CN215395234U - 一种土壤制样设备的机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种土壤制样设备的机械手，涉及土壤制样设备领域，包括X轴线轨等，X轴拖板由X轴电机驱动，沿X轴线轨的长度方向***；Y轴拖板由Y轴电机驱动，沿Y轴线轨的长度方向***；夹爪机构由Z轴电机驱动，沿Z轴丝杆的长度方向升降运动，实现夹爪机构沿X、Y、Z三个方向的驱动控制；电动夹爪根据不同的土壤容器，驱动夹指旋转实现通用夹取。本实用新型兼顾夹取功能、旋转功能、体积小巧；采用纯电动结构，夹持效率高；能够适应土壤料框和土壤容器瓶的夹取，方便可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤制样设备的领域，具体涉及一种土壤制样设备的机械手。
背景技术
目前国家及至全球对环保越来越重视，人类共同能生存的根本是土壤，随着时代的进步，科学技术的力量使得人类低下的劳动力被逐步替代，各行业科技的发展，势必会排放各种各样的残余物，这些残余物中的有害物质将会污染空气与土壤，除了直接影响并危害人类，在种植方面也会直接影响人们的生活与健康。与此同时，国家对土壤检测的采点越来越多，然而采用人工制样的速度缓慢，若是采用机械手替代人工作业，能在一定程度上提高工作效率和自动化程度。但是，现有的机械手夹爪都是采用气动夹爪，需要另外配备空压机，并且在夹取时不能兼顾土壤容器瓶和土壤料框都可夹取，因而自动化程度不高，有待改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种土壤制样设备的机械手，具有体积小巧、夹持灵活、可旋转的优势。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种土壤制样设备的机械手，包括X轴线轨、X轴拖板、Y轴线轨、Z轴丝杆、丝杆固定板、Y轴拖板和夹爪机构；
在所述X轴拖板上表面的两端分别设有一条X轴线轨，二者相互平行，且每一X轴线轨上均设有X轴滑块，X轴滑块的一端与对应的X轴线轨活动连接，X轴滑块的另一端固定在X轴拖板上，其中一条X轴线轨外侧还设有X轴齿条，所述X轴齿条和X轴线轨均固定安装在外部机架上，X轴拖板上靠近X轴齿条的一端固装有X轴电机，X轴电机的输出轴连接带动X轴齿轮，X轴齿轮与X轴齿条啮合传动，使X轴拖板沿X轴线轨的长度方向***；
相互平行的二条Y轴线轨固定于X轴拖板下表面，且Y轴线轨、X轴线轨的长度方向相互垂直，每条Y轴线轨上均设有Y轴滑块，Y轴滑块的一端与对应的Y轴线轨活动连接，Y轴滑块的另一端固定在Y轴拖板上，二条Y轴线轨之间的X轴拖板下表面上固定有Y轴齿条，Y轴拖板上靠近Y轴齿条的一端固装有Y轴电机，Y轴电机的输出轴连接带动Y轴齿轮，Y轴齿轮与Y轴齿条啮合传动，使Y轴拖板沿Y轴线轨的长度方向***；
Y轴拖板下方固装有Z轴电机，Z轴电机通过Z轴同步轮和Z轴同步带连接驱动Z轴丝杆，Z轴丝杆一端支承在Y轴拖板上，Z轴丝杆另一端支承在丝杆固定板上，所述丝杆固定板设于Y轴拖板正下方；设置在夹爪机构上的丝杆螺母与Z轴丝杆螺纹连接，使夹爪机构沿Z轴丝杆的长度方向升降运动，实现夹爪机构沿X、Y、Z三个方向的驱动控制。
作为进一步的技术方案，所述二条X轴线轨之间的X轴拖板上设有X轴拖链，供X轴拖板上的电缆布线使用。
作为进一步的技术方案，所述二条Y轴线轨之间的X轴拖板下表面上设有Y轴拖链，供Y轴拖板上的电缆布线使用。
作为进一步的技术方案，Z轴拖链板上端与所述Y轴拖板固定，Z轴拖链板下端与所述丝杆固定板固定，Z轴拖链安装在Z轴拖链板上，供Y轴拖板下方的电缆布线使用。
作为进一步的技术方案，所述Z轴导向轴一端固定在Y轴拖板上，Z轴导向轴另一端与丝杆固定板固定。
作为进一步的技术方案，所述夹爪机构包括步进电机、固定托板和减速机，所述步进电机与减速机输入端轴接，减速机的输出端通过联接轴连接驱动电动夹爪，电动夹爪上安装有夹指，夹指在电动夹爪的控制下旋转、夹取土壤容器；减速机的输出端与电机轴承座连接固定，电机轴承座固定在固定托板上。
作为进一步的技术方案，所述Z轴导向套和丝杆螺母贯穿设置在固定托板上，Z轴导向套套装在Z轴导向轴上，对夹爪机构的升降运动进行导向。
作为进一步的技术方案，所述联接轴通过轴承支承在电机轴承座上，联接轴通过旋转轴套与电动夹爪连接固定。
作为进一步的技术方案，所述土壤容器为土壤料框或土壤容器瓶。
本实用新型的有益效果为：兼顾夹取功能、旋转功能、体积小巧；采用纯电动结构，夹持效率高；能够适应土壤料框和土壤容器瓶的夹取，方便可靠。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图。
图2为图1的右视图。
图3为图2的主视图。
图4为夹爪机构夹取土壤料框时的结构示意图。
图5为夹爪机构夹取土壤容器瓶时的结构示意图。
图6为夹爪机构的结构剖视图。
附图标记说明：1、X轴拖链；2、X轴线轨；3、X轴滑块；4、X轴拖板；5、Y轴拖链；6、Y轴线轨；7、Z轴电机；8、Z轴丝杆；9、丝杆固定板；10、X轴齿条；11、X轴齿轮；12、X轴电机；13、Y轴滑块；14、Y轴拖板；15、Y轴电机；16、Z轴拖链；17、Z轴导向轴；18、Y轴齿条；19、Y轴齿轮；20、Z轴同步带；21、Z轴同步轮；22、Z轴拖链板；23、步进电机；24、Z轴导向套；25、电机轴承座；26、旋转轴套；27、夹指；28、电动夹爪；29、联接轴；30、轴承；31、丝杆螺母；32、固定托板；33、减速机；34、土壤料框；35、土壤容器瓶；36、夹爪机构。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：
实施例：如附图1～6所示，这种土壤制样设备的机械手，包括X轴线轨2、X轴拖板4、Y轴线轨6、Z轴丝杆8、丝杆固定板9、Y轴拖板14和夹爪机构36。
如图1所示，在X轴拖板4上表面的两端分别设有一条X轴线轨2，二者相互平行，且每一X轴线轨2上均设有X轴滑块3，X轴滑块3的一端与对应的X轴线轨2活动连接，X轴滑块3的另一端固定在X轴拖板4上，其中一条X轴线轨2外侧还设有X轴齿条10，所述X轴齿条10和X轴线轨2均固定安装在外部机架上，X轴拖板4上靠近X轴齿条10的一端固装有X轴电机12，X轴电机12的输出轴连接带动X轴齿轮11，X轴齿轮11与X轴齿条10啮合传动，使X轴拖板4沿X轴线轨2的长度方向***。优选地，在二条X轴线轨2之间的X轴拖板4上设有X轴拖链1，供X轴拖板4上的电缆布线使用。
如图2、3所示，相互平行的二条Y轴线轨6固定于X轴拖板4下表面，且Y轴线轨6、X轴线轨2的长度方向相互垂直，每条Y轴线轨6上均设有Y轴滑块13，Y轴滑块13的一端与对应的Y轴线轨6活动连接，Y轴滑块13的另一端固定在Y轴拖板14上，二条Y轴线轨6之间的X轴拖板4下表面上固定有Y轴齿条18，Y轴拖板14上靠近Y轴齿条18的一端固装有Y轴电机15，Y轴电机15的输出轴连接带动Y轴齿轮19，Y轴齿轮19与Y轴齿条18啮合传动，使Y轴拖板14沿Y轴线轨6的长度方向***。优选地，在二条Y轴线轨6之间的X轴拖板4下表面上设有Y轴拖链5，供Y轴拖板14上的电缆布线使用。
Y轴拖板14下方固装有Z轴电机7，Z轴电机7通过Z轴同步轮21和Z轴同步带20连接驱动Z轴丝杆8，Z轴丝杆8一端支承在Y轴拖板14上，Z轴丝杆8另一端支承在丝杆固定板9上，所述丝杆固定板9设于Y轴拖板14正下方；设置在夹爪机构36上的丝杆螺母31与Z轴丝杆8螺纹连接，使夹爪机构36沿Z轴丝杆8的长度方向升降运动。实现夹爪机构36沿X、Y、Z三个方向的驱动控制。优选地，Z轴拖链板22上端与所述Y轴拖板14固定，Z轴拖链板22下端与所述丝杆固定板9固定，Z轴拖链16安装在Z轴拖链板22上，供Y轴拖板14下方的电缆布线使用。
参考附图1、2，Z轴导向轴17一端固定在Y轴拖板14上，Z轴导向轴17另一端与丝杆固定板9固定。如图4、5、6所示，夹爪机构36包括步进电机23、固定托板32和减速机33，所述步进电机23与减速机33输入端轴接，减速机33的输出端通过联接轴29连接驱动电动夹爪28，电动夹爪28上安装有夹指27，夹指27在电动夹爪28的控制下旋转、夹取土壤料框34或土壤容器瓶35(见图4、图5)；减速机33的输出端与电机轴承座25连接固定，电机轴承座25固定在固定托板32上。Z轴导向套24和丝杆螺母31贯穿设置在固定托板32上，Z轴导向套24套装在Z轴导向轴17上，对夹爪机构36的升降运动进行导向。优选地，联接轴29通过轴承30支承在电机轴承座25上，联接轴29通过旋转轴套26与电动夹爪28连接固定。
本实用新型通过X轴拖板4沿X轴线轨2运动，实现X方向的控制；通过Y轴拖板14沿Y轴线轨6运动，实现Y方向的控制；通过夹爪机构36沿Z轴丝杆8运动，实现Z方向的控制，即同时实现夹爪机构36在X、Y、Z三个方向上的驱动控制。使得夹爪机构36根据土壤制样设备的工作需要，替代人工劳动，实现自动取样、在粉碎机、筛分机、装瓶机、物料摆放等各环节的传送功能。此外，夹爪机构36结构小巧，转动灵活，能够兼顾夹取土壤料框34、土壤容器瓶35，极大的方便了土壤采集作业。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种土壤制样设备的机械手，其特征在于：包括X轴线轨(2)、X轴拖板(4)、Y轴线轨(6)、Z轴丝杆(8)、丝杆固定板(9)、Y轴拖板(14)和夹爪机构(36)；
在所述X轴拖板(4)上表面的两端分别设有一条X轴线轨(2)，二者相互平行，且每一X轴线轨(2)上均设有X轴滑块(3)，X轴滑块(3)的一端与对应的X轴线轨(2)活动连接，X轴滑块(3)的另一端固定在X轴拖板(4)上，其中一条X轴线轨(2)外侧还设有X轴齿条(10)，所述X轴齿条(10)和X轴线轨(2)均固定安装在外部机架上，X轴拖板(4)上靠近X轴齿条(10)的一端固装有X轴电机(12)，X轴电机(12)的输出轴连接带动X轴齿轮(11)，X轴齿轮(11)与X轴齿条(10)啮合传动，使X轴拖板(4)沿X轴线轨(2)的长度方向***；
相互平行的二条Y轴线轨(6)固定于X轴拖板(4)下表面，且Y轴线轨(6)、X轴线轨(2)的长度方向相互垂直，每条Y轴线轨(6)上均设有Y轴滑块(13)，Y轴滑块(13)的一端与对应的Y轴线轨(6)活动连接，Y轴滑块(13)的另一端固定在Y轴拖板(14)上，二条Y轴线轨(6)之间的X轴拖板(4)下表面上固定有Y轴齿条(18)，Y轴拖板(14)上靠近Y轴齿条(18)的一端固装有Y轴电机(15)，Y轴电机(15)的输出轴连接带动Y轴齿轮(19)，Y轴齿轮(19)与Y轴齿条(18)啮合传动，使Y轴拖板(14)沿Y轴线轨(6)的长度方向***；
Y轴拖板(14)下方固装有Z轴电机(7)，Z轴电机(7)通过Z轴同步轮(21)和Z轴同步带(20)连接驱动Z轴丝杆(8)，Z轴丝杆(8)一端支承在Y轴拖板(14)上，Z轴丝杆(8)另一端支承在丝杆固定板(9)上，所述丝杆固定板(9)设于Y轴拖板(14)正下方；设置在夹爪机构(36)上的丝杆螺母(31)与Z轴丝杆(8)螺纹连接，使夹爪机构(36)沿Z轴丝杆(8)的长度方向升降运动，实现夹爪机构(36)沿X、Y、Z三个方向的驱动控制。
2.根据权利要求1所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：所述二条X轴线轨(2)之间的X轴拖板(4)上设有X轴拖链(1)，供X轴拖板(4)上的电缆布线使用。
3.根据权利要求1所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：所述二条Y轴线轨(6)之间的X轴拖板(4)下表面上设有Y轴拖链(5)，供Y轴拖板(14)上的电缆布线使用。
4.根据权利要求1所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：Z轴拖链板(22)上端与所述Y轴拖板(14)固定，Z轴拖链板(22)下端与所述丝杆固定板(9)固定，Z轴拖链(16)安装在Z轴拖链板(22)上，供Y轴拖板(14)下方的电缆布线使用。
5.根据权利要求1所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：Z轴导向轴(17)一端固定在Y轴拖板(14)上，Z轴导向轴(17)另一端与丝杆固定板(9)固定。
6.根据权利要求5所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：所述夹爪机构(36)包括步进电机(23)、固定托板(32)和减速机(33)，所述步进电机(23)与减速机(33)输入端轴接，减速机(33)的输出端通过联接轴(29)连接驱动电动夹爪(28)，电动夹爪(28) 上安装有夹指(27)，夹指(27)在电动夹爪(28)的控制下旋转、夹取土壤容器；减速机(33)的输出端与电机轴承座(25)连接固定，电机轴承座(25)固定在固定托板(32)上。
7.根据权利要求6所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：Z轴导向套(24)和丝杆螺母(31)贯穿设置在固定托板(32)上，Z轴导向套(24)套装在Z轴导向轴(17)上，对夹爪机构(36)的升降运动进行导向。
8.根据权利要求6所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：所述联接轴(29)通过轴承(30)支承在电机轴承座(25)上，联接轴(29)通过旋转轴套(26)与电动夹爪(28)连接固定。
9.根据权利要求6所述的土壤制样设备的机械手，其特征在于：所述土壤容器为土壤料框(34)或土壤容器瓶(35)。
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