CN111480445B - 一种具有石块清理功能的除草机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有石块清理功能的除草机器人，包括主体和移动装置，还包括清除机构和切割机构，所述清除机构包括支撑杆、转动套管、导轨、第一弹簧、滑动套管、传动杆和至少两个推动爪，所述切割机构包括支架、驱动组件、切割组件、定位组件、第二轴承、第二齿轮、滑杆、第二弹簧、两个支撑套管和两个限位块，所述切割组件包括第一轴承、驱动轴、刀片和第三齿轮，该具有石块清理功能的除草机器人中，通过清除机构可以推开地面上的石块，降低了石块与切割机构发生碰撞的几率，降低了除草机器人的故障率，通过切割机构不仅可以对草坪进行修剪，同时当石块过大无法推开时，可以使切割机构停止运行，进一步降低了除草机器人的故障率。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，特别涉及一种具有石块清理功能的除草机器人。
背景技术
智能机器人之所以叫智能机器人，这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央处理器，这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是，这样的计算机可以进行按目的安排的动作。正因为这样，我们才说这种机器人才是真正的机器人，尽管它们的外表可能有所不同。
除草机器人作为智能机器人的一种，在其工作的过程中，如果地面上有石块，将会导致石块与除草机器人的刀片发生碰撞，致使除草机器人发生损坏，增大了除草机器人的故障率。
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，提供一种具有石块清理功能的除草机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有石块清理功能的除草机器人，包括主体和移动装置，两个移动装置分别设置在主体的两侧，所述主体的内部设有空腔，所述主体的底部和相邻于移动装置的一侧均设有开口，所述主体的底部的开口与主体的一侧的开口相互连通，还包括清除机构和切割机构，所述清除机构设置在主体的一侧的开口处，所述切割机构设置在主体的顶部的内壁上；
所述清除机构包括支撑杆、转动套管、导轨、第一弹簧、滑动套管、传动杆和至少两个推动爪，所述支撑杆设置在主体的一侧的开口的内部，所述支撑杆的两端分别与主体的靠近两个移动装置的两侧的顶部的内壁固定连接，所述支撑杆穿过转动套管，所述转动套管与支撑杆滑动连接，所述导轨与支撑杆垂直，所述导轨的两端均与主体的顶部的内壁固定连接，所述导轨穿过滑动套管，所述滑动套管与导轨滑动连接，所述第一弹簧套设在导轨上，所述导轨的靠近支撑杆的一端与滑动套管抵靠，所述导轨的远离支撑杆的一端通过第一弹簧与滑动套管固定连接，所述第一弹簧处于压缩状态，所述推动爪与支撑杆和导轨均垂直，各推动爪排列设置在转动套管的一侧，所述滑动套管通过传动杆与其中一个推动爪的中部铰接；
所述切割机构包括支架、驱动组件、切割组件、定位组件、第二轴承、第二齿轮、滑杆、第二弹簧、两个支撑套管和两个限位块，所述支架的形状为U形，所述支架的两端均与主体的顶部的内壁固定连接，所述切割组件设置在支架的底部，所述滑杆与导轨平行，所述滑杆穿过两个支撑套管，所述滑杆与支撑套管滑动连接，两个支撑套管分别与支架的两侧固定连接，所述滑杆的两端分别与两个限位块固定连接，所述第二轴承的内圈与滑杆固定连接，所述第二轴承的外圈与第二齿轮固定连接，所述驱动组件设置在滑杆上，所述驱动组件与第二齿轮连接，所述第二齿轮与切割组件连接，所述第二弹簧套设在滑杆上，所述滑杆的靠近支撑杆的一端通过第二弹簧与靠近支撑杆的一个支撑套管固定连接，所述第二弹簧处于压缩状态，所述定位组件设置在滑杆的一侧，所述滑杆通过定位组件与两个支撑套管连接。
作为优选，为了提高除草机器人的自动化程度，所述主体的内部设有PLC。
作为优选，为了给第二齿轮提供动力，所述驱动组件包括电机和第一齿轮，所述电机与滑杆固定连接，所述电机与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。
作为优选，为了对草坪进行修剪，所述切割组件包括第一轴承、驱动轴、刀片和第三齿轮，所述驱动轴与支撑杆和导轨均垂直，所述驱动轴通过第一轴承与支架连接，所述驱动轴的底端与刀片固定连接，所述驱动轴的顶端与第三齿轮固定连接，所述第三齿轮与第二齿轮啮合，所述刀片与主体的顶部的内壁之间的距离小于推动爪的远离支撑杆的一端与主体的顶部的内壁之间的距离。
作为优选，为了提高滑杆的稳定性，所述定位组件包括定位槽和两个定位块，所述定位槽的长度与滑杆的长度相等，所述定位槽设置在滑杆的一侧，所述定位块与支撑套管的内壁固定连接，所述定位块设置在定位槽的内部，所述定位块与定位槽滑动连接。
作为优选，为了提高滑杆移动的顺畅度，所述滑杆上涂有润滑脂。
作为优选，为了提高对第二齿轮的转速控制的精确度，所述电机为伺服电机。
作为优选，为了延长除草机器人的续航时间，所述主体的顶部设有太阳能板。
作为优选，为了延长除草机器人的使用寿命，所述主体上涂有防腐涂层。
作为优选，为了延长推动爪的使用寿命，所述推动爪的制作材料为不锈钢。
本发明的有益效果是，该具有石块清理功能的除草机器人中，通过清除机构可以推开地面上的石块，降低了石块与切割机构发生碰撞的几率，降低了除草机器人的故障率，与现有清除机构相比，该清除机构还可以检测石块的大小，提高了除草机器人的实用性，不仅如此，通过切割机构不仅可以对草坪进行修剪，同时当石块过大无法推开时，可以使切割机构停止运行，进一步降低了除草机器人的故障率，与现有切割机构相比，该切割机构实现了与清除机构之间的联动，进一步提高了除草机器人的实用性。
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是本发明的具有石块清理功能的除草机器人的结构示意图；
图2是本发明的具有石块清理功能的除草机器人的推动爪的安装结构示意图；
图3是本发明的具有石块清理功能的除草机器人的切割机构的结构示意图；
图4是本发明的具有石块清理功能的除草机器人的定位组件的结构示意图；
图中：1.转动套管，2.支撑杆，3.滑动套管，4.第一弹簧，5.导轨，6.滑杆，7.电机，8.支撑套管，9.主体，10.推动爪，11.传动杆，12.刀片，13.驱动轴，14.第一轴承，15.支架，16.限位块，17.第二弹簧，18.第一齿轮，19.定位槽，20.第二轴承，21.第二齿轮，22.第三齿轮，23.定位块。
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，一种具有石块清理功能的除草机器人，包括主体9和移动装置，两个移动装置分别设置在主体9的两侧，所述主体9的内部设有空腔，所述主体9的底部和相邻于移动装置的一侧均设有开口，所述主体9的底部的开口与主体9的一侧的开口相互连通，还包括清除机构和切割机构，所述清除机构设置在主体9的一侧的开口处，所述切割机构设置在主体9的顶部的内壁上；
通过清除机构可以推开地面上的石块，降低了石块与切割机构发生碰撞的几率，降低了除草机器人的故障率，不仅如此，通过切割机构不仅可以对草坪进行修剪，同时当石块过大无法推开时，可以使切割机构停止运行，进一步降低了除草机器人的故障率；
如图1-2所示，所述清除机构包括支撑杆2、转动套管1、导轨5、第一弹簧4、滑动套管3、传动杆11和至少两个推动爪10，所述支撑杆2设置在主体9的一侧的开口的内部，所述支撑杆2的两端分别与主体9的靠近两个移动装置的两侧的顶部的内壁固定连接，所述支撑杆2穿过转动套管1，所述转动套管1与支撑杆2滑动连接，所述导轨5与支撑杆2垂直，所述导轨5的两端均与主体9的顶部的内壁固定连接，所述导轨5穿过滑动套管3，所述滑动套管3与导轨5滑动连接，所述第一弹簧4套设在导轨5上，所述导轨5的靠近支撑杆2的一端与滑动套管3抵靠，所述导轨5的远离支撑杆2的一端通过第一弹簧4与滑动套管3固定连接，所述第一弹簧4处于压缩状态，所述推动爪10与支撑杆2和导轨5均垂直，各推动爪10排列设置在转动套管1的一侧，所述滑动套管3通过传动杆11与其中一个推动爪10的中部铰接；
如图3所示，所述切割机构包括支架15、驱动组件、切割组件、定位组件、第二轴承20、第二齿轮21、滑杆6、第二弹簧17、两个支撑套管8和两个限位块16，所述支架15的形状为U形，所述支架15的两端均与主体9的顶部的内壁固定连接，所述切割组件设置在支架15的底部，所述滑杆6与导轨5平行，所述滑杆6穿过两个支撑套管8，所述滑杆6与支撑套管8滑动连接，两个支撑套管8分别与支架15的两侧固定连接，所述滑杆6的两端分别与两个限位块16固定连接，所述第二轴承20的内圈与滑杆6固定连接，所述第二轴承20的外圈与第二齿轮21固定连接，所述驱动组件设置在滑杆6上，所述驱动组件与第二齿轮21连接，所述第二齿轮21与切割组件连接，所述第二弹簧17套设在滑杆6上，所述滑杆6的靠近支撑杆2的一端通过第二弹簧17与靠近支撑杆2的一个支撑套管8固定连接，所述第二弹簧17处于压缩状态，所述定位组件设置在滑杆6的一侧，所述滑杆6通过定位组件与两个支撑套管8连接；
在支撑杆2的支撑作用下，通过转动套管1提高了各推动爪10的稳定性，在第一弹簧4对滑动套管3的弹力的作用下，通过传动杆11使推动爪10处于竖直状态，在除草机器人移动时，通过推动爪10将草坪中的石块推开，降低了石块进入除草机器人下方的几率，降低了石块与切割组件发生碰撞的几率，降低了除草机器人的故障率，在支架15的支撑作用下提高了切割组件的稳定性，同时在支撑套管8的支撑作用和定位组件的限位作用下，提高了滑杆6的稳定性，在两个限位块16的限位作用下，降低了滑杆6与支撑套管8发生分离的几率，进一步提高了滑杆6的稳定性，通过第二轴承20提高了第二齿轮21与滑杆6连接的稳定性，在弹簧17的弹力的作用下，使第二齿轮21与切割组件连接，则通过驱动组件提供动力，通过第二齿轮21驱动切割组件运行，当地面出现较大的石块时，推动爪10无法将石块推块，则在转动套管1的支撑作用下，通过石块推动推动爪10绕着支撑杆2向靠近支架15的方向转动，则通过传动杆11驱动滑动套管3沿着导轨5向靠近支架15的方向移动，使滑动套管3推动滑杆6沿着支撑套管8向远推动爪10的方向移动，则使第二齿轮21与切割组件分离，使切割组件停止转动，降低了切割组件与石块发生撞击的几率，进一步降低了除草机器人的故障率。
作为优选，为了提高除草机器人的自动化程度，所述主体9的内部设有PLC；
PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制，通过PLC控制除草机器人运行，提高了除草机器人的自动化程度。
如图3所示，所述驱动组件包括电机7和第一齿轮18，所述电机7与滑杆6固定连接，所述电机7与第一齿轮18传动连接，所述第一齿轮18与第二齿轮21啮合；
通过电机7驱动第一齿轮18转动，则通过第一齿轮18驱动第二齿轮21转动。
如图3所示，所述切割组件包括第一轴承14、驱动轴13、刀片12和第三齿轮22，所述驱动轴13与支撑杆2和导轨5均垂直，所述驱动轴13通过第一轴承14与支架15连接，所述驱动轴13的底端与刀片12固定连接，所述驱动轴13的顶端与第三齿轮22固定连接，所述第三齿轮22与第二齿轮21啮合，所述刀片12与主体9的顶部的内壁之间的距离小于推动爪10的远离支撑杆2的一端与主体9的顶部的内壁之间的距离；
通过第一轴承14提高了驱动轴13的稳定性，通过第二齿轮21驱动第三齿轮22转动，则在驱动轴13的传动作用下，通过第三齿轮22驱动刀片12转动，则通过刀片12对草坪进行修剪。
如图4所示，所述定位组件包括定位槽19和两个定位块23，所述定位槽19的长度与滑杆6的长度相等，所述定位槽19设置在滑杆6的一侧，所述定位块23与支撑套管8的内壁固定连接，所述定位块23设置在定位槽19的内部，所述定位块23与定位槽19滑动连接；
通过定位槽19与定位块23之间的相互限位作用下，降低了滑杆6绕着自身轴线转动的几率，提高了滑杆6的稳定性。
作为优选，为了提高滑杆6移动的顺畅度，所述滑杆6上涂有润滑脂；
通过润滑脂减小了滑杆6与支撑套管8之间的摸出来，提高了滑杆6移动的顺畅度。
作为优选，为了提高对第二齿轮21的转速控制的精确度，所述电机7为伺服电机。
作为优选，为了延长除草机器人的续航时间，所述主体9的顶部设有太阳能板。
作为优选，为了延长除草机器人的使用寿命，所述主体9上涂有防腐涂层；
通过防腐涂层减缓了主体9被腐蚀的速度，延长了除草机器人的使用寿命。
作为优选，为了延长推动爪10的使用寿命，所述推动爪10的制作材料为不锈钢；
由于不锈钢具有较好的抗腐蚀性能，减缓了推动爪10被腐蚀的速度，延长了推动爪10的使用寿命。
在除草机器人移动时，通过推动爪10将草坪中的石块推开，降低了石块进入除草机器人下方的几率，降低了石块与切割组件发生碰撞的几率，降低了除草机器人的故障率，当地面出现较大的石块时，推动爪10无法将石块推块，则在转动套管1的支撑作用下，通过石块推动推动爪10绕着支撑杆2向靠近支架15的方向转动，则通过传动杆11驱动滑动套管3沿着导轨5向靠近支架15的方向移动，使滑动套管3推动滑杆6沿着支撑套管8向远推动爪10的方向移动，则使第二齿轮21与切割组件分离，使切割组件停止转动，降低了切割组件与石块发生撞击的几率，进一步降低了除草机器人的故障率。
与现有技术相比，该具有石块清理功能的除草机器人中，通过清除机构可以推开地面上的石块，降低了石块与切割机构发生碰撞的几率，降低了除草机器人的故障率，与现有清除机构相比，该清除机构还可以检测石块的大小，提高了除草机器人的实用性，不仅如此，通过切割机构不仅可以对草坪进行修剪，同时当石块过大无法推开时，可以使切割机构停止运行，进一步降低了除草机器人的故障率，与现有切割机构相比，该切割机构实现了与清除机构之间的联动，进一步提高了除草机器人的实用性。
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 (9)
1.一种具有石块清理功能的除草机器人，包括主体(9)和移动装置，两个移动装置分别设置在主体(9)的两侧，所述主体(9)的内部设有空腔，所述主体(9)的底部和相邻于移动装置的一侧均设有开口，所述主体(9)的底部的开口与主体(9)的一侧的开口相互连通，其特征在于，还包括清除机构和切割机构，所述清除机构设置在主体(9)的一侧的开口处，所述切割机构设置在主体(9)的顶部的内壁上；
所述清除机构包括支撑杆(2)、转动套管(1)、导轨(5)、第一弹簧(4)、滑动套管(3)、传动杆(11)和至少两个推动爪(10)，所述支撑杆(2)设置在主体(9)的一侧的开口的内部，所述支撑杆(2)的两端分别与主体(9)的靠近两个移动装置的两侧的顶部的内壁固定连接，所述支撑杆(2)穿过转动套管(1)，所述转动套管(1)与支撑杆(2)滑动连接，所述导轨(5)与支撑杆(2)垂直，所述导轨(5)的两端均与主体(9)的顶部的内壁固定连接，所述导轨(5)穿过滑动套管(3)，所述滑动套管(3)与导轨(5)滑动连接，所述第一弹簧(4)套设在导轨(5)上，所述导轨(5)的靠近支撑杆(2)的一端与滑动套管(3)抵靠，所述导轨(5)的远离支撑杆(2)的一端通过第一弹簧(4)与滑动套管(3)固定连接，所述第一弹簧(4)处于压缩状态，所述推动爪(10)与支撑杆(2)和导轨(5)均垂直，各推动爪(10)排列设置在转动套管(1)的一侧，所述滑动套管(3)通过传动杆(11)与其中一个推动爪(10)的中部铰接；
所述切割机构包括支架(15)、驱动组件、切割组件、定位组件、第二轴承(20)、第二齿轮(21)、滑杆(6)、第二弹簧(17)、两个支撑套管(8)和两个限位块(16)，所述支架(15)的形状为U形，所述支架(15)的两端均与主体(9)的顶部的内壁固定连接，所述切割组件设置在支架(15)的底部，所述滑杆(6)与导轨(5)平行，所述滑杆(6)穿过两个支撑套管(8)，所述滑杆(6)与支撑套管(8)滑动连接，两个支撑套管(8)分别与支架(15)的两侧固定连接，所述滑杆(6)的两端分别与两个限位块(16)固定连接，所述第二轴承(20)的内圈与滑杆(6)固定连接，所述第二轴承(20)的外圈与第二齿轮(21)固定连接，所述驱动组件设置在滑杆(6)上，所述驱动组件与第二齿轮(21)连接，所述第二齿轮(21)与切割组件连接，所述第二弹簧(17)套设在滑杆(6)上，所述滑杆(6)的靠近支撑杆(2)的一端通过第二弹簧(17)与靠近支撑杆(2)的一个支撑套管(8)固定连接，所述第二弹簧(17)处于压缩状态，所述定位组件设置在滑杆(6)的一侧，所述滑杆(6)通过定位组件与两个支撑套管(8)连接；
所述切割组件包括第一轴承(14)、驱动轴(13)、刀片(12)和第三齿轮(22)，所述驱动轴(13)与支撑杆(2)和导轨(5)均垂直，所述驱动轴(13)通过第一轴承(14)与支架(15)连接，所述驱动轴(13)的底端与刀片(12)固定连接，所述驱动轴(13)的顶端与第三齿轮(22)固定连接，所述第三齿轮(22)与第二齿轮(21)啮合，所述刀片(12)与主体(9)的顶部的内壁之间的距离小于推动爪(10)的远离支撑杆(2)的一端与主体(9)的顶部的内壁之间的距离。
2.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述主体(9)的内部设有PLC。
3.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述驱动组件包括电机(7)和第一齿轮(18)，所述电机(7)与滑杆(6)固定连接，所述电机(7)与第一齿轮(18)传动连接，所述第一齿轮(18)与第二齿轮(21)啮合。
4.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述定位组件包括定位槽(19)和两个定位块(23)，所述定位槽(19)的长度与滑杆(6)的长度相等，所述定位槽(19)设置在滑杆(6)的一侧，所述定位块(23)与支撑套管(8)的内壁固定连接，所述定位块(23)设置在定位槽(19)的内部，所述定位块(23)与定位槽(19)滑动连接。
5.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述滑杆(6)上涂有润滑脂。
6.如权利要求3所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述电机(7)为伺服电机。
7.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述主体(9)的顶部设有太阳能板。
8.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述主体(9)上涂有防腐涂层。
9.如权利要求1所述的具有石块清理功能的除草机器人，其特征在于，所述推动爪(10)的制作材料为不锈钢。
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