CN113207414A - 除草机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种除草机器人，包括履带车基座、除草结构、旋转部件和连接结构，所述履带车基座通过连接结构与第一旋转部件连接，所述第一旋转结构和第二旋转结构连接并通过同步结构固定，所述第一旋转结构包括卡臂、夹紧装置和角度调节装置，所述卡臂两侧分别与夹紧装置螺旋连接；在工作过程中，通过调节所述角度调节装置的旋转角度以调节卡臂的旋转角度，通过同步结构调节第二旋转部件的旋转角度以使得除草结构的高度被调节并使得除草结构在工作过程中始终与地面平行，本发明采用履带车基座，适用地形广大，可用于各类凹凸不平，有坡度有障碍物的场地；通过旋转部件调节除草结构的高度，进而使得锄草高度可调节，可按客户需求保留一定高度的草。

Description

除草机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种除草机器人。

背景技术

随着智能化发展越来越快，有越来越多的除草机器人应运而生，但是大部分都是针对小区或者社区草坪而设计的，针对农作物的除草机器人很少，普通的除草机器人或者除草机是不能被应用在农作物的除草，因为农作物成长的土壤和地势与小区以及社区的草坪完全不一样，最主要的原因还在于：农业中不仅有杂草还有农作物，如果是依赖于现有普通的除草机器人势必会伤害到农作物。

国内现代农业生产过程中锄草是一件重要的工作，直接影响到农作物的涨势与产量。而限于国内的农田地形多样化及国内农业机械智能化发展程度低，应用范围窄的原因，锄草主要依靠人工与人工加手动机械劳作为主，人工锄草及手动机械锄草效率低下，成本高，在春夏季节杂草生长迅速时尤其明显。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种除草机器人。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种除草机器人，包括履带车基座、除草结构、旋转部件和连接结构，所述旋转部件包括第一旋转结构和第二旋转结构，所述履带车基座通过连接结构与第一旋转部件连接，所述第一旋转结构和第二旋转结构连接并通过同步结构固定，所述第二旋转结构连接所述除草结构；

所述第一旋转结构包括卡臂、夹紧装置和角度调节装置，所述卡臂两侧分别与夹紧装置螺旋连接，所述卡臂设有与角度调节装置相互配合的卡口；

在工作过程中，通过调节所述角度调节装置的旋转角度并与卡口配合以调节卡臂的旋转角度范围，通过同步结构调节第二旋转部件的旋转角度以使得除草结构的高度被调节并使得除草结构在工作过程中始终与地面平行。

作为一种可实施方式，所述除草结构包括刀头架、锄草刀、固定架和若干个可拆卸挡板，所述刀头架、锄草刀和若干个可拆卸挡板分别固定架连接，所述刀头架连接所述锄草刀，所述若干个可拆卸挡板和刀头架连接并使锄草刀至于可拆卸挡板中，所述第二旋转结构的两端分别与固定架固定。

作为一种可实施方式，所述可拆卸挡板包括第一板和第二板，第一板和第二板分别设有锄草刀放置区，第一板和第二板分别连接在刀头架的两侧，所述锄草刀落入在所述锄草刀放置区内。

作为一种可实施方式，所述旋转部件还包括连接轴，所述第一旋转结构和第二旋转结构通过连接轴固定连接。

作为一种可实施方式，所述卡臂两侧设有螺纹台阶轴并基于螺纹台阶轴和夹紧装置连接，螺纹台阶轴连接所述连接结构，所述螺纹台阶轴分别连接所述加紧装置，任意一个夹紧装置固定连接角度调节装置，所述卡臂上设有与角度调节装置相互配合的卡口。

作为一种可实施方式，所述第二旋转结构包括第二卡臂、第二夹紧装置和第二角度调节装置，所述第二卡臂两侧分别与第二加紧装置螺旋连接，所述第二卡臂两端连接通过固定架连接刀头架，所述同步结构为平行四边形结构，通过平行四边形结构将夹紧装置和第二夹紧装置进行固定。

作为一种可实施方式，还包括图像获取装置，所述履带车基座内设有控制模块，所述图像获取装置连接控制模块，所述图像获取装置设置在履带车基座上，所述图像获取装置包括图像获取结构和与图像获取结构连接的旋转结构。

作为一种可实施方式，还包括感应结构，所述感应结构包括感应装置、光电挡板和旋转碰撞板，所述感应装置为光电传感器，光电传感器连接控制模块，所述光电传感器与光电挡板相会配合，所述旋转碰撞板通过弹性件与连接结构的末端固定连接。

作为一种可实施方式，还包括减速电机，所述减速电机和所述角度调节装置相互配合，通过调节所述角度调节装置的旋转角度以调节卡臂的旋转角度。

作为一种可实施方式，所述履带车基座还设有拓展接口，所述拓展接口用于连接可拓展的结构。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明采用履带车基座，适用地形广大，可用于各类凹凸不平，有坡度有障碍物的场地；

通过旋转部件调节除草结构的高度，进而使得锄草高度可调节，可按客户需求保留一点高度的草；

另外，可以自动导航，不需要人为干预，智能化程度高；

另外，锄草刀可更换，实现不同的场景的高效锄草；

设备预留安装接口，可增加扩展机械臂等机构；

设置有可拆卸挡板，能够对锄草刀起到保护的作用，保证锄草刀不会直接碰撞障碍物，造成锄草刀的损伤，由于可拆卸挡板可拆卸以致使可拆卸挡板两两之间的距离可调节，因此能适应不同杂草类型和不同的作物。

另外，还包括了感应结构，此感应结构为特殊的碰撞传感结构，防止履带车误碰撞，造成农作物损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明第一旋转结构的结构示意图；

图3是本发明除草结构的结构示意图；

图4是本发明感应结构的结构示意图。

附图中的标号说明：

1、履带车基座；2、除草结构；3、旋转部件；4、连接结构；5、第一旋转结构；6、第二旋转结构；7、卡臂；8、夹紧装置；9、角度调节装置；10、螺纹台阶轴；10、刀头架；12、锄草刀；13、可拆卸挡板；14、第一板；15、第二板；16、连接轴；17、图像获取结构；18、旋转结构；19、旋转轴；20、固定架；21、感应装置；22、光电挡板；23、旋转碰撞板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

一种除草机器人，如图1-4所示，包括履带车基座1、除草结构2、旋转部件3和连接结构4，所述旋转部件包括第一旋转结构5和第二旋转结构6，所述履带车基座1通过连接结构4与第一旋转部件5连接，所述第一旋转结构5和第二旋转结构6连接并通过同步结构固定，所述第二旋转结构6连接所述除草结构；所述第一旋转结构5包括卡臂7、夹紧装置8和角度调节装置9，所述卡臂7两侧分别与夹紧装置8螺旋连接；在工作过程中，通过调节所述角度调节装置9的旋转角度以调节卡臂7的旋转角度范围，通过同步结构调节第二旋转部件6的旋转角度以使得除草结构2的高度被调节并使得除草结构2在工作过程中始终与地面平行。

在整个除草机器人中，卡臂7的名称与结构并不做详细的限制，只要可以实现与该卡臂7相同功能的结构都可以称之为卡臂7。

本发明采用了能适合任何地形的履带车基座1，履带车基座2不同于其他车辆，在行走时采用履带就决定了能适应于各种地形，不仅可以适应于凹凸不平的土地，还可以适应于有障碍物或者有坡度的地形，另外，履带车基座1中包含了驱动装置、电源模块以及控制装置等这些必要装置，由于这些装置并没有改变，在此不再赘述。另外，在实施的过程中，除草结构2可以为多个，如果是多个的话，连接结构的数量可以与之相匹配进行设计，其连接方式与除草结构2为一个时是相同的，在此不再赘述。

于一个实施例中，如图3所示，所述除草结构2包括刀头架10、锄草刀12、固定架20和若干个可拆卸挡板13，所述刀头架10、锄草刀12和若干个可拆卸挡板13分别固定架20连接，所述刀头架10连接所述锄草刀12，所述若干个可拆卸挡板13和刀头架10连接并使锄草刀12至于可拆卸挡板13中，所述第二旋转结构6的两端分别与固定架20固定。在使用时，锄草刀12的刀面和地面是平行或者有一定角度的，锄草刀12的刀刃可以制作成不同的结构，比如锯齿状或者三角状等。另外，锄草刀12与刀头架10也是可拆卸连接的，方便适应于不同类型的杂草。在除草结构2中，锄草刀12可以通过履带车基座1中的驱动装置进行驱动，还可以在除草结构2中单独搭载除草结构驱动装置，此除草结构驱动装置连接履带车基座内的电源模块亦或者可以有单独的电源模块为其供电，以实现除草结构驱动装置控制锄草刀12工作。

为了更好的保护锄草刀12，防止锄草刀12被坚硬物体所伤，将所述可拆卸挡板13设置为第一板14和第二板15并且第一板14和第二板15分别设有锄草刀放置区，第一板14和第二板15分别连接在刀头架10的两侧，所述锄草刀12落入在所述锄草刀放置区内，在使用时，第一板14和第二板15优先接触到杂草或者坚硬物体，如果接触到坚硬物体的话，可以推开坚硬物体，能够对锄草刀12起到保护的作用，保证锄草刀12不会直接碰撞障碍物，造成锄草刀12的损伤。另外，由于可拆卸挡板13可拆卸以致使可拆卸挡板13两两之间的距离可调节，因此能适应不同杂草类型和不同的作物。

在一个实施例中，所述旋转部件3还包括连接轴16，所述第一旋转结构5和第二旋转结构6通过连接轴16固定连接。在此实施例中，对连接轴16的形状不做限定，将第一旋转结构5和第二旋转结构6通过连接轴16固定连接，在调整除草结构2的高度和角度时能够顺利的配合，如果只有一个旋转结构18的话，不能精确的调整锄草刀12的角度和高度，势必导致除草效果不好。

具体地，所述卡臂7两侧设有螺纹台阶轴10并基于螺纹台阶轴10和夹紧装置8连接，螺纹台阶轴10连接所述连接结构4，所述螺纹台阶轴10分别连接所述加紧装置，任意一个夹紧装置8固定连接角度调节装置9，所述卡臂7上设有与角度调节装置9相互配合的卡口。在此，加紧装置为夹紧块，角度调节圈上设有凸台，螺纹台阶轴10与连接结构4固定，通过夹紧块与螺纹台阶轴10拧紧，控制角度调节圈的凸台角度，凸台与卡口相互卡紧，以控制卡臂7的旋转下限，控制除草结构2的整体高度。

在一个实施例中，所述第二旋转结构6的具体结构可以和第一旋转结构5的具体结构完全相同，当然，也可以不同，在此重点陈述与第一旋转结构5相同的具体结构以及连接方式，所述第二旋转结构6包括第二卡臂19、第二夹紧装置和第二角度调节装置，所述第二卡臂19两侧分别与第二加紧装置螺旋连接，所述第二卡臂19两端连接通过固定架连接刀头架10，所述同步结构为平行四边形结构，通过平行四边形结构将夹紧装置和第二夹紧装置进行固定，在此实施例中，更确切的来讲，当同步结构将两个夹紧装置和两个第二夹紧装置进行固定后，由于位置的关系，位置关系可以参见附图3所示，从侧面看此同步结构就形成了类平行四边形结构，其实位于同侧的夹紧装置和第二夹紧装置可以单独固定，也就是说两个夹紧装置和两个第二夹紧装置可以采用两个侧面成平行四边形结构或者类平行四边形结构来固定，也可以采用一个侧面成平行四边形结构或者类平行四边形结构来固定。

在另一个实施例中，还包括图像获取装置，所述履带车基座1内设有控制模块，所述图像获取装置连接控制模块，所述图像获取装置设置在履带车基座1上，所述图像获取装置包括图像获取结构17和与图像获取结构17连接的旋转结构18。图像获取结构17可以为摄像头，旋转结构18可以为云台，为了达到自适应导航的情况，摄像头需要寻找场景内参照物，在履带车基座1行进的过程中，摄像头需要通过云台来调整摄像头的方向，控制模块实时获取方向信息，根据方向信息来调节履带车基座1的行程路径。

为了能防止履带车基座1在行驶的过程中出现误碰撞，造成农作物损失，因此整个除草机器人还包括感应结构，所述感应结构包括感应装置21、光电挡板22和旋转碰撞板23，所述感应装置21为光电传感器，所述旋转碰撞板23通过弹性件与连接结构4的末端固定连接，在此，连接结构4可以为支撑板，支撑板的末端设有与第一旋转结构5相互配合的通孔。旋转碰撞板23被弹簧支撑固定，始终保持向外倾斜的趋势，碰到物体后，旋转碰撞板23旋转带动光电挡板22，使得光电传感器得到信号，控制模块获取到此信号，基于此信号调整履带车基座1的行驶路径。

在一个实施例中，为了能够实现除草结构2高度的自动调节，整个除草机器人还包括减速电机，所述减速电机和所述角度调节装置相互配合，通过调节所述角度调节装置的旋转角度以调节卡臂的旋转角度。通过减速电机与履带车基座内电源模块连接，进而实现除草结构2自行调整高度，当然，减速电机可以设置多组，不仅与角度调节装置相互配合，还可以与第二角度调节装置进行配合，进而实现除草结构2高度的全自动调节。

在一个实施例中，为了后期可以扩展其他结构，比如机械手等，所述履带车基座还设有拓展接口，所述拓展接口用于连接可拓展的结构。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其程序中的功能函数表现形式、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种除草机器人，其特征在于，包括履带车基座、除草结构、旋转部件和连接结构，所述旋转部件包括第一旋转结构和第二旋转结构，所述履带车基座通过连接结构与第一旋转部件连接，所述第一旋转结构和第二旋转结构连接并通过同步结构固定，所述第二旋转结构连接所述除草结构；

所述第一旋转结构包括卡臂、夹紧装置和角度调节装置，所述卡臂两侧分别与夹紧装置螺旋连接，所述卡臂设有与角度调节装置相互配合的卡口；

在工作过程中，通过调节所述角度调节装置的旋转角度并与卡口配合以调节卡臂的旋转角度范围，通过同步结构调节第二旋转部件的旋转角度以使得除草结构的高度被调节并使得除草结构在工作过程中始终与地面平行。

2.根据权利要求1所述的除草机器人，其特征在于，所述除草结构包括刀头架、锄草刀、固定架和若干个可拆卸挡板，所述刀头架、锄草刀和若干个可拆卸挡板分别固定架连接，所述刀头架连接所述锄草刀，所述若干个可拆卸挡板和刀头架连接并使锄草刀至于可拆卸挡板中，所述第二旋转结构的两端分别与固定架固定。

3.根据权利要求2所述的除草机器人，其特征在于，所述可拆卸挡板包括第一板和第二板，第一板和第二板分别设有锄草刀放置区，第一板和第二板分别连接在刀头架的两侧，所述锄草刀落入在所述锄草刀放置区内。

4.根据权利要求1所述的除草机器人，其特征在于，所述旋转部件还包括连接轴，所述第一旋转结构和第二旋转结构通过连接轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的除草机器人，其特征在于，所述卡臂两侧设有螺纹台阶轴并基于螺纹台阶轴和夹紧装置连接，螺纹台阶轴连接所述连接结构，所述螺纹台阶轴分别连接所述加紧装置，任意一个夹紧装置固定连接角度调节装置，所述卡臂上设有与角度调节装置相互配合的卡口。

6.根据权利要求1所述的除草机器人，其特征在于，所述第二旋转结构包括第二卡臂、第二夹紧装置和第二角度调节装置，所述第二卡臂两侧分别与第二加紧装置螺旋连接，所述第二卡臂两端连接通过固定架连接刀头架，所述同步结构为平行四边形结构，通过平行四边形结构将夹紧装置和第二夹紧装置进行固定。

7.根据权利要求1所述的除草机器人，其特征在于，还包括图像获取装置，所述履带车基座内设有控制模块，所述图像获取装置连接控制模块，所述图像获取装置设置在履带车基座上，所述图像获取装置包括图像获取结构和与图像获取结构连接的旋转结构。

8.根据权利要求7所述的除草机器人，其特征在于，还包括感应结构，所述感应结构包括感应装置、光电挡板和旋转碰撞板，所述感应装置为光电传感器，光电传感器连接控制模块，所述光电传感器与光电挡板相会配合，所述旋转碰撞板通过弹性件与连接结构的末端固定连接。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的除草机器人，其特征在于，还包括减速电机，所述减速电机和所述角度调节装置相互配合，通过调节所述角度调节装置的旋转角度以调节卡臂的旋转角度。

10.根据权利要求9所述的除草机器人，其特征在于，所述履带车基座还设有拓展接口，所述拓展接口用于连接可拓展的结构。

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