一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人的制作方法

本发明涉及智能机器人领域，特别涉及一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人。

背景技术：

智能机器人是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。

目前，智能机器人被广泛地运用到生活和生产中，然而，在园林绿化工作中，当人们需要对一些植物，如黄杨树等进行树枝的修剪时，现有的智能机器人还不具备修剪植物的功能，人们大都只能通过手动修剪，而手动修剪费时费力，劳动强度较大，并且人工修剪时仅靠目测，这就使得修剪的高度不能够完全保持一致，修剪效果较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人，包括基座、第一动力仓、第二动力仓、升降装置和修整机构，所述第一动力仓设置在基座的上方，所述升降装置设置在第一动力仓内，所述第一动力仓的一侧设有第一开口，所述第二动力仓位于第一动力仓的一侧，所述升降装置经第一开口与第二动力仓传动连接，所述修整机构设置在第二动力仓内；

所述升降装置包括第一驱动电机、传动杆、移动杆和移动块，所述传动杆竖向设置，所述第一驱动电机与传动杆传动连接，所述移动杆与传动杆平行，所述移动杆穿过移动块且移动杆与移动块滑动连接，所述移动块上设有螺纹孔，所述传动杆经螺纹孔穿过移动块，所述传动杆与移动块螺纹连接，所述第二动力仓设置在移动块的一侧；

所述修整机构包括纵向驱动机构、横向驱动机构和切割机构，所述横向驱动机构设置在纵向驱动机构的下方，所述切割机构设置在横向驱动机构上；

所述纵向驱动机构包括第二驱动电机、圆柱驱动齿轮和驱动齿条，所述第二驱动电机与圆柱驱动齿轮传动连接，所述驱动齿条水平设置，所述第二动力仓内设有滑槽，所述驱动齿条通过滑槽与第二动力仓的内壁滑动连接，所述圆柱驱动齿轮与驱动齿条啮合，所述横向驱动机构设置在驱动齿条的下方；

所述横向驱动机构包括支撑板、第三驱动电机、动力杆、连接轴、铰接杆和导向组件，所述支撑板竖向设置在驱动齿条的下方，所述驱动齿条与支撑板垂直，所述第三驱动电机位于支撑板的一侧，所述支撑板上设有支撑架，所述第三驱动电机通过支撑架与支撑板连接，所述第三驱动电机的输出轴与驱动齿条平行，所述动力杆水平设置，所述动力杆与驱动齿条垂直，所述动力杆的一端与第三驱动电机的输出轴连接，所述动力杆的另一端设有第一限位块，所述导向组件设置在支撑板的一侧，所述导向组件有两个，两个导向组件关于动力杆对称设置，所述连接轴竖向设置，所述连接轴的两端均设有第二限位块，两个第二限位块分别位于两个导向组件内，两个第二限位块分别与两个导向组件滑动连接，所述连接轴的一侧竖向设有第一限位槽，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述第三驱动电机通过动力杆驱动连接轴水平移动，所述支撑板上设有第二开口，所述铰接杆与连接轴连接，所述铰接杆经第二开口穿过支撑板，所述铰接杆与切割机构传动连接；

所述切割机构包括稳固块、第四驱动电机、主驱动齿轮、辅助驱动齿轮、传送带、转动轴和刀片，所述稳固块设置在铰接杆的远离连接轴的一端，所述第四驱动电机设置在稳固块上，所述第四驱动电机与主驱动齿轮传动连接，所述转动轴竖向设置，所述转动轴的顶端通过轴承与稳固块连接，所述转动轴的底端与刀片连接，所述辅助驱动齿轮套设在转动轴上，所述主驱动齿轮通过传送带与辅助驱动齿轮传动连接，所述刀片为圆形刀片，所述刀片与转动轴同轴设置，所述第二动力仓的底面设有第三开口，所述刀片经第三开口伸出第二动力仓外；

所述基座上设有天线和plc，所述天线与plc电连接；

所述基座内设有报警提示模块，所述报警提示模块包括低噪声前置放大电路，所述低噪声前置放大电路包括第一集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻，所述第一集成电路的型号为ha12017，所述第一集成电路的第六端与第一电容和第一电阻组成的串联电路连接，所述第一集成电路的第六端分别通过第三电阻和第二电容接地，所述第二电阻的一端分别与第一电阻和第一电容连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一集成电路的第六端通过第三电容与第一集成电路的第七端连接，所述第一集成电路的第七端通过第四电阻和第四电容组成的串联电路接地，所述第五电阻与第四电阻并联，所述第一集成电路的第五端通过第十电容和第十一电容组成的串联电路与第一集成电路的第一端连接，所述第一集成电路的第一端通过第十二电阻、第十三电容和第十三电阻组成的串联电路接地，所述第一集成电路的第七端通过第六电容和第九电容组成的串联电路与第一集成电路的第一端连接，所述第五电容和第七电容分别与第六电容并联，所述第六电阻和第七电阻组成的串联电路与第五电容并联，所述第八电阻和第九电阻组成的串联电路与第九电容并联，所述第八电容与第九电容并联，所述第一集成电路的第三端通过第十一电阻与第一集成电路的第四端连接，所述第一集成电路的第四端通过第十二电容接地，所述第一集成电路的第四端外接-24v直流电压电源，所述第一集成电路的第八端通过第十四电容接地，所述第一集成电路的第八端外接24v直流电压电源。

作为优选，为了提高移动块滑动的稳定性，所述移动杆有两个，两个移动杆关于传动杆对称设置。

作为优选，为了使刀片快速升降，所述传动杆的表面设有防腐镀锌层。

作为优选，为了提高驱动齿条与第二动力仓连接的牢固性，所述滑槽为燕尾槽。

作为优选，为了提高连接轴的滑动精度和滑动过程的稳定性，所述导向组件包括两根相互平行的导向轴，所述第二限位块位于两根导向轴之间，所述第二限位块分别与两根导向轴滑动连接。

作为优选，为了保证连接轴滑动的稳定性，所述第二限位块的表面和导向轴的内壁上均设有耐磨涂料。

作为优选，为了使第一限位块在第一限位槽内快速滑动，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层。

作为优选，为了实现高度的自动控制和自动修剪，所述第二动力仓上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机均与plc电连接。

作为优选，为了使设备的工作状态智能化，所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机均为伺服电机。

作为优选，为了提高修剪速度，所述基座的下方设有万向轮。

本发明的有益效果是，该用于园林绿化的植物修剪智能机器人，当人们需要对一些植物，如黄杨树等进行树枝的修剪时，可启动修整机构，使得机器人自动修剪植物，相比人工修剪，不仅省时省力，减轻劳动强度，还能使得修剪的高度始终保持一致，修剪效果更好，另外，可通过升降装置调节修整机构的高度，便于修剪不同高度的植物。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人的报警提示模块的电路原理图。

图2是本发明的一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人的结构示意图。

图3是本发明的一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人的纵向驱动机构与横向驱动机构的连接结构示意图。

图4是本发明的一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人的切割机构的结构示意图。

图5是本发明的一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人的横向驱动机构的侧视图。

图中：1.基座，2.第一动力仓，3.第二动力仓，4.修整机构，5.第一驱动电机，6.传动杆，7.移动杆，8.移动块，9.第二驱动电机，10.圆柱驱动齿轮，11.驱动齿条，12.支撑板，13.第三驱动电机，14.动力杆，15.连接轴，16.铰接杆，17.支撑架，18.稳固块，19.第四驱动电机，20.主驱动齿轮，21.辅助驱动齿轮，22.传送带，23.转动轴，24.刀片，25.导向轴。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，一种用于园林绿化的植物修剪智能机器人，包括基座1、第一动力仓2、第二动力仓3、升降装置和修整机构4，所述第一动力仓2设置在基座1的上方，所述升降装置设置在第一动力仓2内，所述第一动力仓2的一侧设有第一开口，所述第二动力仓3位于第一动力仓2的一侧，所述升降装置经第一开口与第二动力仓3传动连接，所述修整机构4设置在第二动力仓3内；

当人们需要对一些植物，如黄杨树等进行树枝的修剪时，可启动修整机构4，使得机器人自动修剪植物，相比人工修剪，不仅省时省力，减轻劳动强度，还能使得修剪的高度始终保持一致，修剪效果更好，另外，可通过升降装置调节修整机构4的高度，便于修剪不同高度的植物。

所述升降装置包括第一驱动电机5、传动杆6、移动杆7和移动块8，所述传动杆6竖向设置，所述第一驱动电机5与传动杆6传动连接，所述移动杆7与传动杆6平行，所述移动杆7穿过移动块8且移动杆7与移动块8滑动连接，所述移动块8上设有螺纹孔，所述传动杆6经螺纹孔穿过移动块8，所述传动杆6与移动块8螺纹连接，所述第二动力仓3设置在移动块8的一侧；

所述修整机构4包括纵向驱动机构、横向驱动机构和切割机构，所述横向驱动机构设置在纵向驱动机构的下方，所述切割机构设置在横向驱动机构上；

所述纵向驱动机构包括第二驱动电机9、圆柱驱动齿轮10和驱动齿条11，所述第二驱动电机9与圆柱驱动齿轮10传动连接，所述驱动齿条11水平设置，所述第二动力仓3内设有滑槽，所述驱动齿条11通过滑槽与第二动力仓3的内壁滑动连接，所述圆柱驱动齿轮10与驱动齿条11啮合，所述横向驱动机构设置在驱动齿条11的下方；

所述横向驱动机构包括支撑板12、第三驱动电机13、动力杆14、连接轴15、铰接杆16和导向组件，所述支撑板12竖向设置在驱动齿条11的下方，所述驱动齿条11与支撑板12垂直，所述第三驱动电机13位于支撑板12的一侧，所述支撑板12上设有支撑架17，所述第三驱动电机13通过支撑架17与支撑板12连接，所述第三驱动电机13的输出轴与驱动齿条11平行，所述动力杆14水平设置，所述动力杆14与驱动齿条11垂直，所述动力杆14的一端与第三驱动电机13的输出轴连接，所述动力杆14的另一端设有第一限位块，所述导向组件设置在支撑板12的一侧，所述导向组件有两个，两个导向组件关于动力杆14对称设置，所述连接轴15竖向设置，所述连接轴15的两端均设有第二限位块，两个第二限位块分别位于两个导向组件内，两个第二限位块分别与两个导向组件滑动连接，所述连接轴15的一侧竖向设有第一限位槽，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述第三驱动电机13通过动力杆14驱动连接轴15水平移动，所述支撑板12上设有第二开口，所述铰接杆16与连接轴15连接，所述铰接杆16经第二开口穿过支撑板12，所述铰接杆16与切割机构传动连接；

所述切割机构包括稳固块18、第四驱动电机19、主驱动齿轮20、辅助驱动齿轮21、传送带22、转动轴23和刀片24，所述稳固块18设置在铰接杆16的远离连接轴15的一端，所述第四驱动电机19设置在稳固块18上，所述第四驱动电机19与主驱动齿轮20传动连接，所述转动轴23竖向设置，所述转动轴23的顶端通过轴承与稳固块18连接，所述转动轴23的底端与刀片24连接，所述辅助驱动齿轮21套设在转动轴23上，所述主驱动齿轮20通过传送带22与辅助驱动齿轮21传动连接，所述刀片24为圆形刀片24，所述刀片24与转动轴23同轴设置，所述第二动力仓3的底面设有第三开口，所述刀片24经第三开口伸出第二动力仓3外；

所述基座1上设有天线和plc，所述天线与plc电连接。

当人们需要对一些植物，如黄杨树等进行树枝的修剪时，可通过遥控器操作，将无线信号传给plc，plc控制第一驱动电机5工作，第一驱动电机5驱动传动杆6转动，使得移动块8下降，从而使刀片24下降，直到刀片24与植物抵靠，此时启动第二驱动电机9，第二驱动电机9通过圆柱驱动齿轮10驱动驱动齿条11纵向移动，从而使刀片24纵向移动，或启动第三驱动电机13，第三驱动电机13通过动力杆14驱动连接轴15水平移动，从而带动刀片24横向移动，同时，启动第四驱动电机19，第四驱动电机19驱动主驱动齿轮20转动，主驱动齿轮20通过传送带22驱动辅助驱动齿轮21转动，使得转动轴23带动刀片24旋转，故刀片24可边旋转边纵向或横向移动切割，实现自动修剪植物，相比人工修剪，不仅省时省力，减轻劳动强度，还能使得修剪的高度始终保持一致，修剪效果更好，另外，通过启动第一驱动电机5，可调节刀片24的高度，便于修剪不同高度的植物。

所述基座内设有报警提示模块，所述报警提示模块包括低噪声前置放大电路，所述低噪声前置放大电路包括第一集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻，所述第一集成电路的型号为ha12017，所述第一集成电路的第六端与第一电容和第一电阻组成的串联电路连接，所述第一集成电路的第六端分别通过第三电阻和第二电容接地，所述第二电阻的一端分别与第一电阻和第一电容连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一集成电路的第六端通过第三电容与第一集成电路的第七端连接，所述第一集成电路的第七端通过第四电阻和第四电容组成的串联电路接地，所述第五电阻与第四电阻并联，所述第一集成电路的第五端通过第十电容和第十一电容组成的串联电路与第一集成电路的第一端连接，所述第一集成电路的第一端通过第十二电阻、第十三电容和第十三电阻组成的串联电路接地，所述第一集成电路的第七端通过第六电容和第九电容组成的串联电路与第一集成电路的第一端连接，所述第五电容和第七电容分别与第六电容并联，所述第六电阻和第七电阻组成的串联电路与第五电容并联，所述第八电阻和第九电阻组成的串联电路与第九电容并联，所述第八电容与第九电容并联，所述第一集成电路的第三端通过第十一电阻与第一集成电路的第四端连接，所述第一集成电路的第四端通过第十二电容接地，所述第一集成电路的第四端外接-24v直流电压电源，所述第一集成电路的第八端通过第十四电容接地，所述第一集成电路的第八端外接24v直流电压电源。

低噪声前置放大电路中，通过第二电阻、第一电容和第四电阻组成的π形滤波电路，对输入的音频信号进行过滤，实现了输入音频信号的稳定性，进入到第一集成电路中进行放大输出，再通过第十三电阻和第十三电容组成的rc滤波电路，进一步提高了输出音频信号的稳定性，通过第一集成电路的第七端对输出的音频信号进行反馈采集，从而来进行校正控制，进一步提高了音频信号输出的稳定性和可靠性。

有益效果：低噪声前置放大电路中，通过第二电阻、第一电容和第四电阻组成的π形滤波电路，通过第十三电阻和第十三电容组成的rc滤波电路，通过第一集成电路的第七端对输出的音频信号进行反馈采集，提高了音频信号输出的稳定性和可靠性

作为优选，为了提高移动块8滑动的稳定性，所述移动杆7有两个，两个移动杆7关于传动杆6对称设置，两个移动杆7能够更好地限制移动块8的转动，使得移动块8沿着传动杆6更稳定地移动。

作为优选，为了使刀片24快速升降，所述传动杆6的表面设有防腐镀锌层，由于锌腐蚀的产物对锌有较好的保护作用，所以腐蚀速度非常慢，寿命是未镀锌的l5～30倍，故能防止传动杆6表面生锈，避免影响移动块8的移动速度，从而使刀片24快速升降。

作为优选，为了提高驱动齿条11与第二动力仓3连接的牢固性，所述滑槽为燕尾槽。

作为优选，为了提高连接轴15的滑动精度和滑动过程的稳定性，所述导向组件包括两根相互平行的导向轴25，所述第二限位块位于两根导向轴25之间，所述第二限位块分别与两根导向轴25滑动连接，两根导向轴25能够将第二限位块的运动轨迹限制在一定范围内，使得第二限位块更稳定地移动，从而提高连接轴15的滑动精度及滑动过程的稳定性。

作为优选，为了保证连接轴15滑动的稳定性，所述第二限位块的表面和导向轴25的内壁上均设有耐磨涂料，由于第二限位块长时间在两根导向轴25之间滑动，容易造成磨损，而耐磨涂料能减少第二限位块与导向轴25内壁的磨损，避免影响导向轴25对第二限位块导向的精确性，从而保证连接轴15滑动的稳定性。

作为优选，为了使第一限位块在第一限位槽内快速滑动，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层，由于特氟隆涂层具有较低的摩擦系数，其润滑性，特别是自润滑性非常好，对其他物质几乎不粘附，故能减小第一限位块与第一限位槽间的摩擦力，使第一限位块在第一限位槽内快速滑动。

作为优选，为了实现高度的自动控制和自动修剪，所述第二动力仓3上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第一驱动电机5、第二驱动电机9、第三驱动电机13、第四驱动电机19均与plc电连接，当刀片24下降至与植物抵靠时，红外线测距仪感应到距植物的距离等于设定值，将信号传给plc，plc使第一驱动电机5停止工作，此时刀片24不再下降，实现高度的自动控制，plc再控制第二驱动电机9、第三驱动电机13和第四驱动电机19配合工作，实现自动修剪。

作为优选，为了使设备的工作状态智能化，所述第一驱动电机5、第二驱动电机9、第三驱动电机13和第四驱动电机19均为伺服电机，由于伺服电机可使控制速度、位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，故能形成智能操控系统，使升降装置和修整机构4更好地配合工作。

作为优选，为了提高修剪速度，所述基座1的下方设有万向轮，故基座1可任意移动，使得机器人边移动边修剪，从而提高修剪速度。

与现有技术相比，该用于园林绿化的植物修剪智能机器人，当人们需要对一些植物，如黄杨树等进行树枝的修剪时，可启动修整机构4，使得机器人自动修剪植物，相比人工修剪，不仅省时省力，减轻劳动强度，还能使得修剪的高度始终保持一致，修剪效果更好，另外，可通过升降装置调节修整机构4的高度，便于修剪不同高度的植物。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。