CN113854095B - 一种沙漠自动植树机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沙漠自动植树机器人，包括机器人本体、挖坑浇水种树机构、太阳能板、水箱、树苗存放输送机构、树苗存放小车和液压升降平台；所述挖坑浇水种树机构包括液压伸缩杆、电动机、挖头和平台；所述挖头包括轴承、螺旋叶片、中间杆和转动球阀；所述太阳能板通过太阳能板支架安装在机器人本体上；所述树苗存放输送机构固定在所述机器人本体上，所述树苗存放小车安装在树苗存放输送机构上；所述液压升降平台底部固定在机器人本体上。本发明将植树与挖坑过程统一在一起完成，大大提高了种树的准确率与效率。

Description

一种沙漠自动植树机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种沙漠自动植树机器人。
背景技术
当前，全球气候变化，尤其是土地荒漠化是人类面临的最严峻的危机之一。土地荒漠化，导致很多地区经济发展落后、贫困人口集聚，甚至时常诱发严重的社会和安全问题，已成为制约地区发展与稳定的重要因素。
为了让更多的荒漠变成绿洲，许多植树机器人应运而生，但当前自动植树机器人的种植效率不高的问题，挖坑与植树分开进行，影响种植精度。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种沙漠自动植树机器人，将植树与挖坑过程统一在一起完成，大大提高了种树的准确率与效率。
本发明一种沙漠自动植树机器人包括机器人本体、挖坑浇水种树机构、太阳能板、水箱、树苗存放输送机构、树苗存放小车和液压升降平台；所述太阳能板通过太阳能板支架安装在机器人本体上；
所述挖坑浇水种树机构包括液压伸缩杆、电动机、挖头和平台；所述液压伸缩杆一端与所述的太阳能板支架连接，另一端固定在平台上；所述电动机安装在平台的可拆卸外壳上，电动机的端部安装有齿轮；所述挖头的上部安装有齿轮一，与所述电动机端部安装的齿轮相配合；
所述挖头包括轴承、螺旋叶片、中间杆和转动球阀；所述中间杆穿过平台并通过轴承一固定，所述齿轮一安装在中间杆上，位于平台上端；所述中间杆是半径大于树苗半径的空心管，所述中间杆上出口为种植孔，所述中间杆上出口处的外壁安装有轴承二，且中间杆与该轴承二配合处的外壁直径缩小，达到可以防止轴承向下滑动的效果。所述中间杆位于平台下端的外壁上安装有螺旋叶片；所述转动球阀安装在挖头中间杆的内部，堵在中间杆的下出口位置。所述中间杆内部安装有浇水管，所述浇水管连接水箱；所述水箱安装在机器人本体上的正中心位置。
所述转动球阀为球形，其中心位置开有轴向通孔，可供树苗穿过球阀；所述转动球阀两端固定有圆柱杆，所述中间杆内壁设有孔，所述圆柱杆安装在孔内，其中一根圆柱杆上设有电机，可供转动球阀旋转。
所述树苗存放输送机构固定在所述机器人本体上，包括横向导轨和纵向导轨；所述横向导轨与纵向导轨呈上下式分布，所述纵向导轨呈环形围绕在水箱外侧，且安装在横向导轨的上方，所述横向导轨一端安装有支撑架，另一端安装有挡板。
所述树苗存放小车安装在树苗存放输送机构上。所述树苗存放小车包括树苗存放桶和移动平台，所述树苗存放桶与所述移动平台通过电磁继电器相连；所述移动平台底部安装有车轮，可在所述横向导轨和纵向导轨中滑动。所述电磁继电器安装在移动平台上，通过电磁继电器将所述树苗存放桶固定在移动平台上，必要时断电分离。
在本发明中，所述纵向导轨上可以存放多个树苗存放小车。
可选的，所述树苗存放桶上端设有外伸支架，所述外伸支架必要时与所述支撑架相配合，临时支撑树苗存放桶。
可选的，所述机器人本体两侧安装有履带轮，便于在沙漠中行走。
所述液压升降平台底部固定在机器人本体上，可在横向导轨与纵向导轨之间升降。所述液压降平台包括液压杆和支撑平台，支撑平台的底部与液压杆上端相连接，液压杆下端固定在机器人本体上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的沙漠自动植树机器人的整体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的挖坑浇水种树机构的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的挖头整体的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的转动球阀的结构示意图。
图5是本发明实施例提供的树苗存放输送机构的局部示意图。
图6是本发明实施例提供的树苗存放小车两部分分离的示意图。
图7是本发明实施例提供的液压升降平台的移动示意图。
图标：1-机器人本体；2-挖坑浇水种树机构；3-太阳能板；4-水箱；5-树苗存放输送机构；6-树苗存放小车；7-液压升降平台；8-树苗。
2.1-液压伸缩杆；2.2-电动机；2.3-种植孔；2.4-挖头；2.5-齿轮一；2.7-平台。
2.4.1-中间杆；2.4.2-轴承一；2.4.3-轴承二；2.4.4螺旋叶片；2.4.5-转动球阀；2.4.6-圆柱杆；2.4.7-浇水管。
5.1-横向导轨；5.2纵向导轨；5.3-支撑架；5.4-挡板。
6.1-树苗存放桶；6.1.1-外伸支架；6.2-移动平台。
7.1-液压杆；7.2-支撑平台。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种沙漠自动植树机器人，包括机器人本体1、挖坑浇水种树机构2、太阳能板3、水箱4、树苗存放输送机构5、树苗存放小车6和液压升降平台7。
如图1所示，机器人本体1两侧安装有履带轮。太阳能板3安装在太阳能支架上，太阳能支架固定在机器人本体1上。太阳能板可以为机器人提供电力续航。
如图2所示，所述挖坑浇水种树机构2包括液压伸缩杆2.1、电动机2.2、挖头2.4和平台2.7；所述液压伸缩杆一端与所述的太阳能板支架连接，另一端固定在平台2.7上；所述电动机2.2安装在平台的可拆卸外壳上，电动机的端部安装有齿轮；所述挖头2.4的上部安装有齿轮一2.5，与所述电动机端部安装的齿轮相配合。
如图3所示，所述挖头2.4包括轴承、螺旋叶片2.4.4、中间杆2.4.1和转动球阀2.4.5；所述中间杆穿过平台2.7并通过轴承一2.4.2固定，所述齿轮一2.5安装在中间杆上，位于平台2.7上端；所述中间杆2.4.1是半径大于树苗半径的空心管，所述中间杆上出口为种植孔2.3，所述中间杆上出口处的外壁安装有轴承二2.4.3，且中间杆与该轴承二2.4.3配合处的外壁直径缩小，达到可以防止轴承向下滑动的效果。所述中间杆位于平台下端的外壁上安装有螺旋叶片2.4.4；所述转动球阀2.4.5安装在挖头中间杆的内部，堵在中间杆的下出口位置。所述中间杆内部安装有浇水管2.4.7，所述浇水管连接水箱4，所述浇水管上安装有电磁阀，控制浇水；所述水箱4安装在机器人本体上的正中心位置。
如图4所示，所述转动球阀2.4.5为球形，其中心位置开有轴向通孔，可供树苗穿过转动球阀；所述转动球阀两端固定有圆柱杆2.4.6，所述中间杆2.4.1内壁设有孔，所述圆柱杆安装在孔内，其中一根圆柱杆上设有电机，可供转动球阀旋转。
如图5和6所示，所述树苗存放输送机构5固定在所述机器人本体上，包括横向导轨5.1和纵向导轨5.2；所述横向导轨与纵向导轨呈上下式分布，所述纵向导轨呈环形围绕在水箱外侧，且安装在横向导轨的上方，所述横向导轨一端安装有支撑架5.3，另一端安装有挡板5.4。
所述树苗存放小车6安装在树苗存放输送机构5上。所述树苗存放小车6包括树苗存放桶6.1和移动平台6.2，所述树苗存放桶与所述移动平台通过电磁继电器相连；所述移动平台底部安装有车轮，可在所述横向导轨和纵向导轨中滑动。所述电磁继电器安装在移动平台上，通过电磁继电器将所述树苗存放桶固定在移动平台上，必要时断电分离。
在本发明中，所述纵向导轨5.2上可以存放多个树苗存放小车，横向导轨上一次只能有一个。
所述树苗存放桶上端设有外伸支架6.1.1，所述外伸支架必要时与所述支撑架相配合，临时支撑树苗存放桶。
如图7所示，所述液压升降平台7底部固定在机器人本体1上，可在横向导轨与纵向导轨之间升降。所述液压降平台7包括液压杆7.1和支撑平台7.2，支撑平台7.2的底部与液压杆7.1上端相连接，液压杆7.1下端固定在机器人本体上。
支撑平台7.2的厚度与横向导轨5.1与纵向导轨5.2的下底边厚度一致，可以替代下底边起到导向的作用。
树苗8存放在树苗存放桶6.1中，通过移动平台6.2在纵向导轨5.2上移动，当树苗存放小车移动到横向导轨5.1与纵向导轨5.2重合处，车轮停止转动，液压升降平台7托着树苗存放小车下降到横向导轨5.1上，车轮改变转向，开始带着树苗存放小车6在横向导轨5.1上移动。当树苗存放小车6移动到支撑架5.3处，支撑架5.3架起树苗存放桶6.1，移动平台6.2上安装的电磁继电器断电，使树苗存放桶6.1与移动平台6.2分离，移动平台6.2继续向前移动，使树苗存放桶6.1的底部打开，树苗8随重力下落，落入种植孔2.3内，转动球阀2.6处于关闭位置，树苗8存放于种植孔内。
本发明种植机器人上设有单片机，其中机器人本体1、液压伸缩杆2.1、电动机2.2、电磁阀、转动球阀上的电机和液压升降平台7都连接单片机。树苗落入种植孔2.3后，液压伸缩杆2.1开始下降，同时电动机2.2开始通过齿轮一2.5带动挖头2.4转动，完成挖土工作。当液压伸缩杆2.1降到底部时，完成挖土。液压伸缩杆2.1开始提升，提升一小段距离后转动球阀2.4.5转动，其轴向通孔竖直形成开口，使得树苗8落入挖好的坑内，同时控制浇水，顺着转动球阀2.4.5的开口浇水，液压伸缩杆2.1提升到顶部后，停止浇水，转动球阀2.4.5转动，将开口堵上。完成一个植树的过程。将植树与挖坑过程统一在一起完成，大大提高种树的准确率与效率。
当液压伸缩杆2.1降低到底部时，即挖好坑时，移动平台6.2上的轮子开始反转，带动移动平台6.2顺着横向导轨5.1反向移动，移动到上述与树苗存放桶6.1同一位置时，电磁继电器通电，树苗存放桶6.1与移动平台6.2合为一个树苗存放小车6整体，树苗存放小车6移动到液压升降平台7处停止移动，液压升降平台7开始上升，将树苗存放小车6提升至纵向导轨5.2上，树苗存放小车6顺着纵向导轨5.2移动。完成整个树苗输送过程。
支撑架5.3位于种植孔2.3的正上方，使得树苗存放桶6.1的底部与种植孔2.3在同一竖直线上，保证树苗可以准确的落入种植孔2.3内，保证种植精度。
本发明沙漠自动植树机器人可以在左右各安装一个太阳能板3及挖坑浇水种树机构2。两边同时种树，大大提高工作效率。

Claims (3)

1.一种沙漠自动植树机器人，其特征在于：包括机器人本体（1）、挖坑浇水种树机构（2）、太阳能板（3）、水箱（4）、树苗存放输送机构（5）、树苗存放小车（6）和液压升降平台（7）；所述太阳能板（3）通过太阳能板支架安装在机器人本体（1）上；
所述挖坑浇水种树机构包括液压伸缩杆（2.1）、电动机（2.2）、挖头（2.4）和平台（2.7）；所述液压伸缩杆一端与所述的太阳能板支架连接，另一端固定在平台（2.7）上；所述电动机安装在平台的可拆卸外壳上，电动机的端部安装有齿轮；所述挖头的上部安装有齿轮一（2.5），与所述电动机端部安装的齿轮相配合；
所述挖头包括轴承、螺旋叶片（2.4.4）、中间杆（2.4.1）和转动球阀（2.4.5）；所述中间杆穿过平台（2.7）并通过轴承一（2.4.2）固定，所述齿轮一（2.5）安装在中间杆上，位于平台上端；所述中间杆（2.4.1）是半径大于树苗半径的空心管，所述中间杆上出口为种植孔（2.3），所述中间杆上出口处的外壁安装有轴承二（2.4.3），所述中间杆位于平台下端的外壁上安装有螺旋叶片（2.4.4）；所述转动球阀（2.4.5）安装在挖头中间杆的内部，堵在中间杆的下出口位置，所述中间杆内部安装有浇水管（2.4.7），所述浇水管连接水箱（4）；所述水箱（4）安装在机器人本体上的正中心位置；
所述树苗存放输送机构（5）固定在所述机器人本体上，所述树苗存放小车（6）安装在树苗存放输送机构（5）上；所述液压升降平台（7）底部固定在机器人本体上；
所述树苗存放输送机构（5）包括横向导轨（5.1）和纵向导轨（5.2）；所述横向导轨与纵向导轨呈上下式分布，所述纵向导轨呈环形围绕在水箱外侧，且安装在横向导轨的上方，所述横向导轨一端安装有支撑架（5.3），另一端安装有挡板（5.4）；所述液压升降平台（7）可在横向导轨与纵向导轨之间升降；所述支撑架（5.3）位于种植孔（2.3）的正上方，使得树苗存放桶（6.1）的底部与种植孔（2.3）在同一竖直线上，保证树苗可以准确的落入种植孔（2.3）内；所述纵向导轨（5.2）上存放多个树苗存放小车，横向导轨上一次只能有一个树苗存放小车；
所述树苗存放小车（6）包括树苗存放桶（6.1）和移动平台（6.2），所述树苗存放桶与所述移动平台通过电磁继电器相连；所述移动平台底部安装有车轮，可在所述横向导轨和纵向导轨中滑动；
所述液压升降平台（7）包括液压杆（7.1）和支撑平台（7.2），支撑平台（7.2）的底部与液压杆（7.1）上端相连接，液压杆（7.1）下端固定在机器人本体上。
2.根据权利要求1所述的沙漠自动植树机器人，其特征在于：所述转动球阀为球形，其中心位置开有轴向通孔，可供树苗穿过转动球阀；所述转动球阀两端固定有圆柱杆（2.4.6），所述中间杆内壁设有孔，所述圆柱杆安装在孔内；其中一根圆柱杆上设有电机。
3.根据权利要求1所述的沙漠自动植树机器人，其特征在于：所述机器人本体两侧安装有履带轮。
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