阅读说明：本技术 一种能自动更换灯管的机器人及其更换方法 (Robot capable of automatically replacing lamp tube and replacing method thereof ) 是由 戴岭 戴华 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种能自动更换灯管的机器人,包括滑动设置在支撑架的层板上的机器人,所述机器人上还设置有监测探头,所述机器人上设置有正对层板的操作腔,所述操作腔两侧设置有能够滑动设置在所述层板上的行走机构,所述操作腔内设置有用于拆装部件用的替换机构,所述替换机构通过抬升机构与所述操作腔驱动连接。本发明提供了一种能自动更换灯管的机器人,能够检测补光照明灯管的光照强度,进行灯管的好坏以及环境检测；并能够对需要更换的灯管进行拆卸和更换。(The invention relates to a robot capable of automatically replacing a lamp tube, which comprises a robot arranged on a layer plate of a support frame in a sliding manner, wherein a monitoring probe is also arranged on the robot, an operation cavity which is right opposite to the layer plate is arranged on the robot, walking mechanisms which can be arranged on the layer plate in a sliding manner are arranged on two sides of the operation cavity, a replacement mechanism for dismounting parts is arranged in the operation cavity, and the replacement mechanism is in driving connection with the operation cavity through a lifting mechanism. The invention provides a robot capable of automatically replacing a lamp tube, which can detect the illumination intensity of a lighting lamp tube for lighting compensation and carry out the quality and environment detection of the lamp tube; and the lamp tube which needs to be replaced can be disassembled and replaced.)

一种能自动更换灯管的机器人及其更换方法

技术领域

本发明涉及物流式垂直农场领域，尤其涉及物流领域中的机械自动化技术，具体涉及一种能自动更换灯管的机器人及其更换方法。

背景技术

随着经济技术的飞速发展，特别是在物流运输行业的井喷式发展中，如何将物流与农业技术相结合，进一步提升农业的可持续多样发展，成为了农业发展中的一大核心问题。

现有技术中，已有公司将货架与农业栽培进行结合。例如，现有技术中开发的垂直农场这一新型农业栽培结构体系。垂直农场通过将植物的生长盘设置在货架式结构的支撑架上，利用太阳光和模拟日光的照明设备相结合，实现补光照明。然而在这类垂直农场的使用过程中，为了优化空间的使用效率，通常会将植物生长盘分别设置在多层货架的层架上。而生长盘的层间距一般较小，而每层的层架下方均设置由于植物生长盘对应的照明灯管，以往灯管的更换是通过工作人员登高进行手动操作。

在手动操作的过程中存在以下缺陷：第一，由于需要进行重复登高操作，这种重复登高操作存在人身安全隐患；第二，生长盘以及植物生长需要在潮湿的环境中进行生长，容易存在电气隐患，如果工作人员手动操作，也也可能造成人生安全隐患；第三，灯管的好坏在地面上观察，存在视线的遮挡，不便于观察补光照明灯管的明暗使用情况。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种能自动更换灯管的机器人及其更换方法，自动更换灯管的机器人能够检测补光照明灯管的光照强度，进行灯管的好坏检测；并能够对需要更换的灯管进行拆卸和更换。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种能自动更换灯管的机器人，包括能够滑动设置在支撑架的层板上的机器人，所述机器人上还设置有监测探头，所述机器人上设置有正对层板的操作腔，所述操作腔两侧设置有能够滑动设置在所述层板上的行走机构，所述操作腔内设置有用于拆装所述层板上灯管用的替换机构，所述替换机构通过抬升机构与所述操作腔驱动连接。

本发明一个较佳实施例中，替换机构包括能够相对于所述操作腔内部进行升降动作的支撑板,所述支撑板上设置有正对层板的夹持机构，所述夹持机构两侧均能够相对于支撑板进行上下摆动。

本发明一个较佳实施例中，夹持机构底部与至少一个固定设置在所述支撑板上的枢转支柱枢转连接，且所述夹持机构底部两侧通过若干个升降柱与所述支撑板连接，且升降柱分别位于枢转支柱的两侧。

本发明一个较佳实施例中，抬升机构包括固定设置在所述操作腔内部的驱动仓，所述驱动仓上设置有若干根推顶柱，所述推顶柱顶部与所述替换机构连接支撑。

本发明一个较佳实施例中，行走机构包括分别设置在所述操作腔两侧的行走立柱，所述行走立柱上设置有滑块，所述滑块与层板底部设置的线轨滑动嵌设；所述滑块在所述线轨上进行直线往复动作。

本发明一个较佳实施例中，层板上设置有与线轨平行的齿条；所述机器人上设置有驱动电机，所述驱动电机上驱动连接有与所述齿条对应啮合的齿轮。

本发明一个较佳实施例中，层板底部设置有至少一排补光照明灯，每一排所述补光照明灯两侧均设置有线轨，两侧的线轨分别与机器人两侧设置的滑块对应滑动嵌设，所述滑块分别滑动设置在每一排所述补光照明灯两侧；所述机器人的所述操作腔正对罩设在所述补光照明灯外部；所述机器人上设置有用于检测补光照明灯的光照检测机构；所述光照检测机构包括光敏传感器。

本发明一个较佳实施例中，光照检测机构还包括接近开关，每一排的所述补光照明灯的每一根灯管，枢转嵌接在设置在层板底部的灯座上，且所述层板对应每一根灯管处设置有凸块，所述凸块能与所述机器人上设置的接近开关对应抵靠接触，凸块抵靠接近开关触发所述光敏传感器工作检测。

本发明一个较佳实施例中，机器人进行灯管的监测拆卸时，滑动设置在支撑架的相应层板的一对平行设置的线轨上，线轨分别平行设置在位于一排补光照明灯两侧，通过驱动电机驱动齿轮转动，带动机器人在线轨上做直线往复运动，驱动机器人的操作腔在一排补光照明灯外部滑动，当机器人滑动至灯管处，对应当前灯管处的凸块与机器人上的接近开关对应抵靠，接近开关打开，此时由光照检测机构中的光敏传感器监测光照强度，有光照不达标的灯管时，通过抬升机构向上动作，驱动替换机构中的夹持机构抵靠夹持住灯管，利用夹持机构两侧的升降柱驱动夹持机构围绕枢转支柱摆动一定角度，从而驱动夹持机构转动灯管，使得灯管带动灯座中的卡环转至解锁位置，通过抬升机构向下动作，将灯管回收，实现灯管的拆卸；通过底部设置的监测探头进行环境检测。

本发明一个较佳实施例中，进行灯管的监测安装时，机器人的替换机构中的夹持机构限定放置有灯管；机器人滑动设置在支撑架的相应层板的一对平行设置的线轨上，线轨分别平行设置在位于一排补光照明灯两侧，通过驱动电机驱动齿轮转动，带动机器人在线轨上做直线往复运动，驱动机器人的操作腔在一排补光照明灯外部滑动，当机器人滑动至灯管处，对应当前灯管处的凸块与机器人上的接近开关对应抵靠，接近开关打开，此时由光照检测机构中的光敏传感器监测光照强度，当无光照或光照不达标时，通过抬升机构向上动作，驱动替换机构中的夹持机构将灯管的两端插接入，灯座中的卡环槽口，利用夹持机构两侧的升降柱驱动夹持机构围绕枢转支柱摆动一定角度，从而驱动夹持机构转动灯管，使得灯管带动灯座中的卡环转至锁定位置，此时灯管限定在两端的灯座内，通过抬升机构向下动作，将夹持机构回收，实现灯管的安装；通过底部设置的监测探头进行环境检测。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明的有益效果：

本发明提供一种能自动更换灯管的机器人，能够检测补光照明灯管的光照强度，进行灯管的好坏检测；并能够对需要更换的灯管进行拆卸和更换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中实施例中机器人滑动设置在支撑架侧层板底部的结构示意图；

图2是图1中A部的放大结构示意图；

图3是图2中B部放大结构示意图；

图4是本发明中实施例的行走机构中齿轮与齿条对应驱动啮合的结构示意图；

图5是本发明中实施例的夹持结构的结构示意图；

图6是本发明中实施例的卡环与灯座之间的状态分解示意图结构示意图一；

图7是本发明中实施例的卡环与灯座之间的状态分解示意图结构示意图二；

图8是本发明中实施例的卡环与灯座之间的状态分解示意图结构示意图三；

其中，1-支撑架，11-层板，12-线轨，2-补光照明灯，21-灯管，22-灯座,221-卡环，3-机器人，31-机箱，32-操作腔，4-行走机构，41-滑块，43-驱动座，431-齿条，432-齿轮，433-驱动电机，5-替换机构，51-夹持机构，511-夹持槽，512-弧形夹片，513-丝杆，52-枢转支柱，521-枢转孔，53-升降柱，54-支撑板，6-抬升机构，61-驱动仓，62-推顶柱，7-检测探头，a-解锁位置，b-锁定位置。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1~图8所示，本实施例公开了一种能自动更换灯管的机器人，包括能够滑动设置在支撑架1的层板11上的机器人3，机器人3上还设置有监测探头7，；通过底部设置的监测探头7进行环境检测，主要是用于对垂直农场植物上涨盘内的植物长势进行检测。机器人3上设置有正对层板11的操作腔32，操作腔32两侧设置有能够滑动设置在层板11上的行走机构4。操作腔32内设置有替换机构5，替换机构5通过抬升机构6与操作腔32驱动连接。但不仅限于，拆装安装在层板11上的灯管21，在是他实施例中，还可以用于拆装其他安装在层板11上的零部件。

如图1~图8所示，本发明一个较佳实施例中，行走机构4包括分别设置在操作腔32两侧的行走立柱，行走立柱上设置有滑块41，滑块41与层板11底部设置的线轨12滑动嵌设；滑块41在线轨12上进行直线往复动作。层板11上设置有与线轨12平行的齿条431。机器人3上设置有驱动电机433，驱动电机433上驱动连接有与齿条431对应啮合的齿轮432。层板11底部设置有至少一排补光照明灯2，每一排补光照明灯2两侧均设置有线轨12，两侧的线轨12分别与机器人3两侧设置的滑块41对应滑动嵌设，滑块41分别滑动设置在每一排补光照明灯2两侧；机器人3的操作腔32正对罩设在补光照明灯2外部；机器人3上设置有用于检测补光照明灯2的光照检测机构；光照检测机构包括光敏传感器。进一步的，光照检测机构还包括接近开关，每一排的补光照明灯2的每一根灯管21，枢转嵌接在设置在层板11底部的灯座22上，且层板11对应每一根灯管21处设置有凸块，凸块能与机器人3上设置的接近开关对应抵靠接触，凸块抵靠接近开关触发光敏传感器工作检测。

如图1~图8所示，本发明一个较佳实施例中，抬升机构6包括固定设置在操作腔32内部的驱动仓61，驱动仓61上设置有若干根推顶柱62，推顶柱62顶部与替换机构5连接支撑。替换机构5包括能够相对于操作腔32内部进行升降动作的支撑板54,支撑板54上设置有正对层板11的夹持机构51，夹持机构51两侧均能够相对于支撑板54进行上下摆动。夹持机构51底部与至少一个固定设置在支撑板54上的枢转支柱52枢转连接，且夹持机构51底部两侧通过若干个升降柱53与支撑板54连接，且升降柱53分别位于枢转支柱52的两侧。

具体的，推顶柱62和升降柱53的上下升降可以先用现有技术中的伸缩气缸、液压式升降机构、直线电机中的一种。

进一步的，在一个实施例中，夹持机构51上部设置有与对应补光照明灯2结构贴合的夹持槽511，夹持槽511内设置有与灯管21对应贴合的弧形硅胶块。通过硅胶块与灯管2贴合，进行抵靠转动一定角度实现锁定和解锁。转动角度优选在50°~100°。

进一步的，在另一个实施例中，夹持机构51内设置有两个相对的弧形夹片512，弧形夹片512内设置有软硅胶垫层，进行灯管21的保护。弧形夹片512内凹弧面向内，弧形夹片512通过丝杆513与夹持机构51的两侧驱动旋接抵靠，通过控制伸缩电机的正反转调节丝杆513与夹持机构51旋接深度进行弧形夹片512的开合操作但不仅限于此在其他实施例中还能通过其他现有的夹具结构进行调节弧形夹片512的开合动作，在此不再一一列举详细阐述。

工作原理：

如图1~图8所示，机器人3进行灯管21的监测拆卸时，滑动设置在支撑架1的相应层板11的一对平行设置的线轨12上，线轨12分别平行设置在位于一排补光照明灯2两侧，通过驱动电机433驱动齿轮432转动，带动机器人3在线轨12上做直线往复运动，驱动机器人3的操作腔32在一排补光照明灯2外部滑动，当机器人3滑动至灯管21处，对应当前灯管21处的凸块与机器人3上的接近开关对应抵靠，接近开关3打开，此时由光照检测机构中的光敏传感器监测光照强度，有光照不达标的灯管21时，通过抬升机构6向上动作，驱动替换机构5中的夹持机构51抵靠夹持住灯管21，利用夹持机构51两侧的升降柱53驱动夹持机构51围绕枢转支柱52摆动一定角度，从而驱动夹持机构51转动灯管21，使得灯管21带动灯座22中的卡环221转至解锁位置a，通过抬升机构6向下动作，将灯管21回收，实现灯管21的拆卸。

进行灯管21的监测安装时，机器人3的替换机构5中的夹持机构51限定放置有灯管21；机器人3滑动设置在支撑架1的相应层板11的一对平行设置的线轨12上，线轨12分别平行设置在位于一排补光照明灯2两侧，通过驱动电机433驱动齿轮432转动，带动机器人3在线轨12上做直线往复运动，驱动机器人3的操作腔32在一排补光照明灯2外部滑动，当机器人3滑动至灯管21处，对应当前灯管21处的凸块与机器人3上的接近开关对应抵靠，接近开关3打开，此时由光照检测机构中的光敏传感器监测光照强度，当无光照或光照不达标时，通过抬升机构6向上动作，驱动替换机构5中的夹持机构51将灯管21的两端插接入，灯座22中的卡环221槽口，利用夹持机构51两侧的升降柱53驱动夹持机构51围绕枢转支柱52摆动一定角度，从而驱动夹持机构51转动灯管21，使得灯管21带动灯座22中的卡环221转至锁定位置b，此时灯管21限定在两端的灯座22内，通过抬升机构6向下动作，将夹持机构51回收，实现灯管21的安装。

或者，通过驱动夹持机构51中的弧形夹片打开，松开锁定的灯管21后再通过利用夹持机构51两侧的升降柱53驱动夹持机构51围绕枢转支柱52往相反方向，或往回摆动一定角度，然后通过抬升机构6向下动作，将夹持机构51回收，实现灯管21的安装。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。