CN209882617U

CN209882617U - 一种园丁机器人

Info

Publication number: CN209882617U
Application number: CN201920462134.3U
Authority: CN
Inventors: 宋黎明; 管翼森; 陈宜炀; 滕帅; 林威
Original assignee: Luoyang Institute of Science and Technology
Current assignee: Luoyang Institute of Science and Technology
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2020-01-03
Anticipated expiration: 2029-04-08

Abstract

一种园丁机器人，包括行走小车，行走小车的前端固定设置有双目视觉摄像头，行走小车顶部固定设置有控制箱和直流电机升降伸缩杆，直流电机升降伸缩杆的定端通过第二舵机支架固定连接有第二双轴数字舵机，第二双轴数字舵机通过连接件驱动连接有支座，支座上滑动设置有至少一个关节连杆，关节连杆的一端通过第一舵机支架固定连接有第一双轴数字舵机，第一双轴数字舵机驱动连接有直流减速电机组件，直流减速电机组件驱动连接有齿形刀具，控制箱与行走小车、双目视觉摄像头、直流电机升降伸缩杆、第一双轴数字舵机、第二双轴数字舵机和直流减速电机组件均电性连接。本实用新型提供一种园丁机器人，能够自动对灌木进行修剪，更加高效安全。

Description

一种园丁机器人

技术领域

本实用新型涉及园林机械领域，具体的说是一种园丁机器人。

背景技术

居家环境或公司、公园等为了美化环境、增加绿意，多会种植许多花草灌木，以改善生活环境空间，同时可净化汽、机车及工厂等排放废气，以提升空气的品质。

为维持花草灌木生长的美观性，避免枯萎或枝叶随意滋长散落等，因此，需要园丁经常性地进行除草、浇水、施肥、喷洒农药和修剪枝叶等园艺工作，现有技术中，园丁通常采用油锯或者电锯来对灌木进行修剪造型，因为油锯或者电锯本身重量大，而且在修剪过程中需要不断调整姿态，因此非常消耗园丁的体能，特别是在天气炎热的夏季，修剪灌木的劳动负担非常大，也因此导致修剪的速度慢、效率低。而且，因为油锯或者电锯的伤害能力很强，园丁长时间工作后在身体疲倦的情况下容易发生危险。此外，因为很多绿化带设置在马路中间，园丁在工作的时候身后就是疾驰而过的汽车，所以风险性更高。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种园丁机器人，能够自动对灌木进行修剪，更加高效安全。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种园丁机器人，包括行走小车，行走小车的前端固定设置有双目视觉摄像头，行走小车顶部固定设置有控制箱和直流电机升降伸缩杆，直流电机升降伸缩杆的定端通过第二舵机支架固定连接有第二双轴数字舵机，第二双轴数字舵机通过连接件驱动连接有支座，支座上滑动设置有至少一个关节连杆，关节连杆的一端通过第一舵机支架固定连接有第一双轴数字舵机，第一双轴数字舵机驱动连接有直流减速电机组件，直流减速电机组件驱动连接有齿形刀具，控制箱与行走小车、双目视觉摄像头、直流电机升降伸缩杆、第一双轴数字舵机、第二双轴数字舵机和直流减速电机组件均电性连接。

作为一种优选方案，述关节连杆设置为两个，并且两个关节连杆相互平行，所述支座上固定设置有两组固定套，每组固定套的数量设置为若干个，两个关节连杆分别穿过两组固定套。

作为一种优选方案，每组所述固定套的数量设置为两个。

作为一种优选方案，所述支座固定连接有导向杆，导向杆位于两个所述关节连杆之间，导向杆的延伸方向与所述齿形刀具的延伸方向相反，导向杆上滑动套设有第一连接板，第一连接板与两个关节连杆各通过一个紧固件固定连接。

作为一种优选方案，两个所述关节连杆的背向所述第一连接板的一端之间固定连接有第二连接板，第二连接板通过两个所述紧固件与两个关节连杆固定连接，所述第一舵机支架固定设置在第二连接板上。

作为一种优选方案，所述行走小车包括车体和四个车轮，四个车轮各通过一个所述直流减速电机组件与所述控制箱电性连接。

作为一种优选方案，所述机器人还包括扩展小车，扩展小车与所述控制箱无线通信连接，扩展小车上固定设置有供电箱，供电箱通过充电组件为所述行走小车充电。

作为一种优选方案，所述充电组件包括固定设置在所述行走小车上的充电接头和固定设置在所述扩展小车上的充电接口，充电接头与充电接口相匹配。

有益效果：本实用新型通过机器视觉来识别灌木和获取控制参数，进而实现对灌木的自动化修剪，无需人工操作，极大地降低了园丁的负担、提高了修剪的效率，并且能够避免园丁被工具或者车流伤害。并且本实用新型结构合理，能够对齿形刀具的高度、方向和角度进行全面控制，从而保证修剪的效果足够美观。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构侧视图；

图2是本实用新型的整体结构俯视图；

图3是本实用新型的扩展小车和充电组件结构示意图。

附图标记：1-齿形刀具，2-直流减速电机组件，3-第一双轴数字舵机，4-第一舵机支架，5-关节连杆，6-固定套，7-连接件，8-第二双轴数字舵机，9-第二舵机支架，10-直流电机升降伸缩杆，11-控制箱，12-双目视觉摄像头，13-车体，14-车轮，15-支座，16-导向杆，17-第一连接板，18-紧固件，19-第二连接板，20-充电接头，21-充电接口，22-扩展小车，23-供电箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和2，一种园丁机器人，包括行走小车，行走小车的前端固定设置有双目视觉摄像头12，行走小车顶部固定设置有控制箱11和直流电机升降伸缩杆10，直流电机升降伸缩杆10的定端通过第二舵机支架9固定连接有第二双轴数字舵机8，第二双轴数字舵机8通过连接件7驱动连接有支座15，支座15上滑动设置有至少一个关节连杆5，关节连杆5的一端通过第一舵机支架4固定连接有第一双轴数字舵机3，第一双轴数字舵机3驱动连接有直流减速电机组件2，直流减速电机组件2驱动连接有齿形刀具1，控制箱11与行走小车、双目视觉摄像头12、直流电机升降伸缩杆10、第一双轴数字舵机3、第二双轴数字舵机8和直流减速电机组件2均电性连接。

本实用新型在使用时，控制箱11控制行走小车移动，移动过程中控制箱11通过双目视觉摄像头12获取与灌木的距离和灌木的高度和形态。待行走小车移动到灌木旁边时，控制箱11根据灌木的高度调节齿形刀具1的高度和姿态。首先控制箱11控制直流电机升降伸缩杆10伸长或者缩短，从而带动第二双轴数字舵机8、支座15、关节连杆5、第一双轴数字舵机3、直流减速电机组件2和齿形刀具1同步上下移动，直到齿形刀具1到达合适的修剪高度；然后控制箱11控制第二双轴数字舵机8动作，带动支座15、关节连杆5、第一双轴数字舵机3、直流减速电机组件2和齿形刀具1同步在水平方向上转动，以调整齿形刀具1的方向；之后控制箱11控制第一双轴数字舵机3动作，第一双轴数字舵机3带动直流减速电机组件2和齿形刀具1同步倾斜，以调整齿形刀具1的切割角度；接着控制箱11控制直流减速电机组件2动作，直流减速电机组件2带动齿形刀具1工作，对齿形刀具1附近的灌木进行修剪；最后控制箱11通过控制行走小车移动带动齿形刀具1同步移动，完成对灌木的修剪过程。

本实用新型通过机器视觉来识别灌木和获取控制参数，进而实现对灌木的自动化修剪，无需人工操作，极大地降低了园丁的负担、提高了修剪的效率，并且能够避免园丁被工具或者车流伤害。并且本实用新型结构合理，能够对齿形刀具1的高度、方向和角度进行全面控制，从而保证修剪的效果足够美观。

在本实施例中，第一双轴数字舵机3和第二双轴数字舵机8均采用LD-220MG双轴数字舵机，直流减速电机组件2采用25GA370直流减速电机套装。

进一步的，关节连杆5设置为两个，并且两个关节连杆5相互平行，支座15上固定设置有两组固定套6，每组固定套6的数量设置为若干个，两个关节连杆5分别穿过两组固定套6。通过调节关节连杆5从固定套6中伸出的长度，可以调节齿形刀具1的伸出长度，进而灵活调整齿形刀具1能够覆盖的面积大小，以实现对各种不同面积的灌木的修剪。

在本实施例中，每组固定套6的数量设置为两个，固定套6的中部开设有通孔，关节连杆5从通孔中穿过。

进一步的，支座15固定连接有导向杆16，导向杆16位于两个关节连杆5之间，导向杆16的延伸方向与齿形刀具1的延伸方向相反，导向杆16上滑动套设有第一连接板17，第一连接板17与两个关节连杆5各通过一个紧固件18固定连接。导向杆16用于对第一连接板17和两个关节连杆5进行导向，并且能够对关节连杆5进行辅助支撑，避免齿形刀具1、直流减速电机组件2、第一双轴数字舵机3和第一舵机支架4的重量导致关节连杆5向下倾斜，影响对齿形刀具1姿态的控制。

进一步的，两个关节连杆5的背向第一连接板17的一端之间固定连接有第二连接板19，第二连接板19通过两个紧固件18与两个关节连杆5固定连接，第一舵机支架4固定设置在第二连接板19上。

进一步的，行走小车包括车体13和四个车轮14，四个车轮14各通过一个直流减速电机组件2与控制箱11电性连接。车轮14与齿形刀具1采用相同的动力源，能够降低控制过程的复杂度。

请参阅图3，因为行走小车需要不断移动，因此电源最好设置在车体13内，但是这样会带来续航能力不足的问题，为了能够延长机器人单次运行的时间，机器人还包括扩展小车22，扩展小车22与控制箱11无线通信连接，扩展小车22上固定设置有供电箱23，供电箱23通过充电组件为行走小车充电。到达目的地后，控制箱11控制扩展小车22停止，然后行走小车移动对灌木进行修剪，当行走小车的电量出现不足的时候，控制箱11控制行走小车移动到扩展小车22处，通过充电组件为行走小车充电，从而使行走小车能够继续进行修剪作业。

进一步的，充电组件包括固定设置在行走小车上的充电接头20和固定设置在扩展小车22上的充电接口21，充电接头20与充电接口21相匹配。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种园丁机器人，其特征在于：包括行走小车，行走小车的前端固定设置有双目视觉摄像头（12），行走小车顶部固定设置有控制箱（11）和直流电机升降伸缩杆（10），直流电机升降伸缩杆（10）的定端通过第二舵机支架（9）固定连接有第二双轴数字舵机（8），第二双轴数字舵机（8）通过连接件（7）驱动连接有支座（15），支座（15）上滑动设置有至少一个关节连杆（5），关节连杆（5）的一端通过第一舵机支架（4）固定连接有第一双轴数字舵机（3），第一双轴数字舵机（3）驱动连接有直流减速电机组件（2），直流减速电机组件（2）驱动连接有齿形刀具（1），控制箱（11）与行走小车、双目视觉摄像头（12）、直流电机升降伸缩杆（10）、第一双轴数字舵机（3）、第二双轴数字舵机（8）和直流减速电机组件（2）均电性连接。

2.如权利要求1所述的一种园丁机器人，其特征在于：所述关节连杆（5）设置为两个，并且两个关节连杆（5）相互平行，所述支座（15）上固定设置有两组固定套（6），每组固定套（6）的数量设置为若干个，两个关节连杆（5）分别穿过两组固定套（6）。

3.如权利要求2所述的一种园丁机器人，其特征在于：每组所述固定套（6）的数量设置为两个。

4.如权利要求2所述的一种园丁机器人，其特征在于：所述支座（15）固定连接有导向杆（16），导向杆（16）位于两个所述关节连杆（5）之间，导向杆（16）的延伸方向与所述齿形刀具（1）的延伸方向相反，导向杆（16）上滑动套设有第一连接板（17），第一连接板（17）与两个关节连杆（5）各通过一个紧固件（18）固定连接。

5.如权利要求4所述的一种园丁机器人，其特征在于：两个所述关节连杆（5）的背向所述第一连接板（17）的一端之间固定连接有第二连接板（19），第二连接板（19）通过两个所述紧固件（18）与两个关节连杆（5）固定连接，所述第一舵机支架（4）固定设置在第二连接板（19）上。

6.如权利要求1所述的一种园丁机器人，其特征在于：所述行走小车包括车体（13）和四个车轮（14），四个车轮（14）各通过一个所述直流减速电机组件（2）与所述控制箱（11）电性连接。

7.如权利要求1所述的一种园丁机器人，其特征在于：所述机器人还包括扩展小车（22），扩展小车（22）与所述控制箱（11）无线通信连接，扩展小车（22）上固定设置有供电箱（23），供电箱（23）通过充电组件为所述行走小车充电。

8.如权利要求7所述的一种园丁机器人，其特征在于：所述充电组件包括固定设置在所述行走小车上的充电接头（20）和固定设置在所述扩展小车（22）上的充电接口（21），充电接头（20）与充电接口（21）相匹配。