[发明专利]分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统

权利要求书

1.一种分盆装土移栽机器人装置，其特征在于：该装置由自动移栽部分（1）和分盆装土部分（2）组成，其中，自动移栽部分（1）包括第一可移动式机架（11）、二轴移栽机械爪（12）、穴盘进给装置（13）、电气控制箱（14）、花盆传送装置（15）、入土压坑栽种装置（16）、定盆装置（17）、PC（18）、视觉传感器（19），其中，

第一可移动式机架（11）由型钢构成，包括带滚轮的第一底架（110）、位于同一带滚轮的第一底架（110）上并设置成前高后低的移栽前框（111）和移栽后框（112），其中，移栽前框（111）通过纵梁、横梁连接形成上部、中部和下部的三个空间部分；

二轴移栽机械爪（12）包括第一电机（121）、第一同步带模组（122）、机械爪装置（123）、第二同步带模组（124）、第二电机（125），其中，第一同步带模组（122）的一端上安装第二电机（125），第二同步带模组（124）的上端安装有第一电机（121）、其下端通过滑块（126）安装有机械爪装置（123），第二同步带模组（124）通过可移动架（128）安装在第一同步带模组（122）的外壁上，并第一同步带模组（122）通过其滑块（127）与第二同步带模组（124）传动连接以使第二同步带模组（124）能沿着第一同步带模组（122）的轴向作相对移动；并且，二轴移栽机械爪（12）是通过第一同步带模组（122）两头用安装件(129)安装于可移动式机架的移栽前框（111）上部的横梁中间位置上；

穴盘进给装置（13）为移栽育苗而提供的格式标准穴盘的装置，包括育苗穴盘托盘装置(131)、具有轴向移动滑块的第三同步带模组（132）、第三电机（133），其中，第三同步带模组（132）末端处安装固定第三电机（133），育苗穴盘托盘装置（131）通过滑块安装固定在第三同步带模组（132）上以沿着第三同步带模组轴线来回移动；穴盘进给装置（13）通过第三同步带模组（132）安装在二轴移栽机械爪（12）之下移栽后框（112）中部的横梁上，且其育苗穴盘托盘装置(131)与其上的机械爪装置（123）能前后上下相对移动以使机械爪装置从育苗穴盘托盘装置(131)中取出育苗；

电气控制箱（14）设置在移栽前框和移栽后框（111、112）的左侧；

花盆传送装置（15）为传送带，其通过支承件设置在可移动式机架（11）的右侧、并从可移动式机架（11）的移栽前框（111）的下部水平延伸至移栽后框(112)；从而经过以下所述的入土压坑栽种装置（16）之下并与该入土压坑栽种装置栽种种苗后退出的花盆相对输送连接；

入土压坑栽种装置（16）包括压坑栽种装置（161）、第四同步带模组（162）、第四电机（163），其中，第四同步带模组（162）通过滑块以驱动方式安装连接压坑栽种装置（161），第四电机（163）安装在第四同步带模组（162）的上端处；入土压坑栽种装置（16）通过第四同步带模组安装固定在可移动式机架（11）的栽种前框（111）右侧两个横梁上并位于在花盆传送装置（15）的正上方；以及所述压坑栽种装置（161）与花盆传送装置（15）上传送的各花盆处于相对垂直位置；

定盆装置（17）包括第一主机架和第二主机架（171、172）、4个以上通过线性驱动安装件（173）间隔安装在第一主机架（171）上的线性驱动件（174）、4个以上通过固定件（176）和传感器支架（177）间隔安装在第二主机架（172）上的传感器（175），其中，第一主机架和第二主机架（171、172）间隔相等布置，并安装在花盆传送装置（15）上、入土压坑栽种装置（16）的正下方；

PC（18）安装在第一可移动式机架（11）的移栽前框（111）的上部中间横梁上；

视觉传感器（19）通过螺纹连接件紧固的方式安装在第一可移动式机架移栽前框（111）的上部一侧以相对视感监测自动移栽部分（1）和分盆装土部分（2）下方的工作区域；

分盆装土部分（2）包括第二移动式机架（20）、装土装置（21）、转盘运输装置（22）、出盆运输装置（23）、空压机（24）、分盆装置（25）；其中，

第二移动式机架（20）由型钢构成，包括带滚轮的第二底架（201）、位于同一带滚轮的第二底架（201）上的装土前框（202）和装土后框（203）；

装土装置（21）位于第二移动式机架的装土前框（202）的左上方，包括上下分别具有进口和出口的料斗（211）、一对第一线性驱动装置（212）、将第一线性驱动装置（212）通过支架或横梁安装在料斗（211）的出口一侧两端的第一线性驱动装置安装件（213）、以及安装在料斗（211）的出口部位中并与第一线性驱动装置（212）的驱动端连接以控制料斗（211）出口的出土量的量控隔板（214），其中，量控隔板（214）一端连接在第一线性驱动装置（212）的活动端，而第一线性驱动装置（212）的另一端固定在第一线性驱动装置安装件（213）上，所述料斗(211)的出口部位为一缩颈的漏斗部（2110），其两侧各设有一下端面具有开口（2113）的四边形的漏斗管（2114），每一漏斗管（2114）在一侧壁上具有一第一缝隙（2111）和在位于第一缝隙（2111）之下的相对二侧壁上具有对称设置的一对第二缝隙（2112），所述量控隔板（214）为匚形件，具有上板（2141）、侧板（2142）、长度大于上板（2141）的下板（2143），其中，下板（2143）与上板（2141）相对应的表面部分中或该表面部分中间位置设有通孔（21431），侧板（2142）上开设有槽孔（21421）；

所述第一线性驱动装置（212）的驱动端与量控隔板（214）的连接为通过槽孔（21421）利用螺纹紧固方式与量控隔板的侧板（2142）的连接：所述量控隔板（214）通过上板（2141）和下板（2143）分别插入第一缝隙（2111）和第二缝隙（2112）以在量控隔板来回移动时形成上板（2141）对料斗漏斗部（2110）空间连通至封闭的同时，下板（2143）则转变为对开口（2113）由封闭至连通，所述量控隔板（214）在相对料斗的漏斗管（2114）内壁向外驱动时利用下板与上板的长度差相对封闭开口（2113）并形成让基质填积的间隔空间，在相对料斗的漏斗管（2114）内壁向内驱动时利用上板截取土料以及使下板的通孔（21431）与开口（2113）连通让土料流出；

由于量控隔板（214）相对开口的交错分布无重合之处，因此配合料斗的漏斗管（2114）内壁，下板截取土料的量为上板与下板的两板相对面之间的容量即为所控制的土量，

于是，土壤的体积通过改变漏斗管（2114）下方的开口（2113）、下板（2143）的通孔(21431)大小以及量控隔板的上板(2141)和下板(2143)之间距离进行调节控制；

转盘运输装置（22）包括叶片式转盘（220）、围绕转盘（220）安装并其一侧具有一出盆口（2211）的外圆轨（221）、安装底板（223）、安装在安装底板（223）上的其外具有防尘罩（2221）并与转盘（220）传动连接的齿轮减速传动组（222）、安装在安装底板（223）下并与齿轮减速传动组（222）驱动连接的转台模组（224）；转盘运输装置（22）通过安装底板（223）安装固定在第二移动式机架（20）上；另外，

在转盘运输装置（22）中，外圆轨（221）围绕在转盘（220）周围，以避免盆放入转台运输装置（22）后因为转台上转盘转动的离心力导致盆倾倒，转盘运输装置（22）安装在第二移动式机架装土前框（202）中并位于装土装置（21）的下面，或者位于料斗（211）的正下方，其转盘（220）转动时其上安放的盆始终与料斗（211）出口相对，转盘运输装置（22）还包括一清扫件（225）,其为一具有刷毛体和后柄的长条型毛刷，其通过后柄安装在外圆轨（221）的外侧壁上，其刷毛体贴在转盘（220）的叶片下方的开有孔的板面和叶片上侧一个板面上以清除残留在其板面上的土壤；

出盆运输装置（23）包括传送带（231）、安装在传送带（231）长度方向一侧固定板上的第二线性驱动固定件（232）、通过其固定端固定于第二线性驱动固定件（232）上的第二线性驱动装置（233）、具有支板的钩子（234）、缓冲装置（235），其中，钩子（234）通过其支板安装在第二线性驱动装置（233）的活动端上，并且其所在的面与传送带（231）的表面间隔平行相对并以大部分伸出传送带（231）方式而位于传送带（231）的前端上方；

出盆运输装置（23）通过其两侧的固定板安装在第二移动式机架（20）上；其前端与转盘运输装置（22）中围绕转盘（220）安装的外圆轨（221）的出盆口（2211）相对连接，而其钩子（234）通过第二线性驱动装置（233）驱动以在出盆口（2211）内来回移动；当转盘运输装置（22）将装完土的盆运输到出口处时，原本伸出的出盆运输装置（23）的第二线性驱动装置的活动端回收使得钩子（234）得以将盆从转盘上勾离转盘运输装置（22），随后该第二线性驱动装置驱使钩子（234）由回收转变为伸出等待下一个盆进入其工作区域；

空压机（24）通过支架或横梁安装在第二移动式机架的装土后框（203）下部，其输出的压力气体通过管道连接各个线性驱动装置和线性驱动件；

分盆装置（25）包括输送模块（251）、取盆模块（252）、盆组进给模块（253），其中，输送模块（251）由一对间隔安放的第三线性驱动固定件（2511）、固定安装在第三线性驱动固定件（2511）上的第三线性驱动装置（2512）以及一具有通过中板相对连接的两臂、安装在第三线性驱动装置（2512）上并与其滑块连接以沿着第三线性驱动装置（2512）轴线方向移动的取盆模块安装件（2513）；

取盆模块（252）为两个，每一个包括一第四线性驱动装置（2521）、安装在第四线性驱动装置（2521）下面并通过滑块驱动连接的夹指气缸安装件（2522）、安装在夹指气缸安装件（2522）下面的吸盆安装件（2523）、安装在吸盆安装件（2523）中的吸盘（2524）以及安装在夹指气缸安装件（2522）中并通过管道与吸盘（2524）工作连接的Y型夹指气缸（2525）；所述取盆模块（252）通过第四线性驱动装置（2521）安装在输送模块（251）取盆模块安装件（2513）的两臂的下端；

盆组进给模块（253）包括主架（2531）、滑轨滑块（2532）、托盘（2533）、底板（2534）、盆组（2535）、抽式挡板（2536）、第五线性驱动装置（2537），其中，主架（2531）为一中间有供盆组（2535）堆放用的围绕式限位杆、上有盆组取放开口、两侧具有支板的框架，其通过支板固定在底板（2534）上，所述托盘（2533）为具有中间圆台部件，安装在底板（2534）上并使其圆台面以托持盆组（2535），所述第五线性驱动装置（2537）为二个，分别安装在主架（2531）两个支板的内侧，所述抽式挡板（2536）为具有中心孔和外部拉手的板，安装在主架（2531）上部；所述滑轨滑块（2532）安装在主架（2531）和第五线性驱动装置（2537）之间并通过其上的滑块与第五线性驱动装置（2537）上下驱动连接；

分盆装置（25）与转盘运输装置（22）左右相对安装在第二移动式机架的装土前框（202）的右方，并与转盘运输装置（22）形成相邻的方式安装固定在第二移动式机架（20）上以将分盆装置（25）上的盆通过输送模块（251）两个一组从分盆装置（25）转移到装土装置（21）下的转盘运输装置（22）上，

所自动移栽部分（1）的第一可移动式机架（11）和分盆装土部分（2）的第二可移动式机架（20）中的花盆传送装置（15）和出盆运输装置（23）的两条传送带如图所示顺接，两者主体共线；

而定盆装置（17）安装于花盆传送装置（15）上，压坑栽种装置的正下方，被勾离的盆在传送带的作用下向着移栽部分运输移动，运输过程中，花盆传送装置（15）和出盆运输装置（23）的两台传送带持续工作，只要花盆传送装置（15）传送带的速度大于等于出盆运输装置（23）传送带的速度，便不会堵塞；

随后，传送至花盆传送装置的盆逐个进入定盆装置（17），触发定盆装置；

当压坑栽种装置工作时，花盆传送装置（15）停止工作，而出盆运输装置（23）持续工作，当在栽种动作结束后，花盆传送装置（15）的传送带启动进行运输工作，定盆装置（17）的挡板收回，在没有阻挡的情况下，盆组被运输出定盆部分，随后下一个小周期开始。