阅读说明：本技术 一种多自由度蔬菜授粉支架 (Multi freedom vegetable pollination support ) 是由 缪宏 李孟丽 袁锐 张燕军 张善文 戈林泉 刘思幸 戴敏 童俊华 齐江涛 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：一种多自由度蔬菜授粉支架,属于农业机械领域,授粉支架还由两个Z轴向第一导轨、两个Z轴向第二导轨、两个X轴向导轨和多个滑块组成,利用伺服电机带动转轴旋转实现整个导轨面坡度调整,利用回转台实现导轨面回转,从而实现滑块在空间内位置角度变化,利用Z轴向导轨间角度变化再次调整Z轴向第二导轨面上X轴向导轨上滑块在空间内角度,通过Z轴向导轨内部丝杠机构,调整X轴向导轨在Z轴方向位置,通过X轴向导轨内齿轮齿条机构调整滑块在X轴向上位置,本发明实现了多个喷嘴在空间内多角度的变化,有效提高了授粉效率,降低了劳动强度。(A multi-degree-of-freedom vegetable pollination support belongs to the field of agricultural machinery and is composed of two Z-axis first guide rails, two Z-axis second guide rails, two X-axis guide rails and a plurality of sliders, wherein a rotating shaft is driven by a servo motor to rotate to achieve gradient adjustment of the whole guide rail surface, a rotary table is used for achieving rotation of the guide rail surface, so that the position angle of the sliders in space is changed, the angle of the sliders on the X-axis guide rails on the Z-axis second guide rail is adjusted again through angle change between the Z-axis guide rails in space, the position of the X-axis guide rails in the Z-axis direction is adjusted through a lead screw mechanism inside the Z-axis guide rails, and the position of the sliders in the X-axis direction is adjusted through a gear rack mechanism inside the X-axis guide rails.)

一种多自由度蔬菜授粉支架

技术领域

本发明属于农业机械领域，涉及一种授粉辅助设备，具体的说是涉及一种多自由度蔬菜授粉支架。

背景技术

授粉是蔬菜商品化的重要基础，蔬菜的坐果率和单果重都取决于授粉。从授粉方式来看，授粉媒介有风媒、虫媒、人工授粉和机械式授粉。在自然条件下，蜜蜂习性难以控制，而风向、风速的变化无常，风媒传粉也不能达到理想的授粉效果，再加上花期如遇阴雨低温，蔬菜雌雄株配比不当等，就必须进行人工授粉，人工授粉可以有效的提高蔬菜产量与质量，但其效率低下，难以在花期内完成授粉工作，故而省事省力，劳动效率高的机械式授粉的研究不可避免。

目前市面上机械式授粉方式粗放，对花粉浪费严重，需要控制授粉精度，靶标授粉，但蔬菜花朵生长角度不一，多簇生，授粉时不宜距离花朵过近，单个花朵识别对靶授粉会降低授粉效率。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提出一种多自由度蔬菜授粉支架，该授粉支架可提高授粉工作效率，实现授粉多角度调整。

本发明的技术方案：一种多自由度蔬菜授粉支架，包括安装在蔬菜授粉机器人机械臂末端的支架；其特征在于：所述授粉支架还由两个Z轴向第一导轨、两个Z轴向第二导轨、两个X轴向导轨和多个滑块组成；所述支架上支撑设有转轴，所述转轴输入端上设有第二伺服电机，沿所述转轴的轴向上固定设有转板，所述转板的中心位置上设有回转台，所述回转台上连接设有导轨支撑板连接，所述导轨支撑板随回转台旋转，所述Z轴向第一导轨与所述Z轴向第二导轨铰接连接，所述两个Z轴向第一导轨通过导轨支撑板连接并位于一个平面内，所述两个X轴向导轨分别置于两个Z轴向第一导轨之间和两个Z轴向第二导轨之间，并分别位于同一平面并相垂直，所述X轴向导轨上端面设有滑块导轨，两端有凸台，凸台上开有螺纹孔，两侧螺纹孔分别与两侧Z轴向导轨上的丝杠连接，同时控制第三伺服电机驱动丝杠运动，使X轴向导轨沿Z轴向导轨方向移动，每个所述X轴向导轨上设有两个滑块，每个滑块内部设有第四伺服电机和齿轮轴，所述第四伺服电机的输出端与齿轮轴输入端相连接，所述齿轮轴上设有小齿轮，所述齿条沿X轴向通过螺栓安装在滑块导轨上，齿条齿向内侧安装，通过所述第四伺服电机控制小齿轮沿齿条移动，即沿X轴向导轨移动。

所述转轴输入端通过联轴器与第二伺服电机输出端相连接，以控制转轴带动其上转板旋转一定角度，形成一定坡度，继而带动Z轴向第一导轨所处平面旋转至授粉所需倾角，转轴和第二伺服电机之间设有轴承座。

所述回转台与导轨支撑板连接，带动滑块绕回转台轴线方向回转。

所述Z轴向第一导轨和Z轴向第二导轨间通过转轴铰接，Z轴向第一导轨和Z轴向第二导轨在Z轴向投影位于同一轴线，转轴固定在Z轴向第二导轨上，控制第一伺服电机运动从而可以控制Z轴向第二导轨绕Z轴向第一导轨旋转一定角度。

所述滑块上端开有螺纹槽，用于安装喷嘴，可以实现多个喷嘴同时工作，提高授粉工作效率。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种多自由度蔬菜授粉支架，所述授粉支架还由两个Z轴向第一导轨、两个Z轴向第二导轨、两个X轴向导轨和多个滑块组成，利用伺服电机带动转轴旋转实现整个导轨面坡度调整，利用回转台实现导轨面回转，从而实现滑块在空间内位置角度变化，利用Z轴向导轨间角度变化再次调整Z轴向第二导轨面上X轴向导轨上滑块在空间内角度，通过Z轴向导轨内部丝杠机构，调整X轴向导轨在Z轴方向位置，通过X轴向导轨内齿轮齿条机构调整滑块在X轴向上位置，本发明实现了多个喷嘴在空间内多角度的变化，有效提高了授粉效率，降低了劳动强度。

附图说明

图1 为本发明正面结构示意图，

图2 为本发明侧面结构示意图，

图3 为本发明轴侧结构示意图，

图4 为本发明中坡度调节装置结构示意图，

图5 为本发明中X轴向导轨驱动装置结构示意图。

图中：Z轴向第一导轨1、Z轴向第二导轨2、滑块3、第四伺服电机301、齿轮轴302、齿轮303、齿条304、第一伺服电机4、X轴向导轨5、螺纹孔501、滑块导轨502、第二伺服电机6、第三伺服电机7、支架8、回转台9、导轨支撑板10、转板11、转轴12、丝杠13、轴承座14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-5所示，一种多自由度蔬菜授粉支架，包括安装在蔬菜授粉机器人机械臂末端的支架8，授粉支架还由两个Z轴向第一导轨1、两个Z轴向第二导轨2、两个X轴向导轨5和多个滑块3组成；支架8上支撑设有转轴12，转轴12输入端上设有第二伺服电机6，沿转轴12的轴向上固定设有转板11，转板11的中心位置上设有回转台9，回转台9上连接设有导轨支撑板10连接，导轨支撑板10随回转台9旋转，Z轴向第一导轨1与Z轴向第二导轨2铰接连接，两个Z轴向第一导轨1通过导轨支撑板10连接并位于一个平面内，两个X轴向导轨5分别置于两个Z轴向第一导轨1之间和两个Z轴向第二导轨2之间，并分别位于同一平面并相垂直，X轴向导轨5上端面设有滑块导轨502，两端有凸台，凸台上开有螺纹孔501，两侧螺纹孔501分别与两侧Z轴向导轨上的丝杠13连接，同时控制第三伺服电机7驱动丝杠13运动，使X轴向导轨5沿Z轴向导轨方向移动，每个X轴向导轨5上设有两个滑块3，每个滑块3内部设有第四伺服电机301和齿轮轴302，第四伺服电机301的输出端与齿轮轴302输入端相连接，齿轮轴302上设有小齿轮303，齿条304沿X轴向通过螺栓安装在滑块导轨501上，齿条304齿向内侧安装，通过第四伺服电机301控制小齿轮303沿齿条304移动，即沿X轴向导轨移动。

如图1-5所示，一种多自由度蔬菜授粉支架，转轴12输入端通过联轴器与第二伺服电机6输出端相连接，以控制转轴12带动其上转板11旋转一定角度，形成一定坡度，继而带动Z轴向第一导轨所处平面旋转至授粉所需倾角，转轴12和第二伺服电机6之间设有轴承座14；回转台9与导轨支撑板10连接，带动滑块3绕回转台9轴线方向回转；Z轴向第一导轨1和Z轴向第二导轨2间通过转轴铰接，Z轴向第一导轨1和Z轴向第二导轨2在Z轴向投影位于同一轴线，转轴固定在Z轴向第二导轨2上，控制第一伺服电机4运动从而可以控制Z轴向第二导轨2绕Z轴向第一导轨1旋转一定角度；滑块3上端开有螺纹槽，用于安装喷嘴，可以实现多个喷嘴同时工作，提高授粉工作效率。

如图1-5所示，一种多自由度蔬菜授粉支架工作原理如下：确定花朵授粉位置后，确定喷嘴所对应花朵，从而调整整个机构将滑块调至适宜角度，支架8底面与蔬菜植株面平行，先控制第二伺服电机6驱动转轴12旋转，从而带动导轨支撑板10调整其所在平面至Z轴向第一导轨间1滑块对应花朵适宜授粉位置平面，再控制第一伺服电机4驱动Z轴向第二导轨2相对Z轴向第一导轨旋转一定角度，控制其间滑块所对应平面位于适宜对应其花朵授粉位置平面，然后控制回转台9使得X轴向导轨5上两滑块调整至对应授粉花朵位置，最后利用X轴向导轨5上齿轮齿条机构驱动各个滑块微调至最佳授粉位置，进行授粉。