CN108476766A - 一种用于竹子枝叶修剪的机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于机器人技术领域的用于竹子枝叶修剪的机器人，所述的用于竹子枝叶修剪的机器人包括机器人管体a、动力装置b、工作装置(圆盘锯)c、行走装置d、控制装置e五个部分，管体组件Ⅰa‑1一端和管体组件Ⅱa‑2一端通过铰链a‑3连接，管体组件Ⅰa‑1另一端和管体组件Ⅱa‑2另一端通过搭扣a‑4连接，管体组件Ⅰa‑1外侧和管体组件Ⅱa‑2外侧分别设置圆盘锯c，圆盘锯c与电机b‑2连接，电机b‑2与控制电机b‑2启停的控制部件e连接，本发明的用于竹子枝叶修剪的机器人，结构简单，能够高效快速完成竹子枝叶修剪，同时在竹子枝叶修剪时，可靠性高，具有较好的爬行性能，工作高效，从而节约大量人力物力，提高工作效率，操作简单实用。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种用于竹子枝叶修剪的机器人。
背景技术
竹子是一种多年生禾本科竹亚科植物。中国是世界竹类植物的起源和分布中心之一，是世界上竹资源最丰富的国家，被誉为“竹子王国”。我国的竹资源自然分布范围极广，大面积的竹林主要分布在我国东西南20多个省区，由于竹枝杆挺拔，修长，四季青翠，倍受中国人喜爱，与梅、兰、菊并称为四君子。我国栽培利用竹子历史悠久，很多地区以竹子为产业，用竹子生产竹木地板、竹筷、竹制家具用品，衍生出竹炭产业、竹纤维产业、竹醋产业、竹盐产业和竹文化旅游产业等，带来了极高的经济效益。然而，以竹子为产业的地区常常会面临一个困扰：冬季大雪常常会压断竹子，造成很大的经济损失。一个解决办法就是在冬季来临时，提前对竹子的枝叶进行修剪，防止积雪覆盖过多。如何高效快速的修剪活体竹子的枝叶成为急需解决的现实问题。但是，现有技术中竹子修剪都是需要人工修剪，不仅效率低，而且劳动强度高，无法满足需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够高效快速完成竹子枝叶修剪，防止冬季积雪压断竹子，造成经济损失，同时在竹子枝叶修剪时，可靠性高，加工制造容易，运动方便灵活，具有较好的爬行性能，工作高效，从而节约大量人力物力，降低人工劳动强度，提高工作效率，操作使用简单实用，具有较高的安全性的用于竹子枝叶修剪的机器人。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种用于竹子枝叶修剪的机器人，所述的用于竹子枝叶修剪的机器人包括机器人管体，机器人管体包括管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ，管体组件Ⅰ一端和管体组件Ⅱ一端通过铰链连接，管体组件Ⅰ另一端和管体组件Ⅱ另一端通过搭扣连接，管体组件Ⅰ外侧和管体组件Ⅱ外侧分别设置圆盘锯，圆盘锯与电机连接，所述电机与能够控制电机启停的控制部件连接。
所述的机器人管体上设置多个轴孔Ⅰ，管体内壁靠近每个轴孔位置安装一个电机，每个电机的电机输出轴穿过一个轴孔延伸到机器人管体外表面，每个延伸到机器人管体外表面的电机输出轴上安装一个圆盘锯。
所述机器人管体内壁靠近每个电机位置设置一个电机托板，每个电机本体卡装在一个电机托板上。
所述的管体组件Ⅰ内壁上设置滑动槽Ⅰ，滑动槽Ⅰ内卡装一号伸缩足和四号伸缩足，一号伸缩足位于四号伸缩足正上方位置，一号伸缩足和四号伸缩足均向机器人管体中心延伸。
所述的管体组件Ⅱ内壁上设置滑动槽Ⅱ，滑动槽Ⅱ内卡装二号伸缩足和三号伸缩足，二号伸缩足位于三号伸缩足正上方位置，二号伸缩足和三号伸缩足均向机器人管体中心延伸。
所述的一号伸缩足设置为与二号伸缩足位于同一条水平线上的结构，所述的四号伸缩足设置为与三号伸缩足位于同一条水平线的结构。
所述的滑动槽Ⅰ内卡装的一号伸缩足和四号伸缩足之间通过移动部件Ⅰ连接，移动部件Ⅰ与控制装置连接，控制装置控制移动部件Ⅰ移动时，管体组件Ⅰ内壁上的滑动槽Ⅰ内卡装的一号伸缩足和四号伸缩足之间的距离将发生改变。
所述的滑动槽Ⅱ内卡装的二号伸缩足和三号伸缩足之间通过移动部件Ⅱ连接，移动部件Ⅱ与控制装置连接，控制装置控制移动部件Ⅱ伸缩时，管体组件Ⅱ内壁上的滑动槽Ⅱ内卡装的二号伸缩足和三号伸缩足之间的距离将发生改变。
所述的用于竹子枝叶修剪的机器人还包括蓄电池，蓄电池安装在管体组件Ⅰ内壁上或管体组件Ⅱ内壁上，每个电机分别与蓄电池连接。
所述的用于竹子枝叶修剪的机器人还包括遥控器，控制装置内设置信号发送模块和信号接收模块，遥控器与控制装置连接，信号接收模块设置为能够接收遥控器发送的信号的结构，所述的信号发送模块设置为能够根据接收的遥控器发送的信号控制电机、移动部件Ⅰ、移动部件Ⅱ同时启停或分别启停的结构。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，机器人管体为搭扣式圆形短管结构，金属材质，机器人管体为半圆形的管体组件Ⅰ和半圆形的管体组件Ⅱ合围而成。需要进行竹子枝叶修剪时，分开管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ，然后通过管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ套进竹子主干，再将管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ合围，形成环形结构，此时，控制部件控制电机转动，电机就能够带动圆盘锯转动，圆盘锯切割竹子枝叶，而机器人沿着竹子主干向上移动，就能够持续对竹子主干上不同位置的枝叶进行切割修剪，从而实现竹子枝叶的自动化修剪，提高效率，完全替代人工修剪，降低劳动强度。本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，结构简单，制造成本低，能够高效快速完成竹子枝叶修剪，防止冬季积雪压断竹子，造成经济损失，同时在竹子枝叶修剪时，可靠性高，加工制造容易，运动方便灵活，具有较好的爬行性能，工作高效，从而节约大量人力物力，提高工作效率，操作简单实用，具有较高的安全性。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的结构示意图；
图2为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的俯视图；
图3为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的正视图；
图4a为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人管体的正面轴测图；
图4b为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人管体的反面轴测图；
图5为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的动力装置结构示意图；
图6a为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的滑动槽Ⅰ内布置的两个伸缩足的分布示意图；
图6b为本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的滑动槽Ⅱ内布置的两个伸缩足的分布示意图；
图7本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人的圆盘锯的圆盘刀具的示意图；
附图中标记分别为：a、机器人管体；b、动力装置；c、工作装置(圆盘锯)；d、行走装置；e、控制装置(包括电气控制系统和液压控制系统)；
a-1管体组件Ⅰ；a-2、管体组件Ⅱ；a-3、铰链；a-4、搭扣；a-5、轴孔；a-6、滑动槽Ⅰ；a-7、滑动槽Ⅱ；a-8、电机托板；
b-1、蓄电池；b-2、电机；b-2-1、电机本体；b-2-2、电机输出轴；
d-1、一号伸缩足；d-2、二号伸缩足；d-3、三号伸缩足；d-4、四号伸缩足；d-5、移动部件Ⅰ；d-6、移动部件Ⅱ。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-附图7所示，本发明为一种用于竹子枝叶修剪的机器人，所述的用于竹子枝叶修剪的机器人包括机器人管体a，机器人管体a包括管体组件Ⅰa-1和管体组件Ⅱa-2，管体组件Ⅰa-1一端和管体组件Ⅱa-2一端通过铰链a-3连接，管体组件Ⅰa-1另一端和管体组件Ⅱa-2另一端通过搭扣a-4连接，管体组件Ⅰa-1外侧和管体组件Ⅱa-2外侧分别设置圆盘锯c，圆盘锯c与电机b-2连接，所述电机b-2与能够控制电机b-2启停的控制装置e连接。上述结构，机器人管体a为搭扣式圆形短管结构，金属材质，机器人管体a为半圆形的管体组件Ⅰa-1和半圆形的管体组件Ⅱa-2合围而成。需要进行竹子枝叶修剪时，分开管体组件Ⅰa-1和管体组件Ⅱa-2，然后通过管体组件Ⅰa-1和管体组件Ⅱa-2套进竹子主干，再将管体组件Ⅰa-1和管体组件Ⅱa-2合围，形成环形结构，此时，控制装置e控制电机b-2转动，电机b-2就能够带动圆盘锯c转动，圆盘锯c切割竹子枝叶，而机器人沿着竹子主干向上移动，就能够持续对竹子主干上不同位置的枝叶进行切割修剪，从而实现竹子枝叶的自动化修剪，提高效率，完全替代人工修剪，降低劳动强度。本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，结构简单，能够高效快速完成竹子枝叶修剪，防止冬季积雪压断竹子，造成经济损失，同时在竹子枝叶修剪时，可靠性高，加工制造容易，运动方便灵活，具有较好的爬行性能，工作高效，从而节约大量人力物力，提高工作效率，操作使用简单实用，具有较高的安全性。
所述的机器人管体a上设置多个轴孔a-5，机器人管体a内壁靠近每个轴孔a-5位置安装一个电机b-2，每个电机b-2的电机输出轴b-2-2穿过一个轴孔a-5延伸到机器人管体a外表面，每个延伸到机器人管体a外表面的电机输出轴b-2-2上安装一个圆盘锯c，圆盘锯高度高于机器人管体上端面。靠近每个电机位置还设置一个电机托板a-8，每个电机的本体b-2-1卡装在一个电机托板a-8上，实现电机b-2可靠固定定位，不会晃动。
所述的管体组件Ⅰa-1内壁上设置滑动槽Ⅰa-6，滑动槽Ⅰa-6内卡装一号伸缩足d-1和四号伸缩足d-4，一号伸缩足d-1位于四号伸缩足d-4正上方位置，一号伸缩d-1和四号伸缩足d-4均向机器人管体a中心延伸。所述的管体组件Ⅱa-2内壁上设置滑动槽Ⅱa-7，滑动槽Ⅱa-7内卡装二号伸缩足d-2和三号伸缩足d-3，二号伸缩足d-2位于三号伸缩足d-3正上方位置，二号伸缩足d-2和三号伸缩足d-3均向机器人管体a中心延伸。上述结构，伸缩足互相配合实现机器人上下爬行。
所述的一号伸缩足d-1设置为与二号伸缩足d-2位于同一水平线上的结构，所述的四号伸缩足d-4设置为与三号伸缩足d-3位于同一水平线上的结构。上述结构，使得一号伸缩足d-1设置为与二号伸缩足d-2同时伸出时能够从竹子主干两侧可靠夹紧竹子主干。使得四号伸缩足d-4设置为与三号伸缩足d-3同时伸出时能够从竹子主干两侧可靠夹紧竹子主干，可靠实现机器人的上下自动爬行。
所述的滑动槽Ⅰa-6内卡装的一号伸缩足d-1和四号伸缩足d-4之间通过移动部件Ⅰd-5连接，移动部件Ⅰd-5与控制装置e连接，控制装置e控制移动部件Ⅰd-5运动时，管体组件Ⅰa-1内壁上的滑动槽Ⅰa-6内的一号伸缩足d-1和四号伸缩足d-4之间的距离能够发生改变。所述的滑动槽Ⅱ15内卡装的二号伸缩足d-2和三号伸缩足d-3之间通过移动部件Ⅱd-6连接，移动部件Ⅱd-6与控制装置e连接，控制装置e控制移动部件Ⅱd-6运动时，管体组件Ⅱa-2内壁上的滑动槽Ⅱa-7内卡装的二号伸缩足d-2和三号伸缩足d-3之间的距离能够发生改变。上述结构，机器人需要的行走主要是环抱柱状的竹子主干上行或下行，因此本发明采用的是顶升方式。在机器人的机器人管体a内壁设置多个伸缩足，而滑动槽Ⅰa-6内卡装一号伸缩足d-1和四号伸缩足d-4，滑动槽Ⅱa-7内卡装二号伸缩足d-2和三号伸缩足d-3。当需要机器人沿着竹子主干向上爬行时，控制装置e驱动三号液压伸缩足d-3和四号伸缩足d-4同时伸出，从两侧夹紧竹子主干，此时，控制装置e控制移动部件Ⅰd-5和移动部件Ⅱd-6同时运动，使得一号伸缩足d-1和二号伸缩足d-2同时向上移动，然后，控制装置e再控制一号伸缩足d-1和二号伸缩足d-2同时伸出，从两侧夹紧竹子主干，而控制装置e再控制三号液压伸缩足d-3和四号伸缩足d-4同时收缩，然后控制装置e再控制移动部件Ⅰd-5和移动部件Ⅱd-6同时向上移动，带动机器人管体向上移动。然后重复上述步骤，就能够完成机器人沿着竹子主干的向上爬行。机器人沿着竹子主干向下爬行与上述原理相同。这样，实现较长竹子主干枝叶的自动修剪。
所述的用于竹子枝叶修剪的机器人还包括蓄电池b-1，蓄电池b-1安装在管体组件Ⅰa-1内壁上或管体组件Ⅱa-2内壁上，每个电机b-2分别与蓄电池b-1连接。上述结构，蓄电池设置在机器人管体a内壁位置，蓄电池主要用于为电机等供电。
所述机器人管体a内壁靠近每个电机b-2位置设置一个电机托板a-8，每个电机b-2卡装在一个电机托板a-8上，上述结构，电机托板a-8能够对电机b-2起到可靠支撑和限位，机器人爬行时不会晃动或松动，提高可靠性。
所述的用于竹子枝叶修剪的机器人还包括遥控器，控制装置e内设置信号发送模块(信号发射装置)和信号接收模块(信号接收装置)，遥控器与控制装置e连接，信号接收模块设置为能够接收遥控器发送的信号的结构，所述的信号发送模块设置为能够根据接收的遥控器发送的信号控制电机b-2、移动部件Ⅰd-5、移动部件Ⅱd-6以及四个伸缩足同时启停或分别启停的结构。上述结构，控制装置(控制器)用于控制机器人相关运动。同时控制部件内含有信号发射装置和信号接收装置，用于发射和接收信号，使得遥控器可以远距离对机器人的修剪作业进行操控。
本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，机器人管体为搭扣式圆形短管结构，金属材质，机器人管体为半圆形的管体组件Ⅰ和半圆形的管体组件Ⅱ合围而成。需要进行竹子枝叶修剪时，分开管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ，然后通过管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ套进竹子主干，再将管体组件Ⅰ和管体组件Ⅱ合围，形成环形结构，此时，控制部件控制电机转动，电机就能够带动圆盘锯转动，圆盘锯切割竹子枝叶，而机器人沿着竹子主干向上移动，就能够持续对竹子主干上不同位置的枝叶进行切割修剪，从而实现竹子枝叶的自动化修剪，提高效率，完全替代人工修剪，降低劳动强度。本发明所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，结构简单，制造成本低，能够高效快速完成竹子枝叶修剪，防止冬季积雪压断竹子，造成经济损失，同时在竹子枝叶修剪时，可靠性高，加工制造容易，运动方便灵活，具有较好的爬行性能，工作高效，从而节约大量人力物力，提高工作效率，操作简单实用，具有较高的安全性。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的用于竹子枝叶修剪的机器人包括机器人管体(a)，机器人管体(a)包括管体组件Ⅰ(a-1)和管体组件Ⅱ(a-2)，管体组件Ⅰ(a-1)一端和管体组件Ⅱ(a-2一端通过铰链(a-3)连接，管体组件Ⅰ(a-1)另一端和管体组件Ⅱ(a-2)另一端通过搭扣(a-4)连接，机器人管体(a)外侧设置圆盘锯(c)，圆盘锯(c)与电机(b-2)连接，所述电机(b-2)与控制电机(b-2)启停的控制装置(e)连接。
2.根据权利要求1所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的机器人管体(a)上设置多个轴孔(a-5)，机器人管体(a)内壁靠近每个轴孔(a-5)位置安装一个电机(b-2)，每个电机(b-2)的电机输出轴(b-2-2)穿过一个轴孔(a-5)延伸到机器人管体(a)的外表面，每个延伸到机器人管体(a)外表面的电机输出轴(b-2-2)上安装一个圆盘锯(c)。
3.根据权利要求2所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述机器人管体(a)内壁靠近每个电机(b-2)位置设置一个电机托板(a-8)，每个电机b-2)的电机本体(b-2-1)卡装在一个电机托板(a-8)上。
4.根据权利要求2所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的管体组件Ⅰ(a-1)内壁上设置滑动槽Ⅰ(a-6)，滑动槽Ⅰ(a-6)内卡装一号伸缩足(d-1)和四号伸缩足(d-4)，一号伸缩足(d-1)位于四号伸缩足(d-4)正上方位置，一号伸缩足(d-1)和四号伸缩足d-4)均向机器人管体(a)中心延伸。
5.根据权利要求2所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的管体组件Ⅱ(a-2)内壁上设置滑动槽Ⅱ(a-7)，滑动槽Ⅱ(a-7)内卡装二号伸缩足(d-2)和三号伸缩足(d-3)，二号伸缩足(d-2)位于三号伸缩足(d-3)正上方位置，二号伸缩足(d-2)和三号伸缩足(d-3)均向机器人管体(a)中心延伸。
6.根据权利要求5所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的一号伸缩足(d-1)设置为与二号伸缩足(d-2)位于同一条水平线上的结构，所述的四号伸缩足(d-4)设置为与三号伸缩足(d-3)位于同一条水平线上的结构。
7.根据权利要求4所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的滑动槽Ⅰ(a-6)内卡装的一号伸缩足(d-1)和四号伸缩足(d-4)之间通过移动部件Ⅰ(d-5)连接，移动部件Ⅰ(d-5)与控制装置(e)连接，管体组件Ⅰ(a-1)内壁上的滑动槽Ⅰ(a-6)内的一号伸缩足(d-1)和四号伸缩足(d-4)之间的距离设置为能够发生改变的结构，控制装置(e)控制移动部件Ⅰ(d-5)移动时，两个伸缩足可以在滑动槽(a-6)上发生移动。
8.根据权利要求5所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：滑动槽Ⅱ(a-7)内卡装的二号伸缩足(d-2)和三号伸缩足(d-3)，两个伸缩足之间通过移动部件Ⅱ(d-6)连接，移动部件Ⅱ(d-6)与控制装置(e)连接，管体组件Ⅱ(a-2)内壁上的滑动槽Ⅱ(a-7)内卡装的二号伸缩足(d-2)和三号伸缩足(d-3)之间的距离设置为能够发生改变的结构，控制装置(e)控制移动部件Ⅱ(d-6)移动时，两个伸缩足可以在滑动槽(a-7)上发生移动。
9.根据权利要求1或2所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的用于竹子枝叶修剪的机器人还包括蓄电池b-1)，蓄电池(b-1)安装在管体组件Ⅰ(a-1)内壁上或管体组件Ⅱ(a-2)内壁上，每个电机(b-2)分别与蓄电池(b-1)连接。
10.根据权利要求1或2所述的用于竹子枝叶修剪的机器人，其特征在于：所述的用于竹子枝叶修剪的机器人还包括遥控器，控制装置(e)内设置信号发送模块和信号接收模块，遥控器与控制装置(e)连接。
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