CN108325781B - 一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人 - Google Patents
一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，包括主体、移动轮、壳体、储料箱、升降机构和涂白机构，升降机构包括第一电机、圆柱齿轮、齿条、连接杆、定位杆、套管和伸缩架，涂白机构包括移动组件、涂料组件和送料组件。该基于物联网的用于树木涂白的智能机器人中，通过升降机构，可以对不同高度的树木进行涂白，并且使得涂白高度保持一致，提高人们的视觉感，通过涂白机构，可以对树木的周身进行快速、均匀、定量的涂料，与现有的通过人为涂白树杆相比，使得树木周身涂白均匀，涂白高度一致，节约涂白原料，而且避免了涂白过程中涂料飞溅到眼部及嘴部的情况发生，涂白更加安全健康，提高了机器人的实用性和功能性。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，特别涉及一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
现有的树木涂白几乎都是通过人工涂白，人工涂白存在涂白不均匀、浪费涂料、涂白高度不均匀等现象，而且涂白过程中存在涂料飞溅到眼部及嘴部的情况，容易对人们的身体健康造成影响，然而现有的机器人中少有用于树木涂白的机器人，降低了机器人的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，包括主体、移动轮、壳体、储料箱、升降机构和涂白机构，所述移动轮设置在主体的下方，所述壳体设置在主体的上方，所述储料箱设置在主体的一侧，所述升降机构设置在主体的内部；
所述升降机构包括第一电机、圆柱齿轮、齿条、连接杆、定位杆、套管和伸缩架，所述第一电机水平设置在主体的内部，所述第一电机与圆柱齿轮传动连接，所述齿条水平设置，所述齿条有两个，两个齿条分别设置在圆柱齿轮的上下两侧，所述圆柱齿轮与齿条啮合，所述定位杆水平设置在主体的内部，所述套管有两个，两个套管分别套设在定位杆的两端，所述套管与定位杆滑动连接，所述连接杆竖向设置，所述连接杆有两个，两个齿条分别通过两个连接杆与两个套管一一对应连接，所述伸缩架竖向设置，所述伸缩架的下侧的两端分别与两个套管铰接，所述伸缩架的上侧的两端均设置在壳体的内部；
所述涂白机构包括移动组件、涂料组件和送料组件，所述移动组件和涂料组件均设置在壳体的内部，所述送料组件设置在主体的内部；
所述涂料组件包括固定杆、开闭单元和喷涂单元，所述固定杆水平设置在移动组件的上方，所述开闭单元设置在固定杆上，所述喷涂单元设置在开闭单元上；
所述开闭单元包括气缸、套环、转动杆和导轨，所述导轨为半圆环形，所述导轨水平设置，所述导轨有两个，两个导轨分别设置在固定杆的一端的两侧，两个导轨关于固定杆对称，所述导轨的一端与固定杆铰接，所述气缸水平设置在固定杆上，所述套环套设在固定杆上，所述套环与固定杆滑动连接，所述气缸的气杆与套环连接，所述转动杆有两个，两个转动杆分别设置在固定杆的两侧，两个转动杆关于固定杆对称，所述转动杆的一端与套环铰接，所述转动杆的另一端与导轨的中部铰接；
所述喷涂单元包括滑动块、套筒、弹簧、连接块和喷嘴，所述滑动块设置在导轨上，所述滑动块与导轨滑动连接，所述套筒水平设置在两个导轨之间，所述套筒与滑动块连接，所述弹簧水平设置在套筒的内部，所述连接块设置在套筒的内部，所述连接块与套筒匹配，所述连接块与套筒滑动连接，所述套筒的内壁通过弹簧与连接块的一侧连接，所述连接块的另一侧与喷嘴连接，所述喷嘴设置在两个导轨之间，所述喷嘴朝向导轨的半圆环形的圆心；
所述送料组件包括第三电机、驱动轮、第一连杆、第二连杆、推板、出料室、进料口和出料口，所述出料室水平设置在主体的内部，所述进料口设置在出料室的上方，所述出料口设置在出料室的一侧，所述第三电机水平设置在主体的内部，所述驱动轮设置在出料室的远离出料口的一侧，所述第三电机与驱动轮传动连接，所述第一连杆的一端与驱动轮的远离圆心处铰接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与推板连接，所述第二连杆水平设置，所述推板竖向设置在出料室的内部，所述推板与出料室匹配，所述推板与出料室滑动连接。
作为优选，为了控制导轨移动并且起到收纳作用，所述移动组件包括第二电机、丝杆和移动块，所述第二电机水平设置在壳体的内部，所述丝杆水平设置，所述第二电机与丝杆传动连接，所述移动块套设在丝杆上，所述移动块与丝杆螺纹连接，所述固定杆的远离导轨的一端固定在移动块的上方。
作为优选，为了使移动块水平稳定的移动，所述壳体的内部设有滑动单元，所述滑动单元包括燕尾槽和固定块，所述燕尾槽水平设置在壳体的内部，所述固定块与燕尾槽匹配，所述固定块设置在燕尾槽的内部，所述固定块与燕尾槽滑动连接，所述固定块的上方与移动块的下方连接。
作为优选，为了将出料箱的涂料输送至喷嘴，所述主体的内部还设有连接管，所述储料箱通过连接管与进料口连通，所述出料口通过连接管与喷嘴连通。
作为优选，为了观察四周的环境状态，所述主体的远离出料箱的一侧设有摄像头。
作为优选，为了使第一电机精确稳定的工作，所述第一电机为伺服电机。
作为优选，为了利用太阳能发电，提高续航能力，所述壳体的上方设有太阳能电池板。
作为优选，为了检测导轨的所在位置，所述壳体的内部设有距离传感器。
作为优选，为了通过PLC控制机器人，所述主体的内部设有PLC，所述升降机构和涂白机构均与PLC电连接。
作为优选，为了进行信号传输，从而远程控制机器人，所述主体的内部设有天线。
本发明的有益效果是，该基于物联网的用于树木涂白的智能机器人中，通过升降机构，可以对不同高度的树木进行涂白，并且使得涂白高度保持一致，提高人们的视觉感，通过涂白机构，可以对树木的周身进行快速、均匀、定量的涂料，与现有的通过人为涂白树杆相比，使得树木周身涂白均匀，涂白高度一致，节约涂白原料，而且避免了涂白过程中涂料飞溅到眼部及嘴部的情况发生，涂白更加安全健康，降低了人们的工作强度，提高了机器人的实用性和功能性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人的升降机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人的移动组件的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人的涂料组件的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人的送料组件的结构示意图；
图中：1.主体，2.移动轮，3.壳体，4.储料箱，5.第一电机，6.圆柱齿轮，7.齿条，8.连接杆，9.套管，10.伸缩架，11.第二电机，12.丝杆，13.移动块，14.固定杆，15.导轨，16.气缸，17.套环，18.转动杆，19.滑动块，20.套筒，21.弹簧，22.连接块，23.喷嘴，24.第三电机，25.驱动轮，26.第一连杆，27.第二连杆，28.推板，29.出料室，30.进料口，31.出料口，32.连接管，33.定位杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，包括主体1、移动轮2、壳体3、储料箱4、升降机构和涂白机构，所述移动轮2设置在主体1的下方，所述壳体3设置在主体1的上方，所述储料箱4设置在主体1的一侧，所述升降机构设置在主体1的内部；
通过升降机构，可以对不同高度的树木进行涂白，并且使得涂白高度保持一致，提高人们的视觉感，通过涂白机构，可以对树木的周身进行快速、均匀、定量的涂料，与现有的通过人为涂白树杆相比，使得树木周身涂白均匀，涂白高度一致，节约涂白原料，而且避免了涂白过程中涂料飞溅到眼部及嘴部的情况发生，涂白更加安全健康，降低了人们的工作强度，提高了机器人的实用性和功能性。
如图2所示，所述升降机构包括第一电机5、圆柱齿轮6、齿条7、连接杆8、定位杆33、套管9和伸缩架10，所述第一电机5水平设置在主体1的内部，所述第一电机5与圆柱齿轮6传动连接，所述齿条7水平设置，所述齿条7有两个，两个齿条7分别设置在圆柱齿轮6的上下两侧，所述圆柱齿轮6与齿条7啮合，所述定位杆33水平设置在主体1的内部，所述套管9有两个，两个套管9分别套设在定位杆33的两端，所述套管9与定位杆33滑动连接，所述连接杆8竖向设置，所述连接杆8有两个，两个齿条7分别通过两个连接杆8与两个套管9一一对应连接，所述伸缩架10竖向设置，所述伸缩架10的下侧的两端分别与两个套管9铰接，所述伸缩架10的上侧的两端均设置在壳体3的内部；
当需要对不同高度的树木进行涂白时，通过遥控器发射信号给PLC，PLC控制第一电机5启动，圆柱齿轮6随之转动，圆柱齿轮6带动齿条7移动，齿条7带动套管9在定位杆33上移动，当两个套管9相互靠近时，伸缩架10下侧的两端相互靠近，使得伸缩架10升高，从而带动喷嘴23上移，通过距离传感器可以检测到喷嘴23的所处高度，从而使得树木的涂白高度保持一致，提高人们的视觉感。
所述涂白机构包括移动组件、涂料组件和送料组件，所述移动组件和涂料组件均设置在壳体3的内部，所述送料组件设置在主体1的内部；
如图4所示，所述涂料组件包括固定杆14、开闭单元和喷涂单元，所述固定杆14水平设置在移动组件的上方，所述开闭单元设置在固定杆14上，所述喷涂单元设置在开闭单元上；
所述开闭单元包括气缸16、套环17、转动杆18和导轨15，所述导轨15为半圆环形，所述导轨15水平设置，所述导轨15有两个，两个导轨15分别设置在固定杆14的一端的两侧，两个导轨15关于固定杆14对称，所述导轨15的一端与固定杆14铰接，所述气缸16水平设置在固定杆14上，所述套环17套设在固定杆14上，所述套环17与固定杆14滑动连接，所述气缸16的气杆与套环17连接，所述转动杆18有两个，两个转动杆18分别设置在固定杆14的两侧，两个转动杆18关于固定杆14对称，所述转动杆18的一端与套环17铰接，所述转动杆18的另一端与导轨15的中部铰接；
所述喷涂单元包括滑动块19、套筒20、弹簧21、连接块22和喷嘴23，所述滑动块19设置在导轨15上，所述滑动块19与导轨15滑动连接，所述套筒20水平设置在两个导轨15之间，所述套筒20与滑动块19连接，所述弹簧21水平设置在套筒20的内部，所述连接块22设置在套筒20的内部，所述连接块22与套筒20匹配，所述连接块22与套筒20滑动连接，所述套筒20的内壁通过弹簧21与连接块22的一侧连接，所述连接块22的另一侧与喷嘴23连接，所述喷嘴23设置在两个导轨15之间，所述喷嘴23朝向导轨15的半圆环形的圆心；
当需要对树木进行均匀的涂白时，首先通过PLC控制气缸16启动，气缸16的气杆收缩，带动套环17向左移动，套环17带动转动杆18移动，转动杆18带动导轨15绕着铰接处旋转，使得两个导轨15分开，此时，通过控制器人靠近树木，使得树杆位于两个导轨15之间，紧接着，通过PLC控制气缸16的气杆带动套环17向右移动，最终使得分开的两个导轨15闭合，形成一个圆环，而树杆位于圆环的圆心处，此时，控制滑动块19在导轨15上滑动，实际上，滑动块19的内部设有移动装置，移动装置包括滑轮和驱动电机，通过PLC控制驱动电机启动，带动滑轮在导轨15上移动，从而使得滑动块19在导轨15上移动，通过滑动块19带动套筒20移动，套筒20带动喷嘴23移动，通过弹簧21的伸缩，使得喷嘴23始终与树干贴合，进行均匀的涂白。
如图5所示，所述送料组件包括第三电机24、驱动轮25、第一连杆26、第二连杆27、推板28、出料室29、进料口30和出料口31，所述出料室29水平设置在主体1的内部，所述进料口30设置在出料室29的上方，所述出料口31设置在出料室29的一侧，所述第三电机24水平设置在主体1的内部，所述驱动轮25设置在出料室29的远离出料口31的一侧，所述第三电机24与驱动轮25传动连接，所述第一连杆26的一端与驱动轮25的远离圆心处铰接，所述第一连杆26的另一端与第二连杆27的一端铰接，所述第二连杆27的另一端与推板28连接，所述第二连杆27水平设置，所述推板28竖向设置在出料室29的内部，所述推板28与出料室29匹配，所述推板28与出料室29滑动连接。
当需要对树木进行定量涂白时，通过PLC控制第三电机24启动，驱动轮25随之转动，驱动轮25带动第一连杆26转动，第一连杆26带动第二连杆27水平移动，当第二连杆27向右移动时，推板28将出料室29中的涂料从出料口31挤出，通过连接管32输送至喷嘴23中，实现了定量的涂白，节约了涂白原料，降低了树木涂白的成本，推板28向左移动时，涂白原料从储料箱4流入出料室29中，等待下一次涂白的使用。
如图3所示，所述移动组件包括第二电机11、丝杆12和移动块13，所述第二电机11水平设置在壳体3的内部，所述丝杆12水平设置，所述第二电机11与丝杆12传动连接，所述移动块13套设在丝杆12上，所述移动块13与丝杆12螺纹连接，所述固定杆14的远离导轨15的一端固定在移动块13的上方。
当需要对喷嘴23、导轨15进行收纳时，通过PLC控制第二电机11启动，第二电机11带动丝杆12转动，丝杆12带动移动块13向左移动，移动块13通过固定杆14带动，从而带动导轨15及喷嘴23收回壳体3的内部，起到收纳保护的作用，防止长期暴露在外导致导轨15腐蚀，对喷涂工作造成影响。
作为优选，为了使移动块13水平稳定的移动，所述壳体3的内部设有滑动单元，所述滑动单元包括燕尾槽和固定块，所述燕尾槽水平设置在壳体3的内部，所述固定块与燕尾槽匹配，所述固定块设置在燕尾槽的内部，所述固定块与燕尾槽滑动连接，所述固定块的上方与移动块13的下方连接。
作为优选，为了将出料箱的涂料输送至喷嘴23，所述主体1的内部还设有连接管32，所述储料箱4通过连接管32与进料口30连通，所述出料口31通过连接管32与喷嘴23连通。
作为优选，为了观察四周的环境状态，所述主体1的远离出料箱的一侧设有摄像头。
作为优选，为了使第一电机5精确稳定的工作，所述第一电机5为伺服电机。
作为优选，为了利用太阳能发电，提高续航能力，所述壳体3的上方设有太阳能电池板。
作为优选，为了检测导轨15的所在位置，所述壳体3的内部设有距离传感器。
作为优选，为了通过PLC控制机器人，所述主体1的内部设有PLC，所述升降机构和涂白机构均与PLC电连接。
作为优选，为了进行信号传输，从而远程控制机器人，所述主体1的内部设有天线。
通过升降机构，可以对不同高度的树木进行涂白，并且使得涂白高度保持一致，提高人们的视觉感，通过涂料组件，可以快速均匀的将树干周身进行均匀的涂白，通过送料组件，可以对树木进行定量涂料，防止涂白原料喷涂过多，节约了涂白原料，降低了树木涂白的成本，通过移动组件，可以将导轨15及喷嘴23收回壳体3的内部，起到收纳保护的作用，与现有的通过人为涂白树杆相比，使得树木周身涂白均匀，涂白高度一致，节约涂白原料，而且避免了涂白过程中涂料飞溅到眼部及嘴部的情况发生，涂白更加安全健康，降低了人们的工作强度。
与现有技术相比，该基于物联网的用于树木涂白的智能机器人中，通过升降机构，可以对不同高度的树木进行涂白，并且使得涂白高度保持一致，提高人们的视觉感，通过涂白机构，可以对树木的周身进行快速、均匀、定量的涂料，与现有的通过人为涂白树杆相比，使得树木周身涂白均匀，涂白高度一致，节约涂白原料，而且避免了涂白过程中涂料飞溅到眼部及嘴部的情况发生，涂白更加安全健康，降低了人们的工作强度，提高了机器人的实用性和功能性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，包括主体(1)、移动轮(2)、壳体(3)、储料箱(4)、升降机构和涂白机构，所述移动轮(2)设置在主体(1)的下方，所述壳体(3)设置在主体(1)的上方，所述储料箱(4)设置在主体(1)的一侧，所述升降机构设置在主体(1)的内部；其特征在于，所述升降机构包括第一电机(5)、圆柱齿轮(6)、齿条(7)、连接杆(8)、定位杆(33)、套管(9)和伸缩架(10)，所述第一电机(5)水平设置在主体(1)的内部，所述第一电机(5)与圆柱齿轮(6)传动连接，所述齿条(7)水平设置，所述齿条(7)有两个，两个齿条(7)分别设置在圆柱齿轮(6)的上下两侧，所述圆柱齿轮(6)与齿条(7)啮合，所述定位杆(33)水平设置在主体(1)的内部，所述套管(9)有两个，两个套管(9)分别套设在定位杆(33)的两端，所述套管(9)与定位杆(33)滑动连接，所述连接杆(8)竖向设置，所述连接杆(8)有两个，两个齿条(7)分别通过两个连接杆(8)与两个套管(9)一一对应连接，所述伸缩架(10)竖向设置，所述伸缩架(10)的下侧的两端分别与两个套管(9)铰接，所述伸缩架(10)的上侧的两端均设置在壳体(3)的内部；
所述涂白机构包括移动组件、涂料组件和送料组件，所述移动组件和涂料组件均设置在壳体(3)的内部，所述送料组件设置在主体(1)的内部；
所述涂料组件包括固定杆(14)、开闭单元和喷涂单元，所述固定杆(14)水平设置在移动组件的上方，所述开闭单元设置在固定杆(14)上，所述喷涂单元设置在开闭单元上；
所述开闭单元包括气缸(16)、套环(17)、转动杆(18)和导轨(15)，所述导轨(15)为半圆环形，所述导轨(15)水平设置，所述导轨(15)有两个，两个导轨(15)分别设置在固定杆(14)的一端的两侧，两个导轨(15)关于固定杆(14)对称，所述导轨(15)的一端与固定杆(14)铰接，所述气缸(16)水平设置在固定杆(14)上，所述套环(17)套设在固定杆(14)上，所述套环(17)与固定杆(14)滑动连接，所述气缸(16)的气杆与套环(17)连接，所述转动杆(18)有两个，两个转动杆(18)分别设置在固定杆(14)的两侧，两个转动杆(18)关于固定杆(14)对称，所述转动杆(18)的一端与套环(17)铰接，所述转动杆(18)的另一端与导轨(15)的中部铰接；
所述喷涂单元包括滑动块(19)、套筒(20)、弹簧(21)、连接块(22)和喷嘴(23)，所述滑动块(19)设置在导轨(15)上，所述滑动块(19)与导轨(15)滑动连接，所述套筒(20)水平设置在两个导轨(15)之间，所述套筒(20)与滑动块(19)连接，所述弹簧(21)水平设置在套筒(20)的内部，所述连接块(22)设置在套筒(20)的内部，所述连接块(22)与套筒(20)匹配，所述连接块(22)与套筒(20)滑动连接，所述套筒(20)的内壁通过弹簧(21)与连接块(22)的一侧连接，所述连接块(22)的另一侧与喷嘴(23)连接，所述喷嘴(23)设置在两个导轨(15)之间，所述喷嘴(23)朝向导轨(15)的半圆环形的圆心；
所述送料组件包括第三电机(24)、驱动轮(25)、第一连杆(26)、第二连杆(27)、推板(28)、出料室(29)、进料口(30)和出料口(31)，所述出料室(29)水平设置在主体(1)的内部，所述进料口(30)设置在出料室(29)的上方，所述出料口(31)设置在出料室(29)的一侧，所述第三电机(24)水平设置在主体(1)的内部，所述驱动轮(25)设置在出料室(29)的远离出料口(31)的一侧，所述第三电机(24)与驱动轮(25)传动连接，所述第一连杆(26)的一端与驱动轮(25)的远离圆心处铰接，所述第一连杆(26)的另一端与第二连杆(27)的一端铰接，所述第二连杆(27)的另一端与推板(28)连接，所述第二连杆(27)水平设置，所述推板(28)竖向设置在出料室(29)的内部，所述推板(28)与出料室(29)匹配，所述推板(28)与出料室(29)滑动连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述移动组件包括第二电机(11)、丝杆(12)和移动块(13)，所述第二电机(11)水平设置在壳体(3)的内部，所述丝杆(12)水平设置，所述第二电机(11)与丝杆(12)传动连接，所述移动块(13)套设在丝杆(12)上，所述移动块(13)与丝杆(12)螺纹连接，所述固定杆(14)的远离导轨(15)的一端固定在移动块(13)的上方。
3.如权利要求2所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述壳体(3)的内部设有滑动单元，所述滑动单元包括燕尾槽和固定块，所述燕尾槽水平设置在壳体(3)的内部，所述固定块与燕尾槽匹配，所述固定块设置在燕尾槽的内部，所述固定块与燕尾槽滑动连接，所述固定块的上方与移动块(13)的下方连接。
4.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述主体(1)的内部还设有连接管(32)，所述储料箱(4)通过连接管(32)与进料口(30)连通，所述出料口(31)通过连接管(32)与喷嘴(23)连通。
5.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述主体(1)的远离出料箱的一侧设有摄像头。
6.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述第一电机(5)为伺服电机。
7.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述壳体(3)的上方设有太阳能电池板。
8.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述壳体(3)的内部设有距离传感器。
9.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述主体(1)的内部设有PLC，所述升降机构和涂白机构均与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的基于物联网的用于树木涂白的智能机器人，其特征在于，所述主体(1)的内部设有天线。
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