[发明专利]一种利用光敏电阻测量栽植器夹持力的装置

说明书

一种利用光敏电阻测量栽植器夹持力的装置，设置在栽植器的第一夹持爪和第二夹持爪之间，装置包括外套筒和内套筒，第一夹持爪通过第一万向节与外套筒的一端转动连接，第二夹持爪通过第二万向节与内套筒的一端转动连接；外套筒朝向第二夹持爪的一端上开设有一个通孔，通孔内上下设置有光源阵列和遮光板，其中光源阵列由若干个沿外套筒的轴向并列设置的光纤光源组成，遮光板分成若干个与光纤光源一一对应的遮光区；内套筒滑动设置在外套筒内的一端上开设有一个透光孔，在内套筒内设置有一个光敏电阻。本发明提使用弹簧作为检测夹持力的受力器件，通过光源与光敏电阻的配合实现精确测量弹簧形变量，从而能够根据弹簧的力学特性精确计算出夹持力。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体的说是一种利用光敏电阻测量栽植器夹持力的装置。

背景技术

穴盘苗移栽自动取喂系统的核心是取苗机械手，其主要完成穴盘苗从穴盘中的取出及转移工作。取苗爪是构成取苗机械手的最小功能单元，每个取苗爪就如同人工移栽过程的取苗手，完成取苗和放苗的动作。通过对人工取苗的各个环节进行分析，将人手的各个动作由取苗器来代替完成，便可实现自动取苗。典型的人工取苗的环节为：对穴→取苗→持苗→转移→喂苗，对取苗爪的结构设计也提出了较高的要求，不仅要完成取苗动作，还要完成相应的穴盘苗投放工作。

目前，取苗方式根据取苗原理的不同，主要分为夹取式、真空气吸式、顶取式、扎取式。1.夹取式根据驱动方式不同分为机械驱动和气压驱动，根据夹片运动轨迹可分为钳夹式和平行夹。2.真空式取苗，有直接依靠穴盘苗的重力作用方式取苗，压缩空气产生负压取苗，气缸产生负压取苗，负压风机产生负压取苗方式等。3.顶取式取苗，有采用项杆或顶针进行取苗的方式；4.扎取式取苗，工作原理是取苗爪插入穴格夹持穴盘苗，后退实现苗与盘的分离，张开释放穴盘苗。此类取苗器在国内外取苗装备中较常见。

通过测得取苗爪扎入穴盘苗基质所需的力，了解适宜移栽期的穴盘苗的基质坚实度状况，根据扎入力的测试结果，为取苗机械手的设计和驱动元件的选择提供基础参考数据。但目前暂无可精确测量栽植器夹持力的方案。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种利用光敏电阻测量栽植器夹持力的装置，使用弹簧作为检测夹持力的受力器件，成本低廉，而且不易受环境影响，更换起来简单方便；通过光源与光敏电阻的配合实现精确测量弹簧形变量，从而能够根据弹簧的力学特性精确计算出夹持力。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种利用光敏电阻测量栽植器夹持力的装置，设置在栽植器的第一夹持爪的上端和第二夹持爪的上端之间，装置包括外套筒和内套筒，所述第一夹持爪通过第一万向节与外套筒的一端转动连接，所述第二夹持爪通过第二万向节与内套筒的一端转动连接，内套筒的另外一端滑动设置在外套筒内，第一万向节和第二万向节通过一个弹簧相连接；所述外套筒朝向第二夹持爪的一端上开设有一个通孔，通孔内上下设置有光源阵列和遮光板，其中光源阵列由若干个沿外套筒的轴向并列设置的光纤光源组成，遮光板分成若干个与光纤光源一一对应的遮光区，若干个遮光区的透光率各不相同；所述内套筒滑动设置在外套筒内的一端上开设有一个透光孔，在内套筒内设置有一个光敏电阻，光敏电阻还电连接有一个控制器，所述光纤光源发出的光依次通过遮光板和透光孔后照射到光敏电阻上，由控制器采集光敏电阻上的电流值。

在从第一夹持爪到第二夹持爪的方向上，若干个所述遮光区的透光率逐渐降低。

若干个所述光纤光源均与一个发光器相连接，发光器设置在所述外套筒上。

所述控制器固定设置在内套筒上，内套筒的靠近第二夹持爪的部分开设有一个布线孔，用于电连接控制器与光敏电阻的导线从布线孔中穿过。

所述内套筒的外壁上对称设置有两个滑条，所述外套筒的内壁上开设有两个与滑条一一对应的滑槽。