[发明专利]一种闭链滑块曲柄组合花卉移栽机构

说明书

本发明公开了一种闭链滑块曲柄组合花卉移栽机构。现有取苗机构成本高、结构设计复杂，或者只能实现一种轨迹。本发明的双螺旋轴与活动托板构成转动副；滑块与双螺旋轴构成螺旋副；伺服电机驱动双螺旋轴；常速电机驱动曲柄，凸轮与曲柄固定；连杆的一端与滑块铰接；另一端与取苗臂端盖铰接；壳体底部与曲柄固定凸轮的那端铰接；活动托板可调节高度。本发明能实现“8”字形轨迹或鹰嘴型轨迹来满足取苗、植苗的需求，机构简单而且灵活。

技术领域

本发明属于农业机械领域，涉及花卉移栽，具体涉及一种闭链滑块曲柄组合花卉移栽机构。

背景技术

花卉移栽技术可以减少农作物的生长周期，保持作物的品质统一，达到增产增收的目的，发展自动化盆栽花卉移栽技术是顺应盆栽花卉生产高增长率的趋势，同时减轻了劳动强度，提高了农机化整体水平，随着我国花卉生产和设施农业技术的发展，目前已经具备了大力发展自动化盆栽花卉移栽技术的基础和条件。

现有的取苗机构大多分为电液气一体化的机械手、齿轮机构、多自由度杆机构等。但是其存在以下问题：

1)对于电液气一体化的设备，结构较为复杂，自动化程度相当高，所以在成本上比较昂贵，但是针对我国现有的国情，一般种植引入设备有很多限制性的因素，比如设备的维护，种植户的经济承担能力和移栽辅助作业设备的不配套等使得国外设备的引进不太现实。

2)现有的单自由度间歇齿轮机构和非圆齿轮行星系移栽机构受齿轮传动比和齿轮特性的影响所能够实现的轨迹灵活性受限，一组齿轮只能实现一种轨迹，只能对于具有同种或者相似特性的钵苗作物实施移栽作业。

3)多杆机构的轨迹设计较为灵活，若是通过杆机构参数的优化，实现取苗和植苗则机构的结构大大简化，但是现有多自由度多杆机构杆长条件约束太多，奇异点不易避免，导致求解困难，达到双曲柄条件不易实现，导致控制难度加。

发明内容

本发明的目的是针对现有移栽机构技术的不足，提出一种闭链滑块曲柄组合花卉移栽机构，该闭链滑块曲柄组合花卉移栽机构采用滑块、曲柄与连杆组合的方式，通过控制曲柄和滑块的运动规律，实现“8”字形或鹰嘴形轨迹来取苗和植苗，使得机构的轨迹实现灵活多变，也适用于瓜果、蔬菜等作物的全自动移栽。

本发明包括常速电机、曲柄、活动托板、丝杠、双螺旋轴、滑块、伺服电机、连杆和取苗臂；机架开设的三个通孔处均固定有丝杠轴套；三个丝杠轴套与三根丝杠分别构成螺旋副；每根丝杠顶端穿过机架对应的一个通孔，底端固定有转轮；所述的活动托板上固定有三个第一轴承座，每根丝杠的顶端通过轴承支承在对应一个第一轴承座上；所述的双螺旋轴两端通过轴承支承在两个第二轴承座上，第二轴承座固定在活动托板上；两个链轮分别固定在双螺旋轴端部和伺服电机的输出轴上，且两个链轮通过链条连接；所述的滑块与双螺旋轴构成螺旋副；常速电机的输出轴与曲柄的一端固定，曲柄的另一端固定有凸轮；连杆的一端与滑块铰接；伺服电机和常速电机的底座均固定在机架上。

所述的取苗臂包括秧针、苗爪、推秧杆、拨叉、拨叉限位块、弹簧、秧针安装块、壳体和取苗臂端盖；两块秧针安装块固定在壳体头端，两根秧针的尾端与两块秧针安装块分别通过销钉铰接；所述的苗爪两端分别套置在两根秧针上；固定在苗爪上的伸出轴与推秧杆前端通过螺纹连接固定；所述的推秧杆与壳体构成滑动副，且推秧杆的尾端与拨叉限位块固定；拨叉的顶部套在拨叉限位块上，且拨叉顶部的圆弧块与拨叉限位块两端的凸缘侧面均构成摩擦副；所述的拨叉限位块尾端固定有弹簧套杆；弹簧的一端套在弹簧套杆上，另一端嵌入取苗臂端盖的凹槽内；所述的取苗臂端盖固定在壳体尾端，并与连杆的另一端铰接；拨叉中部开设的转轴安装孔与壳体通过拨叉转轴铰接；拨叉的底部与凸轮构成凸轮副；壳体底部一侧通过大轴承支承在凸轮的非工作廓线上，另一侧通过一个小轴承支承在销轴一端；曲柄固定凸轮的那端中心处开设有轴承孔，凸轮的中心处开设有中心孔，中心孔和轴承孔连通且同轴设置；所述的销轴穿过中心孔和轴承孔，凸轮的轴承孔通过一个小轴承支承在销轴另一端；大轴承和两个小轴承均同轴设置。