本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能蒜種盒提取投放裝備。

二、

背景技術(shù)：

近幾年來，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品出口貿(mào)易迅速發(fā)展，大蒜需求量增大，大蒜種植面積不斷擴(kuò)大。由于當(dāng)前大蒜播種機(jī)不能滿足大蒜播種時(shí)“根下尖上”、“直立栽種”的特殊要求，我國大蒜只能是依靠人工播種，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，每人每天僅能栽種220m²，加之人工費(fèi)用不斷增高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本不斷增大，嚴(yán)重影響了農(nóng)民的生產(chǎn)積極性。鑒于這種現(xiàn)狀，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)提出了種盒式大蒜播種的設(shè)計(jì)思路，即用可降解無污染材料制成條形單排多穴蒜種盒，由人工或機(jī)械將蒜種按“根下尖上”的方向放入蒜種盒，本實(shí)用新型就是發(fā)明一種智能蒜種盒提取投放裝備，將放入蒜種的蒜種盒平穩(wěn)抓取、穩(wěn)定放入已開好的種溝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)蒜種盒的自動(dòng)提取投放和蒜種盒投放后的無縫銜接。

三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種智能蒜種盒提取投放裝備，可實(shí)現(xiàn)蒜種盒的精確輸送、平穩(wěn)抓取、穩(wěn)定投放和無縫銜接。

一種智能蒜種盒提取投放裝備，包括機(jī)架好固定在機(jī)架上的蒜種盒輸送裝置，蒜種盒提取投放裝置，控制系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置；

所述的蒜種盒輸送裝置包括輸送帶、隔板、輥軸、軸承座和電機(jī)。輥軸通過軸承座安裝在機(jī)架橫向兩端；輸送帶環(huán)套在兩個(gè)輥軸上；輸送帶上垂直設(shè)有多個(gè)隔板；輸送帶通過隔板分割成多個(gè)間隔，間隔內(nèi)用于放置蒜種盒，每個(gè)間隔的寬度稍大于蒜種盒的寬度，保證相鄰蒜種盒之間留有間隙，方便蒜種盒的放置和抓取。輸送帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)輥軸轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由單片機(jī)控制。

所述的蒜種盒提取投放裝置由機(jī)械臂，機(jī)械手、上舵機(jī)、下舵機(jī)、舵盤、底座組成。底座安裝在機(jī)架后端一側(cè)，下舵機(jī)安裝在底座上面，機(jī)械臂安裝在下舵機(jī)兩側(cè)舵盤上，下舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械臂前后擺動(dòng)；上舵機(jī)安裝在機(jī)械臂上端，機(jī)械手通過舵盤安裝在上舵機(jī)上，上舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械手前后擺動(dòng)。機(jī)械手包括短U支架、L型安裝板、異形齒盤、連桿、支臂、爪片、小彈簧和舵機(jī)三；短U支架連接在機(jī)械臂上舵機(jī)兩端的舵盤上，L形安裝板安裝在短U支架上，舵機(jī)三安裝在L形安裝板豎直板一面，L形安裝板上設(shè)有孔，舵機(jī)三的動(dòng)力輸出軸通過該孔伸到L形安裝板豎直板另一面；異形齒盤一安裝在舵機(jī)三的動(dòng)力輸出軸上，異形齒盤二與異形齒盤一嚙合安裝；在舵機(jī)三轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，異形齒盤一與異形齒盤二繞各自中心轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝蒜種盒提取投放裝置時(shí)機(jī)械手中心對(duì)準(zhǔn)傳感器中心。支臂與異形齒盤下端用螺栓鉸接，連桿一端鉸接在L形安裝板豎直板上，另一端鉸接在支臂上；兩個(gè)連桿與兩個(gè)異形齒盤分別平行安裝。支臂下端兩面各安裝一個(gè)爪片；兩個(gè)爪片始終處于平行狀態(tài)。為防止蒜種盒抓取時(shí)變形損壞，爪片上裝有小彈簧或其他柔性材料，利用機(jī)械手的夾緊力和彈簧的彈力夾緊蒜種盒。機(jī)械臂、機(jī)械手的擺動(dòng)、爪片的開閉由上舵機(jī)、下舵機(jī)和舵機(jī)三驅(qū)動(dòng)。下舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械臂首先向前擺動(dòng)(輸送帶方向)，上舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使機(jī)械手始終保持垂直地面，機(jī)械手上的舵機(jī)三轉(zhuǎn)動(dòng)，爪片張開，到預(yù)先設(shè)定的種盒抓取位置，上舵機(jī)和下舵機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)三反轉(zhuǎn)，爪片內(nèi)收，抓取蒜種盒；然后上舵機(jī)和下舵機(jī)反轉(zhuǎn)，機(jī)械臂向后擺動(dòng)，機(jī)械手保持垂直地面狀態(tài)，當(dāng)機(jī)械臂擺動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的種盒投放位置，上舵機(jī)和下舵機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)三轉(zhuǎn)動(dòng)，爪片張開，蒜種盒水平投放。當(dāng)機(jī)械手從輸送帶取走蒜種盒，輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，將下一個(gè)蒜種盒輸送到抓取位置。三個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由單片機(jī)控制。

所述的控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、蓄電池、傳感器和編碼器；編碼器、傳感器、電機(jī)、上舵機(jī)、下舵機(jī)和舵機(jī)三均與單片機(jī)連接；編碼器安裝在現(xiàn)有行走機(jī)器的驅(qū)動(dòng)輪軸上檢測(cè)機(jī)器行進(jìn)速度，由單片機(jī)根據(jù)編碼器檢測(cè)到的機(jī)器行進(jìn)速度控制輸送帶、機(jī)械臂、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，使它們協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)蒜種盒的精確抓取、平穩(wěn)投放；傳感器安裝在與機(jī)械手相對(duì)的輸送帶另一側(cè)的機(jī)架上，傳感器、待抓取蒜種盒、機(jī)械手三者的中心線處于機(jī)架左右方向(即與輸送帶前進(jìn)方向垂直的方向)的同一個(gè)縱向豎直平面內(nèi)；傳感器用于檢測(cè)蒜種盒是否輸送到位，如傳感器未檢測(cè)到蒜種盒，則由單片機(jī)控制輸送帶繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到傳感器檢測(cè)到蒜種盒為止。蓄電池用于供電。

所述編碼器檢測(cè)行走機(jī)器行進(jìn)速度，傳感器檢測(cè)蒜種盒是否輸送到準(zhǔn)確位置，如傳感器檢測(cè)到蒜種盒，則單片機(jī)控制三個(gè)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械臂向輸送帶方向擺動(dòng)，機(jī)械手張開，抓取蒜種盒，然后機(jī)械臂向反方向擺動(dòng)，擺動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的位置角度時(shí)，機(jī)械手張開，投放蒜種盒，然后機(jī)械臂回?cái)[抓取下一個(gè)蒜種盒。在機(jī)械手取走蒜種盒后，傳感器檢測(cè)不到蒜種盒，則單片機(jī)控制輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，直到傳感器檢測(cè)到蒜種盒輸送帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蒜種盒輸送到準(zhǔn)確位置，等待機(jī)械手抓取。

本實(shí)用新型中，單片機(jī)根據(jù)編碼器檢測(cè)的機(jī)器行進(jìn)速度來控制舵機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制輸送帶、機(jī)械臂和機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度，使三者協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)蒜種盒的精確抓取、平穩(wěn)投放、無縫銜接。

四、附圖說明

圖1是智能蒜種盒提取投放裝備總裝圖

圖2是輸送帶結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖

圖中1.地輪 2.機(jī)架 3.控制盒 4.傳感器 5.編碼器 6.軸承座 7.隔板 8.輸送帶 9.機(jī)械臂 10.機(jī)械手 11.蒜種盒 12.鏈傳動(dòng) 13.電機(jī) 14.輥軸 15.上舵機(jī) 16.舵盤 17.機(jī)械臂 18.下舵機(jī) 19.底座 20.短U支架 21.舵機(jī)三 22.異形齒盤 23.支臂 24.小彈簧 25.爪片 26.連桿 27.L形安裝板

五、具體實(shí)施方式

一種智能蒜種盒提取投放裝備，機(jī)架(2)采用角鋼或矩形鋼或型鋼制造，地輪(1)用軸承座安裝在機(jī)架(2)上。輸送帶的兩根輥軸(14)兩端安裝軸承座(6)，軸承座(6)用螺栓安裝在機(jī)架(2)上，主動(dòng)輥軸一端安裝鏈輪；電機(jī)(13)用螺栓安裝在機(jī)架(2)上，電機(jī)(13)動(dòng)力輸出軸上安裝鏈輪，與主動(dòng)輥軸的鏈輪在同一平面內(nèi)，通過鏈傳動(dòng)(12)帶動(dòng)輥軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，輥軸(14)帶動(dòng)輸送帶(8)轉(zhuǎn)動(dòng)；為防止輸送過程蒜種盒(11)與輸送帶(8)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，輸送帶(8)上設(shè)有隔板(7)，隔板(7)用膠黏在輸送帶(8)上或者和輸送帶一體制造。相鄰隔板(7)間距比種盒(11)寬度稍大，方便放置種盒。相鄰種盒內(nèi)側(cè)隔板離開一段距離，方便機(jī)械爪抓取蒜種盒(11)，該段距離比單個(gè)機(jī)械爪片寬度稍大。傳感器(4)安裝在輸送帶(8)前面機(jī)架(2)一端，橫向位置不能超出輸送帶(8)，以傳感器采用紅外光電傳感器為例，傳感器(4)發(fā)射管發(fā)射紅外光，當(dāng)傳感器前方有蒜種盒時(shí)，光線被反射回來，傳感器(4)接收管接收到光線，傳感器(4)輸出低電平，輸送帶(8)靜止不動(dòng)；當(dāng)傳感器(4)前方?jīng)]有蒜種盒，接收管接收不到光線，傳感器(4)輸出高電平，單片機(jī)控制輸送帶(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到傳感器(4)檢測(cè)到蒜種盒信號(hào)。機(jī)械臂(17)的底座(19)用螺栓固定在機(jī)架(2)后方一端，下舵機(jī)(18)安裝在底座(19)上面，機(jī)械臂(9)下端用螺釘連接在下舵機(jī)(18)兩端的舵盤上。機(jī)械臂(9)上端安裝在上舵機(jī)(15)兩端，機(jī)械手(10)上的短U支架(20)用螺釘連接在機(jī)械臂(17)上舵機(jī)(15)兩端的舵盤(16)上，短U支架(20)與L形安裝板(27)通過螺釘連接，舵機(jī)三(21)安裝在L形安裝板(27)豎直板一面，安裝板上有孔，舵機(jī)三(21)的動(dòng)力輸出軸通過安裝板上的孔伸到L形安裝板(27)豎直板另一面，異形齒盤一(22)安裝在舵機(jī)三(21)的動(dòng)力輸出軸上，異形齒盤二與異形齒盤一嚙合安裝，在舵機(jī)三(21)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)齒盤可繞各自中心自由轉(zhuǎn)動(dòng)。支臂(23)與異形齒盤一(22)下端用螺栓鉸接，連桿(26)一端鉸接在L形安裝板(27)豎直板上，另一端鉸接在支臂(23)上，連桿(26)與異形齒盤一(22)平行安裝。支臂(23)下端兩面各安裝一個(gè)爪片(25)，兩個(gè)爪片始終處于平行狀態(tài)。為防止蒜種盒(11)抓取時(shí)變形損壞，爪片(22)上裝有小彈簧(24)或其他柔性材料，利用機(jī)械手的夾緊力和彈簧(24)的彈力夾緊蒜種盒(11)。安裝蒜種盒提取投放裝置時(shí)機(jī)械手(10)中心對(duì)準(zhǔn)傳感器(4)中心。蓄電池、單片機(jī)、開關(guān)電源安裝在控制盒(3)里，控制盒(3)安裝在機(jī)架(2)上，單片機(jī)一方面根據(jù)編碼器(5)測(cè)得的地輪(1)轉(zhuǎn)速來控制輸送帶電機(jī)(13)轉(zhuǎn)速，使得蒜種盒(11)能及時(shí)輸送到位，另一方面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)蒜種盒(11)信號(hào)，將檢測(cè)信號(hào)傳給單片機(jī)，當(dāng)傳感器(4)檢測(cè)不到蒜種盒(11)時(shí)，單片機(jī)控制電機(jī)(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸送帶運(yùn)動(dòng)，當(dāng)傳感器(4)檢測(cè)到蒜種盒(11)信號(hào)時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，輸送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，輸送到位的蒜種盒等待抓??；單片機(jī)控制機(jī)械臂下舵機(jī)(18)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械手(10)向種盒移動(dòng)，在移動(dòng)過程中爪片(22)張開，當(dāng)機(jī)械臂(17)擺動(dòng)到預(yù)先計(jì)算好的角度時(shí)，兩個(gè)爪片處于蒜種盒兩側(cè)，舵機(jī)三(21)反轉(zhuǎn)夾緊蒜種盒(11)，機(jī)械臂(17)向后擺動(dòng)，機(jī)械臂上舵機(jī)(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，使種盒始終處于與地面平行狀態(tài)，機(jī)械臂(17)向后擺到預(yù)先設(shè)置好的角度停止運(yùn)動(dòng)，爪片松開實(shí)現(xiàn)蒜種盒(11)的投放。

工作時(shí)，首先將事先“根下尖上”放入蒜種的蒜種盒整齊排放到輸送帶上，地輪轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)備前進(jìn)，編碼器檢測(cè)地輪轉(zhuǎn)速，傳感器檢測(cè)蒜種盒信號(hào)，如果傳感器檢測(cè)到蒜種盒，則單片機(jī)機(jī)械臂下舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械臂向前(輸送帶方向)擺動(dòng)，同時(shí)單片機(jī)控制機(jī)械臂上舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使機(jī)械手始終保持與機(jī)架相對(duì)垂直狀態(tài)，在此過程中單片機(jī)控制舵機(jī)三轉(zhuǎn)動(dòng)，爪片張開，當(dāng)機(jī)械臂擺動(dòng)到預(yù)先設(shè)置好的角度時(shí)停止，爪片閉合，抓緊蒜種盒。隨后單片機(jī)控制機(jī)械臂向后擺動(dòng)，到預(yù)先設(shè)置好的角度時(shí)停止，機(jī)械臂向后擺動(dòng)過程中，由單片機(jī)控制機(jī)械臂上舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使蒜種盒始終與地面保持平行，機(jī)械臂停止擺動(dòng)后，爪片松開，蒜種盒投放。在機(jī)械手抓走蒜種盒后，傳感器檢測(cè)不到蒜種盒信號(hào)，單片機(jī)控制輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，直到傳感器檢測(cè)到蒜種盒信號(hào)時(shí)停止，此時(shí)，蒜種盒輸送到準(zhǔn)確位置，等待機(jī)械手抓取。機(jī)械手投放蒜種盒后，機(jī)械臂立即回?cái)[，抓取下一個(gè)蒜種盒。整個(gè)過程由單片機(jī)根據(jù)編碼器檢測(cè)到的地輪轉(zhuǎn)速來控制舵機(jī)速度和輸送帶速度，使蒜種盒投放后前后銜接、蒜種盒及時(shí)輸送到位。

該智能蒜種盒提取投放裝備可實(shí)現(xiàn)蒜種盒的自動(dòng)提取投放，并滿足大蒜“根下尖上、直立栽種”的特殊農(nóng)藝要求，自動(dòng)化程度高，可有效減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。