[发明专利]一种应用于除草机器人的八爪执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及农业机器人领域，特别涉及一种应用于除草机器人的八爪执行机构。

背景技术

为了摆脱田间除草的繁重体力劳动和克服化学除草方法所带来的危害，机械化和智能化除草称为植保发展的方向。其中行内植株之间杂草的清除必须由智能化的除草机器人来完成。目前所见的除草机构，如Einbock Lely Rabe werk等公司的耙子、Bezzerides公司的转动除草器、Yetter公司的转动锄、Kongskilde公司的丹麦钉齿除草器等均面向行间的机械化除草而设计，无法应用于行内株间除草。少数面对行内除草的装置，如Buddingh公司的倾斜对滚转盘手指式除草机构仅使用于杂草苗期，只能在植株间距非常均匀的情况下使用。以上除草机构无法满足一般栽培方式下行内株间除草的需要。

中国专利200810019830.3公开了一种六爪株间除草执行机构，此机构有六套铲齿，通过两个凸轮曲面是否啮合来控制除草铲齿是否外伸。该专利的存在主要问题在于：同一时间只能控制一个除草铲齿，而且凸轮啮合时有可能发生干涉。

发明内容

为了克服现有机器人除草装置的不足，本发明提供了一种应用于除草机器人的八爪执行机构，通过八爪转盘结构和轨道的变换，实现不同株间距株间除草的目的，满足机器人智能化除草的目的。

一种应用于除草机器人的八爪执行机构，包括外壳、轨道变换滑块系、主轴转盘系、8套割刀轴系，主轴转盘系包括主轴、转盘、八个带有螺旋导轨的套筒，主轴由第二径向轴承支撑，转盘连接于主轴上，八个带有螺旋导轨的套筒固定于转盘上；割刀轴系包括割刀、带有限位挡环的转轴、限位销、第一轴向轴承、第二轴向轴承、轴端挡圈、T形套筒和第一径向轴承，割刀与转轴的底端相连，转轴处于与转盘相连的套筒内，限位销穿过转轴与套筒的螺旋导轨相啮合，通过限位销与螺旋导轨啮合位置的不同来确定转轴的旋转角度，从而对割刀的方向进行定位；转轴的另一端处于T形套筒内并通过第一轴向轴承、第二轴向轴承、轴端挡圈和螺栓进行轴向定位；T形套筒的另一端与径向第一径向轴承相连，并在限位挡块与转轴的作用下，保证第一径向径向轴承始终处于上下侧轨道内；轨道变换滑块系包括轨道变换滑块导杆导槽、压缩弹簧。导槽固定于外壳内，导杆在导槽内部且相对于导槽上下滑动，通过压缩弹簧来带动滑块改变其上下位置，从而改变上侧或下侧轨道是否连接。

电机带动主轴转盘系转动，8套割刀轴系随同主轴转盘系转动。轨道变换滑块在向上的外力作用下克服压缩弹簧提起，连接上侧轨道和下侧轨道。每当1套割刀轴系转至植株行一侧时，该轴系在轨道压力的作用下推动转轴向下移动，同时在与转盘系相连的套管导轨和限位销的限位作用下产生自转，使割刀外伸进入行内植株间完成除草动作。如果植株间距过小则撤去轨道变换滑块的外力，滑块在自重和压缩弹簧的作用下回落关闭下侧轨道。此时割刀转轴不能自转和向下运动，保证了割刀不伸入行内，以避免割刀伤害植株。

本发明的有益效果，只通过主轴的主运动和轨道变换滑块的上下运动，实现了8套割刀的行间除草运动及其控制，并可以同时控制多套割刀伸向外侧进行株间除草，保证株间间隙的覆盖率。除草动作连续，操作简单灵活，便于除草机器人的控制与操纵。

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为除草机器人八爪执行机构主视示意图，图2为该机构俯视示意图，图3是一个割刀在状态一下的主视示意图和俯视示意图，图4是一个割刀在状态二下的主视示意图和俯视示意图，图5为该机构田间作业示意图。

图中1、6、16、24螺栓，2、7、17轴端挡圈，3、第一轴向轴承，8、第二轴向轴承，4、第一径向轴承，27、第二径向轴承，5T形套管，9转轴挡环，10转轴，11限位挡块，12限位销，13带有螺旋导轨的套筒，14割刀，15键，18转盘，19轨道，20轨道变换滑块，21压缩弹簧，22外壳，23导槽，25导杆，26主轴，28螺旋导轨，A上侧轨道，B下侧轨道

具体实施方式

主轴转盘系包括主轴26、转盘18、键15、轴端挡圈17、螺栓16、带有螺旋导轨28的套筒13、限位挡块11，主轴26由滚动轴承27支撑，转盘18通过键15连接于主轴上，并通过轴端挡圈17和螺栓16进行轴向定位。八个带有螺旋导轨的套筒13固定于转盘18上。