一种蔬菜盆栽苗搬运机器人的制作方法

本发明属于盆栽搬运技术领域，具体涉及一种蔬菜盆栽苗搬运机器人。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，部分消费者对蔬菜表现出求新、求特的需要，一些新型的种植方式逐渐被人们接受。许多市民希望种植一些既能观赏又能食用的蔬菜，但是居民自己在家育苗配土都很不方便。因此，为了满足需要，菜农在郊区的地里用盆栽的方法把菜种好，再运输到城市。

其中，蔬菜盆栽苗在运输之前需要先搬运至运输车上。目前，对于蔬菜盆栽苗的搬运大都采用人工搬运的方式，劳动强度较大、工作效率较低。

因此，亟需设计一种能够代替人工搬运的蔬菜盆栽苗搬运机器人。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种蔬菜盆栽苗搬运机器人。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种蔬菜盆栽苗搬运机器人，包括

起支撑作用的机架；

控制夹爪组件在水平面内进行平面运动的连杆机械臂组件，所述连杆机械臂组件设置在机架上；

控制夹爪组件绕竖直方向的转轴进行摆动的摆动组件，所述摆动组件设置在连杆机械臂组件上；

控制夹爪组件绕水平方向的转轴进行俯仰调节的俯仰组件，所述俯仰组件与摆动组件相连；

用来夹取蔬菜盆栽苗的夹爪组件；所述夹爪组件包括基板，所述基板上设置有两个夹爪；所述基板上设置有控制两个夹爪同步相向或者同步背向运动的驱动组件；

所述机架上设置有控制连杆机械臂组件进行升降运动的升降组件。

优选的，所述机架包括底座，所述底座的上部设置U型支架，所述U型支架的两侧板下部与底座两侧的外端面固定连接。

优选的，所述连杆机械臂组件包括四根依次铰接连接的机械臂，位于两端的机械臂端部与减速机的输出轴进行垂直固定连接，所述减速器的输入轴与驱动电机的转轴进行同轴固定连接；

所述升降组件包括升降电机、升降丝杠、升降板、导向轴；所述升降电机固定设置在底座上，所述升降电机的转轴端部向上与升降丝杠的底端进行同轴固定连接，所述升降丝杠的顶端与U型支架的顶板进行转动连接；所述导向轴共有两根且分列于升降丝杠的两侧，所述导向轴的上下两端分别与U型支架的顶板、底座相连；

所述升降板上设置有与升降丝杠进行螺纹配合的升降丝母，所述升降板上设置有与相应的导向轴进行滑动配合的直线轴承；

所述驱动电机的外壳顶端与升降板的底端相连，所述减速机的外壳底端与升降板的顶端相连。

优选的，所述U型支架的顶板两侧分别设置有供相应减速机穿过的升降通孔。

优选的，所述摆动组件包括摆动舵机，所述摆动舵机的输出轴端部向下与中心轴线沿竖直方向延伸的摆动转轴进行同轴固定连接；

所述摆动转轴为中间两根机械臂之间的铰接轴；

所述摆动舵机固定设置在中间两根机械臂的上部；

所述摆动转轴的底端与俯仰组件相连。

优选的，所述俯仰组件包括俯仰舵机，所述俯仰舵机通过舵机固定板与摆动转轴的底端固定相连；所述俯仰舵机的输出轴与中心轴线沿水平方向延伸的俯仰转轴进行同轴固定连接；所述俯仰转轴的端部与基板固定连接；

所述俯仰转轴中心轴线的延伸方向与两个夹爪的夹紧方向一致。

优选的，所述驱动组件包括夹紧电机以及两个对称设置且进行齿轮啮合连接的夹紧齿轮；所述夹紧齿轮的中心轴与基板进行转动连接；

所述夹紧电机固定设置在基板的上部，所述夹紧电机的转轴向下与其中一个夹紧齿轮进行同轴固定连接；

所述夹紧齿轮的外端面上设置有沿径向延伸的齿轮杆；

所述齿轮杆的端部与V型连杆的一端进行铰接连接，所述V型连杆的另一端与相应的夹爪相连；

所述V型连杆的中部与辅助杆的一端进行铰接连接，所述辅助杆的另一端与基板进行铰接连接；

一个夹紧齿轮上连接的齿轮杆、V型连杆、辅助杆与另一个夹紧齿轮上连接的齿轮杆、V型连杆、辅助杆对称设置。

优选的，所述夹紧齿轮与基板的转动连接点、该夹紧齿轮上齿轮杆与V型连杆的铰接连接点、该V型连杆与辅助杆的铰接连接点、该辅助杆与基板的铰接连接点顺次连接组成平行四边形。

本发明的有益效果是：

本发明蔬菜盆栽苗搬运机器人通过连杆机械臂组件使夹爪组件进行平面运动，从而使夹爪组件具有两个自由度；摆动组件使夹爪组件绕竖直方向的转轴进行摆动，从而使夹爪组件具有了第三个自由度；俯仰组件使夹爪组件绕水平方向的转轴进行俯仰调节，从而使夹爪组件具有了第四个自由度；升降组件使连杆机械臂组件、夹爪组件进行竖直方向的升降运动，从而使夹爪组件具有了第五个自由度；因此本申请机器人共有五个自由度，能够满足夹爪组件摆动、俯仰、平面内的平移、竖直方向的升降等多方位执行的需要，同时夹爪组件的设置，能够实现对蔬菜盆栽的夹紧抓取以及松开，因此本申请机器人能够代替人工实现蔬菜盆栽的搬运，降低劳动强度，而多个自由度的设置能够提高搬运蔬菜盆栽的效率及精准度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明蔬菜盆栽苗搬运机器人的结构示意立体图；

图2是本发明蔬菜盆栽苗搬运机器人的结构示意俯视图；

图3是图2中A的放大图

图4是本发明蔬菜盆栽苗搬运机器人的结构示意仰视图；

图5是图4中B的放大图；

图6是本发明中蔬菜盆栽苗搬运机器人的结构示意主视图；

其中，

1-机架，11-底座，12-U型支架，121-升降通孔；

2-连杆机械臂组件，21-机械臂，22-减速机，23-驱动电机；

3-夹爪组件，31-基板，32-夹爪，33-夹紧电机，34-夹紧齿轮，341-齿轮杆，35-V型连杆，36-辅助杆；

4-摆动组件，41-摆动舵机；

5-俯仰组件，51-俯仰舵机，52-舵机固定板，53-俯仰转轴；

6-升降组件，61-升降电机，62-升降丝杠，63-升降板，631-升降丝母，632-直线轴承，64-导向轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种蔬菜盆栽苗搬运机器人，包括

起支撑作用的机架1；

控制夹爪组件3在水平面内进行平面运动的连杆机械臂组件2，所述连杆机械臂组件2设置在机架1上；连杆机械臂组件2使夹爪组件3进行平面运动，从而使夹爪组件2具有两个自由度；

控制夹爪组件3绕竖直方向的转轴进行摆动的摆动组件4，所述摆动组件4设置在连杆机械臂组件2上；摆动组件4使夹爪组件3绕竖直方向的转轴进行摆动，从而使夹爪组件3具有了第三个自由度；

控制夹爪组件3绕水平方向的转轴进行俯仰调节的俯仰组件5，所述俯仰组件与摆动组件4相连；俯仰组件5使夹爪组件3绕水平方向的转轴进行俯仰调节，从而使夹爪组件3具有了第四个自由度；

用来夹取蔬菜盆栽苗的夹爪组件3；所述夹爪组件3包括基板31，所述基板31上设置有两个夹爪32；所述基板31上设置有控制两个夹爪32同步相向或者同步背向运动的驱动组件；

所述机架1上设置有控制连杆机械臂组件2进行升降运动的升降组件6；升降组件6使连杆机械臂组件2、夹爪组件3进行竖直方向的升降运动，从而使夹爪组件3具有了第五个自由度。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述机架1包括底座11，所述底座11的上部设置U型支架12，所述U型支架12的两侧板下部与底座11两侧的外端面固定连接。

优选的，如图1所示，所述连杆机械臂组件2包括四根依次铰接连接的机械臂21，位于两端的机械臂21端部与减速机22的输出轴进行垂直固定连接，所述减速器22的输入轴与驱动电机23的转轴进行同轴固定连接；四根机械臂21位于U型支架12的上部；

如图6所示，所述升降组件6包括升降电机61、升降丝杠62、升降板63、导向轴64；所述升降电机61固定设置在底座11上，所述升降电机61的转轴端部向上与升降丝杠62的底端进行同轴固定连接，所述升降丝杠62的顶端与U型支架12的顶板进行转动连接；所述导向轴64共有两根且分列于升降丝杠62的两侧，所述导向轴64的上下两端分别与U型支架12的顶板、底座11相连；

所述升降板63上设置有与升降丝杠62进行螺纹配合的升降丝母631，所述升降板63上设置有与相应的导向轴64进行滑动配合的直线轴承632；

所述驱动电机23的外壳顶端与升降板63的底端相连，所述减速机22的外壳底端与升降板63的顶端相连。

在升降丝杠62、升降丝母631的螺纹配合以及导向轴64、直线轴承632的滑动限位配合下，当升降电机61启动时，会实现升降板63的上下升降运动，从而带动连杆机械臂组件2进行升降运动。

优选的，所述U型支架12的顶板两侧分别设置有供相应减速机22穿过的升降通孔121。

实施例3：

在实施例2的基础上，所述摆动组件4包括摆动舵机41，所述摆动舵机41的输出轴端部向下与中心轴线沿竖直方向延伸的摆动转轴进行同轴固定连接；

所述摆动转轴为中间两根机械臂21之间的铰接轴；

所述摆动舵机41固定设置在中间两根机械臂21的上部；

所述摆动转轴的底端与俯仰组件5相连。

摆动转轴就是实施例1中所述的竖直方向的转轴，当摆动舵机41启动时，带动摆动转轴转动，摆动转轴带动俯仰组件5、夹爪组件3进行绕摆动转轴的摆动运动。

实施例4：

在实施例3的基础上，所述俯仰组件5包括俯仰舵机51，所述俯仰舵机51通过舵机固定板52与摆动转轴的底端固定相连；所述俯仰舵机51的输出轴与中心轴线沿水平方向延伸的俯仰转轴53进行同轴固定连接；所述俯仰转轴53的端部与基板31固定连接；

所述俯仰转轴53中心轴线的延伸方向与两个夹爪32的夹紧方向一致。

实施例5：

在实施例1的基础上，如图2-5所示，所述驱动组件包括夹紧电机33以及两个对称设置且进行齿轮啮合连接的夹紧齿轮34；所述夹紧齿轮34的中心轴与基板31进行转动连接；

所述夹紧电机33固定设置在基板31的上部，所述夹紧电机33的转轴向下与其中一个夹紧齿轮34进行同轴固定连接；

所述夹紧齿轮34的外端面上设置有沿径向延伸的齿轮杆341；

所述齿轮杆341的端部与V型连杆35的一端进行铰接连接，所述V型连杆35的另一端与相应的夹爪32相连；

所述V型连杆35的中部与辅助杆36的一端进行铰接连接，所述辅助杆36的另一端与基板31进行铰接连接；

一个夹紧齿轮34上连接的齿轮杆341、V型连杆35、辅助杆36与另一个夹紧齿轮34上连接的齿轮杆341、V型连杆35、辅助杆36对称设置。

优选的，所述夹紧齿轮34与基板31的转动连接点、该夹紧齿轮34上齿轮杆341与V型连杆35的铰接连接点、该V型连杆35与辅助杆36的铰接连接点、该辅助杆36与基板31的铰接连接点顺次连接组成平行四边形。

夹紧电机33启动带动其中一个夹紧齿轮34转动，两个夹紧齿轮34之间的啮合连接使两个夹紧齿轮34进行方向相反的转动；如图5所示，当夹紧电机33启动使左侧的夹紧齿轮34顺时针转动、右侧的夹紧齿轮34逆时针转动时，左侧夹紧齿轮34上的齿轮杆341绕左侧夹紧齿轮34的转动轴进行顺时针转动，从而使该侧的辅助杆36绕辅助杆36与基板31的铰接轴进行顺时针转动，从而拽动左侧V型连杆35以及其上的夹爪32向右运动；同时，右侧夹紧齿轮34上的齿轮杆341绕右侧夹紧齿轮34的转动轴进行逆时针转动，从而使该侧的辅助杆36绕辅助杆36与基板31的铰接轴进行逆时针转动，从而拽动右侧V型连杆35以及其上的夹爪32向左运动，从而实现两个夹爪32的同步相向运动，以便夹紧蔬菜盆栽。同理，当夹紧电机33反向启动时，就能实现两个夹爪32的同步背向运动，以便松开蔬菜盆栽。

本发明蔬菜盆栽苗搬运机器人通过连杆机械臂组件2使夹爪组件3进行平面运动，从而使夹爪组件2具有两个自由度；摆动组件4使夹爪组件3绕竖直方向的转轴进行摆动，从而使夹爪组件3具有了第三个自由度；俯仰组件5使夹爪组件3绕水平方向的转轴进行俯仰调节，从而使夹爪组件3具有了第四个自由度；升降组件6使连杆机械臂组件2、夹爪组件3进行竖直方向的升降运动，从而使夹爪组件3具有了第五个自由度；因此本申请机器人共有五个自由度，能够满足夹爪组件3摆动、俯仰、平面内的平移、竖直方向的升降等多方位执行的需要，同时夹爪组件3的设置，能够实现对蔬菜盆栽的夹紧抓取以及松开，因此本申请机器人能够代替人工实现蔬菜盆栽的搬运，降低劳动强度，而多个自由度的设置能够提高搬运蔬菜盆栽的效率及精准度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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