，球头销在锁扣沿角度固定弹簧反方向拉动到与球头销上长度方向销分离后，可以球头为转动中心沿高度方向地面的平面转动，用于控制夹持物转动角度，所述的锁扣沿角度固定弹簧拉动到锁扣上的内花键与球头销上长度方向销上的外花键配合时，角度固定弹簧与角度固定弹簧焊接块用于提供长度方向的拉力避免锁扣由于作业时的振动脱离配合，从而将相机底座固定在所调节角度。

所述的一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其特征在于：所述的两个宽度方向固定板在放置夹持物时沿夹持物平台下部沟槽向宽度方向拉伸弹簧相反方向拉动，两个长度方向固定板在放置夹持物时沿宽度方向固定板上沟槽向长度方向拉伸弹簧相反方向拉动，高度方向固定板在放置夹持物时向高度方向压缩弹簧相同方向拉动，将夹持物放置在夹持物平台上后,三个方向的固定板通过弹簧弹力将夹持物稳定在夹持物平台中心位置，两个宽度方向拉伸弹簧、两个长度方向拉伸弹簧和两个高度方向压缩弹簧在夹持物颠簸作业时起到稳定和缓冲的作用，避免夹持物损坏，实现稳定夹持物的功能。

所述的一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其特征在于：所述的球头销在平行于长度方向拉伸弹簧方向的销上设计有每个键中心线夹角为20°的花键，将锁扣沿角度固定弹簧反方向拉动使球头销的花键和锁扣的内花键分离，当球头销的球头在与长度方向固定板平行的平面内每转过20°时，夹持物平台转过相同角度，将锁扣缓慢沿夹持物平台后方的沟槽向角度固定弹簧方向移动，使球头销的花键与锁扣的内花键配合，同时角度固定弹簧和角度固定弹簧焊接块将锁扣固定在此位置，此时夹持物平台锁死在新的调节角度，实现调节夹持物工作角度的功能。

本专利的有益效果是：设计原理简单、操作方便、可实现稳定夹持物和调节固定夹持物角度的功能。

附图说明

图1是本专利主视结构示意图。

图2是本专利俯视结构示意图。

图3是本专利左视结构示意图。

图中所示：1-长度方向垫片；2-宽度方向垫片；3-角度固定弹簧焊接块；4-角度固定弹簧；5-锁扣；6-支架底座；7-长度方向拉伸弹簧；8-高度方向固定板；9-长度方向固定板；10-高度方向压缩弹簧；11-宽度方向固定板；12-球头销；13-宽度方向拉伸弹簧；14-球头销盖；15-高度方向垫片；16-夹持物平台。

具体实施方式

下面将结合附图对本专利进行详细说明。

如图1，一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，长度方向垫片1、宽度方向垫片2、角度固定弹簧焊接块3、角度固定弹簧4、锁扣5、支架底座6、长度方向拉伸弹簧7、高度方向固定板8、长度方向固定板、高度方向压缩弹簧10、宽度方向固定板11、球头销12、宽度方向拉伸弹簧13、球头销盖14、高度方向垫片15、夹持物平台16。

将夹持物安装在夹持物平台16上的步骤是：在夹持装置通过支架底座的螺栓孔固定在仪器上后，同时将两个宽度方向固定板11沿宽度方向拉伸弹簧13反方向移动，两个长度方向固定板9沿长度方向拉伸弹簧7反方向移动，高度方向固定板10沿高度方向压缩弹簧10方向移动，将夹持物放置在夹持物平台16上，缓慢放开三个固定板，使夹持物中心线与夹持物平台16中心线重合，完成夹持物安装。每次调整夹持物工作转角的步骤是：将锁扣5沿夹持物平台16后部的导轨移动，与球头销12上的外花键分离，调节球头销在长度方向固定板9平行平面上的转角，每次调节转角为20°的倍数，调节完毕后将锁扣5沿夹持物平台16后部的导轨反向移动，使球头销12上的外花键与锁扣5的内花键重新配合，将夹持物工作角度固定在所调节角度。

此外，若要求夹持物可调节小于20°的角度，可增大球头销12在长度方向销上带花键部分的半径，增加花键个数，减小花键每个键中心线的夹角。

技术特征：

1.一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其特征在于：主要功能由角度调节部件和固定部件构成，固定部件包括宽度方向固定装置、长度方向固定装置和高度方向固定装置，宽度方向固定装置包括宽度方向垫片（2）、宽度方向固定板（11）、宽度方向拉伸弹簧（13），长度方向固定装置包括长度方向垫片（1）、长度方向拉伸弹簧（7）、长度方向固定板（9），高度方向固定装置包括高度方向固定板（8）、高度方向垫片（15）、高度方向压缩弹簧（10），相机角度调节部件包括角度固定弹簧焊接块（3）、角度固定弹簧（4）、锁扣（5）、支架底座（6）、球头销（12）、球头销盖（14）、夹持物平台（16）。

2.根据权利要求1所述的一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其特征在于：所述的宽度方向垫片（2）与高度方向垫片（15）粘贴在夹持物平台（16）下部靠相机一侧，所述的长度方向垫片（1）粘贴在长度方向固定板（9）靠相机一侧，所述的两片宽度方向固定板（11）下端安装在夹持物平台（16）下部的滑槽中，所述的两片长度方向固定板（9）安装在两片宽度方向固定板（11）的，所述的长度方向拉伸弹簧（7）两端焊接在两个长度方向固定板（9）上，所述的高度方向压缩弹簧（10）一端焊接在夹持物平台（16）上部靠相机一侧，一端焊接在高度方向固定板（8）上，所述的宽度方向拉伸弹簧（13）一端焊接在夹持物平台（16）后部靠相机一侧，一端焊接在宽度方向固定板（11）上。

3.根据权利要求1所述的一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其特征在于：所述的角度固定弹簧焊接块（3）焊接在夹持物平台（16）后部，所述的角度固定弹簧（4）两头分别焊接在角度固定弹簧焊接块（3）和锁扣（5）上，所述的夹持物平台（16）焊接在球头销（12）宽度方向的销上，所述的支架底座（6）上端球销座与球头销盖（14）焊接，所述的球头销（12）的球头安装在支架底座（6）上端的球销座与球头销盖（14）之间，所述的锁扣（5）底部安装在夹持物平台（16）后部的滑槽中。

技术总结
本专利公开了一种基于球销副和弹簧的角度可调及固定的夹持装置，其主要功能由角度调节部件和固定部件构成，固定部件包括宽度方向固定装置、长度方向固定装置和高度方向固定装置，宽度方向固定装置包括宽度方向垫片、宽度方向固定板、宽度方向拉伸弹簧，长度方向固定装置包括长度方向垫片、长度方向拉伸弹簧、长度方向固定板，高度方向固定装置包括高度方向固定板、高度方向垫片、高度方向压缩弹簧，相机角度调节部件包括角度固定弹簧焊接块、角度固定弹簧、锁扣、支架底座、球头销、球头销盖、夹持物平台。本专利可分别实现夹持物颠簸作业时的缓冲减震及精准调节工作角度功能，操作简便、设计原理简单。

技术研发人员：胡耀华;席子婷;朱晓文;张洋
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2020.04.26
技术公布日：2020.11.17