一種機器人專用噴霧機械臂的制作方法

本發明涉及農業自動化技術領域，具體涉及一種機器人專用噴霧機械臂。

背景技術：

隨著人們生活水平的提高，反季節蔬菜瓜果已成為生活中不可缺少的一部分，所以通常使用日光溫室、塑料大棚等栽培或稀植，通常種植條播作物，在作物生產的過程中會使用化學制劑進行殺蟲除害，如果大量使用不僅會造成環境污染，影響土壤的結構，威脅農業生產的可持續發展，還會使蔬菜瓜果農藥殘留超標，也提高了農民的種植成本，隨著科技的發展出現了噴霧器具，在實現功效的基礎上最大限度地降低藥劑使用量，現有的噴霧機器人的噴頭通常位于作物的上方進行噴灑，僅僅適用于種植濃密的低秸稈農作物，如果條播農作物使用就會大量浪費化學制劑，大大增加了種植成本。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供一種適用于條播作物、噴灑效果好的機器人專用噴霧機械臂。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種機器人專用噴霧機械臂，包括底盤；

調整機構，所述調整機構包括移動盤、凸輪和復位彈簧，所述移動盤可移動地設置在所述底盤上，所述凸輪樞接在所述底盤上，且所述凸輪抵擋在所述移動盤的一端面上，所述復位彈簧設置在所述底盤上，且所述復位彈簧抵擋在所述移動盤的另一端面上；

轉換裝置，所述轉換裝置包括液壓拉桿、第一撐桿和第二撐桿，所述第一撐桿的一端樞接在所述移動盤上，所述液壓拉桿的一端樞接在位于所述移動盤上的支架上，所述液壓拉桿的另一端活動設置在所述第一撐桿上，所述第二撐桿的一端可旋轉地設置在所述第一撐桿的另一端上；

第一升降機構，所述第一升降機構可旋轉地連接在所述第二撐桿的另一端上；

第二升降機構，所述第二升降機構設置在所述第一升降機構上；

噴頭驅動模塊，所述噴頭驅動模塊包括移動座、第四編碼電機、齒輪、一對齒條和一對霧化噴頭，所述移動座活動設置在所述第二升降機構的第二絲杠上，所述第四編碼電機固定設置在所述移動座上，所述齒輪固定連接在所述第四編碼電機的輸出軸上，一對齒條可滑動地設置在所述移動座，且一對齒條與所述齒輪嚙合，并且一對齒條的運動方向相反，一對霧化噴頭活動設置在一對齒條上；

一對鎖定機構，所述鎖定機構用于所述霧化噴頭的位置鎖定，所述鎖定機構包括相對設置的一對擺桿，所述擺桿的中部樞接在對應的齒條上，一對擺桿的前端內側各設有一凸塊，一對凸塊可與位于所述霧化噴頭的轉軸的外周上的對應的凹槽卡合連接，一對擺桿之間連接有一拉簧，且所述拉簧靠近所述擺桿的前端。

進一步地，所述轉換裝置還包括第一舵機和第二舵機，所述第一舵機設置在所述第一撐桿上，所述第一舵機用于所述第二撐桿的旋轉；所述第二舵機設置在所述第二撐桿上，所述第二舵機用于所述第一升降機構的旋轉。

更進一步地，所述第一升降機構包括小基座、第二編碼電機和第一絲杠，所述小基座可旋轉地設置在所述第二撐桿上，所述第二編碼電機固定設置在所述小基座上，所述第一絲杠活動設置在所述小基座上，且所述第一絲杠的一端與所述第二編碼電機的輸出軸固定連接。

更進一步地，所述第二升降機構還包括大基座和第三編碼電機，所述大基座可移動地設置在所述小基座上，所述第三編碼電機固定設置在所述大基座上，所述第二絲杠活動設置在所述大基座上，且所述第二絲杠的一端與所述第三編碼電機的輸出軸固定連接。

更進一步地，所述第二升降機構還包括一對微動開關，所述微動開關用于限定所述噴頭驅動模塊的運動極限位置。

進一步地，所述噴頭驅動模塊還包括限位裝置，所述限位裝置包括壓縮彈簧和卡頭，所述壓縮彈簧和卡頭均位于所述移動座的安裝腔內，所述壓縮彈簧抵擋在所述卡頭上使所述卡頭與位于一齒條上的卡槽卡合連接。

更進一步地，所述卡槽為若干個，且所述卡槽沿所述齒條的延伸方向均勻分布。

更進一步地，所述卡頭包括依次連接在一起的凸頭、擋塊和套桿，所述凸頭可與所述卡槽卡合連接，所述壓縮彈簧套設在所述套桿上，所述壓縮彈簧的兩端分別抵擋在所述擋塊的端面和所述安裝腔的底面上。

更進一步地，所述噴頭驅動模塊還包括與一對霧化噴頭一一對應設置的一對傳感器，所述傳感器用于檢測所述霧化噴頭與秸稈之間的距離。

從上述的技術方案可以看出，本發明的優點是：適用于條播作物的不同生長階段的使用，且噴灑效果好。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是本發明的一種使用狀態示意圖。

圖2是本發明的又一種使用狀態示意圖。

圖3是本發明的噴頭驅動模塊的結構示意圖。

圖4是本發明的噴頭驅動模塊的限位裝置的結構示意圖。

圖5是本發明的鎖定機構的結構示意圖。

圖6是圖5的a-a剖視圖。

圖中標記為：底盤1、調整機構2、移動盤21、第一編碼電機22、凸輪23、支架24、控制裝置25、水箱26、轉換裝置3、液壓拉桿31、第一撐桿32、第一舵機33、第二撐桿34、第二舵機35、第一升降機構4、小基座41、第二編碼電機42、第一絲杠43、第二升降機構5、大基座51、第三編碼電機52、第二絲杠53、微動開關54、噴頭驅動模塊6、移動座61、限位塊611、安裝腔612、第四編碼電機62、齒輪63、齒條65、卡槽651、霧化噴頭66、轉軸661、凹槽662、傳感器67、限位裝置68、壓縮彈簧681、卡頭682、擋塊6821、凸頭6822、套桿6823、銜接桿69、鎖定機構7、擺桿71、凸塊72、撥桿73、拉簧74。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

參考圖1至圖6，如圖1和圖2所示的一種機器人專用噴霧機械臂，包括底盤1、調整機構2、轉換裝置3、第一升降機構4、第二升降機構5和噴頭驅動模塊6，所述調整機構2設置在所述底盤1上，所述第一升降機構4通過所述轉換裝置3連接在所述調整機構2上，所述第二升降機構5設置在所述第一升降機構4上，所述噴頭驅動模塊6活動設置在所述第二升降機構5上。

所述調整機構2包括移動盤21、第一編碼電機22、凸輪23和復位彈簧，所述移動盤21可移動地設置在所述底盤1上，所述第一編碼電機22固定連接在所述底盤1上，所述凸輪23與所述第一編碼電機22的輸出軸固定連接，且所述凸輪23的外周抵擋在所述移動盤21的一端面上，所述復位彈簧設置在所述底盤1上，且所述復位彈簧抵擋在所述移動盤21的另一端面上；所述凸輪23與所述復位彈簧配合使用使所述移動盤21始終位于兩行農作物的中線上，進而使所述噴頭驅動模塊6到兩行農作物的距離相等，使噴灑均勻。

所述轉換裝置3包括液壓拉桿31、第一撐桿32、第一舵機33、第二撐桿34和第二舵機35，所述第一撐桿32的一端樞接在所述移動盤21上，所述液壓拉桿31的一端樞接在位于所述移動盤21上的支架24上，所述液壓拉桿31的另一端可滑動地設置在所述第一撐桿32上，所述第二撐桿34的一端可旋轉地設置在所述第一撐桿32的另一端上，所述第一升降機構4可旋轉地連接在所述第二撐桿34的另一端上，所述第一舵機33設置在所述第一撐桿32上，所述第一舵機33用于所述第二撐桿34的旋轉；所述第二舵機35設置在所述第二撐桿34上，所述第二舵機35用于所述第一升降機構4的旋轉，所述第二升降機構5設置在所述第一升降機構4上，其中，所述液壓拉桿31、第一撐桿32、第二撐桿34和所述支架24的軸線位于同一豎直平面z平面內。

所述第一升降機構4包括小基座41、第二編碼電機42和第一絲杠43，所述小基座41可旋轉地設置在所述第二撐桿34上，所述第二編碼電機42固定設置在所述小基座41上，所述第一絲杠43活動設置在所述小基座41上，且所述第一絲杠43的一端與所述第二編碼電機42的輸出軸固定連接。

所述第二升降機構5還包括大基座51、第三編碼電機52、第二絲杠53和一對微動開關54，所述大基座51可移動地設置在所述第一絲杠43上，所述第三編碼電機52固定設置在所述大基座51上，所述第二絲杠53活動設置在所述大基座51上，且所述第二絲杠53的一端與所述第三編碼電機52的輸出軸固定連接，所述噴頭驅動模塊6可移動地設置在所述第二絲杠53上，一對微動開關54可調節地設置在所述大基座51上，所述微動開關54用于限定所述噴頭驅動模塊6的運動極限位置。

所述第一撐桿32和所述第二撐桿34在豎直平面內擺動可調整所述第二升降機構5的高度應用于不同高度的農作物，所述第二舵機35可使所述第一升降機構4在z平面內旋轉使所述第二絲杠53與地面動態保持垂直或平行，，當所述第二絲杠53與地面保持垂直時，所述噴頭驅動模塊6沿所述第二絲杠53移動進行噴灑，用于高秸稈條播作物噴灑，所述微動開關54的設置使所述噴頭驅動模塊6的移動距離與農作物的高度匹配，提高噴灑效率，也避免了浪費；當所述第二絲杠53與地面保持平行時，所述噴頭驅動模塊6位置保持不變，通過調整第一升降機構4來整體抬高或降低所述第二升降機構5，用于低秸稈條播作物噴灑。

如圖3所示，所述噴頭驅動模塊6包括移動座61、第四編碼電機62、齒輪63、一對齒條65、一對霧化噴頭66和一對傳感器67，位于所述移動座61上的螺母螺紋連接在所述第二絲杠53上，位于所述移動座61上的限位塊611可沿位于所述大基座51上的導槽移動，所述第四編碼電機62固定設置在所述移動座61上，所述齒輪63固定連接在所述第四編碼電機62的輸出軸上，一對齒條65可滑動地設置在所述移動座61，且一對齒條65與所述齒輪63嚙合，并且一對齒條65的運動方向相反，一對霧化噴頭66活動設置在一對齒條65上，一對傳感器67固定設置在一對齒條65上，且一對霧化噴頭66與一對傳感器67一一對應設置，一對傳感器67檢測一對霧化噴頭66到兩側的作物之間的距離，所述傳感器67將檢測到的信號傳遞到該機器人專用噴霧機械臂的控制裝置25內，所述控制裝置25控制所述第一編碼電機22和所述第四編碼電機62同時運動，所述第四編碼電機62通過所述齒輪63通過帶動所述一對齒條65做相對或相反運動來調節所述霧化噴頭66與作物之間的距離達到最佳霧化距離并保持。

所述噴頭驅動模塊6還包括一對銜接桿69，所述霧化噴頭66通過所述銜接桿69連接在所述齒條65上，一對銜接桿69使一對霧化噴頭66的軸線重合，確保兩行農作物的兩頭都能夠完全噴灑到，使噴灑更均勻，效果更好。

如圖3和圖4所示，所述噴頭驅動模塊6還包括限位裝置68，所述限位裝置68包括壓縮彈簧681和卡頭682，所述壓縮彈簧681和卡頭682均位于所述移動座61的安裝腔612內，所述壓縮彈簧681抵擋在所述卡頭682上使所述卡頭682與位于一齒條65上的卡槽651卡合連接，避免所述齒條65產生竄動影響噴灑效果，其中，所述卡槽651為若干個，且所述卡槽651沿所述齒條65的延伸方向均勻分布；所述卡頭682包括依次連接在一起的凸頭6822、擋塊6821和套桿6823，所述凸頭6822可與所述卡槽651卡合連接，所述壓縮彈簧681套設在所述套桿6823上，所述壓縮彈簧681的兩端分別抵擋在所述擋塊6821的端面和所述安裝腔612的底面上，當所述第四編碼電機62旋轉使，所述齒條65擠壓所述凸頭6822使所述卡頭682向所述安裝腔612內收縮，當下一個卡槽651運動到與所述安裝腔612對應的位置時，所述卡頭682在所述壓縮彈簧681的作用下復位與對應的卡槽651卡合連接，其中，所述限位裝置68設置在一齒條65側即可。

如圖5和圖6所示，該機器人專用噴霧機械臂還包括一對鎖定機構7，所述鎖定機構7用于所述霧化噴頭66的位置鎖定，所述所述鎖定機構7包括相對設置的一對擺桿71，所述擺桿71的中部樞接在對應的齒條65上，一對擺桿71的前端內側各設有一凸塊72，一對凸塊72可與位于所述霧化噴頭66的轉軸661的外周上的對應的凹槽662卡合連接，一對擺桿71之間連接有一拉簧74，且所述拉簧74靠近所述擺桿71的前端，其中，所述凹槽662的個數為4個，且環形均勻設置在所述轉軸661的外周上，一對擺桿71的后端上設有一對撥桿73，手動撥動一對撥桿73靠近時，通過杠桿原理使一對凸塊72與所述轉軸661脫離，所述霧化噴頭66旋轉90°后松開一對撥桿73，一對擺桿71在拉簧74的作用下復位使一對凸塊72與一對凹槽662卡合連接。

采用一對鎖定機構7的設計，當所述第二絲杠53與地面保持垂直時，一對霧化噴頭66向兩側噴出液體，當所述第二絲杠53與地面保持平行時，一對霧化噴頭66可向兩側或豎直向地面噴出液體，該設備可滿足條播作物不同生長階段的使用。

所述第一編碼電機22、液壓拉桿31的電磁閥、第一舵機33、第二舵機35、第二編碼電機42、第三編碼電機52、微動開關54、第四編碼電機62、傳感器67均與所述控制裝置25電連接。

該機器人專用噴霧機械臂還包括水箱26、液壓箱和驅動泵，所述液壓箱通過驅動泵與液壓拉桿31相連通，所述水箱26通過一水泵與霧化噴頭66相連通，水箱26、液壓箱、驅動泵、水泵均設置在所述移動盤21上。

以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。