CN106489409A - 一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构 - Google Patents

一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水田七采摘领域，具体的说是一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，包括主架、行走装置、支撑装置和平衡传感器；所述的行走装置位于主架下部，所述的支撑装置安装在主架外围，所述的平衡传感器位于主架上方；所述的主架包括八个行走单元，所述的行走单元包括圆弧形铲土板、转动杆、一号铲土气缸和二号铲土气缸；所述的支撑装置均匀安装有三个支撑单元，所述支撑单元包括一号支撑气缸和二号支撑气缸；所述的主架上方安装有平衡传感器。本发明可实现对水田七的自动挖取，自动化程度高，避免了人手挖取水田七费时费力的缺陷，极大的提高了工作效率。

Description

一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构
技术领域
本发明涉及水田七采摘领域，具体的说是一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构。
背景技术
水田七:别名水三七、土三七等，水田七为多年生草本，高约25厘米。地下有肥大块茎，长圆形，长2-4厘米，直径约1.5厘米，白色，常弯曲横生土中，具多数须根。叶基生，叶片椭圆状披针形，长 10-20厘米，宽3-5厘米，先端渐尖，基部下延稍抱茎，全缘，上面叶脉下凹，于背面凸起，两面无毛。夏末秋初从叶丛中抽出花葶，顶端生花10余朵，形成伞形花序，总苞片4枚，外面2枚较大，花两性，整齐，花梗长1-1.5厘米，苞片线形，花被钟状，外面淡绿色，内面淡紫色，裂片6，二轮，外轮3片较窄长，内轮3片较短宽，雄蕊6，与裂片对生，花丝上部呈倒生的袋状，花药淡紫色，生于袋内，子房下位，1室，胚珠多数，花柱短，柱头3枚。蒴果近倒卵形，直 径6-8毫米，无宿存花被片，种子多数。
水田七主治：清热解毒；止咳祛痰；理气止产能；散瘀止血。主感冒发热；痰热咳嗽；百日咳；脘腹胀痛；泻痢腹痛；消化不良；小儿疳积；肝炎；咽喉肿痛；牙痛；痄腮；瘰疬；疮肿；烫、烧伤；带状疱疹；跌打损伤；外伤出血。
来源：为蒟蒻薯科（蛛丝草科、箭根薯科）裂果薯属植物裂果薯,目前水田七都是用其根部下端的肥大块茎入药。
而现有技术中，还未存在专门用于挖取水田七的设备，目前挖取水田七主要采用人工操作，再晒干备用，这样费时费力，极大的降低了工作效率，且水田七本身具有毒性，服15-30克后30-60分钟即出现中毒症状，表现为恶心，呕吐，腹痛，腹泻等，部分人服用3天后谷丙转氨酶明显升高；因而当人常常手工挖取水田七，则也可能会对人的身体产生不良影响。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，其能够弥补现有技术在水田七自动化挖取方面的空白。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，包括主架、行走装置、支撑装置和平衡传感器；所述的行走装置位于主架下部，所述的支撑装置安装在主架外围，所述的平衡传感器位于主架上方。
所述的主架整体为正八边形结构，所述的行走装置包括八个沿主架中心轴线均匀布置的行走单元，所述的行走单元包括圆弧形铲土板、转动杆、一号铲土气缸和二号铲土气缸；所述的八个圆弧形铲土板组成一个完整的半球；所述的转动杆一端与主架的八个侧面相铰接，转动杆另一端与铲土板内侧中部相铰接，铲土板能够绕转动杆转动，转动杆能够绕主架侧面转动；所述的一号铲土气缸一端与转动杆中部相铰接，一号铲土气缸另一端与铲土板内侧上部相铰接，一号铲土气缸伸缩带动铲土板绕转动杆转动；所述的二号铲土气缸一端与所述的主架下端面相铰接，二号铲土气缸另一端与转动杆下部相铰接，二号铲土气缸伸缩带动转动杆绕主架转动，所述的铲土板为合金钢材质，铲土板的作用是行走及铲土，以推动该水田七采摘机器人行走以及挖取水田七，同时，由于铲土板合金钢的材质，铲土板的铲土作用效果明显；工作时，二号铲土气缸伸出使得转动杆转动，使得八个铲土板敞开，且一号铲土气缸伸缩使得铲土板与地面近似垂直，接着，通过一号铲土气缸与二号铲土气缸的伸缩作用，带动位于该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元运动，此时该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元不动，在该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元的协调运动下，该水田七采摘机器人前后运动；当该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元运动不动，而该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元协调运动时，该水田七采摘机器人左右运动；当该水田七采摘机器人的四对行走单元均协调运动时，即实现该水田七采摘机器人的直行和转弯。当发现水田七后，支撑装置支撑该水田七采摘机器人固定在水田七上方，接着，通过一号铲土气缸与二号铲土气缸的伸缩作用，使得转动杆转动，带动铲土板相互靠拢，且铲土板在相互靠拢的过程中，各铲土板插入土壤中挖取水田七，当八个铲土板合拢成一个半球形时，携带土壤的水田七被挖取且位于八个铲土板组成的半球内。
所述的支撑装置沿主架中心轴线均匀安装有三个支撑单元，所述的支撑单元包括一号支撑气缸和二号支撑气缸，所述的一号支撑气缸顶部均与主架侧面相铰接，一号支撑气缸可绕主架侧面转动，所述的一号支撑气缸底部固连有球形支撑脚，球形支撑脚接触地面以支撑该水田七采摘机器人，所述的二号支撑气缸一端与主架下端面相铰接，二号支撑气缸另一端与一号支撑气缸顶部相铰接；初始状态下，一号支撑气缸处于收缩状态，当准备挖去水田七时，二号支撑气缸伸出带动一号支撑气缸绕主架侧面转动，三个一号支撑气缸转动到行走装置外侧，且三个一号支撑气缸伸出以支撑起该水田七采摘机器人。
所述的主架上方安装有平衡传感器，用于控制该水田七采摘机器人处于水平状态。
本发明提供了一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，其利用八个铲土板之间的转动以实现打开与合拢，在八个铲土板打开后，可实现该水田七采摘机器人的行走，当八个铲土板合拢的过程中，可实现该水田七采摘机器人对水田七的挖取，自动化程度高，避免了人手挖取水田七费时费力的缺陷，极大的提高了工作效率，具有一定的创新性与实用性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明行走过程中的结构示意图；
图2是本发明铲土过程中的结构示意图；
图3是本发明行走装置的结构示意图；
图4是本发明行走单元的结构示意图；
图5是本发明去除行走装置后的结构示意图；
图6是本发明支撑装置的示意图；
图中：主架1、行走装置2、支撑装置3、平衡传感器4、行走单元21、铲土板211、转动杆212、一号铲土气缸213、二号铲土气缸214、支撑单元31、一号支撑气缸311、二号支撑气缸312、球形支撑脚313。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1和图2所示，本发明所述的一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，包括主架1、行走装置2、支撑装置3和平衡传感器4；所述的行走装置2位于主架1下部，所述的支撑装置3安装在主架1外围，所述的平衡传感器4位于主架1上方。
如图1、图2、图3和图4所示，所述的主架1整体为正八边形结构，所述的行走装置2包括八个沿主架1中心轴线均匀布置的行走单元21，所述的行走单元21包括圆弧形铲土板211、转动杆212、一号铲土气缸213和二号铲土气缸214；所述的八个圆弧形铲土板211组成一个完整的半球；所述的转动杆212一端与主架1的八个侧面相铰接，转动杆212另一端与铲土板211内侧中部相铰接，铲土板211能够绕转动杆212转动，转动杆212能够绕主架1侧面转动；所述的一号铲土气缸213一端与转动杆212中部相铰接，一号铲土气缸213另一端与铲土板211内侧上部相铰接，一号铲土气缸213伸缩带动铲土板211绕转动杆212转动；所述的二号铲土气缸214一端与所述的主架1下端面相铰接，二号铲土气缸214另一端与转动杆212下部相铰接，二号铲土气缸214伸缩带动转动杆212绕主架1转动，所述的铲土板211为合金钢材质，铲土板211的作用是行走及铲土，以推动该水田七采摘机器人行走以及挖取水田七，同时，由于铲土板211合金钢的材质，铲土板211的铲土作用效果明显；工作时，二号铲土气缸214伸出使得转动杆212转动，使得八个铲土板211敞开，且一号铲土气缸213伸缩使得铲土板211与地面近似垂直（如图1），接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，带动位于该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动，此时该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21不动，在该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21的协调运动下，该水田七采摘机器人前后运动；当该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动不动，而该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21协调运动时，该水田七采摘机器人左右运动；当该水田七采摘机器人的四对行走单元21均协调运动时，即实现该水田七采摘机器人的直行和转弯。当发现水田七后，支撑装置3支撑该水田七采摘机器人固定在水田七上方，接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，使得转动杆212转动，带动铲土板211相互靠拢，且铲土板211在相互靠拢的过程中，各铲土板211插入土壤中挖取水田七，当八个铲土板211合拢成一个半球形时，携带土壤的水田七被挖取且位于八个铲土板211组成的半球内。
如图1、图2、图5和图6所示，所述的支撑装置3沿主架1中心轴线均匀安装有三个支撑单元31，所述的支撑单元31包括一号支撑气缸311和二号支撑气缸312，所述的一号支撑气缸311顶部均与主架1侧面相铰接，一号支撑气缸311可绕主架1侧面转动，所述的一号支撑气缸311底部固连有球形支撑脚313，球形支撑脚313接触地面以支撑该水田七采摘机器人，所述的二号支撑气缸312一端与主架1下端面相铰接，二号支撑气缸312另一端与一号支撑气缸311顶部相铰接；初始状态下，一号支撑气缸311处于收缩状态，当准备挖去水田七时，二号支撑气缸312伸出带动一号支撑气缸311绕主架1侧面转动，三个一号支撑气缸311转动到行走装置2外侧，且三个一号支撑气缸311伸出以支撑起该水田七采摘机器人。
如图1和图2所示，所述的主架1上方安装有平衡传感器4，用于控制该水田七采摘机器人处于水平状态。
工作时，二号铲土气缸214伸出使得转动杆212转动，使得八个铲土板211敞开，且一号铲土气缸213伸缩使得铲土板211与地面近似垂直（如图1），接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，带动位于该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动，此时该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21不动，在该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21的协调运动下，该水田七采摘机器人前后运动；当该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动不动，而该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21协调运动时，该水田七采摘机器人左右运动；当该水田七采摘机器人的四对行走单元21均协调运动时，即实现该水田七采摘机器人的直行和转弯，其中，平衡传感器4用于控制该水田七采摘机器人处于水平状态；
当发现水田七后，支撑装置3工作，初始状态下，一号支撑气缸311处于收缩状态，当发现并准备挖去水田七时，二号支撑气缸312伸出带动一号支撑气缸311绕主架1侧面转动，三个一号支撑气缸311转动到行走装置2外侧，且三个一号支撑气缸311伸出以支撑起该水田七采摘机器人固定在水田七上。
接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，使得转动杆212转动，带动铲土板211相互靠拢，且铲土板211在相互靠拢的过程中，各铲土板211插入土壤中挖取水田七，当八个铲土板211合拢成一个半球形时，携带土壤的水田七被挖取且位于八个铲土板211组成的半球内。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，其特征在于：包括主架(1)、行走装置(2)、支撑装置(3)和平衡传感器(4)；所述的行走装置(2)位于主架(1)下部，所述的支撑装置(3)安装在主架(1)外围，所述的平衡传感器(4)位于主架(1)上方，其中：
所述的主架(1)整体为正八边形结构，所述的行走装置(2)包括八个沿主架(1)中心轴线均匀布置的行走单元(21)，所述的行走单元(21)包括圆弧形铲土板(211)、转动杆(212)、一号铲土气缸(213)和二号铲土气缸(214)；所述的八个圆弧形铲土板(211)组成一个完整的半球；所述的转动杆(212)一端与主架(1)的八个侧面相铰接，转动杆(212)另一端与铲土板(211)内侧中部相铰接；所述的一号铲土气缸(213)一端与转动杆(212)中部相铰接，一号铲土气缸(213)另一端与铲土板(211)内侧上部相铰接；所述的二号铲土气缸(214)一端与所述的主架(1)下端面相铰接，二号铲土气缸(214)另一端与转动杆(212)下部相铰接。
2.根据权利要求1所述的一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，其特征在于：所述的支撑装置(3)沿主架(1)中心轴线均匀安装有三个支撑单元(31)，所述的支撑单元(31)包括一号支撑气缸(311)和二号支撑气缸(312)，所述的一号支撑气缸(311)顶部均与主架(1)侧面相铰接，所述的一号支撑气缸(311)底部固连有球形支撑脚(313)，所述的二号支撑气缸(312)一端与主架(1)下端面相铰接，二号支撑气缸(312)另一端与一号支撑气缸(311)顶部相铰接。
3.根据权利要求1所述的一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，其特征在于：所述的主架(1)上方安装有平衡传感器(4)。
4.根据权利要求1所述的一种小型水田七采摘机器人的行走铲土机构，其特征在于：所述的铲土板(211)为合金钢材质。
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