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专利号: 2024109625276
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种智能无人钵盘摆盘机,包括底盘、上机架和下机架,其特征在于:还包括钵盘缓存上料装置和钵盘取放装置;所述上机架固定于下机架的顶端,底盘固定于下机架的底端,并驱动下机架移动,钵盘缓存上料装置设于下机架上,钵盘取放装置设于上机架上;

所述钵盘缓存上料装置包括料仓升降组件和料仓范围调整组件;所述料仓升降组件包括托盘、料仓基板、料仓竖板、料仓挡杆和升降丝杆;所述水平设置的料仓基板固定于下机架的底板上;料仓竖板竖直固定于料仓基板上;竖直设置的升降丝杆与料仓竖板构成转动副,并由驱动电机一驱动;水平设置的托盘与升降丝杆构成螺纹副,并与料仓竖板构成竖直方向上的滑动副,且位于料仓基板上的正上方;所述料仓竖板上位于升降丝杆的两侧均固定有竖直设置的料仓挡杆;托盘上远离料仓竖板的一端开设有间距布置的两个纵向槽口,并位于两个纵向槽口的外侧均开设有间距布置的一对横向槽口,且横向槽口垂直于纵向槽口;所述料仓竖板的顶端设有传感器一,托盘上设有传感器二;

所述料仓范围调整组件包括侧档杆、前挡杆组件、调整基板、双向丝杆、单向丝杆、移动座一和移动座二;所述调整基板设于料仓基板和托盘之间,并水平固定于料仓基板上;水平设置的双向丝杆和单向丝杆均与调整基板构成转动副,且双向丝杆平行于横向槽口,单向丝杆平行于纵向槽口,双向丝杆和单向丝杆的端部均固定有手转柄;所述对称布置的两个移动座一与双向丝杆的两个螺纹段分别构成螺纹副,并均与调整基板构成滑动副,且每个移动座一的两端均固定有竖直设置的侧档杆,每个移动座一上的两个侧档杆与一对横向槽口分别对齐;所述移动座二与单向丝杆构成螺纹副,并与调整基板构成滑动副,且移动座二的两端均设有前挡杆组件;前挡杆组件包括固定支架、前挡杆和快速夹钳,固定支架固定于移动座二上,且固定支架上开设有竖直槽口,前挡杆与竖直槽口铰接,固定支架上固定有快速夹钳;两个前挡杆与两个纵向槽口分别对齐;初始状态下,托盘位于最低位置处,两个快速夹钳将两个前挡杆固定于两个竖直槽口上,且两个前挡杆均呈竖直状态,并位于相应纵向槽口的前方,各侧档杆位于相应横向槽口的外侧;

所述钵盘取放装置包括三轴移动装置和取放料装置;所述三轴移动装置包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴直线模组,X轴直线模组水平固定于上机架的顶板上,并驱动Y轴直线模组平移,Y轴直线模组驱动Z轴直线模组平移,且X轴直线模组垂直于Y轴直线模组;所述取放料装置包括转动架、连接柱、支撑板、气缸、支撑侧板和夹持杆;所述Z轴直线模组驱动转动架升降;竖直设置的连接柱上端与转动架构成转动副,并由伺服电机驱动,下端与水平设置的支撑板固定,竖直且对称布置的两个支撑侧板上端与支撑板的两端分别构成滑动副,并由水平且平行布置的两个气缸驱动相向或相背运动,两个支撑侧板的下端均固定有平行于气缸且等距布置的多个夹持杆。

2.根据权利要求1所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述底盘包括车架、行走驱动机构和行走转向机构,车架前端设有对称布置的两个行走转向机构,后端设有对称布置的两个行走驱动机构;底板与车架固定。

3.根据权利要求2所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述行走转向机构包括前轮、转向电机、减速机一和前轮架,转向电机的壳体与减速机一的壳体固定,减速机一的壳体固定于车架上,减速机一的输入轴与转向电机的输出轴固定,减速机一的输出轴与车架构成转动副,并与前轮架固定,前轮的前轮轴与前轮架构成转动副。

4.根据权利要求2所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述行走驱动机构包括后轮、驱动电机二、减速机二、主动链轮、从动链轮、链条、安装座一、驱动基板和驱动侧板,驱动基板固定于车架上,驱动基板的两端固定有竖直且对称布置的两个驱动侧板,后轮的后轮轴与两个驱动侧板均构成转动副,驱动电机二的壳体通过减速机二的壳体固定于安装座一上,安装座一固定于一个驱动侧板上,驱动电机二的输出轴与减速机二的输入端固定,主动链轮和从动链轮与减速机二的输出轴和后轮轴分别固定,并通过链条连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述顶板上设有定位相机一,控制器控制伺服电机驱动连接柱转动时,通过定位相机一对取放料装置抓取的钵盘和水稻插秧机的托架进行跟踪。

6.根据权利要求1所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述顶板上设有GPS导航模块,GPS导航模块的信号输出端与控制器连接;控制器规划底盘移动路径,并控制底盘的各转向电机和各驱动电机二驱动各前轮和各后轮,按照底盘移动路径行走,GPS导航模块进行定位,行走的过程中,通过底盘上的定位相机二对水稻作物行、地垄以及水稻插秧机进行跟踪。

7.根据权利要求1所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述下机架包括框架一、门锁一、前门组件、后挡板一和侧门组件一;框架一的前端设有前门组件,后端固定有竖直设置的后挡板一,两侧均设有侧门组件一,上端开口,下端固定有水平设置的底板;前门组件由对称布置且铰接在框架一上的两个前门组成,侧门组件一由对称布置且铰接在框架一上的两个侧门一组成;前门组件和两个侧门组件一上均设有门锁一,且门锁一的锁体和锁芯通过两个门锁固定板固定于两个前门或相应的两个侧门一上;料仓竖板位于料仓基板上远离前门组件的一端。

8.根据权利要求1所述的一种智能无人钵盘摆盘机,其特征在于:所述上机架包括框架二、侧门组件二、顶板和后挡板二;框架二的底端固定于框架一的顶端,框架二的前端和下端均开口,后端固定有竖直设置的后挡板二,两侧均设有侧门组件二,上端固定有水平设置的顶板;侧门组件二由对称布置且铰接在框架二上的两个侧门二组成;每个侧门组件二上设有门锁二,门锁二的锁体和锁芯固定于相应的两个侧门二上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种智能无人钵盘摆盘机的摆盘方法,其特征在于:具体如下:

底盘驱动下机架带动钵盘缓存上料装置、钵盘取放装置和上机架移动至水稻插秧机旁,钵盘缓存上料装置和钵盘取放装置进行多次取放钵盘,直至水稻插秧机的托架上放满钵盘,进而完成摆盘工作,取放盘的过程为:

控制器控制驱动电机一驱动升降丝杆,升降丝杆带动托盘和托盘上的各钵盘向上运动,使最上层的钵盘上升至预设高度一,同时Z轴直线模组驱动转动架下降,使取放料装置下降至预设高度二,使得两个支撑侧板位于最上层钵盘的两侧,且钵盘每侧的各夹持杆位于钵盘上每相邻两行穴孔的一个间隙外侧;接着各控制器控制电磁阀驱动两个气缸的活塞杆同步缩回,两个气缸带动两个支撑侧板相向运动,使得钵盘每侧的各夹持杆的每个夹持杆插入钵盘的一个间隙中;Z轴直线模组驱动转动架上升至初始位置,X轴直线模组和Y轴直线模组工作,使得取放料装置带动一个钵盘移动至水稻插秧机的托架正上方,同时控制器控制伺服电机驱动连接柱转动,使得取放料装置带动钵盘转动至托架对齐;然后Z轴直线模组驱动转动架下降,使钵盘的底面与托架顶面或已放入托架上的钵盘顶面接触,控制器控制电磁阀驱动两个气缸的活塞杆同步伸出至原状,两个气缸推动两个支撑侧板相背运动,钵盘落至托架上,Z轴直线模组驱动转动架上升至初始高度,同时控制器控制伺服电机驱动连接柱转动,使取放料装置转动至初始状态,X轴直线模组和Y轴直线模组工作,使得取放料装置回至初始位置,进而完成一次取放钵盘的工作;其中,当托盘上没有钵盘时,通过人工将钵盘装载在托盘上。

10.根据权利要求9中所述的一种智能无人钵盘摆盘机的摆盘方法,其特征在于:托盘上钵盘的装载过程为:

底盘驱动下机架带动钵盘缓存上料装置、钵盘取放装置和上机架移动至钵盘装载位置处,打开下机架的两个前门和靠近双向丝杆上手转柄的两个侧门一,打开两个快速夹钳,解除对两个前挡杆的锁定,并手动向下转动两个前挡杆至最低位置;接着将多个钵盘放置在托盘上,手动向上转动两个前挡杆至竖直状态,并关闭两个快速夹钳,使两个快速夹钳锁定两个前挡杆,手动正转两个手转柄,两个手转柄分别带动双向丝杆和单向丝杆转动,双向丝杆带动两个移动座一和两对侧档杆相向运动,各侧档杆进入相应的横向槽口内,单向丝杆带动移动座二和两个前挡杆组件向靠近料仓挡杆的方向运动,两个前挡杆进入相应的纵向槽口内,各侧档杆和各前挡杆推动各钵盘进行规整,使各钵盘被各侧档杆、各前挡杆以及各料仓挡杆规整在托盘上的指定位置处;然后手动反转两个手转柄,使得两对侧档杆相背运动至初始位置,两个前挡杆向远离料仓挡杆的方向运动至初始位置,关闭两个前门和两个侧门一,进而完成托盘上钵盘的装载工作。