CN104663121B - 一种蒜薹自动采收机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蒜薹自动采收机械装置，主要由安装底座、机械臂、滑轨传动箱体、夹持组合件、微调器和划割部件构成。通过本发明设计而成的蒜薹自动采收机械装置，可模拟人工抽取蒜薹的采收方式，有效提高蒜薹的采摘商品性和采后蒜苗植株的抗倒伏能力，通过设计出多行作业幅宽的蒜薹自动采收机械作业平台可进一步提升蒜薹的采收效率，降低蒜薹采收作业成本。

Description

一种蒜薹自动采收机械装置

所属技术领域

本发明涉及蒜薹采收，特别涉及一种蒜薹自动采收的机械装置，属农业机械领域。

背景技术

蒜薹是大蒜种植的主要产品之一，采收农时短、作业强度大，并需在采收过程中尽可能降低对蒜苗植株后期生长的影响。利用辅助刀具、依靠人工采收是当前蒜薹采收的主要模式，存在生产效率低、劳动强度大、采收成本高等不足。中国专利CN200910212546.2公开了一种自动化蒜薹收割机，可通过啮刮整合部件挤断蒜薹底端实现蒜薹抽取，易造成蒜苗采后倒伏，影响蒜头后期生长。蒜薹采收效率不高、采摘商品性不佳和采后蒜苗植株倒伏等问题已成为制约我国大蒜种植产业发展的重要影响因素。

发明内容

针对现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种可用于蒜薹自动采收的机械装置，通过夹持提拽蒜薹、纵向剖切蒜苗植株、横向切断蒜薹的方法实现拟人化采收作业方式，提升蒜薹采收商品性，降低对蒜苗植株后期生长的影响。

实现本发明的技术方案是：一种蒜薹自动采收机械装置，由安装底座1、机械臂2和采收末端执行器构成，所述的采收末端执行器包括滑轨传动箱体3、夹持组合件4、微调器5和划割部件6。

该技术方案的工作原理是：安装底座1把机械臂2固定在蒜薹作业机架上，机械臂2的运动受设备的控制***控制，可将由滑轨传动箱体3、夹持组合件4、微调器5和划割部件6所构成的采收末端执行器移动到待收蒜薹所处的任意空间位置；滑轨传动箱体3和夹持组合件4配合运动，可夹持住蒜薹薹苞下方2～3cm的薹茎；机械臂2调整姿态带动夹持组合件4向上拽拉蒜薹；当机械臂2的拽拉力大小等于预设的拽拉力时，停止姿态调整；划割部件6中的三号舵机608正向转动，纵向剪切刀606相对闭合；滑轨传动箱体3中的一号舵机307驱动齿条306向下运动，在微调器5的辅助下，纵向剪切刀606沿受拉绷直的蒜薹向蒜苗根部运动并划破蒜苗植株表皮；齿条306向下运动，达到预设行程值后，停止运动；划割部件6中的三号舵机608反向转动，棘轮603快速摆动，横向剪切刀605向内咬合剪断蒜薹，纵向剪切刀606向外张开；平面涡卷弹簧604可将横向剪切刀恢复到初始状态，复位弹簧607可解决蒜薹不垂直问题。

所述安装底座1包括标准螺栓、螺母和底板，主要用于机械臂2的固定；

所述机械臂2是常规的工业用机械臂，与末端执行器配合，可实现蒜薹的空间定位采摘；

所述滑轨传动箱体3包括箱体外壳301、一对齿轮302、同步带303、滑轨304、齿轮轴305、齿条306和一号舵机307，滑轨304用标准螺栓固定于箱体外壳301，齿轮302与齿轮轴305装配在箱体外壳301上，通过同步带303连接这一对齿轮来实现齿轮302与齿条306之间的同步啮合传动；

所述夹持组合件4包括底板401、底板连接件402、扇形齿轮连杆403、夹持指404、橡胶垫405、夹持曲柄406和二号舵机407，二号舵机407在驱动扇形齿轮连杆403做相对转动时，夹持曲柄406可带动夹持指404打开或者闭合，橡胶垫405用来降低对夹持物体的损伤；

所述微调器5包括Z型微调杆501、微调套筒502、微调弹簧503、刀具连接件504，旋转微调套筒502可使刀具连接件504的伸出长度增大或缩小，微调弹簧503可根据所受外力的大小方向改变刀具连接件504的伸出长度；

所述划割部件6包括刀架601、扇形齿轮连杆602、棘轮603、平面涡卷弹簧604、横向剪切刀605、纵向剪切刀606、复位弹簧607和三号舵机608；划割部件6包括由扇形齿轮连杆602、棘轮603、平面涡卷弹簧604和横向剪切刀605构成的反向运动实现剪切复位结构；当三号舵机608正向转动带动扇形齿轮连杆602运动时，横向剪切刀605向外张开，纵向剪切刀606向内闭合；当三号舵机608反向转动时，棘轮603转动，横向剪切刀605向内摆动剪断蒜薹，纵向剪切刀606向外张开；平面涡卷弹簧604可将横向剪切刀恢复到初始状态，复位弹簧607可解决蒜薹采摘时的不垂直问题。

为减轻采收末端执行器的重量，机构非标准零部件均采用铝合金材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：蒜薹自动采收机械装置的运动过程与人工采收蒜薹过程相似，可有效降低对蒜苗植株表皮的损伤；通过剪切刀片辅助收获蒜薹，蒜薹商品性好；采用多个蒜薹自动采收机械装置联合作业，可进一步提高蒜薹的采收效率并降低蒜薹采收生产成本。

附图说明

图1是蒜薹自动采收机械装置总装配结构示意图；

图2是滑轨传动箱体剖视图；

图3是夹持组合件结构俯视图；

图4是微调器装置剖视图；

图5是划割部件俯视图；

图6是划割部件右视图。

图中，1.底座，2.机械臂，3.滑轨传动箱体，4.夹持组合件，5.微调器，6.划割部件；201.大臂，202.中臂，203.小臂，204.臂部关节；301.箱体外壳，302.齿轮(一对)，303.同步带，304.滑轨，305.齿轮轴(一对)，306.齿条，307.一号舵机；401.底板，402.底板连接件，403.扇形齿轮连杆，404.夹持指，405.橡胶垫，406.夹持曲柄，407.二号舵机；501.Z型微调杆，502.微调套筒，503.微调弹簧，504.刀具连接件；601.刀架，602.扇形齿轮连杆，603.棘轮，604.平面涡卷弹簧，605.横向剪切刀，606.纵向剪切刀，607.复位弹簧，608.三号舵机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步描述：

如图1所示，蒜薹自动采收机械装置，底座1固定于蒜薹作业机架上，机械臂2的空间运动由设备的自动控制***控制，可将蒜薹采收末端执行器移动到蒜薹所处的任意空间位置；所述机械臂2为常规的工业用机械臂，所述采收末端执行器包括滑轨传动箱体3、夹持组合件4、微调器5和划割部件6。

如图2、图3、图4、图5和图6所示，蒜薹自动采收机械装置收获蒜薹时，机械臂2通过移动夹持组合件4来接近蒜薹，利用二号舵机407带动扇形齿轮连杆403转动，从而使加持指404夹住蒜薹薹苞下方2～3cm后，调整机械臂2的姿态使滑轨传动箱体3呈上下垂直并通过夹持组合件4向上提拉蒜薹，达到其预设的拉力后停止运动，待纵向剪切刀606裹住蒜薹后齿条306向下运动划破蒜苗植株表皮；达到向下行程设定值后，三号舵机608反向转动，棘轮603反向转动，横向剪切刀605向内快速剪断蒜薹，纵向剪切刀606向外松开蒜薹，机械臂2向上抽拉拔出蒜薹；微调弹簧503、平面涡卷弹簧604、复位弹簧607能使装置较好地适用于不同生长形态的蒜薹采收作业。

本发明的技术方案可以根据配套作业机械机架的幅面宽度大小，设计出单行、多行等多种作业幅宽的蒜薹自动采收机械作业平台，这些可构成本发明的其它实施实例。

Claims (3)

1.一种蒜薹自动采收机械装置，其特征在于由安装底座[1]、机械臂[2]和采收末端执行器构成；所述的采收末端执行器包括滑轨传动箱体[3]、夹持组合件[4]、微调器[5]和划割部件[6]；所述的安装底座[1]包括标准螺栓、螺母和底板；所述的机械臂[2]为工业用常规机械臂；所述的滑轨传动箱体[3]包括箱体外壳[301]、齿轮[302]、同步带[303]、滑轨[304]、齿轮轴[305]、齿条[306]和一号舵机[307]；所述的夹持组合件[4]包括底板[401]、底板连接件[402]、扇形齿轮连杆[403]、夹持指[404]、橡胶垫[405]、夹持曲柄[406]和二号舵机[407]；所述的微调器[5]包括Z型微调杆[501]、微调套筒[502]、微调弹簧[503]、刀具连接件[504]；所述的划割部件[6]包括刀架[601]、扇形齿轮连杆[602]、棘轮[603]、平面涡卷弹簧[604]、横向剪切刀[605]、纵向剪切刀[606]、复位弹簧[607]和三号舵机[608]。

2.根据权利要求1所述的蒜薹自动采收机械装置，其特征在于滑轨传动箱体[3]中一对齿轮[302]通过同步带[303]达到同步转动的目的，齿轮[302]与齿条[306]啮合实现所需的运动行程。

3.根据权利要求1所述的蒜薹自动采收机械装置，其特征在于划割部件[6]包括由扇形齿轮连杆[602]、棘轮[603]、平面涡卷弹簧[604]和横向剪切刀[605]构成的反向运动实现剪切复位结构。