CN109526667A - 智能种树机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开智能种树机器人，包括行走装置、存放装置、种苗装置、压实装置和控制系统，行走装置包括底盘和设在底盘下端的行走轮，底盘的中部上端设有套管组件和两个第一撑架，套管组件包括外管和内管，外管连接在两个第一撑架之间；存放装置包括导轨机构、树苗存放壳和第一电机，第一电机的转轴通过传动齿轮与连在树苗存放壳外端的传动齿条相连接；种苗装置包括第一移动管、升降机构和铲土机构，第一移动管位于外管和内管之间；铲土机构包括第三支座、第四支座和铲土板，第三支座通过第二液压缸与铲土板的上部相连，压实装置设在套管组件前端的底盘上，该种树机器人可实现对树苗的自动化种树，种树快并且适应性强，结构新颖，创造性高。

Description

智能种树机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及智能种树机器人。

背景技术

近年来，人们越来越重视身边的生态环境，“植树造林，保护环境”已成为全民参与的一项大型义务活动。为了进一步提高我国的森林覆盖率及生态环境，发展生态文化，需要开展大规模的造林工程，大面积地进行植树造林活动。人工造林效率低、速度慢且劳动强度大，而机械化造林则是大势所趋，不仅可以提高劳动效率、减轻劳动强度，还能保证造林质量、降低生产成本、提高经济效益。因此，如何高效地种植树木成为人们急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供智能种树机器人，该种树机器人可实现对树苗的自动化种树，种树快并且环境的适应性强，结构新颖，创造性高。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

智能种树机器人，包括行走装置、存放装置、种苗装置、压实装置和控制系统，行走装置包括底盘和设在底盘下端的行走轮，底盘的中部上端设有套管组件和两个第一撑架，套管组件包括外管和内管，外管连接在两个第一撑架之间；

存放装置包括导轨机构、树苗存放壳和第一电机，导轨机构连接在内管的上端，树苗存放壳滑动连接在导轨机构上，第一电机通过第一定位座连在导轨机构的侧端，第一电机的转轴通过传动齿轮与连在树苗存放壳外端的传动齿条相连接；

种苗装置包括第一移动管、升降机构和铲土机构，第一移动管位于外管和内管之间；升降机构包括第一液压缸、第一支座和第二支座，第一支座与外管的后端壁相连，第一支座的下端通过第一液压缸连接第二支座，第二支座穿过外管与第一移动管的后端壁相连；

铲土机构包括第三支座、第四支座和铲土板，第四支座位于第三支座下端，第三支座和第四支座连在第一移动管的前端壁上，第三支座通过第二液压缸与铲土板的上部相连，第四支座通过轴销与铲土板的中部转动连接，铲土板的下部与第一移动管的下端面相接，压实装置设在套管组件前端的底盘上。

优选的，所述压实装置包括压实撑座、第三液压缸和压板，压实撑座连接在底盘上，第三液压缸倾斜设置在压实撑座与铲土板之间，压实撑座通过第一转轴组件与第三液压缸的缸体连接，第三液压缸的缸轴通过第二转轴组件与压板相连。

优选的，所述底盘包括前支板和后平板，前支板呈L形板状，前支板连接在后平板的前端；前支板的转弯处开设有第一槽口，两个第一撑架固定在后平板上，两个第一撑架之间的后平板上开设有第二槽口；

压实撑座固定在第一槽口前端的前支板上，第三液压气缸可穿过第一槽口，压板位于后平板的下端，第一移动管和铲土板可穿过第二槽口。

优选的，所述树苗存放壳包括外壳和隔板，外壳的上下两端开口；隔板有多个，多个隔板相互平行的均布在外壳内并将外壳分隔成多个单仓体。

优选的，所述内管的外壁上连接有外定位环，外管的上端面与外定位环的下端面相连；第一撑架包括倒U形杆和连在U形杆上的L形杆，倒U形杆连接在底盘上，L形杆的前端与外管的外壁固连。

优选的，所述导轨机构包括下导轨壳和两个上导轨板，下导轨壳通过螺栓与外定位环固连，两个上导轨板相互平行的连接在下导轨壳的上端；树苗存放壳的下端开设有与上导轨板相适配的导轨凹槽。

优选的，所述第一定位座固定在下导轨壳的侧端，第一电机连接在第一定位座的下端，第一电机的转轴穿过第一定位座与传动齿轮相连；下导轨壳上开设有用于树苗下落的第一导轨壳孔，第一导轨壳孔与内管相连通。

优选的，所述第一移动管呈圆管状，第一移动管的下端面呈倾斜状，铲土板的下部可适配盖接在第一移动管的下端面上。

优选的，所述控制系统包括PLC控制器、信号接收器和第二电机，第二电机设置在套管组件后端的底盘上，信号接收器设置在底盘上。

优选的，所述外管的长度和内管的长度相同，外管和内管均为方形管。

本发明的有益效果是：

上述智能种树机器人，通过设置有新型的存放装置、种苗装置和压实装置，实现对树苗的自动化种植，存放装置中的树苗存放壳内有多个用于幼苗存放的单仓体，每个单仓体内可放置一株树的幼苗，本发明中的单仓体的数量可设置有7至10个。树苗存放壳通过第一电机、传动齿轮和传动齿条实现前后方向的移动。树苗可从第一导轨壳孔下落到内管中，然后进入到第一移动管中。当树苗落入到第一移动管中时，铲土板的下部的上端面与第一移动管相接。

通过PLC控制器，控制第一移动管下移，第一移动管与铲土板一同插接到泥土中。然后第二液压缸回拉铲土板，铲土板的下部向前做弧形运动并将铲土板前端的泥土铲出。与此同时，树苗从第一移动管落入到铲出泥土后所留下的坑中。然后第一移动管上移，树苗和第一移动管完全分离。PLC控制器控制压实装置中压板下移，由于第三液压缸倾斜设置在压实撑座与铲土板之间，压板在倾斜下移过程中，将铲出的泥土推入到树苗所在的坑中，并将树苗所在坑中的泥土压实，然后铲土板收回，树苗完成栽种。当进行下一树苗的栽种时，PLC控制器控制智能种树机器人前移，完成下一个树苗的栽种。本发明中的种树机器人，可实现对树苗的自动化种树，种树快并且环境的适应性强，结构新颖，创造性高。

本发明中的智能植树机器人，使它不仅可以在平整土地上作业，而且还能够在地形崎岖、不便行走的山坡上，辅以人类的帮助，简单而有效地种植树苗，从而快速地提高植树造林的面积，改善身边的环境，进而达到创造绿色家园的目的。

附图说明

图1是智能种树机器人整体结构侧视示意图。

图2是智能种树机器人整体结构正视示意图。

图3是智能种树机器人整体结构俯视示意图。

图4是第一移动管、升降机构和铲土机构连接结构示意图。

图5是压实装置整体结构侧视示意图。

图6是外管和内管连接结构示意图。

图7是第一移动管整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

结合图1至图7，智能种树机器人，包括行走装置1、存放装置2、种苗装置3、压实装置4和控制系统，行走装置1包括底盘11和设在底盘11下端的行走轮12。底盘11的中部上端设有套管组件13和两个第一撑架14，套管组件13包括外管131和内管132，外管131连接在两个第一撑架14之间。

存放装置2包括导轨机构21、树苗存放壳22和第一电机23，导轨机构21连接在内管132的上端，树苗存放壳22滑动连接在导轨机构21上。第一电机23通过第一定位座24连在导轨机构21的侧端，第一电机23通过传动齿轮25与连在树苗存放壳22上的传动齿条26相连接。

种苗装置3包括第一移动管31、升降机构32和铲土机构33，第一移动管31位于外管131和内管132之间并且可上下移动。升降机构32包括第一液压缸321、第一支座322和第二支座323，第一支座322与外管131的后端壁相连，第一支座322下端通过第一液压缸321连接第二支座323，第二支座323穿过外管131与第一移动管31的后端壁相连。

铲土机构33包括第三支座331、第四支座332和铲土板333，第四支座332位于第三支座331下端，第三支座331和第四支座332连在第一移动管31的前端壁上。此时第三支座331的后端部与第一移动管31固连，第四支座332的后端部与第一移动管31固连。第三支座331通过第二液压缸34与铲土板333的上部相连，第四支座332通过轴销与铲土板333的中部相连，铲土板333的下部的上端面与第一移动管31相接，压实装置4设在套管组件13前端的底盘11上。

第一移动管31呈圆管状，第一移动管31的下端面呈倾斜状，铲土板333的下部可适配盖接在第一移动管31的下端面上。压实装置4包括压实撑座41、第三液压缸42和压板43，压实撑座41连接在底盘11上，第三液压缸42倾斜设置在压实撑座41与铲土板333之间。

压实撑座41通过第一转轴组件44与第三液压缸42的缸体连接，第三液压缸42的缸轴通过第二转轴组件45与压板43相连。底盘11包括前支板111和后平板112，前支板111呈L形板状，前支板111连接在后平板112的前端。前支板111的中部的转弯处开设有第一槽口113，两个第一撑架14固定在后平板112上，两个第一撑架14之间的后平板112上开设有第二槽口114。

压实撑座41固定在第一槽口113前端的前支板111上，第三液压气缸42穿过第一槽口113，压板43位于后平板112的下端，第一移动管31和铲土板333可穿过第二槽口114。树苗存放壳22包括外壳221和隔板222，外壳的221的上下两端开口。隔板222有多个，多个隔板222相互平行的均布在外壳221内并将外壳221分隔成多个单仓体。

外管131和内管132均为方形管，外管131的长度和内管132的长度相同。内管132的上端部的外壁上连接有外定位环133，外管131的上端面与外定位环133的下端面相连。第一撑架14包括倒U形杆和连在U形杆上的L形杆，倒U形杆连接在底盘11上，L形杆的前端与外管131的外壁固连。

导轨机构21包括下导轨壳211和两个上导轨板212，下导轨壳211通过螺栓与外定位环133固连，两个上导轨板212相互平行的连接在下导轨211壳的上端。树苗存放壳22的下端开设有与上导轨板22相适配的导轨凹槽。下导轨壳211上开设有用于树苗下落的第一导轨壳孔，第一导轨壳孔与内管132相连通。

第一定位座24固定在下导轨壳211的侧端，第一电机23连接在第一定位座24的下端，第一电机23的转轴穿过第一定位座24与传动齿轮25相连。控制系统包括PLC控制器、信号接收器和第二电机，第二电机设置在套管组件后端的底盘上，信号接收器设置在底盘上。

上述智能种树机器人，通过设置有新型的存放装置2、种苗装置3和压实装置4，实现对树苗的自动化种植存放装置2中的树苗存放壳22内有多个用于幼苗存放的单仓体，每个单仓体内可放置一株树的幼苗，本发明中的单仓体的数量可设置有7至10个。树苗存放壳22通过第一电机23、传动齿轮25和传动齿条26实现前后方向的移动。树苗可从第一导轨壳孔下落到内管中，然后进入到第一移动管31中。当树苗落入到第一移动管31中时，铲土板333的下部的上端面与第一移动管31相接。

通过PLC控制器，控制第一移动管31下移，第一移动管31与铲土板333一同插接到泥土中。然后第二液压缸34回拉铲土板333，铲土板333的下部向前做弧形运动并将铲土板333前端的泥土铲出。与此同时，树苗从第一移动管31落入到铲出泥土后所留下的坑中。然后第一移动管31上移，树苗和第一移动管31完全分离。

PLC控制器控制压实装置4中压板43下移，由于第三液压缸42倾斜设置在压实撑座41与铲土板333之间，压板43在倾斜下移过程中，将铲出的泥土推入到树苗所在的坑中，并将树苗所在坑中的泥土压实，然后铲土板333收回，树苗完成栽种。当进行下一树苗的栽种时，PLC控制器控制智能种树机器人前移，完成下一个树苗的栽种。本发明中的种树机器人，可实现对树苗的自动化种树，种树快并且环境的适应性强，结构新颖，创造性高。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.智能种树机器人，其特征在于，包括行走装置、存放装置、种苗装置、压实装置和控制系统，行走装置包括底盘和设在底盘下端的行走轮，底盘的中部上端设有套管组件和两个第一撑架，套管组件包括外管和内管，外管连接在两个第一撑架之间；

存放装置包括导轨机构、树苗存放壳和第一电机，导轨机构连接在内管的上端，树苗存放壳滑动连接在导轨机构上，第一电机通过第一定位座连在导轨机构的侧端，第一电机的转轴通过传动齿轮与连在树苗存放壳外端的传动齿条相连接；

种苗装置包括第一移动管、升降机构和铲土机构，第一移动管位于外管和内管之间；升降机构包括第一液压缸、第一支座和第二支座，第一支座与外管的后端壁相连，第一支座的下端通过第一液压缸连接第二支座，第二支座穿过外管与第一移动管的后端壁相连；

铲土机构包括第三支座、第四支座和铲土板，第四支座位于第三支座下端，第三支座和第四支座连在第一移动管的前端壁上，第三支座通过第二液压缸与铲土板的上部相连，第四支座通过轴销与铲土板的中部转动连接，铲土板的下部与第一移动管的下端面相接，压实装置设在套管组件前端的底盘上。

2.根据权利要求1所述的智能种树机器人，其特征在于，所述压实装置包括压实撑座、第三液压缸和压板，压实撑座连接在底盘上，第三液压缸倾斜设置在压实撑座与铲土板之间，压实撑座通过第一转轴组件与第三液压缸的缸体连接，第三液压缸的缸轴通过第二转轴组件与压板相连。

3.根据权利要求2所述的智能种树机器人，其特征在于，所述底盘包括前支板和后平板，前支板呈L形板状，前支板连接在后平板的前端；前支板的转弯处开设有第一槽口，两个第一撑架固定在后平板上，两个第一撑架之间的后平板上开设有第二槽口；

压实撑座固定在第一槽口前端的前支板上，第三液压气缸可穿过第一槽口，压板位于后平板的下端，第一移动管和铲土板可穿过第二槽口。

4.根据权利要求1所述的智能种树机器人，其特征在于，所述树苗存放壳包括外壳和隔板，外壳的上下两端开口；隔板有多个，多个隔板相互平行的均布在外壳内并将外壳分隔成多个单仓体。

5.根据权利要求1所述的智能种树机器人，其特征在于，所述内管的外壁上连接有外定位环，外管的上端面与外定位环的下端面相连；第一撑架包括倒U形杆和连在U形杆上的L形杆，倒U形杆连接在底盘上，L形杆的前端与外管的外壁固连。

6.根据权利要求5所述的智能种树机器人，其特征在于，所述导轨机构包括下导轨壳和两个上导轨板，下导轨壳通过螺栓与外定位环固连，两个上导轨板相互平行的连接在下导轨壳的上端；树苗存放壳的下端开设有与上导轨板相适配的导轨凹槽。

7.根据权利要求6所述的智能种树机器人，其特征在于，所述第一定位座固定在下导轨壳的侧端，第一电机连接在第一定位座的下端，第一电机的转轴穿过第一定位座与传动齿轮相连；下导轨壳上开设有用于树苗下落的第一导轨壳孔，第一导轨壳孔与内管相连通。

8.根据权利要求1所述的智能种树机器人，其特征在于，所述第一移动管呈圆管状，第一移动管的下端面呈倾斜状，铲土板的下部可适配盖接在第一移动管的下端面上。

9.根据权利要求1所述的智能种树机器人，其特征在于，所述控制系统包括PLC控制器、信号接收器和第二电机，第二电机设置在套管组件后端的底盘上，信号接收器设置在底盘上。

10.根据权利要求1所述的智能种树机器人，其特征在于，所述外管的长度和内管的长度相同，外管和内管均为方形管。