CN108934903B - 一种多功能园林植树机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多功能园林植树机器人，包括支撑板、挖坑机构以及递苗机构；支撑板的上端面左侧垂直设置有箱体，箱体内设置有挖坑机构与伸缩机构，箱体的右端面中间位置通过螺栓垂直固定有横板，横板的上端面中间位置垂直设置有递苗机构，递苗机构的正下方设置有推动机构，推动机构通过螺栓固定在支撑板的上表面，推动机构的正下方位于支撑板的下表面设置有推板，通过设置递苗架、气缸可以将树苗通过方槽推入坑中使得树苗可以在整个递苗和入坑过程中始终保持竖直状态，通过将两个推板安装成V形完成覆土，树苗的覆土过程无需人工进行踩实，保证了树苗的栽植质量，该植树机器人的操作简单，全程可实现自动化大大提高了植树的效率，节省人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种园林绿化设备，具体为一种多功能园林植树机器人。
背景技术
园林绿化工程是建设风景园林绿地的工程。园林绿化是为人们提供一个良好的休息、文化娱乐、亲近大自然、满足人们回归自然愿望的场所，是保护生态环境、改善城市生活环境的重要措施。园林绿化泛指园林城市绿地和风景名胜区中涵盖园林建筑工程在内的环境建设工程，包括园林建筑工程、土方工程、园林筑山工程、园林理水工程、园林铺地工程、绿化工程等，它是应用工程技术来表现园林艺术，使地面上的工程构筑物和园林景观融为一体。随着园林绿化工程的逐步完善，工业化育苗、栽培等技术也被越来越多的研究，工业化树苗栽培是在人工控制的条件下，利用机械化、标准化、自动化的手段使树苗在不需要人工操作的前提前，自动完成挖坑、栽植、填坑等一系列动作。
公告号为CN107667613A的中国发明专利公开了，包括横板，横板侧端有弧形板，弧形板下端有竖板，横板、弧形板、竖板内设有T形槽，T形槽内有T形滑块，T形滑块上有滑板，滑板上有固定带，固定带上设有通孔，固定带通过螺栓固定，横板上端有车厢，车厢内有隔板，横板下端有水平绞笼，水平绞笼内有转轴A，转轴A上有螺旋叶片A，转轴A通过电机A驱动，水平绞笼上有水平绞笼进料口，水平绞笼侧端有固定杆，固定杆上有套筒，套筒内插入有竖杆，整个过程中只需要将树苗固定在滑板上即可，不需要人工对树苗进行手扶和回埋，省时省力。但其使用时还是需要人工对T形槽进行手动转移，且在入坑时不能保证树苗竖直向下落入坑中，填坑等动作需要人工踩实，全自动化程度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能园林植树机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供一种多功能园林植树机器人，包括支撑板、挖坑机构以及递苗机构；支撑板的上端面左侧垂直设置有箱体，箱体内设置有挖坑机构与伸缩机构，箱体的右端面中间位置通过螺栓垂直固定有横板，横板的上端面中间位置垂直设置有递苗机构，递苗机构的正下方设置有推动机构，推动机构通过螺栓固定在支撑板的上表面，推动机构的正下方位于支撑板的下表面设置有推板；
所述箱体的左右两侧内壁上设置有向内凹陷的直线滑槽，所述伸缩机构包括电推杆、电推杆推头、安装板以及第一弹簧,，安装板的左右两端水平安装在箱体内的直线滑槽上，安装板的上端面右侧设置有电推杆推头，电推杆推头的下端固定安装在安装板的上表面，电推杆推头上端贯穿箱体的顶部与电推杆固定连接，安装板的上端面左侧设置有第一弹簧，第一弹簧的一端固定在箱体的顶端内壁上，第一弹簧的另一端固定在安装板上，安装板上端中间位置固定连接有挖坑机构；
所述挖坑机构包括第一电机、主轴、螺旋叶片以及钻头；第一电机通过螺栓固定在安装板上端的中间位置，第一电机贯穿安装板向下设置主轴，主轴上沿圆周方向通过螺栓固定安装有螺旋叶片，主轴的下端一体设置有钻头；
所述递苗机构主要由递苗架、递苗隔板、转动轴、通槽、减速机、输出轴以及第二电机组成；递苗架通过螺栓固定在横板的上端，递苗架内的中间位置设置有转动轴，转动轴下端贯穿递苗架与减速机固定连接，减速机的右端固定连接有输出轴，输出轴与第二电机固定连接，转动轴上沿圆周方向均布有递苗隔板。
作为本发明的进一步方案，所述箱体为一个内空的方体结构。
作为本发明的进一步方案，所述支撑板下端左右两侧对称设置有限深轮，限深轮需要通过外接动力机械的牵引来带动整个装置移动。
作为本发明的进一步方案，所述递苗架为顶部开放式的圆筒结构，递苗架的左侧底端设置有通槽，通槽为一个可以供树苗穿过的通孔，与通槽相对应的横板上设置有配合通孔。
作为本发明的进一步方案，所述推动机构包括气缸、伸缩杆、夹环以及圆筒；气缸通过螺栓固定在支撑板的上表面右侧位置，气缸的左侧端面固定连接有伸缩杆，伸缩杆的左端面上固定连接有夹环，夹环为中空的环状结构，夹环上固定设置有圆筒，圆筒为上下镂空的锥形结构，圆筒位于配合通孔的正下方。
作为本发明的进一步方案，所述支撑板的中间位置设置有方槽，方槽位于挖坑机构的正后方，方槽的长度从箱体的连接处延伸至圆孔的左侧，方槽为通孔结构。
作为本发明的进一步方案，所述支撑板的右侧下端面固定连接有推板，推板的左侧通过螺纹固定连接有第一固定轴，第一固定轴固定连接有第二弹簧的一端，第二弹簧的另一端固定在第二固定轴上，第二固定轴通过螺纹固定在支撑板的右侧；推板的数量为两个且对称分布在方槽的前后两侧，两个推板沿水平方向成V形设置。
本发明的有益效果：
1、本发明一种多功能园林植树机器人，通过设置递苗架，可以将树苗事先放置在递苗架内，通过第二电机带动递苗隔板旋转，将树苗推送至通槽的上方，进而使树苗穿过配合通孔可以竖直落入圆筒内，通过设置气缸，推动伸缩杆最终将树苗通过方槽推入坑中使得树苗可以在整个递苗和入坑过程中始终保持竖直状态，保证了树苗的栽植质量，同时从递苗到入坑整个过程无需人工操作，大大提高了植树的效率，节省人力成本。
2、本发明一种多功能园林植树机器人，通过将两个推板安装成V形，可以使得在向前移动时，两推板相互配合将树苗四周的培土收拢，进而使培土与树苗从V形的开口端被挤压，最终从V形的小口端离开完成覆土，树苗的覆土过程无需人工进行踩实，且整个植树机器人的操作简单，全程可实现自动化。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为一种多功能园林植树机器人主视图；
图2为递苗机构俯视图；
图3为递苗机构主视图；
图4为推板9结构示意图。
图中：1-支撑板；2-箱体；3-挖坑机构；31-第一电机；32-主轴；33-螺旋叶片；34-钻头；4-伸缩机构；41-电推杆；42-电推杆推头；43-安装板；44-第一弹簧；5-横板；6-递苗机构；61-递苗架；62-递苗隔板；63-转动轴；64-通槽；65-配合通孔；66-减速机；67-输出轴；68-第二电机；7-推动机构；71-气缸；72-伸缩杆；73-夹环；74-圆筒；8-方槽；9-推板；10-第一固定轴；11-第二弹簧；12-第二固定轴；13-限深轮。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1-4，一种多功能园林植树机器人，包括支撑板1、挖坑机构3以及递苗机构6；所述支撑板1下端左右两侧对称设置有限深轮13，限深轮13需要通过外接动力机械的牵引来带动整个装置移动；支撑板1的上端面左侧垂直设置有箱体2，箱体2为一个内空的方体结构，箱体2内设置有挖坑机构3与伸缩机构4，挖坑机构3的作业可以完成对地面的打坑动作，伸缩机构4可以带动挖坑机构在竖直方向的上下移动，从而控制挖坑机构3打坑的深度；箱体2的右端面中间位置通过螺栓垂直固定有横板5，横板5的上端面中间位置垂直设置有递苗机构6，递苗机构6用于盛放带种植的树苗，递苗机构6的正下方设置有推动机构7，推动机构7通过螺栓固定在支撑板1的上表面，推动机构7的正下方位于支撑板1的下表面设置有推板9，推板9用于将树苗入坑后周边的培土填入坑中；
所述箱体2的左右两侧内壁上设置有向内凹陷的直线滑槽，直线滑槽可以为伸缩机构4的上下移动提供方向；所述伸缩机构4包括电推杆41、电推杆推头42、安装板43以及第一弹簧44,，安装板43的左右两端水平安装在箱体2内的直线滑槽上，安装板43的上端面右侧设置有电推杆推头42，电推杆推头42的下端固定安装在安装板43的上表面，电推杆推头42上端贯穿箱体2的顶部与电推杆41固定连接，电推杆41通过控制电推杆推头42上下伸缩，从而可以带动安装板43在竖直方向的上下移动，安装板43的上端面左侧设置有第一弹簧44，第一弹簧44的一端固定在箱体2的顶端内壁上，第一弹簧44的另一端固定在安装板43上，第一弹簧44配合电推杆推头42，可以使安装板43在直线滑槽内平稳的上下移动，安装板43上端中间位置固定连接有挖坑机构3；
所述挖坑机构3包括第一电机31、主轴32、螺旋叶片33以及钻头34；第一电机31通过螺栓固定在安装板43上端的中间位置，第一电机31的作用在于提供主轴32旋转所需的动力，第一电机31贯穿安装板43向下设置主轴32，主轴32上沿圆周方向通过螺栓固定安装有螺旋叶片33，螺旋叶片33可以在旋转时将位于其正下方的培土推至四周，主轴32的下端一体设置有钻头34，钻头34可以对下方的培土进行挖坑，并且配合螺旋叶片33可以快速、高效的完成挖坑动作；钻头34与螺旋叶片33旋转推开的培土被推至箱体2的内部空腔中，保证培土不会因跟随螺旋叶片33旋转而四处散落，方便后续的覆土动作；
所述递苗机构6如图2-3所述，主要由递苗架61、递苗隔板62、转动轴63、通槽64、减速机66、输出轴67以及第二电机68组成；递苗架61通过螺栓固定在横板5的上端，递苗架61为顶部开放式的圆筒结构，递苗架61内的中间位置设置有转动轴63，转动轴63下端贯穿递苗架61与减速机66固定连接，减速机66的右端固定连接有输出轴67，输出轴67与第二电机68固定连接，第二电机68通过输出轴67传递动力，进而为转动轴63提供动力来源；转动轴63上沿圆周方向均布有递苗隔板62，递苗隔板62将递苗架61的内腔分隔成若干个区域，每个区域内可以盛放一个树苗，递苗架61的左侧底端设置有通槽64，通槽64为一个可以供树苗穿过的通孔，与通槽64相对应的横板5上设置有配合通孔65，当转动轴63转动一个工位时，可以将盛放在其区域内的树苗带至通槽64的位置，从而使树苗因重力作用由通槽64穿过配合通孔65落入推动机构7内；
所述推动机构7包括气缸71、伸缩杆72、夹环73以及圆筒74；气缸71通过螺栓固定在支撑板1的上表面右侧位置，气缸71的左侧端面固定连接有伸缩杆72，气缸71控制伸缩杆72的伸出和缩回动作，伸缩杆72的左端面上固定连接有夹环73，夹环73为中空的环状结构，夹环73上固定设置有圆筒74，圆筒74为上下镂空的锥形结构，圆筒74位于配合通孔65的正下方，圆筒74可以保证从配合通孔65内落下的树苗保持竖直状态；
所述支撑板1的中间位置设置有方槽8，方槽8位于挖坑机构3的正后方，方槽8的长度从箱体2的连接处延伸至圆孔74的左侧，方槽8为通孔结构，可以使树苗能够从支撑板1上顺利落入坑中；
所述支撑板1的右侧下端面固定连接有推板9，推板9的左侧通过螺纹固定连接有第一固定轴10，第一固定轴10固定连接有第二弹簧11的一端，第二弹簧11的另一端固定在第二固定轴12上，第二固定轴12通过螺纹固定在支撑板1的右侧；推板9的数量为两个且对称分布在方槽8的前后两侧，两个推板9沿水平方向成V形设置，通过设置在推板9左侧的第二弹簧11可以将两个推板9固定成V形结构，从而可以对散落在树苗周边的培土进行覆土，完成植树的最后一道工序。
该植树机器人的具体使用和工作过程为：
第一步，将该植树机器人拖动至需要植树的地点，打开第一电机31，第一电机31带动主轴32旋转，从而带动钻头34与螺旋叶片33旋转；
第二步，打开电推杆41，电推杆41带动电推杆推头42向下伸展，从而带动安装板43在直线滑槽内向下移动，通过第一弹簧44的弹性力，保证安装板43在直线滑槽内可以平稳的移动；
第三步，安装板43向下移动的同时带动安装在其上的主轴32向下移动，进而开始进行挖坑操作，在挖坑的同时，被推开的培土被保留在箱体2的内腔中；
第四步，开启第二电机68，第二电机68旋转带动减速机66转动，进而带动转动轴63旋转，从而带动递苗隔板62旋转，递苗隔板62推动盛放在递苗架61内的树苗，将树苗推送至通槽64的上方，进而使树苗穿过配合通孔65落入圆筒74内；
第五步，开启气缸71，气缸71推动伸缩杆72向左伸展，进而推动圆筒74向左移动，最终将树苗通过方槽8推入坑中，树苗进入坑中后，气缸71控制伸缩杆72向右收缩，从而恢复至原来位置，进入下一个循环；
第六步，控制该植树机器人前行，此时推板9在向前移动时，将树苗四周的培土收拢，从V形的开口端挤压，培土与树苗从V形的小口端离开推板9时，培土已被覆土完成；
第七步，重复上述动作直至植树结束。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种多功能园林植树机器人，包括支撑板(1)、挖坑机构(3)以及递苗机构(6)；支撑板(1)的上端面左侧垂直设置有箱体(2)，箱体(2)内设置有挖坑机构(3)与伸缩机构(4)，箱体(2)的右端面中间位置通过螺栓垂直固定有横板(5)，横板(5)的上端面中间位置垂直设置有递苗机构(6)，递苗机构(6)的正下方设置有推动机构(7)，推动机构(7)通过螺栓固定在支撑板(1)的上表面，推动机构(7)的正下方位于支撑板(1)的下表面设置有推板(9)；
所述箱体(2)的左右两侧内壁上设置有向内凹陷的直线滑槽，所述伸缩机构(4)包括电推杆(41)、电推杆推头(42)、安装板(43)以及第一弹簧(44)，安装板(43)的左右两端水平安装在箱体(2)内的直线滑槽上，安装板(43)的上端面右侧设置有电推杆推头(42)，电推杆推头(42)的下端固定安装在安装板(43)的上表面，电推杆推头(42)上端贯穿箱体(2)的顶部与电推杆(41)固定连接，安装板(43)的上端面左侧设置有第一弹簧(44)，第一弹簧(44)的一端固定在箱体(2)的顶端内壁上，第一弹簧(44)的另一端固定在安装板(43)上，安装板(43)上端中间位置固定连接有挖坑机构(3)；
所述挖坑机构(3)包括第一电机(31)、主轴(32)、螺旋叶片(33)以及钻头(34)；第一电机(31)通过螺栓固定在安装板(43)上端的中间位置，第一电机(31)贯穿安装板(43)向下设置主轴(32)，主轴(32)上沿圆周方向通过螺栓固定安装有螺旋叶片(33)，主轴(32)的下端一体设置有钻头(34)；
所述递苗机构(6)主要由递苗架(61)、递苗隔板(62)、转动轴(63)、通槽(64)、减速机(66)、输出轴(67)以及第二电机(68)组成；递苗架(61)通过螺栓固定在横板(5)的上端，递苗架(61)内的中间位置设置有转动轴(63)，转动轴(63)下端贯穿递苗架(61)与减速机(66)固定连接，减速机(66)的右端固定连接有输出轴(67)，输出轴(67)与第二电机(68)固定连接，转动轴(63)上沿圆周方向均布有递苗隔板(62)；
该植树机器人的具体使用和工作过程为：
第一步，将该植树机器人拖动至需要植树的地点，打开第一电机(31)，第一电机(31)带动主轴(32)旋转，从而带动钻头(34)与螺旋叶片(33)旋转；
第二步，打开电推杆(41)，电推杆(41)带动电推杆推头(42)向下伸展，从而带动安装板(43)在直线滑槽内向下移动，通过第一弹簧(44)的弹性力，保证安装板(43)在直线滑槽内可以平稳的移动；
第三步，安装板(43)向下移动的同时带动安装在其上的主轴(32)向下移动，进而开始进行挖坑操作，在挖坑的同时，被推开的培土被保留在箱体(2)的内腔中；
第四步，开启第二电机(68)，第二电机(68)旋转带动减速机(66)转动，进而带动转动轴(63)旋转，从而带动递苗隔板(62)旋转，递苗隔板(62)推动盛放在递苗架(61)内的树苗，将树苗推送至通槽(64)的上方，进而使树苗穿过配合通孔(65)落入圆筒(74)内；
第五步，开启气缸(71)，气缸(71)推动伸缩杆(72)向左伸展，进而推动圆筒(74)向左移动，最终将树苗通过方槽(8)推入坑中，树苗进入坑中后，气缸(71)控制伸缩杆(72)向右收缩，从而恢复至原来位置，进入下一个循环；
第六步，控制该植树机器人前行，此时推板(9)在向前移动时，将树苗四周的培土收拢，从V形的开口端挤压，培土与树苗从V形的小口端离开推板(9)时，培土已被覆土完成；
第七步，重复上述动作直至植树结束。
2.根据权利要求1所述的一种多功能园林植树机器人，其特征在于，所述箱体(2)为一个内空的方体结构。
3.根据权利要求1所述的一种多功能园林植树机器人，其特征在于，所述支撑板(1)下端左右两侧对称设置有限深轮(13)，限深轮(13)需要通过外接动力机械的牵引来带动整个装置移动。
4.根据权利要求1所述的一种多功能园林植树机器人，其特征在于，所述递苗架(61)为顶部开放式的圆筒结构，递苗架(61)的左侧底端设置有通槽(64)，通槽(64)为一个可以供树苗穿过的通孔，与通槽(64)相对应的横板(5)上设置有配合通孔(65)。
5.根据权利要求1所述的一种多功能园林植树机器人，其特征在于，所述推动机构(7)包括气缸(71)、伸缩杆(72)、夹环(73)以及圆筒(74)；气缸(71)通过螺栓固定在支撑板(1)的上表面右侧位置，气缸(71)的左侧端面固定连接有伸缩杆(72)，伸缩杆(72)的左端面上固定连接有夹环(73)，夹环(73)为中空的环状结构，夹环(73)上固定设置有圆筒(74)，圆筒(74)为上下镂空的锥形结构，圆筒(74)位于配合通孔(65)的正下方。
6.根据权利要求1所述的一种多功能园林植树机器人，其特征在于，所述支撑板(1)的中间位置设置有方槽(8)，方槽(8)位于挖坑机构(3)的正后方，方槽(8)的长度从箱体(2)的连接处延伸至圆孔(74)的左侧，方槽(8)为通孔结构。
7.根据权利要求1所述的一种多功能园林植树机器人，其特征在于，所述支撑板(1)的右侧下端面固定连接有推板(9)，推板(9)的左侧通过螺纹固定连接有第一固定轴(10)，第一固定轴(10)固定连接有第二弹簧(11)的一端，第二弹簧(11)的另一端固定在第二固定轴(12)上，第二固定轴(12)通过螺纹固定在支撑板(1)的右侧；推板(9)的数量为两个且对称分布在方槽(8)的前后两侧，两个推板(9)沿水平方向成V形设置。
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