[发明专利]一种多用途硬茎植物扦插作业末端执行器

说明书

本发明提出了一种多用途硬茎植物扦插末端执行器，包括动平台、推杆气缸、推杆、推杆连接块、剪切气缸、气动剪切器、夹持气缸、气动夹持器、轴承连接块、关节球轴承和限位螺钉；该装置可安装在与其相配套机器人上。在扦插作业中要求完成剪切、夹取、插土这三个动作。通过图像识别反馈技术，首先通过图像识别技术得到条状苗的位置，然后根据图像识别的结果，在末端执行器上完成剪切、夹取和插土三个动作。一个工作周期过程中，该末端执行器不仅要完成插土这一个动作，还完成对硬茎植物扦插部位的夹取以及剪切，从而实现末端执行器的多用途化，能够满足多种硬茎植物扦插需求，实现自动化剪、插的作业过程，以提高扦插作业的质量和扦插劳动生产效率。

技术领域

本发明属于设施农业中自动化移栽研究领域，具体涉及一种多用途硬茎植物扦插末端执行器。

背景技术

目前花卉、蔬菜等一些植物有很多采用扦插的种植方式来培育。扦插也称插条，是一种常用的植物繁殖方法。可以剪取植物的茎、枝、根等，或插入土中、沙中，或浸泡在水中，等到生根后就可栽种。相对于其它的育苗方式植物扦插具有众多优势。扦插的一个最大的优势是能够大幅节约育苗成本，育苗周期短，可以实现苗在短时期内大量繁殖，快速成型。另外扦插属于无性繁殖，可以较好地保持母本的优良特性，植物的生长势和抗逆性比较强。但是我国目前的扦插育苗方式机械自动化程度较低主要以人工为主，其作业效率低，工作量大且生产效率低，从而生产成本变高，并且连续工作容易疲劳，扦插质量难以保证，不利于实现大面积作业，故无法满足集约化育苗生产的需求，严重制约了农业现代化水平。扦插机器人的出现为此问题的解决提供了新的途径，其中最核心的部件之一是扦插机器人的末端执行器，相当于人手，是实现待扦插部分夹取、姿态调整的关键，为此，设计一种能够可用于植物扦插作业的末端执行器实现扦插机器人的稳定、准确工作尤为重要，对于提高劳动生产率，降低劳动作业强度，促进扦插育苗的机械化现代化发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题的一种基于并联高速移栽机器人提供一种多用途硬茎植物扦插末端执行器。该扦插末端执行器安装在并联高速移栽机器人的动平台上，能够满足多种硬茎植物扦插需求，实现自动化剪、插的作业过程，以提高扦插作业的质量，提高扦插劳动生产效率。

本发明的技术方案是：一种多用途硬茎植物扦插作业末端执行器，包括动平台、推杆气缸、推杆、推杆连接块、剪切气缸、气动剪切器、夹持气缸、气动夹持器、轴承连接块、关节球轴承和限位螺钉；

所述动平台上方开有通孔，所述推杆气缸安装在动平台上面，且穿过所述通孔与下面的推杆的一端固定连接；

所述推杆连接块上表面与推杆的另一端固定连接，下表面与剪切气缸固定连接；剪切气缸推杆顶部与气动剪切器的顶端转动副连接，通过剪切气缸推杆伸缩控制气动剪切器执行端的开合；

所述关节球轴承的一端与动平台下面连接，所述限位螺钉穿过动平台的螺纹孔卡在关节球轴承的两侧限制关节球轴承左右移动；所述关节球轴承的另一端与轴承连接块上面转动副连接，所述夹持气缸与轴承连接块下面固定连接；所述夹持气缸推杆顶部与气动夹持器的顶端转动副连接，通过夹持气缸推杆伸缩控制气动夹持器执行端的开合。

上述方案中，所述剪切气缸推杆顶部开有长槽，且长槽上下开有通孔；所述气动剪切器的顶端安装在长槽内，且通过销钉穿过通孔与推杆形成转动副连接。

上述方案中，还包括若干气管接头，所述气管接头分别安装在推杆气缸、剪切气缸和夹持气缸的气口处。

上述方案中，所述气动剪切器的执行切割部位为两个截面为梯形的刀片。

上述方案中，所述动平台下面开有螺纹孔，所述关节球轴承的一端通过螺纹固定连接在动平台下面的螺纹孔内。

上述方案中，所述关节球轴承的另一端通过销钉与轴承连接块的上面转动连接。