阅读说明：本技术 一种多机械臂剑麻采割机 (A kind of more mechanical arm sisal hemp tapping machines ) 是由 贾志成 施明宏 胡帅 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种多机械臂剑麻采割机,包括履带车、升降台、连杆、上盖板、下盖板以及若干工作头；升降台设于履带车顶面的中心位置,沿所述履带车的顶面上下移动,升降台的侧面固定连接有连杆,连杆的另一端与上盖板的侧面固定连接,上盖板的底部固定连接有下盖板；若干工作头与下盖板的底面固定连接,沿所述下盖板底面周向均匀设置；升降台顶面的一侧还设有对位传感器、若干控制器以及控制电源,对位传感器的信号输出端与控制器的信号接收端连接,若干控制器与工作头一一对应,每个控制器的信号输出端与相对应的工作头的信号接收端连接。本发明实现了对剑麻的机械化采割,减少了对被采割剑麻植株叶片的损伤,且大幅降低人工成本,提高工作效率。(The present invention discloses a kind of more mechanical arm sisal hemp tapping machines, including creeper truck, lifting platform, connecting rod, upper cover plate, lower cover plate and several work heads；Lifting platform is set to the center of creeper truck top surface, and the top surface along the creeper truck moves up and down, and the side of lifting platform is fixedly connected with connecting rod, and the other end of connecting rod is fixedly connected with the side of upper cover plate, and the bottom of upper cover plate is fixedly connected with lower cover plate；Several work heads are fixedly connected with the bottom surface of lower cover plate, are circumferentially uniformly arranged along the lower cover plate bottom surface；The side of lifting countertop is additionally provided with to level sensor, several controllers and control power supply, the signal receiving end of signal output end and controller to level sensor connects, several controllers and work head correspond, and the signal output end of each controller is connected with the signal receiving end of corresponding work head.The present invention, which realizes, taps the mechanization of sisal hemp, reduces to being tapped the damage of sisal hemp plant leaf, and cost of labor is greatly reduced, and improves working efficiency.)

一种多机械臂剑麻采割机

技术领域

本发明属于农业机械设备技术领域，具体涉及一种多机械臂剑麻采割机。

背景技术

剑麻是一种多年生热带硬质叶纤维作物，是当今世界用量最大，范围最广的一种硬质纤维。 剑麻纤维质地坚韧，耐磨、耐盐碱、耐腐蚀等特性是合成纤维无法替代的，剑麻纤维具有不污染环境、不易产生静电等优点，被广泛运用在运输、渔业、石油、冶金等各种行业，具有重要的经济价值。在实际的采割过程中，由于剑麻体积较大，进行规模化的人工采割速度较慢，并且会消耗大量的人力物力。因此，需要设计一种方便剑麻采割的设备来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有剑麻实际的采割中速度较慢的问题，提供一种多机械臂剑麻采割机，以实现对剑麻的机械化采割。

本发明通过以下技术方案实现：

一种多机械臂剑麻采割机，包括履带车、升降台、连杆、上盖板、下盖板以及若干工作头；所述的升降台设于履带车顶面的中心位置，沿所述履带车的顶面上下移动，所述升降台的侧面固定连接有连杆，所述连杆的另一端与上盖板的侧面固定连接，所述上盖板的底部固定连接有下盖板，所述的升降台上下移动时，通过连杆带动上盖板和下盖板在竖直方向上移动；所述的若干工作头与下盖板的底面固定连接，沿所述下盖板底面周向均匀设置；所述的升降台顶面的一侧还设有对位传感器、若干控制器以及控制电源，所述对位传感器的信号输出端与控制器的信号接收端连接，所述的若干控制器与工作头一一对应，每个控制器的信号输出端与相对应的工作头的信号接收端连接，所述的控制电源位于履带车内部，用于为控制器供电；所述的工作头由上至下依次包括环形转子、舵机A、第一U型架、第二U型架、舵机B、第三U型架以及伸缩刀头；所述的环形转子固定设于下盖板内，所述环形转子的底部与舵机A的一端固定连接，所述舵机A 的另一端与第一U型架固定连接，所述第一U型架的底部与第二U型架固定连接，所述第二U型架的底部与舵机B的一端固定连接，舵机B的另一端与第三U型架固定连接，所述第三U型架的底部固定连接有伸缩刀头。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的上盖板和下盖板为圆环盖板，所述的上盖板和下盖板上下贴合固定，上盖板与下盖板的内圈半径大于剑麻叶片的最大叶展半径。

本发明进一步解决的技术问题是，所述下盖板与上盖板贴合的面上设有环形凹槽，所述的若干环形转子周向均匀嵌于环形凹槽内，每个环形转子之间留有间隙，所述的环形转子在环形凹槽内转动，并带动工作头底部的伸缩刀头沿剑麻根部转动。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的伸缩刀头包括刀柄和刀片，所述的刀柄底部设有滑槽，所述刀片的卡接于滑槽内并可沿滑槽移动，刀片刀刃所在的平面与地面的夹角为45°。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的上盖板的侧边设有两个对称的凸起，所述的连杆设有三个，其中有两个连杆的端部与凸起固定连接，第三个连杆位于上述两个连杆的中间且端部与上盖板的侧边固定连接，所述的三个连杆的另一端与升降台侧边固定连接。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的控制器包括型号为STM32的控制主板；其中，所述STM32控制主板的Vcc引脚与控制电源连接，STM32控制主板的GND引脚接地；所述舵机A的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，所述舵机A的负极接地，所述舵机A的信号输入端与STM32控制主板的PA0引脚连接；所述舵机B的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，所述舵机B的负极接地，所述舵机B的信号输入端与STM32控制主板的PA2引脚连接；所述伸缩刀头的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，所述伸缩刀头的负极接地，所述伸缩刀头的信号输入端与STM32控制主板的PA4引脚连接。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的对位传感器的型号采用LiDAR C0602，所述对位传感器的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，对位传感器的负极接地，对位传感器的信号输入端与STM32控制主板的PA6引脚连接。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的舵机A和舵机B的型号均采用SRE-02T，舵机A与舵机B的旋转角度为0~180°。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明的一种多机械臂剑麻采割机，通过设置履带车、升降台、连杆、上盖板、下盖板以及若干工作头等结构，使得位于工作头上的刀头、舵机等相互配合，自动对位，可以对成熟的剑麻叶片进行自动切割，该装置实现了对剑麻的机械化采割，减少了对被采割剑麻植株叶片的损伤，且大幅降低了人工成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明所述工作头结构示意图。

图3为图2的侧视图。

图4为本发明所述环形转子的安装示意图。

图5为本发明所述工作刀头结构示意图。

图6为所述工作头收缩姿态图。

图7为所述工作头扩展姿态图。

图8为本发明剑麻采割工作示意图。

图9为本发明控制器连接示意图。

图中序号，1-履带车、2-升降台、3-连杆、4-上盖板、5-下盖板、6-工作头、7-对位传感器、8-控制器、41-凸起、51-环形凹槽、61-环形转子、62-舵机A、63-第一U型架、64-第二U型架、65-舵机B、66-第三U型架、67-伸缩刀头、671-刀柄、672-刀片、673-滑槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

参见图1-3所示的一种多机械臂剑麻采割机，包括履带车1、升降台2、连杆3、上盖板4、下盖板5以及若干工作头6；所述的履带车1能够较好的适应田间复杂的地形地貌环境，所述的升降台2设于履带车1顶面的中心位置，沿所述履带车1的顶面上下移动，所述升降台2的侧面固定连接有连杆3，所述连杆3的另一端与上盖板4的侧面固定连接，所述上盖板4的底部固定连接有下盖板5，所述的升降台1上下移动时，通过连杆3带动上盖板4和下盖板5在竖直方向上移动；所述的若干工作头6与下盖板5的底面固定连接，沿所述下盖板5底面周向均匀设置；所述的升降台2顶面的一侧还设有对位传感器7、若干控制器8以及控制电源，所述对位传感器7的信号输出端与控制器8的信号接收端连接，所述的若干控制器8与工作头6一一对应，每个控制器8的信号输出端与相对应的工作头6的信号接收端连接，优选地，本装置中设有5组工作头以及与之对应的控制器；所述的控制电源位于履带车1内部，用于为控制器8供电；所述的工作头6由上至下依次包括环形转子61、舵机A62、第一U型架63、第二U型架64、舵机B65、第三U型架66以及伸缩刀头67；所述的环形转子61固定设于下盖板5内，所述环形转子61的底部与舵机A62的一端固定连接，所述舵机A62 的另一端与第一U型架63固定连接，所述第一U型架63的底部与第二U型架64固定连接，所述第二U型架64的底部与舵机B65的一端固定连接，舵机B65的另一端与第三U型架66固定连接，所述第三U型架66的底部固定连接有伸缩刀头67。

本实施例中，所述的上盖板4和下盖板5为圆环盖板，所述的上盖板4和下盖板5上下贴合固定，上盖板4与下盖板5的内圈半径大于剑麻叶片的最大叶展半径，使得工作头能有充足的空间向下采割作业且不伤害剑麻叶片。

参见图4，本实施例中，所述下盖板5与上盖板4贴合的面上设有环形凹槽51，所述的环形转子61周向均匀嵌于环形凹槽51内，每个环形转子61之间留有间隙，所述的环形转子61在环形凹槽51内转动，并带动工作头6底部的伸缩刀头67沿剑麻根部转动。每个环形转子61能够独立的运动一定的范围，从而带动工作头底部的可伸缩刀头67切割一定范围内的成熟剑麻叶片。同时，五个独立的环形转子61能够一起配合，在下盖板5的圆环形凹槽内做圆周运动，以达到快速切割成熟剑麻叶片的目的。

参见图5，本实施例中，所述的伸缩刀头67包括刀柄671和刀片672，所述的刀柄671底部设有滑槽673，所述刀片672的卡接于滑槽673内并可沿滑槽673移动，刀片672刀刃所在的平面与地面的夹角为45°，这是因为成熟的剑麻叶片与地面的角度大于或等于45°，因此控制在此角度可以方便刀片672的切割；同时，伸缩刀头67内的刀片672能够自由的伸缩，当可伸缩刀头67在向成熟剑麻叶片的根部伸进时，刀片672在可伸缩刀头的内部有效伸进，防止刀片672损伤到剑麻叶片。

本实施例中，所述的上盖板4的侧边设有两个对称的凸起41，所述的连杆3设有三个，其中有两个连杆的端部与凸起41固定连接，第三个连杆位于上述两个连杆的中间且端部与上盖板4的侧边固定连接，所述的三个连杆的另一端与升降台2侧边固定连接。

参见图9，本实施例中，所述的控制器8包括型号为STM32的控制主板；其中，所述STM32控制主板的Vcc引脚与控制电源连接，STM32控制主板的GND引脚接地；所述舵机A62的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，所述舵机A62的负极接地，所述舵机A62的信号输入端与STM32控制主板的PA0引脚连接；所述舵机B65的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，所述舵机B65的负极接地，所述舵机B65的信号输入端与STM32控制主板的PA2引脚连接；所述伸缩刀头67的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，所述伸缩刀67的负极接地，所述伸缩刀头67的信号输入端与STM32控制主板的PA4引脚连接。

本实施例中，所述的对位传感器7的型号采用LiDAR C0602，所述对位传感器7的正极与STM32控制主板的Vcc引脚连接，对位传感器7的负极接地，对位传感器7的信号输入端与STM32控制主板的PA6引脚连接。

本实施例中，所述的舵机A62和舵机B65的型号均采用SRE-02T，舵机A62与舵机B65的旋转角度为0~180°，用于实现工作头达到收缩或扩展姿态。

本发明的具体工作过程：

参见图8，当履带车1运动到成熟的距离最近的剑麻时，定位传感器7感应到成熟的剑麻叶片，同时定位传感器7将信号传送到控制器8的控制主板上，控制主板将调整信号传送舵机A62、舵机B65上以及伸缩刀头67上，舵机A62与舵机B65做出相应的调整控制工作头向内收缩，如图6所示；同时，伸缩刀头67始终保持与地面45°的角度，伸缩刀头67在舵机A62与舵机B65的配合下向成熟剑麻叶片的根部伸进，在伸进的过程中，伸缩刀头67内的刀片672始终保持收缩状态，当伸缩刀头67伸进到成熟剑麻叶片的根部时，刀片672伸出对成熟的剑麻叶片进行切割。在切割完过渡区域内成熟的剑麻叶片时，五个环形转子61将一起配合带动独立的子工作头做圆周运动，同时舵机A62与舵机B65向外旋转一定的角度，如图7所示，扩大工作头的工作半径，将工作头调整到合适的工作范围，能够有效的避免子工作头接触到剑麻叶片，从而减少对剑麻叶片的损伤，升降台2在环形转子61做圆周运动时向下下降，以达到快速向下切割成熟剑麻叶片的目的。

其中，作为本方案的进一步优化，工作头、舵机A、舵机B以及伸缩刀头的配合运动可视为一种协同运动思想，工作头、舵机A、舵机B以及伸缩刀头的协同运动可以换成其它具有协同运动的机械手臂。凡是按照本发明的协同运动以及思想做出的技术调整，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。同时，该剑麻采割机不仅仅可以用于采割成熟的剑麻叶片，还可以用于采割与剑麻类似的经济作物的叶片。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。