CN111730614A - 一种实验室苹果树养护机器人 - Google Patents

Abstract

一种实验室苹果树养护机器人，属于植物养护设备领域，用于对苹果树进行养护。其技术方案是：底盘部分安装有电机和全向轮；机身部分的箱体上安装有摄像头和控制台，内支撑架固定在箱体内，内支撑架用于固定机械臂部分和光照部分；养料储存输送部分可以储放水肥，并输送给机械臂部分进行浇灌；机械臂可以进行全方位转动，机械臂上安装的土壤湿度传感器可以测试土壤湿度，多个喷头可以进行喷水浇灌；光照部分的植物生长灯支架、植物生长灯通过大步进电机进行移动，对苹果树进行光照。本发明结构科学合理、自动化程度高、工作稳定、操作方便，可实现在实验室内苹果树的全自动养护，大大提高了苹果树的成活率，保证了科研工作的有序正常进行。

Description

一种实验室苹果树养护机器人

技术领域

本发明涉及一种具有苹果树养护功能的机器人设备，属于植物养护设备领域。

背景技术

作为科研用途，需在实验室培育苹果树。但是在实验室培育的苹果树，极容易造成死亡或发育不良，无法为科研工作提供正常的实验数据。为在实验室中培育出健康优良的苹果树，并使其生长状态尽量接近室外环境下培育的苹果树，需要对苹果树进行精确、定时、定量的精致照料。目前对实验室苹果树的养护均为人工操作，使用各种温度计、湿度计、照度仪等进行监测，然后进行养护，不但增加了工作量，而且精确度低，不能满足科学实验的要求，十分有必要进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实验室苹果树养护机器人，这种实验室苹果树养护机器人具有自由移动、自动定时浇水、自动定时施肥、干湿度测量、光照补充多种功能，能够完全代替人工自动养护苹果树，并能实现精确、定时、定量的精致照料，确保苹果树的成活率与正常生长。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种实验室苹果树养护机器人，它由底盘部分、机身部分、养料储存输送部分、机械臂部分、光照部分组成，底盘部分的下底盘架上安装有电机和全向轮，电机与全向轮相连接，全向轮与地面相接触，机身部分安装在底盘部分上面，机身部分包括箱体和内支撑架，箱体上安装有摄像头和控制台，内支撑架安装在箱体内，养料储存输送部分安装在机身部分的箱体内，养料储存输送部分包括储水箱、储肥箱、输水管、输肥管、总管，储水箱和储肥箱分别通过输水管和输肥管与总管相连接，总管连接到机械臂的前端，机械臂部分包括机械臂前臂和机械臂后臂，机械臂后臂的后端与机身部分的内支撑架相连接，机械臂后臂的前端与机械臂前臂的后端相连接，机械臂前臂的前端安装有步进电机、土壤湿度传感器和喷头，光照部分包括大步进电机、步进电机支架、齿轮和转动轴、植物生长灯支架、植物生长灯，步进电机支架与机身部分的内支撑架相连接，大步进电机安装在步进电机支架上，植物生长灯支架通过齿轮和转动轴与大步进电机相连接，植物生长灯安装在植物生长灯支架前端。

上述实验室苹果树养护机器人，所述底盘部分包括下底盘架、上底盘架、60mm铝型材、电池、控制板、电机、电机座、全向轮，三个电机座通过螺丝固定在圆形的下底盘架下边，三个电机座之间互相呈180度均匀分布，三个电机通过螺丝固定在电机座上，三个全向轮分别与三个电机相连接，电池与控制板安装在下底盘架上面，上底盘架通过四个60mm铝型材固定在下底盘架上边，60mm铝型材与上底盘架和下底盘架均通过螺丝连接。

上述实验室苹果树养护机器人，所述机身部分的箱体包括主箱体、主箱体盖、摄像头、控制台，主箱体为长方形箱体，主箱体的前面有机械臂孔，主箱体盖安装在主箱体上，摄像头由螺栓安装在主箱体前面的机械臂孔的上方，控制台由固定螺栓安装在主箱体后面的上部。

上述实验室苹果树养护机器人，所述机身部分的内支撑架包括400mm铝型材、220mm铝型材、180mm铝型材、90mm铝型材、90度角铝，两根400mm铝型材平行并列通过角铝竖直固定在主箱体内底部，400mm铝型材的前面与机械臂孔相对，两根220mm铝型材通过角铝水平固定在两根400mm铝型材下端两侧，两根180mm铝型材通过角铝水平固定在两根400mm铝型材上部，两根90mm铝型材通过角铝竖直固定在两根180mm铝型材上面， 90mm铝型材上表面与400mm铝型材上表面平齐，220mm铝型材前端与180mm铝型材前端平齐。

上述实验室苹果树养护机器人，所述养料储存输送部分包括储水箱、储水箱盖、储肥箱、储肥箱盖、潜水泵、电控水阀、输水管、输肥管、总管、水位计，储水箱放置在主箱体内左侧，储水箱盖安装在储水箱上，三个储肥箱并排放置在主箱体内右侧，三个储肥箱盖分别安装在三个储肥箱上，内支撑架位于储水箱和储肥箱之间，四个潜水泵分别固定在储水箱和三个储肥箱底部，四个电控水阀分别安装在储水箱盖和储肥箱盖上面，四个电控水阀的进水口分别与储水箱盖和储肥箱盖的水管孔对齐，一条输水管连接储水箱底部的潜水泵与储水箱盖上的电控水阀，另一条输水管连接储水箱盖上的电控水阀与总管，每个储肥箱有两条输肥管，一条输肥管连接储肥箱底部的潜水泵与储肥箱盖上的电控水阀，另一条输肥管连接储肥箱盖上的电控水阀与总管，总管的一端与一条输水管和三条输肥管连接，总管的另一端与机械臂部分的密封橡胶管相连接。

上述实验室苹果树养护机器人，所述机械臂部分的机械臂后臂包括机械臂承载平台、后臂舵机支架、后臂舵机、后臂框架、L型支架，机械臂承载平台安装在内支撑架中的220mm铝型材的下面，后臂框架由两个U型架组成，两个U型架的底边相对由螺栓连接，后臂框架的两个U型架的两侧边前端分别有安装孔，两个U型架的两侧边前端通过安装孔分别与两个后臂舵机的两侧相连接，两个后臂舵机分别通过螺栓安装在两个后臂舵机支架上，一个后臂舵机支架通过螺栓固定在机械臂承载平台上，另一个后臂舵机支架与L型支架相连接，L型支架与机械臂前臂相连接。

上述实验室苹果树养护机器人，所述机械臂部分的机械臂前臂包括前臂框架，前臂舵机支架、前臂舵机、小步进电机、步进电机固定板、土壤湿度传感器、密封橡胶管、喷头固定盘、大流量喷头、小流量喷头、雾化喷头，前臂框架为U型架，前臂框架的U型架的两侧边前端通过安装孔分别与前臂舵机的两侧相连接，前臂舵机通过螺栓安装在一个前臂舵机支架上，步进电机固定板安装在另一个前臂舵机支架的前部，两个前臂舵机支架相对连接，小步进电机固定在步进电机固定板上，喷头固定盘安装在小步进电机的电机轴上，大流量喷头、小流量喷头、雾化喷头分别安装在喷头固定盘的三个孔上，土壤湿度传感器安装在喷头固定板的下端，密封橡胶管安装在小步进电机固定板上端的大孔内，密封橡胶管的前端与喷头固定盘上的环形凹槽相对，环形凹槽与安装喷头的三个孔相连通。

上述实验室苹果树养护机器人，所述机械臂后臂的后臂舵机两侧和机械臂前臂的前臂舵机两侧分别有金属舵盘、杯式轴承，两个金属舵盘分别安装在后臂舵机和前臂舵机的转动轴上，两个金属舵盘分别通过螺栓与后臂框架和前臂框架的一侧相连接，两个杯式轴承分别安装在后臂框架和前臂框架前端一侧的安装孔中，两个杯式轴承分别通过螺栓分别与后臂舵机支架、前臂舵机支架相连接。

上述实验室苹果树养护机器人，所述光照部分包括大步进电机、步进电机支架、小齿轮、大齿轮、立式带座轴承、细轴、粗轴、植物生长灯支架、植物生长灯，大步进电机通过螺栓安装在步进电机支架上，步进电机支架安装在机身部分的内支撑架的400mm铝型材上，小齿轮安装在步进电机的转动轴上，两个立式带座轴承竖直向上排列安装在内支撑架的90mm铝型材上，细轴与两个立式带座轴承过盈配合安装，大齿轮安装细轴的上部，大齿轮上平面与小齿轮上平面平齐，并与小齿轮相啮合，粗轴竖直安装在大齿轮上面，植物生长灯支架以过盈配合安装在粗轴上部，植物生长灯安装在植物生长灯支架的一端。

本发明的有益效果是：

本发明的底盘部分安装有电机和全向轮，可以带动机器人整体移动到需要工作的位置；机身部分的箱体上安装有摄像头和控制台，摄像头可以采集外界影像，控制台可以控制机器人的整体工作，内支撑架固定在箱体内，内支撑架用于固定机械臂部分和光照部分；养料储存输送部分可以储放水肥，并输送给机械臂部分进行浇灌；机械臂部分的机械臂后臂可以进行全方位转动，带动机械臂前臂运动，机械臂前臂上安装的土壤湿度传感器可以测试土壤湿度，多个喷头可以进行喷水浇灌；光照部分的植物生长灯支架、植物生长灯通过大步进电机进行移动，对苹果树进行光照。

本发明结构科学合理、自动化程度高、工作稳定、操作方便，可以自主完成信息采集、移动、定位、喷灌、光照等工作，可实现在实验室内苹果树的全自动养护，与人工在实验室培育苹果树相比，本机器人灵活的机械臂和可移动的设计，使其具有精准、细致照料苹果树的能力，保证苹果树的正常成长，同时工作效率高，能同时照料多盆苹果树，外观也简洁美观。整个设备实用合理，可以完全代替在实验室内的人工种植养护苹果树的过程，使苹果树健康的成长，大大提高了苹果树的成活率，保证了科研工作的有序正常进行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的去掉主箱体盖的示意图；

图3是底盘部分的结构示意图；

图4是底盘部分的爆炸图；

图5是机身部分的结构示意图；

图6是机身部分的后视图；

图7是图5去掉主箱体盖的结构示意图；

图8是机身部分中的内支撑架的结构示意图；

图9是图1去掉主箱体盖、内支撑架、光照部分的俯视图；

图10是图9去掉储水箱盖、储肥箱盖的视图；

图11是图10的结构示意图；

图12是机械臂部分的结构示意图；

图13是机械臂后臂的爆炸图；

图14是机械臂前臂的爆炸图；

图15是图1去掉主箱体盖、养料储存输送部分的结构示意图；

图16是光照部分的右视图。

附图标记如下：底盘部分1、机身部分2、养料储存输送部分3、机械臂部分4、光照部分5、下底盘架1001、上底盘架1002、60mm铝型材1003、电池1004、控制板1005、电机1006、电机座1007、全向轮1008、箱体2100、主箱体2101、主箱体盖2102、摄像头2103、控制台2104、机械臂孔2105、内支撑架2200、400mm铝型材2201、220mm铝型材2202、180mm铝型材2203、90mm铝型材2204、角铝2205、储水箱3001、储水箱盖3002、储肥箱3003、储肥箱盖3004、潜水泵3005、电控水阀3006、输水管3007、输肥管3008、总管3009、水位计3010、机械臂后臂4100、机械臂承载平台4101、后臂舵机支架4102、后臂舵机4103、后臂金属舵盘4104、后臂杯式轴承4105、后臂框架4106、L型支架4107、机械臂前臂4200、前臂框架4201、前臂舵机支架4202、前臂舵机4203、前臂金属舵盘4204、前臂杯式轴承4205、小步进电机4206、步进电机固定板4207、土壤湿度传感器4208、密封橡胶管4209、喷头固定盘4210、大流量喷头4211、小流量喷头4212、雾化喷头4213、大步进电机5001、步进电机支架5002、小齿轮5003、大齿轮5004、立式带座轴承5005、细轴5006、粗轴5007、植物生长灯支架5008、植物生长灯5009。

具体实施方式

本发明由底盘部分1、机身部分2、养料储存输送部分3、机械臂部分4、光照部分5组成。

图1、2、5、12显示，本发明的整体结构是：

机身部分2包括箱体2100和内支撑架2200，内支撑架2200安装在箱体2100内，机身部分2安装在底盘部分1上面，养料储存输送部分3安装在机身部分2内部，机械臂部分4包括机械臂后臂4100和机械臂前臂4200，机械臂部分4安装在机身部分2正面的机械臂孔2105内的内支撑架2200上、光照部分5安装在机身部分2上的内支撑架2200上。

图3、4显示，底盘部分1包括下底盘架1001、上底盘架1002、60mm铝型材1003、电池1004、控制板1005、电机1006、电机座1007、全向轮1008。三个电机座1007固定在圆形的下底盘架1002下边，三个电机座1007之间互相呈180度均匀分布，三个电机1006分别固定在三个电机座1007上，三个全向轮1008分别与三个电机1006相连接，电池1004与控制板1005安装在下底盘架1001上面，上底盘架1002通过四个60mm铝型材1003固定在下底盘架1001上边。

图5、6显示，机身部分2的箱体2100包括主箱体2101、主箱体盖2102、摄像头2103、控制台2104。主箱体盖2102安装在主箱体2101上，摄像头2103通过螺栓安装在主箱体2101正面的机械臂孔2105的上方，控制台2104通过固定螺栓安装在主箱体2101后面的上部。

图5、7、8显示，机身部分2的内支撑架2200包括400mm铝型材2201、220mm铝型材2202、180mm铝型材2203、90mm铝型材2204、角铝2205。两根400mm铝型材2201紧挨通过角铝2205竖直固定在主箱体2101内底部，正对着机械臂孔2105，两根220mm铝型材2202通过角铝2205水平固定在两根400mm铝型材2201下端两侧，两根180mm铝型材2203通过角铝2205水平固定在两根400mm铝型材2201上部，两根90mm铝型材2204通过角铝2205竖直固定在两根180mm铝型材2203上面，90mm铝型材2204上表面与400mm铝型材2201上表面平齐，220mm铝型材2202前端与180mm铝型材2203前端平齐。

图9、10、11显示，养料储存输送部分3包括储水箱3001、储水箱盖3002、储肥箱3003、储肥箱盖3004、潜水泵3005、电控水阀3006、输水管3007、输肥管3008、总管3009、水位计3010。储水箱3001放在主箱体2101内左侧，左边与主箱体2101的左壁紧挨，右边与内支撑架2200紧挨，储水箱盖3002安装在储水箱3001上。储肥箱3003共有三个，并排放在主箱体2101右侧，储肥箱3003的右边与主箱体2101的右壁紧挨，左侧与内支撑架2200紧挨，储肥箱盖3004共有三个，分别安装在三个储肥箱3003上。潜水泵3005共有四个，分别固定在储水箱3001和三个储肥箱3003底部。电控水阀3006安装在储水箱盖3002和三个储肥箱盖3004上面，其进水口分别与储水箱盖3002和储肥箱盖3004的水管孔对齐。输水管3007共有两条，一条连接储水箱3001底部的潜水泵3005与储水箱盖3002上的电控水阀3006，另一条连接储水箱盖3002上的电控水阀3006与总管3009。输肥管3008共有六条，每个储肥箱3003有两条，一条连接储肥箱3003底部的潜水泵3005与储肥箱盖3004上的电控水阀3006，另一条连接储肥箱盖3004上的电控水阀3006与总管3009。总管3009一端与1条输水管3007和三条输肥管3008连接，另一端与机械臂4上的密封橡胶管4209连接。

图12、13显示，机械臂部分4的机械臂后臂4100包括机械臂承载平台4101、后臂舵机支架4102、后臂舵机4103、后臂金属舵盘4104、后臂杯式轴承4105、后臂框架4106、L型支架4107。后臂框架4106由两个U型架组成，两个U型架的底边相对连接。机械臂承载平台4101安装在内支撑架2200中220mm铝型材2202的下面，后臂舵机4103用螺丝安装在后臂舵机支架4102上，后臂金属舵盘4104安装在后臂舵机4103的转动轴上，将这样的安装组合称为一个舵机组。后臂杯式轴承4105安装在后臂框架4106前端的孔中。将一个舵机组的有后臂金属舵盘4104的一侧与后臂框架4106没有后臂杯式轴承4105的另一端孔对齐，并用螺丝将后臂框架4106的这一段与后臂金属舵盘4104相连接，而有后臂杯式轴承4105的一端，用螺丝将后臂杯式轴承4105与后臂舵机支架4102连接。分别安装了舵机组的两个后臂框架4106的底部孔相对齐，用螺丝连接，一端的舵机组上的后臂舵机支架4102与机械臂承载平台4101上的螺丝孔用螺丝连接，另一端的舵机组上的后臂舵机支架4102上安装上L型支架4107。

图12、14显示，机械臂部分4的机械臂前臂4200包括前臂框架4201、前臂舵机支架4202、前臂舵机4203、前臂金属舵盘4204、前臂杯式轴承4205、小步进电机4206、步进电机固定板4207、土壤湿度传感器4208、密封橡胶管4209、喷头固定盘4210、大流量喷头4211、小流量喷头4212、雾化喷头4213。前臂框架4201为U型架，前臂框架4201的底板与机械臂后臂4100的L型支架4107相连接。前臂舵机4203用螺丝安装在前臂舵机支架4202上，前臂金属舵盘4204安装在前臂舵机4203的转动轴上，将这样的安装组合称为一个舵机组，前臂杯式轴承4205安装在前臂框架4201前端的孔中。将一个舵机组有前臂金属舵盘4204的一侧与前臂框架4201没有前臂杯式轴承4205的另一端孔对齐，并用螺丝将前臂框架4201的这一段与前臂金属舵盘4204相连接，而有前臂杯式轴承4205的一端，用螺丝将前臂杯式轴承4205与前臂舵机支架4202连接。步进电机固定板4207安装在前臂舵机支架4202上，安装着步进电机固定板4207的前臂舵机支架4202与安装着前臂舵机4203的前臂舵机支架4202相连接。将小步进电机4206的电机轴穿过步进电机固定板4207的中心孔，并将小步进电机4206固定在步进电机固定板4207上。喷头固定盘4210安装在小步进电机4206的电机轴上。大流量喷头4211、小流量喷头4212、雾化喷头4213分别安装在喷头固定盘4210的三个孔上。土壤湿度传感器4208安装在喷头固定板4207的下端。密封橡胶管4209安装在步进电机固定板4207上端的大孔内，与喷头固定盘4210上的环形凹槽相对，环形凹槽与安装喷头的三个孔相连通。

图15、16显示，光照部分5包括大步进电机5001、步进电机支架5002、小齿轮5003、大齿轮5004、立式带座轴承5005、细轴5006、粗轴5007、植物生长灯支架5008、植物生长灯5009。大步进电机5001通过螺丝安装在步进电机支架5002上，步进电机支架5002安装在内支撑架2200的400mm铝型材2201上。小齿轮5003安装在步进电机5001的转动轴上，两个立式带座轴承5005竖直向上排列安装在90mm铝型材2204上，细轴5006穿过两个立式轴承座5005，并以过盈配合安装在两个立式带座轴承5005上，大齿轮5004安装细轴5006的上部，其上平面与小齿轮5003上平面平齐，并与小齿轮5003相啮合，粗轴5007竖直安装在大齿轮5004上面，植物生长灯支架5008以过盈配合安装在粗轴5007上部，植物生长灯5009安装在植物生长灯支架5008的一端。

本发明的工作过程如下：

本发明共有两个主要功能，一个是为植物自动浇水、浇肥，一个是为植物提供光照补充功能。

本发明在执行自动浇水、浇肥功能的时候，首先通过机身部分2的箱体2100上的控制台2104，输入必要的参数和相应的模式，机器人开始行动。

先通过底盘部分1的电机1006的转动带着全向轮1008，使机器人整体移动，移动到目标苹果树的附近，然后通过箱体2100上安装的摄像头2103识别并定位后，利用底盘部分1调整角度，使机器人整体停在一个适当的位置。

机械臂部分4伸出到栽种苹果树的盆内，将机械臂前臂4200上步进电机固定板4207上安装的土壤湿度传感器4208插到土里面检测土壤的干湿度，将得到的数据反馈给控制板1005，控制板1005通过进行数据分析，向潜水泵3005以及电控水阀3006传递命令。

储水箱3001、储肥箱3003中的潜水泵3005以及在储水箱盖3002上、储肥箱盖3003上的电控水阀3006开始工作，控制适量的水与液体肥料，分别通过输水管3007与输肥管3008流至机械臂部分4上的总管3009，再通过机械臂部分4上的总管3009流至密封橡胶管4209，通过密封橡胶管4209流至喷头，喷头向外喷出水和肥料，浇水和浇肥功能完成。机械臂前臂4200上的喷头固定盘4210上共有大流量喷头4211、小流量喷头4212、雾化喷头4213三个喷头，可根据实际情况的需求进行自由转换，转换的方式是通过机械臂前臂4200步进电机固定板4207上的小步进电机4206的轴进行转动，带动喷头固定盘4210转动，喷头固定盘4210上安装了三个不同的喷头，使用哪个喷头，喷头固定盘4210旋转，使密封橡胶管4209沿喷头固定盘4210上的凹槽轨迹滑动至相应喷头的孔中，对齐即可。

本发明在执行为植物提供光照补充功能的时候，首先通过机身部分2的箱体2100上的控制台2104，输入必要的参数和相应的模式，机器人开始行动。

先通过底盘部分1的电机1006的转动带着全向轮1008，使机器人整体移动，移动到目标苹果树的附近，然后外箱体2100上安装的摄像头2103，通过识别并定位后，通过底盘部分1调整角度，使机器人整体停在一个适当的位置。

内支撑架2200上连接的光照部分5上的大步进电机5001轴转动带动小齿轮5003转动，小齿轮5003带动大齿轮5004转动，大齿轮5004带动粗轴5007转动，粗轴5007带动植物生长灯支架5008转动，植物生长灯支架5008带动植物生长灯5009转动，使植物生长灯5009调整到一个适当的角度，植物生长灯5009打开开始工作，为植物提供一段时间的光照后关闭，给植物提供光照补充的任务完成。

本发明的一个实施例如下：

下底盘架1001的直径为500mm；

上底盘架1002的直径为500mm；

电机1006为直流伺服减速电机，额定电压24，额定功率35w，输出轴径8mm；

全向轮1008的直径为100mm；

主箱体2101的长为500mm，宽为380mm，高为320mm；

400mm铝型材2201、220mm铝型材2202、180mm铝型材2203、90mm铝型材2204截面尺寸均为40mm*40mm；

储肥箱3003的长为160，宽为120，高为280mm；

储水箱3002的长为360，宽为160，高为280mm；

控制板1005的型号为STM32F103C8T6；

电池1004的电压为24v，容量为8000mA；

摄像头2103的型号为HD720P高清摄像头；

潜水泵3005的型号为24v无刷直流潜水泵；

电控水阀3006的型号为神驰电动水阀VX2120-08/DC24V；

水位计3010的型号为3极水位计，三极分别为260mm，180mm，30mm；

干湿度传感器4108的长为72mm，宽20mm；

后臂舵机4103为180度金属舵机，拉力为25kg；

前臂舵机4103为180度金属舵机，拉力为25kg；

大步进电机5001的电压为24v，型号为42BYG60-88A；

小步进电机4206电压为12v，减速比为1/64；

立式带座轴承5005内孔的直径为6mm；

输水管3007、输肥管3008的直径均为6mm；

总管3009的直径为15mm；

植物生长灯5009，灯头直径为60，灯珠数量为15个。

Claims (9)

1.一种实验室苹果树养护机器人，其特征在于：它由底盘部分（1）、机身部分（2）、养料储存输送部分（3）、机械臂部分（4）、光照部分（5）组成，底盘部分（1）的下底盘架（1001）上安装有电机（1006）和全向轮（1008），电机（1006）与全向轮（1008）相连接，全向轮（1008）与地面相接触，机身部分（2）安装在底盘部分（1）上面，机身部分（2）包括箱体（2100）和内支撑架（2200），箱体（2100）上安装有摄像头（2103）和控制台（2104），内支撑架（2200）安装在箱体（2100）内，养料储存输送部分（3）安装在机身部分（2）的箱体（2100）内，养料储存输送部分（3）包括储水箱（3001）、储肥箱（3003）、输水管（3007）、输肥管（3008）、总管（3009），储水箱（3001）和储肥箱（3003）分别通过输水管（3007）和输肥管（3008）与总管（3009）相连接，总管（3009）连接到机械臂的前端，机械臂部分（4）包括机械臂前臂（4200）和机械臂后臂（4100），机械臂后臂（4100）的后端与机身部分（2）的内支撑架（2200）相连接，机械臂后臂（4100）的前端与机械臂前臂（4200）的后端相连接，机械臂前臂（4200）的前端安装有步进电机、土壤湿度传感器（4208）和喷头，光照部分（5）包括大步进电机（5001）、步进电机支架（5002）、齿轮和转动轴、植物生长灯支架（5008）、植物生长灯（5009），步进电机支架（5002）与机身部分（2）的内支撑架（2200）相连接，大步进电机（5001）安装在步进电机支架（5002）上，植物生长灯支架（5008）通过齿轮和转动轴与大步进电机（5001）相连接，植物生长灯（5009）安装在植物生长灯支架（5008）前端。

2.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述底盘部分（1）包括下底盘架（1001）、上底盘架（1002）、60mm铝型材（1003）、电池（1004）、控制板（1005）、电机（1006）、电机座（1007）、全向轮（1008），三个电机座（1007）通过螺丝固定在圆形的下底盘架（1002）下边，三个电机座（1007）之间互相呈180度均匀分布，三个电机（1006）通过螺丝固定在电机座（1007）上，三个全向轮（1008）分别与三个电机（1006）相连接，电池（1004）与控制板（1005）安装在下底盘架（1001）上面，上底盘架（1002）通过四个60mm铝型材（1003）固定在下底盘架（1001）上边，60mm铝型材（1003）与上底盘架（1002）和下底盘架（1001）均通过螺丝连接。

3.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述机身部分（2）的箱体（2100）包括主箱体（2101）、主箱体盖（2102）、摄像头（2103）、控制台（2104），主箱体（2101）为长方形箱体，主箱体（2101）的前面有机械臂孔（2105），主箱体盖（2102）安装在主箱体（2101）上，摄像头（2103）由螺栓安装在主箱体（2101）前面的机械臂孔（2105）的上方，控制台（2104）由固定螺栓安装在主箱体（2101）后面的上部。

4.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述的机身部分（2）的内支撑架（2200）包括400mm铝型材（2201）、220mm铝型材（2202）、180mm铝型材（2203）、90mm铝型材（2204）、角铝（2205），两根400mm铝型材（2201）平行并列通过角铝（2205）竖直固定在主箱体（2101）内底部，400mm铝型材（2201）的前面与机械臂孔（2105）相对，两根220mm铝型材（2202）通过角铝（2205）水平固定在两根400mm铝型材（2201）下端两侧，两根180mm铝型材（2203）通过角铝（2205）水平固定在两根400mm铝型材（2201）上部，两根90mm铝型材（2204）通过角铝（2205）竖直固定在两根180mm铝型材（2203）上面， 90mm铝型材（2204）上表面与400mm铝型材(2201)上表面平齐，220mm铝型材（2202）前端与180mm铝型材（2203）前端平齐。

5.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述养料储存输送部分（3）包括储水箱（3001）、储水箱盖（3002）、储肥箱（3003）、储肥箱盖（3004）、潜水泵（3005）、电控水阀（3006）、输水管（3007）、输肥管（3008）、总管（3009）、水位计（3010），储水箱（3001）放置在主箱体（2101）内左侧，储水箱盖（3002）安装在储水箱（3001）上，三个储肥箱（3003）并排放置在主箱体（2101）内右侧，三个储肥箱盖（3004）分别安装在三个储肥箱（3003）上，内支撑架（2200）位于储水箱（3001）和储肥箱（3003）之间，四个潜水泵（3005）分别固定在储水箱（3001）和三个储肥箱（3003）底部，四个电控水阀（3006）分别安装在储水箱盖（3002）和储肥箱盖（3004）上面，四个电控水阀（3006）的进水口分别与储水箱盖（3002）和储肥箱盖（3004）的水管孔对齐，一条输水管（3007）连接储水箱（3001）底部的潜水泵（3005）与储水箱盖（3002）上的电控水阀（3006），另一条输水管（3007）连接储水箱盖（3002）上的电控水阀（3006）与总管（3009），每个储肥箱（3003）有两条输肥管（3008），一条输肥管（3008）连接储肥箱（3003）底部的潜水泵（3005）与储肥箱盖（3004）上的电控水阀（3006），另一条输肥管（3008）连接储肥箱盖（3004）上的电控水阀（3006）与总管（3009），总管（3009）的一端与一条输水管（3007）和三条输肥管（3008）连接，总管（3009）的另一端与机械臂部分（4）的密封橡胶管（4209）相连接。

6.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述机械臂部分（4）的机械臂后臂（4100）包括机械臂承载平台（4101）、后臂舵机支架（4102）、后臂舵机（4103）、后臂框架（4106）、L型支架（4107），机械臂承载平台（4101）安装在内支撑架（2200）中的220mm铝型材（2202）的下面，后臂框架（4106）由两个U型架组成，两个U型架的底边相对由螺栓连接，后臂框架（4106）的两个U型架的两侧边前端分别有安装孔，两个U型架的两侧边前端通过安装孔分别与两个后臂舵机（4103）的两侧相连接，两个后臂舵机（4103）分别通过螺栓安装在两个后臂舵机支架（4102）上，一个后臂舵机支架（4102）通过螺栓固定在机械臂承载平台（4101）上，另一个后臂舵机支架（4102）与L型支架（4107）相连接，L型支架（4107）与机械臂前臂（4200）相连接。

7.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述机械臂部分（4）的机械臂前臂（4200）包括前臂框架（4201），前臂舵机支架（4202）、前臂舵机（4203）、小步进电机（4206）、步进电机固定板（4207）、土壤湿度传感器（4208）、密封橡胶管（4209）、喷头固定盘（4210）、大流量喷头（4211）、小流量喷头（4212）、雾化喷头（4213），前臂框架（4201）为U型架，前臂框架（4201）的U型架的两侧边前端通过安装孔分别与前臂舵机（4203）的两侧相连接，前臂舵机（4203）通过螺栓安装在一个前臂舵机支架（4202）上，步进电机固定板（4207）安装在另一个前臂舵机支架（4202）的前部，两个前臂舵机支架（4202）相对连接，小步进电机（4206）固定在步进电机固定板（4207）上，喷头固定盘（4210）安装在小步进电机（4206）的电机轴上，大流量喷头（4211）、小流量喷头（4212）、雾化喷头（4213）分别安装在喷头固定盘（4210）的三个孔上，土壤湿度传感器（4208）安装在喷头固定板（4210）的下端，密封橡胶管（4209）安装在小步进电机固定板（4207）上端的大孔内，密封橡胶管（4209）的前端与喷头固定盘（4210）上的环形凹槽相对，环形凹槽与安装喷头的三个孔相连通。

8.根据权利要求6或7所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述机械臂后臂（4100）的后臂舵机（4103）两侧和机械臂前臂（4200）的前臂舵机（4203）两侧分别有金属舵盘、杯式轴承，两个金属舵盘分别安装在后臂舵机（4103）和前臂舵机（4203）的转动轴上，两个金属舵盘分别通过螺栓与后臂框架（4106）和前臂框架（4201）的一侧相连接，两个杯式轴承分别安装在后臂框架（4106）和前臂框架（4201）前端一侧的安装孔中，两个杯式轴承分别通过螺栓分别与后臂舵机支架（4102）、前臂舵机支架（4202）相连接。

9.根据权利要求1所述的实验室苹果树养护机器人，其特征在于：所述的光照部分（5）包括大步进电机（5001）、步进电机支架（5002）、小齿轮（5003）、大齿轮（5004）、立式带座轴承（5005）、细轴（5006）、粗轴（5007）、植物生长灯支架（5008）、植物生长灯（5009），大步进电机（5001）通过螺丝安装在步进电机支架（5002）上，步进电机支架（5002）安装在机身部分（2）的内支撑架（2200）的400mm铝型材（2201）上，小齿轮（5003）安装在步进电机（5001）的转动轴上，两个立式带座轴承（5005）竖直向上排列安装在内支撑架（2200）的90mm铝型材（2204）上，细轴（5006）与两个立式轴承座（5005）过盈配合安装，大齿轮（5004)安装在细轴(5006)的上部，大齿轮上平面与小齿轮(5003)上平面平齐，并与小齿轮(5003)相啮合，粗轴(5007)竖直安装在大齿轮(5004)上面，植物生长灯支架(5008)以过盈配合安装在粗轴(5007)上部，植物生长灯(5009)安装在植物生长灯支架(5008)的一端。

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