[发明专利]一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构

说明书

本发明涉及一种橡胶树自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构。本发明主要由固定树桩机构、被动柔顺仿形机构、链式刀体组合机构组成。本发明中的链式刀体组合机构装在两个蟹钳之间的同步带上，包括多组等间距设置的刀体，每个刀体包括弧面导向板、刀体背板和浮动刀片，其中弧面导向板和刀体背板组合固定在同步带上，弧面导向板面向橡胶树的树桩，弧面导向板和刀体背板组合体的下方固定有浮动刀片，所述弧面导向板在与树桩贴合后，同时与浮动刀片的刃部存在一定的径向距离。本发明具备仿形、通用和高产胶的性能，填补了目前市面上自动割胶设备的诸多不足，对橡胶树的自动割胶，减少橡胶树割胶成本，改善胶工的作业条件都起到了积极作用。

技术领域

本发明属于农业或林业机械领域，涉及一种橡胶树自动割胶机器人的被动柔顺纺形与切割机构。

背景技术

橡胶作为工业设备和生活用品的制造原料，在工业生产、医疗卫生和日常生活中作用举足轻重，对国家经济发展也有着重要的意义。其在常温下弹性好、塑性佳、具备极好的机械强度；滞后损失小、多次变形生热低、耐屈挠性好。因其是非极性材料，电绝缘性能良好，所以用途广泛。

随着工业不断发展，对天然橡胶的需求量不断增加，但橡胶采集工作量大、难度大，一直以来都是限制其生产效率的瓶颈。目前，我国大部分胶园还是采用人工手持割胶刀进行割胶，虽然近年出现了电动割胶刀，但仍未改变割胶劳动强度大、效率低、安全性差的特点；极大地制约了橡胶产业化、商品化的发展。

近年来，随着天然橡胶价格不断下滑，割胶工流失和老龄化问题日益严重，割胶成本急剧增加，传统割胶已经远远满足不了我国橡胶种植业的发展，胶园生产作业与管理的机械化、智能化将是未来发展的必然趋势之一。

天然橡胶树的树桩外形类似椭圆状，树皮表面凹凸不平，为了能够在此外部条件下保证橡胶产量，自动割胶机构就必须有柔性的仿形装置克服胶树外表不平的问题,使得在刀具割出轨迹的过程中能够被动匹配树木的外形，达到柔性割胶的目的。

天然橡胶树的树桩直径大小不一。根据NY/T1088-2006的开割标准，选取橡胶树离地100cm处树围达50cm(即树桩直径159mm)正式开割。而目前市面上的自动割胶装置，较为成熟的有“一树一机”割胶装置，但该装置通用性差，很难更换树木使用，而且随着树木的成长，装置也需进行定期的改良，加上长期暴露在户外风吹日晒，需频繁保养，设备人工维护成本高，因此在设计自动割胶机构的时候，通用型也是需要考量的主要因素。

天然橡胶主要来自于树皮乳管细胞中的胶乳；开始割胶时，使用胶刀割去树皮的一部分获得胶乳，而割胶深度是影响胶乳产量的重要因素，割胶深度过浅或过深都达不到生产要求。过浅则达不到产量要求，过深则会对树体造成伤害，伤树严重时可能产生死皮，导致胶树停止排胶。因此在设计自动割胶机器人的末端执行器时需有控制割胶深度的装置或机构，使得每次割胶能够使机器掌控适宜的割胶深度，使产量得到提升。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的3个主要问题(仿形、通用、高产胶)，提供一种橡胶树自动割胶机器人被动柔顺仿形与切割机构。

本发明的技术方案为：

本发明包括固定树桩机构、被动柔顺仿形机构和链式刀体组合机构。

所述固定树桩机构包括与自动割胶机器人末端相配的基座和安装在基座前端的一对蟹钳，该对蟹钳用于抱紧橡胶树的树桩，所述的基座前端靠近蟹钳处还设置有压力感应器，用于触发蟹钳的动作。

所述被动柔顺仿形机构包括可调节的张紧轮、同步带和同步带轮，所述的同步带设置于同步带轮上，并与水平面成30°夹角，所述张紧轮用于对所述同步带进行张紧。