CN110050552A - 一种沉水植物种植机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉水植物种植机器人，其结构包括种植埋放装置、螺纹丝杆、气浮体、定向装置、套筒、主动轮、伺服电机、丝杆螺母，本发明具有的效果：种植埋放装置能够稳固的将整株沉水植物种植在河底处，并且通过两块沉水推板对沉水植物根系部分的土壤进行相互挤压，使根部的地方种植的非常牢固，不会因为水流的冲击就被冲散，通过定向装置能够提高气浮体停留在水面上的稳定性，使气浮体不容易随着水流摇晃，降低种植沉水植物的难度，通过种植埋放装置和定向装置相配合，以此来解决现有设备将沉水植物放置到水底处，其根部的埋放也不容易实现，以及现有设备在种植沉水植物过程中设备停留在水面上的稳定性差，导致种植沉水植物的难度加大的问题。

Description

一种沉水植物种植机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是涉及到一种沉水植物种植机器人。

背景技术

沉水植物的种植不同于地面上普通植物的种植，沉水植物的种植需要将植物放置到水底处进行种植，通过现有的机械手固定后也不容易放置到水底处，并且即使将沉水植物放置到水底处，其根部的埋放也不容易实现，现有的设备中多数是通过机械手固定沉水植物直接将其放置到水底处，而根部的埋放通常是利用河底水流的流动性，河底泥土将整体根部埋住后才实现根系的埋放，使整根沉水植物能够比较稳固的放置种植起来，而如果根系埋放不稳固，很容易就被河流冲走，不能实现种植的目的，以及现有设备在种植沉水植物过程中设备停留在水面上的稳定性差，设备容易随着水流摇晃，导致种植沉水植物的难度加大，因此需要研制一种新型的沉水植物种植机器人，以此来解决现有设备将沉水植物放置到水底处，其根部的埋放也不容易实现，以及现有设备在种植沉水植物过程中设备停留在水面上的稳定性差，导致种植沉水植物的难度加大的问题。

本发明内容

针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种沉水植物种植机器人，其结构包括种植埋放装置、螺纹丝杆、气浮体、定向装置、套筒、主动轮、伺服电机、丝杆螺母，所述的气浮体为中空等边梯形结构并且顶部中心位置设有定向装置，所述的定向装置顶部的中心位置设有套筒，所述的套筒顶部设有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和套筒活动连接，所述的伺服电机设有两个并且分布在套筒两侧，所述的伺服电机底部设有主动轮，所述的套筒中心位置设有螺纹丝杆，所述的螺纹丝杆和丝杆螺母采用螺纹配合，所述的气浮体下方的中心位置设有种植埋放装置，所述的螺纹丝杆依次贯穿套筒和定向装置以及气浮体与种植埋放装置连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述的种植埋放装置由支座、支架、夹持机构、型架、埋放机构组成，所述的支座底部的中心位置设有支架并且二者采用过盈配合，所述的支架下方设有型架，所述的型架和支座通过支架连接，所述的型架内部的中心位置设有夹持机构，所述的埋放机构设有两个并且呈轴对称结构分布在型架两侧，所述的埋放机构和夹持机构相配合。

作为本技术方案的进一步优化，所述的夹持机构由气缸、活塞杆、主动杆、从动杆、夹紧槽组成，所述的气缸设于支架内部的中心位置并且二者采用过盈配合，所述的气缸底端设有活塞杆，所述的活塞杆通过活塞与气缸采用滑动配合，所述的活塞杆两侧设有主动杆并且呈轴对称结构，所述的主动杆和活塞杆活动连接，所述的从动杆设有两根并且呈轴对称结构分布在活塞杆两侧，所述的从动杆首端通过插销与主动杆连接，所述的插销与型架活动连接，所述的夹紧槽设于从动杆底端。

作为本技术方案的进一步优化，所述的埋放机构由齿轮、线盘、钢丝线、定滑轮、伸缩杆、沉水推土板组成，所述的齿轮通过齿轮架固定在型架上，所述的齿轮和活塞杆相啮合，所述的线盘一侧设有线盘并且二者采用过盈配合，所述的沉水推土板设于齿轮下方，所述的沉水推土板一侧设有伸缩杆，所述的伸缩杆一端呈平角状态固定在沉水推土板上，所述的伸缩杆另一端设有定滑轮所述的线盘和沉水推土板之间设有钢丝线，所述的钢丝线通过定滑轮与沉水推土板连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述的沉水推土板由圆杆、沉水支架、弹簧、沉水推板组成，所述的沉水支架为形结构并且拐角一端与型架外壁相焊接，所述的沉水支架外壁的中心位置设有伸缩杆，所述的沉水支架内侧设有沉水推板，所述的沉水推板后端的中心位置设有圆杆，所述的圆杆呈平角状态嵌合固定在沉水推板后端的中心位置，所述的圆杆与沉水支架采用滑动配合，所述的沉水支架和沉水推板之间设有弹簧，所述的弹簧套合在圆杆上并且首尾两端分别固定在沉水推板和沉水支架上，所述的圆杆通过钢丝线与线盘连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述的定向装置由定位支座、限位块、弹簧、锚杆、船锚、传动绳、套环组成，所述的定位支座设于气浮体顶部的中心位置，所述的限位块设有两个并且呈轴对称结构分布在定位支座前后两端，所述的锚杆设有四根并且均匀分布在定位支座两侧，所述的锚杆首端与定位支座活动连接，所说的锚杆末端设有锚杆并且二者采用过盈配合，所述的锚杆和限位块之间设有弹簧，所述的弹簧上下两端分别固定在限位块和锚杆上，所述的定位支座下方的中心位置设有套环，所述的套环和丝杆螺母通过轴承环连接，所述的套环和锚杆之间设有传动绳，所述的传动绳首尾两端分别固定在套环和锚杆上。

作为本技术方案的进一步优化，所述的沉水支架和沉水推板底端呈等边三角形尖头结构。

作为本技术方案的进一步优化，所述的夹紧槽设有两个合并后形成尖头形状。

作为本技术方案的进一步优化，所述的活塞杆两侧均匀等距设有两个以上的轮齿。

有益效果

本发明一种沉水植物种植机器人，设计合理，功能性强，具有以下有益效果：

本发明种植埋放装置，通过控制气缸内部的气压，使活塞带动活塞杆沿气缸内向上或向下直线移动，当活塞杆向上直线移动时，设于活塞杆两侧的主动杆，在活塞杆向上拉力作用下传动两根从动杆合并，从动杆底端设有夹紧槽，两个夹紧槽合并后形成尖头形状并且能够夹住沉水植物，此时控制伺服电机工作，使电机轴顺时针转动，因为主动轮固定在电机轴上并通过传动带与丝杆螺母连接，所以电机轴顺时针旋转时丝杆螺母同步进行顺时针旋转，因为丝杆螺母和螺纹丝杆采用螺纹配合，当丝杆螺母作为主动体时，螺纹丝杆就会随丝杆螺母的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，并带动沉水植物往水底处移动，因为两个夹紧槽合并后形成尖头形状，所以在与水底土壤接触后，能够插入土壤将沉水植物的根系带入到土壤内，而后控制气缸内部的气压，使活塞因为气缸内部的气压作用带动活塞杆向下直线移动，两个合并后的夹紧槽分离，使沉水植物的根系留在土壤内，因为齿轮和活塞杆通过轮齿相啮合，所以当活塞杆向下移动时，齿轮顺时针转动，并带动线盘同步转动，此时钢丝线因为齿轮顺时针转动逐渐从线盘放出，因为钢丝线通过定滑轮与圆杆连接，所以此时弹簧外力消失，推动沉水推板向前移动，沉水支架和沉水推板底端呈等边三角形尖头结构，沉水支架和沉水推板与夹紧槽同步插入土壤内，当推动沉水推板向前移动时能够压实沉水植物根系周边的土壤，从而增加沉水植物种植在水底的稳固程度；

本发明定向装置，将气浮体移动到种植的位置，当螺纹丝杆因为丝杆螺母产生的转动角度向下直线移动时，因为套环通过轴承环固定在丝杆螺母上，所以套环跟随螺纹丝杆同步向下移动，因为套环和锚杆通过传动绳连接，所以锚杆受传动绳的拉力向下旋转，此时弹簧受力发生形变，锚杆将船锚带入水底，因为气浮体两侧均匀等距设有四个船锚，当船锚被锚杆带入水底时能够提高气浮体在水面上的稳定程度；

本发明种植埋放装置，能够稳固的将整株沉水植物种植在河底处，并且通过两块沉水推板对沉水植物根系部分的土壤进行相互挤压，使根部的地方种植的非常牢固，不会因为水流的冲击就被冲散，通过定向装置能够提高气浮体停留在水面上的稳定性，使气浮体不容易随着水流摇晃，降低种植沉水植物的难度，通过种植埋放装置和定向装置相配合，以此来解决现有设备将沉水植物放置到水底处，其根部的埋放也不容易实现，以及现有设备在种植沉水植物过程中设备停留在水面上的稳定性差，导致种植沉水植物的难度加大的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种沉水植物种植机器人的结构示意图。

图2为本发明种植埋放装置的结构示意图；

图3为本发明夹持机构的结构示意图；

图4为本发明埋放机构的结构示意图；

图5为本发明定向装置的结构示意图。

图中：种植埋放装置-1、支座-11、支架-12、夹持机构-13、气缸-13a、活塞杆-13b、主动杆-13c、从动杆-13d、夹紧槽-13e、U型架-14、埋放机构-15、齿轮-15a、线盘-15b、钢丝线-15c、定滑轮-15d、伸缩杆-15e、沉水推土板-15f、圆杆-15f1、沉水支架-15f2、弹簧-15f3、沉水推板-15f4、螺纹丝杆-2、气浮体-3、定向装置-4、定位支座-41、限位块-42、弹簧-43、锚杆-44、船锚-45、传动绳-46、套环-47、套筒-5、主动轮-6、伺服电机-7、丝杆螺母-8。

具体实施方式

为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，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。

实施例

请参阅图1-5，本发明提供一种沉水植物种植机器人的具体实施方式；

请参阅图1，一种沉水植物种植机器人，其结构包括种植埋放装置1、螺纹丝杆2、气浮体3、定向装置4、套筒5、主动轮6、伺服电机7、丝杆螺母8，所述的气浮体3为中空等边梯形结构并且顶部中心位置设有定向装置4，所述的气浮体3前后两端均设有螺旋桨，螺旋桨通过电机产生驱动转矩，用以带动气浮体3在水面上移动，所述的气浮体3内部灌装有空气，以此提高气浮体3在水面上的浮力，所述的定向装置4顶部的中心位置设有套筒5，所述的套筒5顶部设有丝杆螺母8，所述的丝杆螺母8外壁上设有皮带槽，所述的丝杆螺母8和套筒5活动连接，所述的伺服电机7设有两个并且分布在套筒5两侧，所述的伺服电机7底部设有主动轮6，所述的主动轮6和伺服电机7通过电机轴连接，所述的主动轮6和丝杆螺母8通过传动带连接，所述的套筒5中心位置设有螺纹丝杆2，所述的螺纹丝杆2和丝杆螺母8采用螺纹配合，当丝杆螺母8作为主动体时，螺纹丝杆2就会随丝杆螺母8的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，所述的气浮体3下方的中心位置设有种植埋放装置1，所述的螺纹丝杆2依次贯穿套筒5和定向装置4以及气浮体3与种植埋放装置1连接。

请参阅图2，所述的种植埋放装置1由支座11、支架12、夹持机构13、U型架14、埋放机构15组成，所述的支座11设于螺纹丝杆2底端并且二者通过轴承连接，所述的支座11底部的中心位置设有支架12并且二者采用过盈配合，所述的支架12下方设有U型架14，所述的U型架14和支座11通过支架12连接，所述的U型架14内部的中心位置设有夹持机构13，所述的埋放机构15设有两个并且呈轴对称结构分布在U型架14两侧，所述的埋放机构15和夹持机构13相配合。

请参阅图3，所述的夹持机构13由气缸13a、活塞杆13b、主动杆13c、从动杆13d、夹紧槽13e组成，所述的气缸13a设于支架12内部的中心位置并且二者采用过盈配合，所述的气缸13a底端设有活塞杆13b，所述的活塞杆13b两侧均匀等距设有两个以上的轮齿，所述的活塞杆13b通过活塞与气缸13a采用滑动配合，所述的活塞杆13b两侧设有主动杆13c并且呈轴对称结构，所述的主动杆13c和活塞杆13b活动连接，所述的从动杆13d设有两根并且呈轴对称结构分布在活塞杆13b两侧，所述的从动杆13d首端通过插销与主动杆13c连接，所述的插销与U型架14活动连接，所述的夹紧槽13e设于从动杆13d底端，所述的夹紧槽13e设有两个合并后形成尖头形状。

请参阅图4，所述的埋放机构15由齿轮15a、线盘15b、钢丝线15c、定滑轮15d、伸缩杆15e、沉水推土板15f组成，所述的齿轮15a通过齿轮架固定在U型架14上，所述的齿轮15a和活塞杆13b相啮合，所述的线盘15b一侧设有线盘15b并且二者采用过盈配合，所述的沉水推土板15f设于齿轮15a下方，所述的沉水推土板15f一侧设有伸缩杆15e，所述的伸缩杆15e一端呈平角状态固定在沉水推土板15f上，所述的伸缩杆15e另一端设有定滑轮15d，通过调节伸缩杆15e的伸缩长度，可以改变沉水推土板15f移动间距，所述的线盘15b和沉水推土板15f之间设有钢丝线15c，所述的钢丝线15c通过定滑轮15d与沉水推土板15f连接。

请参阅图4，所述的沉水推土板15f由圆杆15f1、沉水支架15f2、弹簧15f3、沉水推板15f4组成，所述的沉水支架15f2为L形结构并且拐角一端与U型架14外壁相焊接，所述的沉水支架15f2外壁的中心位置设有伸缩杆15e，所述的沉水支架15f2内侧设有沉水推板15f4，所述的沉水推板15f4后端的中心位置设有圆杆15f1，所述的圆杆15f1呈平角状态嵌合固定在沉水推板15f4后端的中心位置，所述的圆杆15f1与沉水支架15f2采用滑动配合，所述的沉水支架15f2和沉水推板15f4之间设有弹簧15f3，所述的弹簧15f3套合在圆杆15f1上并且首尾两端分别固定在沉水推板15f4和沉水支架15f2上，所述的圆杆15f1通过钢丝线15c与线盘15b连接，所述的沉水支架15f2和沉水推板15f4底端呈等边三角形尖头结构。

请参阅图5，所述的定向装置4由定位支座41、限位块42、弹簧43、锚杆44、船锚45、传动绳46、套环47组成，所述的定位支座41设于气浮体3顶部的中心位置，所述的限位块42设有两个并且呈轴对称结构分布在定位支座41前后两端，所述的锚杆44设有四根并且均匀分布在定位支座41两侧，所述的锚杆44首端与定位支座41活动连接，所说的锚杆44末端设有锚杆44并且二者采用过盈配合，所述的锚杆44和限位块42之间设有弹簧43，所述的弹簧43上下两端分别固定在限位块42和锚杆44上，所述的定位支座41下方的中心位置设有套环47，所述的套环47和丝杆螺母8通过轴承环连接，所述的套环47和锚杆44之间设有传动绳46，所述的传动绳46首尾两端分别固定在套环47和锚杆44上。

其具体实现原理如下：

通过控制气缸13a内部的气压，使活塞带动活塞杆13b沿气缸13a内向上或向下直线移动，当活塞杆13b向上直线移动时，设于活塞杆13b两侧的主动杆13c，在活塞杆13b向上拉力作用下传动两根从动杆13d合并，从动杆13d底端设有夹紧槽13e，两个夹紧槽13e合并后形成尖头形状并且能够夹住沉水植物，此时控制伺服电机7工作，使电机轴顺时针转动，因为主动轮6固定在电机轴上并通过传动带与丝杆螺母8连接，所以电机轴顺时针旋转时丝杆螺母8同步进行顺时针旋转，因为丝杆螺母8和螺纹丝杆2采用螺纹配合，当丝杆螺母8作为主动体时，螺纹丝杆2就会随丝杆螺母8的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，并带动沉水植物往水底处移动，因为两个夹紧槽13e合并后形成尖头形状，所以在与水底土壤接触后，能够插入土壤将沉水植物的根系带入到土壤内，而后控制气缸13a内部的气压，使活塞因为气缸13a内部的气压作用带动活塞杆13b向下直线移动，两个合并后的夹紧槽13e分离，使沉水植物的根系留在土壤内，因为齿轮15a和活塞杆13b通过轮齿相啮合，所以当活塞杆13b向下移动时，齿轮15a顺时针转动，并带动线盘15b同步转动，此时钢丝线15c因为齿轮15a顺时针转动逐渐从线盘15b放出，因为钢丝线15c通过定滑轮15d与圆杆15f1连接，所以此时弹簧15f3外力消失，推动沉水推板15f4向前移动，沉水支架15f2和沉水推板15f4底端呈等边三角形尖头结构，沉水支架15f2和沉水推板15f4与夹紧槽13e同步插入土壤内，当推动沉水推板15f4向前移动时能够压实沉水植物根系周边的土壤，从而增加沉水植物种植在水底的稳固程度；将气浮体3移动到种植的位置，当螺纹丝杆2因为丝杆螺母8产生的转动角度向下直线移动时，因为套环47通过轴承环固定在丝杆螺母8上，所以套环47跟随螺纹丝杆2同步向下移动，因为套环47和锚杆44通过传动绳46连接，所以锚杆44受传动绳46的拉力向下旋转，此时弹簧43受力发生形变，锚杆44将船锚45带入水底，因为气浮体3两侧均匀等距设有四个船锚45，当船锚45被锚杆44带入水底时能够提高气浮体3在水面上的稳定程度；本发明种植埋放装置1，能够稳固的将整株沉水植物种植在河底处，并且通过两块沉水推板15f4对沉水植物根系部分的土壤进行相互挤压，使根部的地方种植的非常牢固，不会因为水流的冲击就被冲散，通过定向装置4能够提高气浮体3停留在水面上的稳定性，使气浮体3不容易随着水流摇晃，降低种植沉水植物的难度，通过种植埋放装置1和定向装置4相配合，以此来解决现有设备将沉水植物放置到水底处，其根部的埋放也不容易实现，以及现有设备在种植沉水植物过程中设备停留在水面上的稳定性差，导致种植沉水植物的难度加大的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，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描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，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，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种沉水植物种植机器人，其结构包括种植埋放装置(1)、螺纹丝杆(2)、气浮体(3)、定向装置(4)、套筒(5)、主动轮(6)、伺服电机(7)、丝杆螺母(8)，其特征在于：

所述的气浮体(3)顶部设有定向装置(4)，所述的定向装置(4)顶部设有套筒(5)，所述的套筒(5)顶部设有丝杆螺母(8)，所述的套筒(5)两侧设有伺服电机(7)，所述的伺服电机(7)底部设有主动轮(6)，所述的主动轮(6)和丝杆螺母(8)传动连接，所述的套筒(5)中心位置设有螺纹丝杆(2)，所述的螺纹丝杆(2)和丝杆螺母(8)采用螺纹配合，所述的气浮体(3)下方设有种植埋放装置(1)，所述的螺纹丝杆(2)依次贯穿套筒(5)和定向装置(4)以及气浮体(3)与种植埋放装置(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的种植埋放装置(1)由支座(11)、支架(12)、夹持机构(13)、U型架(14)、埋放机构(15)组成，所述的支座(11)底部设有支架(12)，所述的支架(12)下方设有U型架(14)，所述的U型架(14)内部设有夹持机构(13)，所述的U型架(14)两侧设有埋放机构(15)。

3.根据权利要求2所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的夹持机构(13)由气缸(13a)、活塞杆(13b)、主动杆(13c)、从动杆(13d)、夹紧槽(13e)组成，所述的气缸(13a)底端设有活塞杆(13b)，所述的活塞杆(13b)两侧设有主动杆(13c)并且二者活动连接，所述的活塞杆(13b)两侧设有从动杆(13d)，所述的从动杆(13d)与主动杆(13c)连接，所述的夹紧槽(13e)设于从动杆(13d)底端。

4.根据权利要求2所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的埋放机构(15)由齿轮(15a)、线盘(15b)、钢丝线(15c)、定滑轮(15d)、伸缩杆(15e)、沉水推土板(15f)组成，所述的线盘(15b)一侧设有线盘(15b)，所述的沉水推土板(15f)设于齿轮(15a)下方，所述的沉水推土板(15f)一侧设有伸缩杆(15e)，所述的伸缩杆(15e)首端设有定滑轮(15d)，所述的线盘(15b)和沉水推土板(15f)之间设有钢丝线(15c)。

5.根据权利要求4所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的沉水推土板(15f)由圆杆(15f1)、沉水支架(15f2)、弹簧(15f3)、沉水推板(15f4)组成，所述的沉水支架(15f2)内侧设有沉水推板(15f4)，所述的沉水推板(15f4)后端设有圆杆(15f1)，所述的圆杆(15f1)与沉水支架(15f2)采用滑动配合，所述的沉水支架(15f2)和沉水推板(15f4)之间设有弹簧(15f3)。

6.根据权利要求1所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的定向装置(4)由定位支座(41)、限位块(42)、弹簧(43)、锚杆(44)、船锚(45)、传动绳(46)、套环(47)组成，所述的定位支座(41)设于气浮体(3)顶部的中心位置，所述的定位支座(41)前后两端设有限位块(42)，所述的定位支座(41)两侧设有锚杆(44)，所说的锚杆(44)末端设有锚杆(44)，所述的锚杆(44)和限位块(42)之间设有弹簧(43)，所述的定位支座(41)下方设有套环(47)，所述的套环(47)和锚杆(44)之间设有传动绳(46)。

7.根据权利要求4所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的沉水支架(15f2)和沉水推板(15f4)底端呈等边三角形尖头结构。

8.根据权利要求3所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的夹紧槽(13e)设有两个合并后形成尖头形状。

9.根据权利要求3所述的一种沉水植物种植机器人，其特征在于：所述的活塞杆(13b)两侧均匀等距设有两个以上的轮齿。