一种自动辣椒播种机

文档序号:1926935 发布日期:2021-12-07 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种自动辣椒播种机 (Automatic hot pepper seeder ) 是由 高海涛 于 2021-08-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种自动辣椒播种机,包括运载组件、遥感组件、导航组件、翻犁机构、整形播种机构、至少两个仿生手掌机构、并联机械臂机构和CCD工业视觉相机,所述运载组件包括履带车、控制台和信号塔;所述控制台的外表面安装于所述履带车的顶部;本发明通过运载组件、遥感组件、导航组件及整形播种机构之间的机械联动及配合,在实际使用的过程中能够完成无人化导航及自动播种的功能,工作人员可通过后台对遥感组件与导航组件进行配合,完成地面及高空视频、位置信号的传递并对其进行主动或自动控制,同时调控整形播种机构之间的传动功率即可实现对辣椒树种子的间距、密度调节,有效应对不同的工作情况及调控需求,满足实际应用及工作效率需求。(The invention discloses an automatic pepper seeder, which comprises a carrying assembly, a remote sensing assembly, a navigation assembly, a plough turning mechanism, a shaping seeding mechanism, at least two bionic palm mechanisms, a parallel mechanical arm mechanism and a CCD industrial vision camera, wherein the carrying assembly comprises a crawler, a control console and a signal tower; the outer surface of the control console is mounted on the top of the crawler; according to the invention, through mechanical linkage and cooperation among the carrying assembly, the remote sensing assembly, the navigation assembly and the shaping and seeding mechanism, unmanned navigation and automatic seeding functions can be completed in the actual use process, workers can cooperate with the remote sensing assembly and the navigation assembly through a background to complete transmission of ground and high-altitude video and position signals and actively or automatically control the signals, and meanwhile, the transmission power among the shaping and seeding mechanisms can be regulated to realize the regulation of the spacing and density of pepper tree seeds, so that different working conditions and regulation requirements can be effectively met, and the requirements of actual application and working efficiency can be met.)

一种自动辣椒播种机

技术领域

本发明涉及农用器械技术领域,特别涉及一种自动辣椒播种机。

背景技术

辣椒是辣椒树的果实,现有技术中已有针对辣椒种植的农用播种机,以机械传动的方式对辣椒实现大规模播种;

然而,传统的相关播种机存在着诸多技术弊端,致使辣椒树及果实的生长难以满足实际工艺需求:

一、播种机间采用机械联动式卸料播种,其行程、播种间距及密度均无法调节,在实际使用的过程中容易致使辣椒树群落之间产生养料争夺、根茎错落分布干涉及病虫害传播滋生的情况发生;

二、播种机功能单一,在播种之前及结束后,土地翻耕工序、合犁工序及整平工序均无法满足,严重影响实际生产效率;

三、播种机全程需要人力操控,工作人员作为整体装置的第一人称视角进行人机配合操作,对耕犁播种的把控全凭自身经验进行操作,难以保障实际工艺需求。

为此,提出一种自动辣椒播种机。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例希望提供一种自动辣椒播种机,以解决或缓解现有技术中存在的技术问题,至少提供一种有益的选择;

本发明实施例的技术方案是这样实现的:一种自动辣椒播种机,包括运载组件、遥感组件、导航组件、翻犁机构、整形播种机构、至少两个仿生手掌机构、并联机械臂机构和CCD工业视觉相机,所述运载组件包括履带车、控制台和信号塔;

所述控制台的外表面安装于所述履带车的顶部,所述信号塔的外表面安装于所述控制台的顶部;所述控制台的内部设有所述履带车的控制装置及所有电器元件的控制装置;

所述遥感组件的外表面安装于所述信号塔的顶部;用于无线接收后台指令及信号交互;

所述导航组件的外表面安装于所述控制台的外部;用于高空导航其余装置的行进路线;

所述翻犁机构的外表面安装于所述履带车的前部;用于活动土壤,配合播种;

所述整形播种机构的外表面安装于所述履带车的内侧壁中部;用于播种及整平犁沟;所述整形播种机构包括储存箱、第一电机、阿基米德蜗杆、导料壳体、槽轮、第二电机、导料管和滑架;

所述导料壳体的内侧壁与所述储存箱及所述导料管的内侧壁连通,所述槽轮的内侧壁与所述第二电机的输出轴固定连接,所述槽轮的外表面安装于所述导料壳体的内侧壁,所述滑架的外表面与所述导料壳体和所述导料管的外表面固定连接;

所述履带车的上表面后部安装有凸台,所述凸台的内侧壁安装有第三电机,所述第三电机的输出轴与所述并联机械臂机构的底部固定连接,所述并联机械臂机构的外表面两侧与所述仿生手掌机构的外表面连接;所述并联机械臂机构和所述仿生手掌机构用于对辣椒种子进行工艺调节;

所述CCD工业视觉相机的外表面安装于所述并联机械臂机构的外表面,且所述CCD工业视觉相机的检测方向朝向地面,用于检测辣椒种子的播种位置及信号交互。

作为本技术方案的进一步优选的:所述履带车的负重轮铰接有悬挂架,所述履带车的底盘安装有扭杆,所述履带车的底盘安装有第一液压缸,所述第一液压缸的活塞杆与所述悬挂架的另一端铰接。

作为本技术方案的进一步优选的:所述遥感组件包括连接架、信号收发器、监控器和第一位置传感器;

所述连接架的底部与所述信号塔的顶部固定连接,所述信号收发器的外表面安装于所述连接架的外表面,所述监控器安装于所述连接架的顶部,所述监控器通过电机可实现水平角度及俯仰角度的调节;

所述第一位置传感器的外表面安装于所述连接架的外表面。

作为本技术方案的进一步优选的:所述导航组件包括系留式UAV、第二位置传感器和UAV系留架;

所述UAV系留架的外表面安装于所述控制台的外表面,所述第二位置传感器的外表面安装于所述系留式UAV的外表面,所述系留式UAV在工作时悬停于整体装置的上部,并由所述UAV系留架通过电缆互相连接,所述系留式UAV在非使用状态下时停靠于所述UAV系留架的外部;

所述第一位置传感器与所述第二位置传感器信号连接。

作为本技术方案的进一步优选的:所述翻犁机构包括固定架、第二液压缸、铰架和犁轮;

所述固定架的外表面安装于所述履带车的前表面,所述铰架的外表面与所述固定架的外表面铰接,所述犁轮的外表面均匀转动连接于所述铰架的内部;

所述第二液压缸的缸体与所述固定架的外表面铰接,所述第二液压缸的活塞杆与所述铰架的外表面铰接。

作为本技术方案的进一步优选的:所述整形播种机构还包括机架、拨轮和整平架;

所述储存箱的外表面与所述机架的外表面固定连接,所述第一电机的输出轴与所述阿基米德蜗杆的外表面固定连接;

所述第一电机的外表面与所述储存箱的外表面固定连接,所述拨轮的外表面转动连接于所述滑架的外表面,并位于所述导料管的前部。

作为本技术方案的进一步优选的:所述整平架的外表面与所述滑架的外表面固定连接,并位于所述导料管的后部,所述整平架为扭簧式外形。

作为本技术方案的进一步优选的:所述履带车的顶部安装有蓄料箱,所述蓄料箱为漏斗式造型,所述蓄料箱的内侧壁与所述储存箱的内侧壁连通。

作为本技术方案的进一步优选的:所述仿生手掌机构包括第一伺服电机、掌体、至少五个第一伺服电缸、至少五个第一关节、至少五个第二伺服电缸、至少五个第二关节、至少五个第三伺服电缸和至少五个第三关节;

所述第一伺服电机的输出轴与所述掌体的内侧壁固定连接,所述第一关节的外表面铰接于所述掌体的外表面铰接,所述第二关节的外表面铰接于所述第一关节的外表面,所述第三关节的外表面铰接于所述第二关节的外表面;

所述第一伺服电缸的缸体与所述掌体的外表面铰接,所述第一伺服电缸的活塞杆与所述第一关节的内侧壁铰接,所述第二伺服电缸的缸体与所述第一关节的内侧壁铰接,所述第二伺服电缸的活塞杆与所述第二关节的内侧壁铰接,所述第三关节的缸体与所述第二关节的内侧壁铰接,所述第三关节的活塞杆与所述第三关节的内侧壁铰接。

作为本技术方案的进一步优选的:所述并联机械臂机构为对称式装置,所述并联机械臂机构的一端包括基架、第四伺服电缸、基座、第二伺服电机、撑架、第三伺服电机、第四伺服电机、至少三个齿轮组、转轴、第一铰臂、第二铰臂、第三铰臂、第一铰板、第二铰板、第一推杆、第二推杆和第三铰板;

所述基座的外表面铰接于所述基架的外表面,所述第四伺服电缸的缸体与所述基架的外表面铰接,所述第四伺服电缸的活塞杆与所述基架的外表面铰接;

所述齿轮组包括一个主动轮和一个从动轮,一个所述齿轮组的从动轮与所述基架的外表面固定连接,主动轮与所述第二伺服电机的输出轴固定连接,所述第二伺服电机的外表面与所述撑架的外表面固定连接,所述第三伺服电机和所述第四伺服电机的外表面对称安装于所述撑架的两端,所述转轴的外表面转动连接于所述撑架的内侧壁;

另一个所述齿轮组的从动齿轮与所述转轴的外表面固定连接,主动轮与所述第三伺服电机的输出轴固定连接,同时主动轮的中轴位置与所述第一铰臂的外表面铰接;

剩余的所述齿轮组的从动轮与所述第二铰臂的外表面铰接,主动轮与所述第四伺服电机的输出轴固定连接;

所述第三铰臂的外表面与所述转轴的外表面固定连接;

所述第一铰板的外表面与所述第二铰板的外表面铰接,所述第一铰臂的外表面铰接与所述第一铰板的外表面,所述第二铰臂的外表面铰接于所述第二铰板的外表面,所述第三铰臂的外表面铰接于所述第一铰板的外表面,所述第三铰臂的内侧壁与所述第二推杆的外表面滑动连接;

所述第一推杆的外表面与所述第一铰板的外表面铰接,所述第二推杆的外表面与所述第二铰板的外表面铰接,所述第一推杆和所述第二推杆的外表面均铰接于所述第三铰板的外表面,所述仿生手掌机构的外表面安装于所述第三铰板的外表面。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

一、本发明通过运载组件、遥感组件、导航组件及整形播种机构之间的机械联动及互相配合,在实际使用的过程中能够完成无人化导航及自动播种的功能,工作人员可通过后台对遥感组件与导航组件进行配合,完成地面及高空视频、位置信号的传递并对其进行主动或自动控制,同时调控整形播种机构之间的传动功率即可实现对辣椒树种子的间距、密度调节,有效应对不同的工作情况及调控需求,满足实际应用及工作效率需求;

二、本发明通过运载组件、遥感组件、导航组件、仿生手掌机构及并联机械臂机构之间的机械联动及互相配合,以CCD工业视觉相机作为检测手段,实时检测由整形播种机构在播种期间受重力、风力等不可抗力影响所导致的工艺缺陷,并通过仿生手掌机构及并联机械臂机构模拟人类对辣椒种子的重新置位及栽培调节,极大地满足了实际辣椒树种植的工艺需求,并提高实际辣椒树及辣椒果实的品质;

三、本发明通过翻犁机构之间的机械联动及互相配合,在整形播种机构播种前便可将前方土壤进行自动翻犁,满足辣椒树种子实际种植所需的土壤环境需求,且通过一体式的设计理念不需整体装置在种植结束后往复翻犁,有效满足实际种植及经济性需求;

四、本发明通过整形播种机构之间的机械联动及互相配合,能够完成对土壤的栽培线成型、辣椒树种子的种植栽培、辣椒树种子播种的间距与密度调节,以及土壤从散装整平成为平整犁沟的一体式自动化工序输出,使得最终种植的辣椒种子严格按照栽培工艺需求进行种植,同时本装置驶出后使得后方的土壤重新整平为光滑平整的犁沟,且通过弹性传动的形式实现犁沟间的土壤密度均匀光滑,极大地提高了实际栽培工艺性需求及观赏性需求;

五、本发明通过运载组件之间的机械联动及互相配合,在实际应用于耕地的过程中可以自适应调节犁沟高度,以满足不同地域、不同海拔、不同环境的实际种植工艺性需求,有效满足实际应用及实用性需求;

六、本发明通过遥感组件、导航组件之间及CCD工业视觉相机的信号交互,还可以通过位置传感及信息记录的形式完成对辣椒种子种植的密度、分布位置及分布间距的俯视概念图,应用于现代智慧农场及无人农场中可以为工作人员提供农业种植数据,便于工作人员对辣椒种植进行信息及数据收集,有效满足工作人员的方案设计、方案改进及研究需求;

七、本发明整体采用模块化设计,安装使用及例行维护均可方便操作,同时保障了成本及实用性需求,可大规模批量化生产,有效满足当前实际使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一视角立体结构示意图;

图2为本发明的另一视角立体结构示意图;

图3为本发明的仰视视角立体结构示意图;

图4为本发明的翻犁机构立体结构示意图;

图5为本发明的运载组件立体结构示意图;

图6为本发明的图5的A区放大视角立体结构示意图;

图7为本发明的图5的B区放大视角立体结构示意图;

图8为本发明的运载组件仰视视角立体结构示意图;

图9为本发明的整形播种机构一视角立体结构示意图;

图10为本发明的整形播种机构另一视角立体结构示意图;

图11为本发明的导料壳体立体结构示意图;

图12为本发明的并联机械臂机构及仿生手掌机构一视角立体结构示意图;

图13为本发明的并联机械臂机构及仿生手掌机构另一视角立体结构示意图;

图14为本发明的并联机械臂机构的半部立体结构示意图;

图15为本发明的齿轮组立体结构示意图;

图16为本发明的仿生手掌机构一视角立体结构示意图;

图17为本发明的仿生手掌机构另一视角立体结构示意图。

附图标记:1、运载组件;101、履带车;1011、悬挂架;1012、扭杆;1013、第一液压缸;102、控制台;103、信号塔;104、蓄料箱;105、凸台;106、第三电机;2、遥感组件;201、连接架;202、信号收发器;203、监控器;204、第一位置传感器;3、导航组件;301、系留式UAV;302、第二位置传感器;303、UAV系留架;4、翻犁机构;401、固定架;402、第二液压缸;403、铰架;404、犁轮;5、整形播种机构;501、机架;502、储存箱;503、第一电机;504、阿基米德蜗杆;505、导料壳体;506、槽轮;5061、第二电机;507、导料管;508、滑架;509、拨轮;510、整平架;6、仿生手掌机构;601、第一伺服电机;602、掌体;603、第一伺服电缸;604、第一关节;605、第二伺服电缸;606、第二关节;607、第三伺服电缸;608、第三关节;7、并联机械臂机构;701、基架;702、第四伺服电缸;703、基座;704、第二伺服电机;705、撑架;706、第三伺服电机;707、第四伺服电机;708、齿轮组;709、转轴;710、第一铰臂;711、第二铰臂;712、第三铰臂;713、第一铰板;714、第二铰板;715、第一推杆;716、第二推杆;717、第三铰板;8、CCD工业视觉相机。

具体实施方式

在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

需要注意的是,术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;同样,对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时,应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量;

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解;例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体成型;可以是机械连接,可以是直接相连,可以是焊接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅图1-17,本发明提供一种技术方案:一种自动辣椒播种机,包括运载组件1、遥感组件2、导航组件3、翻犁机构4、整形播种机构5、至少两个仿生手掌机构6、并联机械臂机构7和CCD工业视觉相机8,运载组件1包括履带车101、控制台102和信号塔103;

如图5所示,控制台102的外表面安装于履带车101的顶部,信号塔103的外表面安装于控制台102的顶部;控制台102的内部设有履带车101的控制装置及所有电器元件的控制装置;

如图5所示,遥感组件2的外表面安装于信号塔103的顶部;用于无线接收后台指令及信号交互;

如图5所示,导航组件3的外表面安装于控制台102的外部;用于高空导航其余装置的行进路线;

如图1-图3所示,翻犁机构4的外表面安装于履带车101的前部;用于活动土壤,配合播种;

如图9-图10所示,整形播种机构5的外表面安装于履带车101的内侧壁中部;用于播种及整平犁沟;整形播种机构5包括储存箱502、第一电机503、阿基米德蜗杆504、导料壳体505、槽轮506、第二电机5061、导料管507和滑架508;

导料壳体505的内侧壁与储存箱502及导料管507的内侧壁连通,槽轮506的内侧壁与第二电机5061的输出轴固定连接,槽轮506的外表面安装于导料壳体505的内侧壁,滑架508的外表面与导料壳体505和导料管507的外表面固定连接;

如图5所示,履带车101的上表面后部安装有凸台105,凸台105的内侧壁安装有第三电机106,第三电机106的输出轴与并联机械臂机构7的底部固定连接,并联机械臂机构7的外表面两侧与仿生手掌机构6的外表面连接;并联机械臂机构7和仿生手掌机构6用于对辣椒种子进行工艺调节;

如图10所示,CCD工业视觉相机8的外表面安装于并联机械臂机构7的外表面,且CCD工业视觉相机8的检测方向朝向地面,用于检测辣椒种子的播种位置及信号交互。

本实施例中,具体的:履带车101的负重轮铰接有悬挂架1011,履带车101的底盘安装有扭杆1012,履带车101的底盘安装有第一液压缸1013,第一液压缸1013的活塞杆与悬挂架1011的另一端铰接;

履带车101自身的所有负重轮均施加了一组倾斜于Y轴的线性自由度,用于在实际应用于耕地的过程中可以自适应调节犁沟高度,以满足不同地域、不同海拔、不同环境的实际种植工艺性需求;

其中,第一液压缸1013进行行回程无极调节,在其线性传动的过程中带动悬挂架1011的一端与扭杆1012进行适配调节,相较于悬挂架1011实现角度调节,进而驱动履带车101整体进行高度调节,同时也就相当于适配调节了翻犁机构4及整形播种机构5相较于地面的高度。

本实施例中,具体的:遥感组件2包括连接架201、信号收发器202、监控器203和第一位置传感器204;

连接架201的底部与信号塔103的顶部固定连接,信号收发器202的外表面安装于连接架201的外表面,监控器203安装于连接架201的顶部,监控器203通过电机可实现水平角度及俯仰角度的调节;

第一位置传感器204的外表面安装于连接架201的外表面;

遥感组件2用于无线接收后台指令及信号交互,其中信号收发器202用于与后台PC进行信号连接实现交互传输,可将监控器203所拍摄的地面视频反馈于后台PC,同时还可以接收后台PC所传输的控制指令并进行传递。

本实施例中,具体的:导航组件3包括系留式UAV301、第二位置传感器302和UAV系留架303;

UAV系留架303的外表面安装于控制台102的外表面,第二位置传感器302的外表面安装于系留式UAV301的外表面,系留式UAV301在工作时悬停于整体装置的上部,并由UAV系留架303通过电缆互相连接,系留式UAV301在非使用状态下时停靠于UAV系留架303的外部;

第一位置传感器204与第二位置传感器302信号连接;

导航组件3中,系留式UAV301用于高空系留式巡航,工作人员可通过后台PC控制系留式UAV301在当前耕地的水平中的巡航路径,系留式UAV301的第二位置传感器302与地面工作的遥感组件2中的第一位置传感器204进行连接,第一位置传感器204即可依靠接受自第二位置传感器302的位置信息,使得运载组件1整体跟随系留式UAV301的巡航路径进行陆地移动,在移动过程中即可完成播种及工艺调节等工序;

其中,系留式UAV301的所有信号传输及供电,均通过UAV系留架303与地面的运载组件1进行连接控制。

本实施例中,具体的:翻犁机构4包括固定架401、第二液压缸402、铰架403和犁轮404;

固定架401的外表面安装于履带车101的前表面,铰架403的外表面与固定架401的外表面铰接,犁轮404的外表面均匀转动连接于铰架403的内部;

第二液压缸402的缸体与固定架401的外表面铰接,第二液压缸402的活塞杆与铰架403的外表面铰接;

本装置通过翻犁机构4之间的机械联动及互相配合,在整形播种机构5播种前便可将前方土壤进行自动翻犁,满足辣椒树种子实际种植所需的土壤环境需求;

其中,翻犁机构4整体由运载组件1所推动,犁轮404依靠外部犁齿结构即可将土地表面的坚硬土壤打碎,并将底部土壤翻至地表;

在履带车101暂时关闭播种功能、进行转向换排的过程中,为避免犁轮404继续对地面产生摩擦阻力,或是整体装置在非使用状态于地面上运输,为避免犁轮404对正常路面产生破坏、或是整体装置依靠履带车101自身机构进行高度调节时,翻犁机构4中均可以通过第二液压缸402的行程伸缩实现对犁轮404的抬升。

本实施例中,具体的:整形播种机构5还包括机架501、拨轮509和整平架510;

储存箱502的外表面与机架501的外表面固定连接,第一电机503的输出轴与阿基米德蜗杆504的外表面固定连接;

第一电机503的外表面与储存箱502的外表面固定连接,拨轮509的外表面转动连接于滑架508的外表面,并位于导料管507的前部;

整形播种机构5中,储存箱502内部的辣椒种子由第一电机503所驱动的阿基米德蜗杆504不断翻腾调位,进而滚落至导料壳体505内进行播种工序;

在播种的过程中,拨轮509伴随整形播种机构5及履带车101进行预先移动,对地面划出辣椒种子的工艺栽培线,辣椒种子在随后播种时便会掉落至播种线内满足实际栽培工艺需求。

本实施例中,具体的:整平架510的外表面与滑架508的外表面固定连接,并位于导料管507的后部,整平架510为扭簧式外形;

当辣椒种子掉落至栽培线内后,整平架510负责将由翻犁机构4所翻至的散碎土壤挤压整形,使得土壤紧密配合于辣椒种子,形成工艺犁沟;同时扭簧形的整平架510在实际工作的过程中,遇到过于散碎的土壤可自行调节力度对其进行整平,遇到紧致的土壤则可由外力实现自身的弹性形变,以保障犁沟间的土壤密度均匀,满足辣椒种子的生长需求。

本实施例中,具体的:履带车101的顶部安装有蓄料箱104,蓄料箱104为漏斗式造型,蓄料箱104的内侧壁与储存箱502的内侧壁连通;

蓄料箱104用于储存辣椒种子,并配合于整形播种机构5的储存箱502实现导料。

本实施例中,具体的:仿生手掌机构6包括第一伺服电机601、掌体602、至少五个第一伺服电缸603、至少五个第一关节604、至少五个第二伺服电缸605、至少五个第二关节606、至少五个第三伺服电缸607和至少五个第三关节608;

第一伺服电机601的输出轴与掌体602的内侧壁固定连接,第一关节604的外表面铰接于掌体602的外表面铰接,第二关节606的外表面铰接于第一关节604的外表面,第三关节608的外表面铰接于第二关节606的外表面;

第一伺服电缸603的缸体与掌体602的外表面铰接,第一伺服电缸603的活塞杆与第一关节604的内侧壁铰接,第二伺服电缸605的缸体与第一关节604的内侧壁铰接,第二伺服电缸605的活塞杆与第二关节606的内侧壁铰接,第三关节608的缸体与第二关节606的内侧壁铰接,第三关节608的活塞杆与第三关节608的内侧壁铰接;

通过仿生手掌机构6模拟人类对辣椒种子的重新置位及栽培调节;

其中,第一伺服电缸603、第二伺服电缸605及第三伺服电缸607用于调节第一关节604、第二关节606及第三关节608之间的倾斜角度,以模仿人类手指的工作原理;第一伺服电机601则通过输出轴控制掌体602及所有关节结构的水平角度,用于模仿人类的手腕。

本实施例中,具体的:并联机械臂机构7为对称式装置,并联机械臂机构7的一端包括基架701、第四伺服电缸702、基座703、第二伺服电机704、撑架705、第三伺服电机706、第四伺服电机707、至少三个齿轮组708、转轴709、第一铰臂710、第二铰臂711、第三铰臂712、第一铰板713、第二铰板714、第一推杆715、第二推杆716和第三铰板717;

基座703的外表面铰接于基架701的外表面,第四伺服电缸702的缸体与基架701的外表面铰接,第四伺服电缸702的活塞杆与基架701的外表面铰接;

齿轮组708包括一个主动轮和一个从动轮,一个齿轮组708的从动轮与基架701的外表面固定连接,主动轮与第二伺服电机704的输出轴固定连接,第二伺服电机704的外表面与撑架705的外表面固定连接,第三伺服电机706和第四伺服电机707的外表面对称安装于撑架705的两端,转轴709的外表面转动连接于撑架705的内侧壁;

另一个齿轮组708的从动齿轮与转轴709的外表面固定连接,主动轮与第三伺服电机706的输出轴固定连接,同时主动轮的中轴位置与第一铰臂710的外表面铰接;

剩余的齿轮组708的从动轮与第二铰臂711的外表面铰接,主动轮与第四伺服电机707的输出轴固定连接;

第三铰臂712的外表面与转轴709的外表面固定连接;

第一铰板713的外表面与第二铰板714的外表面铰接,第一铰臂710的外表面铰接与第一铰板713的外表面,第二铰臂711的外表面铰接于第二铰板714的外表面,第三铰臂712的外表面铰接于第一铰板713的外表面,第三铰臂712的内侧壁与第二推杆716的外表面滑动连接;

第一推杆715的外表面与第一铰板713的外表面铰接,第二推杆716的外表面与第二铰板714的外表面铰接,第一推杆715和第二推杆716的外表面均铰接于第三铰板717的外表面,仿生手掌机构6的外表面安装于第三铰板717的外表面。

通过仿生手掌机构6及并联机械臂机构7模拟人类对辣椒种子的重新置位及栽培调节;

并联机械臂机构7中,除基架701的所有部件均相当于人类的大臂及小臂,其中第四伺服电缸702的行程即可调节其余整体部件的俯仰角,同时第二伺服电机704通过一个齿轮组708之间的齿轮副配合即可完成撑架705的水平角度调节;

撑架705中,第三伺服电机706及第四伺服电机707通过驱动其各自的齿轮组708之间的齿轮副输出,即可控制第一铰臂710、第二铰臂711及第三铰臂712之间的夹角,进而控制第一铰板713与第二铰板714之间产生三组运动副输出,进而驱动第一推杆715及第二推杆716在配合第一铰板713与第二铰板714进行位置及夹角调节的过程中,对第三铰板717进行两组自由度及一个虚约束的输出,通过调节第三伺服电机706及第四伺服电机707输出不同的扭矩及旋转角度,即可实现控制第三铰板717及仿生手掌机构6进行X轴、Y轴及Z轴所组成的任意空间方向的无极调节,以模仿人类手臂的动作进行动作输出。

本实施例中,具体的:仿生手掌机构6及并联机械臂机构7在设计阶段时,可通过动作捕捉技术(Mocap)进行动作录入,为专业的辣椒种子栽培人员的双臂及手掌(关节)穿戴带有捕捉传感器的贴片,在实验阶段时人为制作出各种辣椒种子的不良工艺栽培情况,工作人员对该辣椒种子进行补正的同时即将动作录入了仿生手掌机构6与并联机械臂机构7间;在实际工作的过程中可根据CCD工业视觉相机8实时监测当前辣椒种子的不良栽培工艺种类,并进行信号交互,驱动仿生手掌机构6与并联机械臂机构7对该辣椒种子输出预先录入且对应的调节动作,即可完成机械仿生式工艺调节。

本实施例中,具体的:整体装置依靠履带车101自身所携带的蓄电池进行能源供给。

本实施例中,具体的:履带车101依靠两边履带的转速差实现转向功能。

本实施例中,具体的:通过遥感组件2、导航组件3之间及CCD工业视觉相机8的信号交互,还可以通过位置传感及信息记录的形式完成对辣椒种子种植的密度、分布位置及分布间距的俯视概念图,应用于现代智慧农场及无人农场中可以为工作人员提供农业种植数据,便于工作人员对辣椒种植进行信息及数据收集,有效满足工作人员的方案设计、方案改进及研究需求。

工作原理或者结构原理:将辣椒种子置于蓄料箱104内,使其导通至整形播种机构5的储存箱502内;

根据实际情况,本装置可采用人控式操作或无人式导航操作;其中前者需工作人员坐入控制台102内部,对整体装置进行控制;无人式导航则通过后台对信号收发器202进行信号交互,对导航组件3中的系留式UAV301录入其高空巡航路径;

整体装置驱动工作时,首先系留式UAV301脱离UAV系留架303进行高空悬停及沿路径线缓慢移动,系留式UAV301的第二位置传感器302与遥感组件2的第一位置传感器204进行信号交互,即控制履带车101沿系留式UAV301的空中巡航路径进行陆地巡航;

履带车101在进行移动的过程中,通过翻犁机构4之间的机械联动及互相配合,在整形播种机构5播种前便可将前方土壤进行自动翻犁,满足辣椒树种子实际种植所需的土壤环境需求;

其中,翻犁机构4整体由运载组件1所推动,犁轮404依靠外部犁齿结构即可将土地表面的坚硬土壤打碎,并将底部土壤翻至地表;

随着履带车101的移动,整形播种机构5同步工作;其中储存箱502内部的辣椒种子由第一电机503所驱动的阿基米德蜗杆504不断翻腾调位,进而滚落至导料壳体505内,第二电机5061驱动槽轮506不断旋转,依靠槽轮506对导料壳体505内的辣椒种子进行推离,使其掉落至导料管507内并随着导料管507掉落至地面,完成种子的置位;

在播种的过程中,拨轮509伴随整形播种机构5及履带车101进行预先移动,对地面划出辣椒种子的工艺栽培线,辣椒种子在随后播种时便会掉落至播种线内满足实际栽培工艺需求;

同时当辣椒种子掉落至栽培线内后,整平架510负责将由翻犁机构4所翻至的散碎土壤挤压整形,使得土壤紧密配合于辣椒种子,形成工艺犁沟;同时扭簧形的整平架510在实际工作的过程中,遇到过于散碎的土壤可自行调节力度对其进行整平,遇到紧致的土壤则可由外力实现自身的弹性形变,以保障犁沟间的土壤密度均匀,满足辣椒种子的生长需求;

随着履带车101的继续运行,CCD工业视觉相机8不断检测地面上的辣椒种子的具体栽培工艺情况,实时检测由整形播种机构5在播种期间受重力、风力等不可抗力影响所导致的工艺缺陷,并通过仿生手掌机构6及并联机械臂机构7模拟人类对辣椒种子的重新置位及栽培调节;

仿生手掌机构6中,第一伺服电缸603、第二伺服电缸605及第三伺服电缸607用于调节第一关节604、第二关节606及第三关节608之间的倾斜角度,以模仿人类手指的工作原理;第一伺服电机601则通过输出轴控制掌体602及所有关节结构的水平角度,用于模仿人类的手腕;

同时并联机械臂机构7中,除基架701的所有部件均相当于人类的大臂及小臂,其中第四伺服电缸702的行程即可调节其余整体部件的俯仰角,同时第二伺服电机704通过一个齿轮组708之间的齿轮副配合即可完成撑架705的水平角度调节;

撑架705中,第三伺服电机706及第四伺服电机707通过驱动其各自的齿轮组708之间的齿轮副输出,即可控制第一铰臂710、第二铰臂711及第三铰臂712之间的夹角,进而控制第一铰板713与第二铰板714之间产生三组运动副输出,进而驱动第一推杆715及第二推杆716在配合第一铰板713与第二铰板714进行位置及夹角调节的过程中,对第三铰板717进行两组自由度及一个虚约束的输出,通过调节第三伺服电机706及第四伺服电机707输出不同的扭矩及旋转角度,即可实现控制第三铰板717及仿生手掌机构6进行X轴、Y轴及Z轴所组成的任意空间方向的无极调节,以模仿人类手臂的动作进行动作输出;

同时,仿生手掌机构6及并联机械臂机构7在设计阶段时,可通过动作捕捉技术(Mocap)进行动作录入,为专业的辣椒种子栽培人员的双臂及手掌(关节)穿戴带有捕捉传感器的贴片,在实验阶段时人为制作出各种辣椒种子的不良工艺栽培情况,工作人员对该辣椒种子进行补正的同时即将动作录入了仿生手掌机构6与并联机械臂机构7间;在实际工作的过程中可根据CCD工业视觉相机8实时监测当前辣椒种子的不良栽培工艺种类,并进行信号交互,驱动仿生手掌机构6与并联机械臂机构7对该辣椒种子输出预先录入且对应的调节动作,即可完成机械仿生式工艺调节;

当履带车101需要转向并对另一排土地进行种植作业时,依靠两端履带的转速差实现转向,且期间翻犁机构4中均可以通过第二液压缸402的行程伸缩实现对犁轮404的抬升,防止发生干涉现象;

在播种时,还可以通过遥感组件2、导航组件3之间及CCD工业视觉相机8的信号交互,还可以通过位置传感及信息记录的形式完成对辣椒种子种植的密度、分布位置及分布间距的俯视概念图,应用于现代智慧农场及无人农场中可以为工作人员提供农业种植数据,便于工作人员对辣椒种植进行信息及数据收集,有效满足工作人员的方案设计、方案改进及研究需求。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到其各种变化或替换,这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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