CN103028518A - 一种二自由度喷头角度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二自由度喷头角度调节装置，包括驱动组件I、驱动组件II、喷头组件和支架。驱动组件I与支架通过舵机I的输出轴I与舵盘A过盈配合连接，驱动组件II与喷头组件通过舵机II的输出轴II与舵盘B过盈配合连接，支架一端通过螺栓与驱动组件II固定连接，另一端通过滑动轴承与喷头组件连接。该装置通过两个舵机分别驱动两个舵盘实现喷头在垂直方向和水平方向上的喷雾角度改变，从而可使喷头根据喷施对象及喷施要求，灵活调整喷雾角度。

Description

一种二自由度喷头角度调节装置

技术领域

本发明涉及一种角度调节装置，特别是一种二自由度喷头角度调节装置，属于农业与工业机器人领域。

技术背景

喷雾器是一种常用的农业植保机械，广泛地应用于农作物病虫害的防治，也可用于卫生防疫消毒杀菌。随着农业种植水平的提高，为了使农业生产中所使用的农药或肥料造成的污染和浪费降到最低程度，目前在使用液体农药或者肥料的过程中，要求使其精确投放。而且根据喷施作物对象的不同，需要对喷施的角度及方位进行调整。现有喷雾器的喷头大多固定在喷杆的端部且不具备方向调节功能，容易造成药液的漂移，形成浪费，污染环境，且工作效率低下。

中国实用新型专利ZL200720023592.4公开了一种可调节的双向喷雾器喷头，其特征在于喷头通过铰链与手柄活动连接，铰链下方的手柄上设置有一活动套筒，滑动套筒与喷头之间通过连杆连接，滑动套筒上设置有定位螺栓。该装置可以适应农作物叶的不同宽度，做到双面同时作业，但是其喷头转动角度有限，且不具备自动调节功能。

具有调节功能的另一中国实用新型专利ZL200620106635.0公开一种喷雾器喷头调节装置，该装置能将喷头转动一定角度，但是其结构复杂，转动角度有限，也不能实现自动调节功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二自由度喷头角度调节装置，该装置 通过两个舵机分别驱动两个舵盘实现喷头在垂直方向和水平方向上的喷雾角度改变，可实现多角度调整喷雾方位，从而可使喷头根据喷施对象及喷施要求，灵活调整喷雾角度。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种二自由度喷头角度调节装置，包括驱动组件I、驱动组件II、喷头组件和支架。驱动组件I与支架通过舵机I的输出轴I与舵盘A过盈配合连接，驱动组件II与喷头组件通过舵机II的输出轴II与舵盘B过盈配合连接；支架一端通过螺栓与驱动组件II固定连接，另一端通过滑动轴承与喷头组件连接。

优选的是，驱动组件I包括舵机I、舵机安装箱I和螺栓。

上述任一方案优选的是，舵机安装箱I包括基座架、前盖板I和后盖板I。

上述任一方案优选的是，舵机I安装于舵机安装箱I内。

上述任一方案优选的是，舵机I包括输出轴I，且该输出轴I与支架上的舵盘A过盈配合连接。

上述任一方案优选的是，基座架上设有多个安装孔，便于和相应的喷雾机构连接。

上述任一方案优选的是，驱动组件II包括舵机II、舵机安装箱II和螺栓。

上述任一方案优选的是，舵机II安装于舵机安装箱II内。

上述任一方案优选的是，舵机安装箱II包括舵机安装架、前盖板II和后盖板II。

上述任一方案优选的是，舵机II包括输出轴II，且该输出轴II与舵盘B过盈配合连接。

上述任一方案优选的是，喷头组件包括圆筒上壳、圆筒下壳、喷头连接管、药液连接管、电磁阀、滑动轴承、舵盘B、喷头、螺栓、螺钉。

上述任一方案优选的是，圆筒上壳和圆筒下壳两部分通过螺栓连接，可组成圆筒外壳。

上述任一方案优选的是，圆筒上壳和圆筒下壳分别设有若干定位孔。

上述任一方案优选的是，喷头连接管和药液连接管的一端分别与电磁阀连接。

上述任一方案优选的是，喷头连接管的另一端由定位孔伸出并与喷头连接。

上述任一方案优选的是，药液连接管的另一端由定位孔伸出并与喷雾机构的药液软管相连接。

上述任一方案优选的是，舵盘B通过螺钉与由圆筒上壳和圆筒下壳组成的圆筒外壳的一端固定。

上述任一方案优选的是，圆筒外壳的另一端开有凹槽，用于安装滑动轴承。

上述任一方案优选的是，电磁阀的阀门开度由PWM信号进行调节和控制，从而可实现对喷雾流量的控制。

上述任一方案优选的是，支架包括连接凸台、支架主体、舵盘A、 螺钉和螺栓。

上述任一方案优选的是，舵盘A通过螺栓与支架主体固定连接，可以实现由舵机I驱动下的支架能够绕舵机I的输出轴I在水平方向上的转动，从而带动喷头组件实现水平方向上的转动。

上述任一方案优选的是，支架主体的一端由连接凸台通过滑动轴承与圆筒外壳相连。

上述任一方案优选的是，支架主体的另一端通过螺钉与驱动组件II固定连接，可实现喷头组件在俯仰方向上的位姿调节。

按照本发明的二自由度喷头角度调节装置，在舵机I输出端连接一舵盘，实现了喷头喷雾角度在水平轴上角度的自动调节；在舵机II输出端连接一舵盘，实现了喷头喷雾角度在垂直轴上角度的自动调节；因此可实现多角度调整喷雾方位，从而可使喷头根据喷施对象及喷施要求，灵活调整喷雾角度。

按照本发明的二自由度喷头角度调节装置，采用PWM信号对电磁阀的阀门开度进行调节和控制，可实现对喷雾流量的控制。按照本发明的二自由度喷头角度调节装置结构设计合理，机械尺寸紧凑，整个装置体积较小，安装容易，有利于提高喷雾装置的灵活性；

按照本发明的二自由度喷头角度调节，装置可安装于自动喷雾机构末端，如喷雾机器人机械臂末端，用于实现多角度自动喷雾。

附图说明

图1是按照本发明的二自由度喷头角度调节装置的一实施例的外观 图；

图2是图1中的驱动组件I的结构图；

图3是图1中的驱动组件II的结构图；

图4A是图1中的喷头组件的外部结构图；

图4B是图1中的喷头组件的内部结构图；

图5是图1中的支架的结构图。

附图中：

1-驱动组件I，101-舵机I，102-基座架，103-前盖板I，104-安装孔，105-后盖板I，106-输出轴I；2-驱动组件II，201-舵机安装架 ，202-输出轴II，203-舵机II，204-后盖板II，205-前盖板II；3-喷头组件，301-喷头，302-上定位孔，303-圆筒上壳，304-圆筒下壳，305-下定位孔，306- 药液连接管，307-舵盘B，308-喷头连接管，309-电磁阀，310-滑动轴承，311-凹槽；4-支架，401-连接凸台，402-支架主体， 403-舵盘A。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图对本发明的一优选实施例进行详细说明。

如图1所示为一种按照本发明的二自由度喷头角度调节装置的外观图，该装置包括驱动组件I（1），驱动组件II（2），喷头组件（3）和支架（4）。驱动组件I（1）与支架（4）通过舵机I的输出轴I与舵盘A过盈配合连接，驱动组件II（2）与喷头组件（3）通过舵机II的输出轴II与舵盘B过盈配合连接；支架（4）一端通过螺钉与驱动组件II（2）固定连接，另一端通过滑动轴承与喷头组件（3）连接。

如图2所示为图1中的驱动组件I（1）的结构图。从图2中看到，驱动组件I（1）的舵机I（101）安装于舵机安装箱I内，舵机安装箱I由基座架（102），前盖板I（103）和后盖板I（105）组成。基座架（102）上设有多个安装孔（104），便于和相应的喷雾机构连接。舵机I（101）的输出轴I（106）与舵盘A（403）过盈配合连接。

如图3所示为图1中的驱动组件II（2）的结构图。驱动组件II（2）的舵机II安装于舵机安装箱II内，舵机安装箱II由舵机安装架（201）、前盖板II（205）和后盖板II（204）组成。舵机II的输出轴II（202）与舵盘B（307）过盈配合连接。

如图4A和4B所示，喷头组件（3）包括圆筒上壳（303）、圆筒下壳（304）、喷头连接管（308）、药液连接管（306）、电磁阀（309）、滑动轴承（310）、舵盘B（307）、喷头（301）、螺栓、螺钉。喷头组件（3）中圆筒外壳由圆筒上壳（303）和圆筒下壳（304）组成，圆筒上壳（303）和圆筒下壳（304）两部分通过螺栓连接，圆筒上壳（303）和圆筒下壳（304）分别设有定位孔（302）、（305），喷头连接管（308）和药液连接管（306）的一端分别与电磁阀（309）连接，喷头连接管（308）的另一端由定位孔（302）伸出并与喷头（301）连接，药液连接管（306）的另一端由定位孔（305）伸出并可与喷雾机构的药液 软管相连接。舵盘B（307）通过螺钉与由圆筒上壳（303）和圆筒下壳（304）组成的圆筒外壳的一端固定，圆筒外壳的另一端开有凹槽（311），用于安装滑动轴承（310）。电磁阀的阀门开度由PWM信号进行调节和控制，从而可实现对喷雾流量的控制。

如图5所示，支架（4）包括连接凸台（401）、支架主体（402）、舵盘A（403）、螺钉和螺栓。舵盘A（403）通过螺栓与支架主体（402）固定连接，从而实现由舵机I（101）驱动下的支架（4）能够绕舵机I（101）的输出轴I（106）在水平方向上的转动，从而带动喷头组件（3）实现水平方向上的转动；支架主体（402）的一端由连接凸台（401）通过滑动轴承（310）与圆筒外壳相连，支架主体（402）的另一端通过螺钉与驱动组件II（2）固定连接，从而可实现喷头组件（3）在俯仰方向上的位姿调节。

在以上说明书中，结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，本说明书和附图应认为是例示性的而没有限制的含义。

Claims (10)

1.一种二自由度喷头角度调节装置，包括驱动组件I、驱动组件II、喷头组件和支架，其特征在于，所述驱动组件I与所述支架通过舵机I的输出轴I与舵盘A过盈配合连接，所述驱动组件II与所述喷头组件通过舵机II的输出轴II与舵盘B过盈配合连接；所述支架一端通过螺栓与驱动组件II固定连接，另一端通过滑动轴承与所述喷头组件连接。

2.根据权利要求1所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述驱动组件I包括舵机I、舵机安装箱I和螺栓。

3.根据权利要求2所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述舵机安装箱I包括基座架、前盖板I和后盖板I。

4.根据权利要求2所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述舵机I安装于所述舵机安装箱I内。

5.根据权利要求2所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述舵机I包括输出轴I，且该输出轴I与支架上的舵盘A过盈配合连接。

6.根据权利要求3所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述基座架上设有多个安装孔。

7.根据权利要求6所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述安装孔和相应的喷雾机构连接。

8.根据权利要求1所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述驱动组件II包括舵机II、舵机安装箱II和螺栓。

9.根据权利要求8所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述舵机II安装于舵机安装箱II内。

10.根据权利要求8所述的二自由度喷头角度调节装置，其特征在于，所述舵机安装箱II包括舵机安装架、前盖板II和后盖板II。

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