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专利号: 2024111036782
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:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种电机直驱式钵苗取苗装置,包括驱动轴、取苗臂和取苗爪,其特征在于:还包括导电滑环一;所述取苗臂包括取苗臂壳体和行星电机;水平设置的驱动轴与取苗臂壳体中部固定,并由驱动电机驱动转动;取苗臂壳体的两端设有关于驱动轴对称布置的两个行星电机;所述行星电机包括永磁体转子、定子线圈、齿圈、太阳轮、行星轮、行星架和输出轴一;

所述行星架与取苗臂壳体内开设的圆孔一构成转动副;输出轴一平行于驱动轴,并与行星架位于取苗臂壳体外的一侧同轴固定,行星架位于取苗臂壳体内的一侧铰接有沿周向均布的多个行星轮;所述齿圈套置在各行星轮的外侧,并与各行星轮均啮合,且固定于取苗臂壳体内;定子线圈位于齿圈的外侧,并固定于取苗臂壳体内;永磁体转子套置在定子线圈的外侧,且永磁体转子中部固定有同轴布置的转轴,并固定有同轴布置的太阳轮,转轴与取苗臂壳体构成转动副,太阳轮设于各行星轮的内侧,并与各行星轮均啮合;

所述每个输出轴一上设有取苗爪;取苗爪包括取苗爪壳体、支撑板、取苗针、推杆、推拉式电磁铁、导电滑环二和夹板;所述取苗爪壳体固定于相应的输出轴一上;所述导电滑环二的转子部分固定于输出轴一上,定子部分与取苗臂壳体固定;支撑板固定于取苗爪壳体上;

推拉式电磁铁固定于取苗爪壳体内;推杆垂直于驱动轴,并穿过取苗爪壳体上开设的通孔,与通孔构成滑动副,且推杆位于取苗爪壳体内的一端与推拉式电磁铁的铁芯固定,另一端与夹板固定;所述对称布置的两个取苗针一端均与支撑板铰接,另一端穿过夹板两端开设的滑槽,与两个滑槽分别构成滑动副;夹板上两个滑槽的间距小于两个取苗针靠近支撑板的一端间距;初始状态下,夹板的滑槽位于两个取苗针的中部位置,两个取苗针处于打开状态,夹板上两个滑槽的间距大于两个取苗针远离支撑板的一端间距;

所述导电滑环一的转子部分固定于驱动轴上,定子部分与驱动电机的电机壳体固定;

其中,两个定子线圈的线束均与导电滑环一的转子部分上的线束连接;推拉式电磁铁的线束与相应导电滑环二的转子部分上的线束连接,两个导电滑环二的定子部分上的线束均与导电滑环一的转子部分上的线束连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置,其特征在于:所述驱动电机的输出轴二通过联轴器与驱动轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置,其特征在于:所述转轴与保持架构成转动副,保持架可拆卸固定在取苗臂壳体内开设的圆孔二中。

4.根据权利要求1所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置,其特征在于:所述永磁体转子上固定有端部板,太阳轮和转轴固定于端部板两侧。

5.根据权利要求1所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置,其特征在于:所述行星轮通过轴承支承在固定轴上,固定轴固定于行星架上。

6.根据权利要求1所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置,其特征在于:所述齿圈、太阳轮、行星架和各行星轮构成行星减速器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置的取苗方法,其特征在于:具体如下:

将取苗臂壳体的中部与机架转动连接,将驱动电机的电机壳体固定于机架上;接着机架前进,控制器控制驱动电机驱动驱动轴带动取苗臂壳体和导电滑环一的转子部分间歇旋转,取苗臂壳体带动各行星电机和各取苗爪旋转,同时控制器控制各行星电机驱动相应的取苗爪旋转,使得各取苗爪的两个取苗针末端随着取苗臂壳体的旋转按照预设轨迹运动,且取苗臂壳体旋转一周时,两个取苗爪均完成一次取苗和放苗工作;

其中,当一个取苗爪进行取苗工作时,另一个取苗爪进行放苗工作,且此时取苗臂壳体暂停旋转;取苗爪进行取苗工作时,取苗爪的两个取苗针末端移动至预设轨迹的取苗点,控制器控制相应的推拉式电磁铁通电,推拉式电磁铁的铁芯拉动推杆带动夹板向靠近推拉式电磁铁的方向移动,夹板的两个滑槽驱动两个取苗针的末端相向运动,使得两个取苗针的末端闭合,并夹住钵苗;取苗爪进行放苗工作时,取苗爪的两个取苗针末端移动至预设轨迹的放苗点,控制器控制相应的推拉式电磁铁断电,推拉式电磁铁的弹簧推动铁芯回复至原位,铁芯推动推杆带动夹板向远离推拉式电磁铁的方向移动,夹板的两个滑槽驱动两个取苗针的末端相背运动,使得两个取苗针的末端打开,并放开钵苗。

8.根据权利要求7所述的一种电机直驱式钵苗取苗装置的取苗方法,其特征在于:控制器控制行星电机驱动取苗爪转动的过程为:控制器控制定子线圈通入电流产生旋转磁场,永磁体转子的磁场与定子线圈产生的磁场相互作用,使得永磁体转子转动,永磁体转子带动太阳轮转动,太阳轮与各行星轮均啮合,各行星轮均与齿圈啮合,使得各行星轮自转的同时带动行星架一起公转,进而使得行星架带动输出轴一转动,输出轴一通过取苗爪壳体带动相应的整个取苗爪转动;其中,通过改变定子线圈通入的电流大小来控制永磁体转子的转速,进而实时改变取苗爪壳体与取苗臂壳体的相对转角。