CN219877072U - 一种双钻头型植树机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双钻头型植树机器人，在车架前侧安装钻孔机构，后侧安装栽种机构，栽种机构的苗盘中心转轴竖向安装在车体顶板轴孔内，在苗盘的周边缘均布有漏苗孔并在每个漏苗孔位置固定有存苗筒，在车体顶板后侧中部设置有固定漏孔并安装下苗筒，在固定的下苗筒的外侧匹配套装有置苗钻头，覆土机构是在置苗钻头的下方两侧铰接有两个对称的覆土板，各覆土板为V形结构，同时在车体底板两侧对称设置有两个定位导孔，各覆土板分别插入对应的定位导孔内，置苗钻头被升降驱动机构驱动能够往复升降运动。本实用新型的种植机器人通过优化的结构设计，实现钻孔、栽种和覆土同步进行，提高种植效率，降低设备成本，维护成本低。

Description

一种双钻头型植树机器人

技术领域

本实用新型属于自动化种植设备技术领域，具体涉及一种双钻头型植树机器人。

背景技术

植树造林是生态环境修复的重要内容，采用智能移动机器人来替代人工植树将是提高植树效率的重要方式。智能移动机器人技术的发展，为农业机械设备提了发展平台。随着技术的发展，越来越多的机器人用于植树造林。虽然现有的植树机械减轻了人工劳动的强度，但存在机械机构复杂，体积较大，自动化程度低，种植机器效率低，不适合不同地况植树的需求等问题。例如现有种植机器人钻孔和栽种需要分别进行操作，导致操作工作量大的问题，例如，现有种植机器人不具有栽种随覆土的功能，或者需要装配复杂的覆土机构，造成整车结构复杂，使用故障较多，维护成本高。公告号CN207869642U的专利文件公开了随车一体的全自动植树机器人，其覆土板位于车底部，通过设置的覆土机构对放好树苗的树坑进行覆土，但其覆土板不具有联动功能，即不具有升降和展缩功能。

实用新型内容

为了解决现有植树机械存在的问题，设计了一种具有双钻头的种植机器人。通过优化的结构设计，实现钻孔、栽种和覆土同步进行，提高种植效率，降低设备成本，维护成本低。

本实用新型解决其技术问题的方案是采用一种双钻头型植树机器人，该植树机器人包括车体和钻孔机构，在车架的前侧安装有钻孔机构，在车架的后侧安装有栽种机构，栽种机构包括苗盘、存苗筒、下苗筒、置苗钻头、升降驱动机构和覆土机构，所述苗盘中心设置转轴，苗盘的中心转轴竖向安装在车体顶板的轴孔内，使得苗盘与顶板平行且都处于水平状态，在苗盘的周边缘均布有漏苗孔并在每个漏苗孔位置固定有存苗筒，在车体顶板的后侧中部设置有固定漏孔，在固定漏孔下方竖向固定的下苗筒，所述固定漏孔与苗盘周边各漏苗孔直径一致，在固定的下苗筒的外侧匹配套装有置苗钻头，所述覆土机构是在置苗钻头的下方两侧铰接有两个对称的覆土板，各覆土板为V形结构，同时在车体底板两侧对称设置有两个定位导孔，各覆土板分别插入对应的定位导孔内，置苗钻头被所述升降驱动机构驱动能够往复升降运动。

进一步地，所述的栽种机构包括苗盘、存苗筒、下苗筒、置苗钻头、升降驱动机构和覆土机构，在苗盘中心设置转轴，在车体顶板的后侧中部安装有轴座和轴承，苗盘的中心转轴竖向安装在车体顶板的轴承内，且确保苗盘与顶板平行且都处于水平状态，在苗盘的周边缘均布有漏苗孔并在每个漏苗孔位置固定有存苗筒，同时在车体顶板的后侧中部设置有固定漏孔，在固定漏孔下方竖向固定的下苗筒，使固定漏孔与苗盘周边各漏苗孔直径一致，在固定的下苗筒的外侧匹配套装有置苗钻头，在车体底板上安装有升降驱动机构驱动，该驱动机构能够驱动置苗钻头往复升降运动。

进一步地，覆土机构是在置苗钻头的下方两侧铰接有两个对称的覆土板，同时在车体底板两侧对称设置有两个定位导孔，各覆土板分别插入对应的定位导孔内。

或者，覆土机构包括一种具有四个V形的覆土板，各覆土板的上侧分别铰接在所述置苗钻头下部周边缘，在车体底板上围绕载重输出镂空区周边分别设置有对应的定位导孔。使各覆土板分别匹配套装于各定位导孔内。

其中的覆土板都可以为V形结构，包括上斜板和下斜板，V形凹槽区都朝向内侧，上斜板位于所述定位导孔内。

进一步地，所述的钻孔机构包括导向驱动总成和钻具总成，钻具总成安装在导向驱动总成的升降移动部位，被升导向驱动总成控制升降移动。其中，导向驱动总成包括固定在车架前侧的竖向的导向架，在导向架的前侧竖向固定有导向杆，在导向杆的外侧套装有滑台，在滑台外侧固定有移动电机座，在移动电机座上固定安装钻杆电机，在导向架顶部安装有钻具升降电机，在钻具升降电机的转轴上安装有螺杆，在所述滑台中部设置竖向穿孔并套固有螺套，该螺杆与滑台螺套装配在一起，从而当螺杆被钻具升降电机驱动旋转时，能够带动滑台进行升降运动，进而带动钻杆电机进行升降移动，在钻杆电机的转轴上安装有钻杆夹具，在钻杆夹具内安装有螺旋叶钻杆。

进一步地，车体包括底板、行走轮、车架和顶板，其中底板和顶板之间通过车架固定为一体，两对行走轮分别通过轴承安装在底部的四个顶角下方。两对行走轮或者一对行走轮的轴座位置固定有电机座并安装有行走电机，且对应的行走电机的转轴与其行走轮的转轴连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的种植机器人通过优化的结构设计，实现钻孔、栽种和覆土同步进行，提高种植效率，降低设备成本，维护成本低。

该植树机器人结构具有自动化程度高、机械结构简单、生产成本低、适合不同地况植树需求的优点。

附图说明

图1是本实用新型种植机器人的立体结构图之一；

图2是本实用新型种植机器人的立体结构图之二；

图3是图1的侧视图；

图4是图1的后端部视图；

图5是图1的前端部视图。

图中标号：底板1，行走轮2，车架3，顶板4，钻孔机构5，导向架51，导向杆52，滑台53，钻具升降电机54，移动电机座55，钻杆电机56，钻杆夹具57，螺旋叶钻杆58，螺杆59，栽种机构6，苗盘61，存苗筒62，下苗筒63，置苗钻头64，底板电机座65，套筒升降电机66，齿轮67，齿条68，覆土板69，定位导孔70。

实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：一种如图1和图2所示的双钻头型植树机器人，主要针对现有同类型产品普遍存在整车结构复杂，使用故障较多，维护成本高的问题而进行结构改进。该双钻头型植树机器人主要包括车体、钻孔机构、种植机构和覆土机构等。

如图1和图2中，车体包括底板1、行走轮2、车架3和顶板4，其中底板1和顶板4之间通过车架3固定为一体。两对行走轮分别通过轴承安装在底部的四个顶角下方。如图4和图5中，两对行走轮或者一对行走轮的轴座位置固定有电机座72并安装有行走电机71，且对应的行走电机的转轴与其行走轮的转轴连接。各行走电机被控制器控制行走和停止。控制箱和电池组件装配于车体底板中部区域。

如图1中，在车架的前侧安装有钻孔机构5，如图2中在车架的后侧安装有栽种机构6。

具体地，如图1中在车架的前侧安装有钻孔机构5，其包括导向驱动总成和钻具总成。其中，导向驱动总成包括固定在车架3前侧的竖向的导向架51，在导向架51的前侧竖向固定有导向杆52，在导向杆52的外侧套装有滑台53，在滑台53外侧固定有移动电机座55，在移动电机座55上固定安装钻杆电机56。在导向架51顶部安装有钻具升降电机54，在钻具升降电机54的转轴上安装有螺杆59，在所述滑台中部设置竖向穿孔并套固有螺套，该螺杆59与滑台螺套装配在一起，从而当螺杆59被钻具升降电机54驱动旋转时，能够带动滑台53进行升降运动，进而带动钻杆电机56进行升降移动。图3和图5中可以看出，在钻杆电机56的转轴上安装有钻杆夹具57，在钻杆夹具57内安装有螺旋叶钻杆58。该螺旋叶钻杆58是向土层钻孔的钻体部件。

如图2中的栽种机构6包括苗盘61、存苗筒62、下苗筒63、置苗钻头64、升降驱动机构和覆土机构。

在苗盘61中心设置转轴，在车体顶板4的后侧中部安装有轴座和轴承，苗盘61的中心转轴竖向安装在车体顶板4的轴承内，且确保苗盘61与顶板4平行且都处于水平状态。图2中可以看出，在苗盘的周边缘均布有漏苗孔并在每个漏苗孔位置固定有存苗筒62。同时在车体顶板4的后侧中部设置有固定漏孔，在固定漏孔下方竖向固定的下苗筒63，使固定漏孔与苗盘61周边各漏苗孔直径一致。从而，幼苗被按顺序逐一装配于各存苗筒62后，随存苗筒62转动过程中，由车体顶板4支撑幼苗根部，但当任一存苗筒62运转至固定漏孔正上方时，对应的幼苗根部失去支撑，从固定漏孔内下落并进入下苗筒63内。

图2中还可以看出，在固定的下苗筒63的外侧匹配套装有置苗钻头64，在车体底板1上安装有升降驱动机构驱动，该驱动机构能够驱动置苗钻头往复升降运动。

覆土机构的一种实现方式是采用如图2中的联动式覆土板，具体是在置苗钻头64的下方两侧铰接有两个对称的覆土板69，各覆土板69为V形结构，同时在车体底板1两侧对称设置有两个定位导孔70，各覆土板69分别插入对应的定位导孔70内。从图4中可以看出，两侧覆土板69都为V形结构，包括上斜板和下斜板，V形凹槽区都朝向内侧，上斜板位于所述定位导孔70内。当置苗钻头64向下移动时，能够带动两侧覆土板69向下移动，在两侧定位导孔70的限制下，两侧覆土板69会向下的同时向外展开。当置苗钻头64向上移动时，两侧覆土板69向上的同时向内收缩，从而实现将位于钻孔两侧的土壤拨向钻孔内，对苗根封压。可以看出，种植机构和覆土机构是联动机构。再通过控制器控制实现钻孔机构、行走机构、种植机构和覆土机构协同工作，车体行走过程直接完成钻孔-分投-种植-覆土的整个过程，种植效率高，人工参与程度地，节省人力。该植树机器人在使用时，车体顶板剩余空间用于承载预种植的堆放幼苗，种植负责人跟随车体行走（通过人为控制车体暂停于指定位置后进行作业或者车体自行暂停进行钻孔和栽种作业），将各幼苗逐一装配于各存苗管内，持续操作实现连续植树作业。该植树机器人结构具有自动化程度高、机械结构简单、生产成本低、适合不同地况植树需求的优点。

实施例2：在实施例1基础上，关于覆土机构的其他结构形式中，包括一种具有四个（或更多数量）V形的覆土板69，各覆土板69的上侧分别铰接在所述置苗钻头64下部周边缘，在车体底板4上围绕载重输出镂空区周边分别设置有对应的定位导孔70。使各覆土板69分别匹配套装于各定位导孔70内。

基于上述各实施例，本产品的核心在于“双钻头"的巧妙设计，即强力钻头（螺旋叶钻）与置苗钻头，使得机器人能够在不同土质上工作。本产品自主设计出覆土机构具有自动聚拢土壤功能，巧妙地解决了同类产品面对挖出的大堆土壤无法收回的问题。并且产品通过电控舵机实现换苗圆台的精确转动，加之步进电机控制丝杆滑台的上升与下降，从而实现钻头对不同树苗种植深度的自动化调控。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。例如，不排除采用摄像头采集地面栽种信息或采集钻孔位置等，通过控制器进行更加精准的栽种控制的内容。进一步在车体装配有位移传感器或形成记录仪或摄像头，通过位移传感器或形成记录仪向控制器提供车辆行程信息，控制器根据车辆行程信息，控制车辆暂停于转孔位置进行钻孔作业，或是暂停于栽种位置进行栽种作业。本产品不仅实现了植入树苗的基本功能，更是加入了自动化控制埋苗深度及可换苗的特色功能。同时为实现对本产品的智能化管理，本产品还可以进一步增设采用蓝牙控制功能，通过蓝牙APP对产品输入指令便可设置小车的行动线路和周围的种树地点，节约人力物力，让用户的双手解放出来。考虑到对树坑深度的精确控制，本产品采用控制精度更高的步进电机作为控制强力钻头的驱动电机，以此减小深度误差，实现了不同种类树苗对不同深度树坑的需求。在设计空心送苗钻头时，由于空心钻头底部各覆土板要张开，需保证各覆土板相对同步的同时张开，这时需要四周拉动的拉力同时等大的施加的设计，保证四个直线电机同步运动，使得产品可以平稳运行。

Claims (4)

1.一种双钻头型植树机器人，包括车体和钻孔机构，其特征在于，在车架的前侧安装有钻孔机构，在车架的后侧安装有栽种机构（6），栽种机构（6）包括苗盘（61）、存苗筒（62）、下苗筒（63）、置苗钻头（64）、升降驱动机构和覆土机构，所述苗盘（61）中心设置转轴，苗盘（61）的中心转轴竖向安装在车体顶板（4）的轴孔内，使得苗盘（61）与顶板（4）平行且都处于水平状态，在苗盘的周边缘均布有漏苗孔并在每个漏苗孔位置固定有存苗筒（62），在车体顶板（4）的后侧中部设置有固定漏孔，在固定漏孔下方竖向固定的下苗筒（63），所述固定漏孔与苗盘（61）周边各漏苗孔直径一致，在固定的下苗筒（63）的外侧匹配套装有置苗钻头（64），所述覆土机构是在置苗钻头（64）的下方两侧铰接有两个对称的覆土板（69），同时在车体底板（1）两侧对称设置有两个定位导孔（70），各覆土板（69）分别插入对应的定位导孔（70）内，置苗钻头被所述升降驱动机构驱动能够往复升降运动；所述的覆土机构包括一种具有四个V 形的覆土板（69），各覆土板（69）的上侧分别铰接在所述置苗钻头（64）下部周边缘，在车体底板（1）上围绕载重输出镂空区周边分别设置有对应的定位导孔（70），使各覆土板（69）分别匹配套装于各定位导孔（70）内；覆土板（69）都为V 形结构，包括上斜板和下斜板，V 形凹槽区都朝向内侧，上斜板位于所述定位导孔（70）内。

2.根据权利要求1 所述的双钻头型植树机器人，其特征在于，所述的覆土机构是在置苗钻头（64）的下方两侧铰接有两个对称的覆土板（69）。

3.根据权利要求1 所述的双钻头型植树机器人，其特征在于，所述的钻孔机构（5）包括导向驱动总成和钻具总成，导向驱动总成包括固定在车架（3）前侧的竖向的导向架（51），在导向架（51）的前侧竖向固定有导向杆（52），在导向杆（52）的外侧套装有滑台（53），在滑台（53）外侧固定有移动电机座（55），在移动电机座（55）上固定安装钻杆电机（56），在导向架（51）顶部安装有钻具升降电机（54），在钻具升降电机（54）的转轴上安装有螺杆（59），在所述滑台中部设置竖向穿孔并套固有螺套，该螺杆（59）与滑台螺套装配在一起，从而当螺杆（59）被钻具升降电机（54）驱动旋转时，能够带动滑台（53）进行升降运动，进而带动钻杆电机（56）进行升降移动，在钻杆电机（56）的转轴上安装有钻杆夹具（57），在钻杆夹具（57）内安装有螺旋叶钻杆（58）。

4.根据权利要求1 所述的双钻头型植树机器人，其特征在于，车体包括底板（1）、行走轮（2）、车架（3）和顶板（4），其中底板（1）和顶板（4）之间通过车架（3）固定为一体，两对行走轮分别通过轴承安装在底部的四个顶角下方,两对行走轮或者一对行走轮的轴座位置固定有电机座（72）并安装有行走电机（71），且对应的行走电机的转轴与其行走轮的转轴连接。