一种智能植树机器人

1.本实用新型属于智能化机器人技术领域，具体涉及一种智能植树机器人。


背景技术：

2.植树造林对于生态环境建设具有重要作用，可以有效抑制水土流失等。植树过程中，通常需要钻孔、放入树苗、培土等工序，目前各工序通常都需要人工参与，自动化程度较低，费时费力。


技术实现要素：

3.鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种智能植树机器人，可以进行钻孔、放入树苗、培土工作，实现自动化植树，省时省力，有效提高工作效率。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.本实用新型实施例提供了一种智能植树机器人，包括机架、抓取机构、钻孔机构和培土机构，所述机架的上方设置有多个容器且底部两侧设置有履带式行走组件，所述抓取机构可活动的设置于所述机架的顶部，所述抓取机构用于抓取所述容器内的树苗且输送至所述机架的后方，所述钻孔机构设置于所述机架的后方，所述培土机构可升降的设置于所述机架的后方且与钻孔点临近。
6.作为上述实施例的可选方案，所述抓取机构包括滑架、活动件、第一升降件和夹爪，所述滑架沿所述机架的前后方向可滑动的设置于所述机架上，所述活动件沿所述机架的左右方向可滑动的设置于所述滑架的顶部，所述升降件可升降的设置于所述活动件，所述夹爪设置于所述升降件上且能够开合。
7.作为上述实施例的可选方案，所述夹爪的内侧设置有夹持部，所述夹持部采用柔性材料制成。
8.作为上述实施例的可选方案，所述夹持部设置有竖向的防滑纹。
9.作为上述实施例的可选方案，所述机架的后方设置有斜坡，所述斜坡倾斜设置且位于钻孔点的斜上方，以使位于所述斜坡上的树苗能够倾斜落入钻孔点内，所述斜坡的两侧设置有护坡。
10.作为上述实施例的可选方案，所述钻孔机构包括转动架、第二升降件和钻头，所述转动架在水平方向可摆动的设置于所述机架上，所述第二升降件可升降的设置于所述转动架，所述钻头沿竖向设置于所述第二升降件且通过电机带动。
11.作为上述实施例的可选方案，所述机架的后端设置有u形缺口，所述培土机构和所述钻孔机构均位于所述u形缺口内。
12.作为上述实施例的可选方案，所述培土机构包括第三升降件和培土板，所述第三升降件可升降的设置于所述机架，所述培土板固定于所述第三升降件的底部，所述培土板靠近钻孔点的一侧为圆弧形。
13.作为上述实施例的可选方案，所述培土板包括能够开合的两块分板，所述分板铰
接于所述第三升降件，两块所述分板围成圆形，两块所述分板的相对侧设置有推土板。
14.作为上述实施例的可选方案，所述机架上的多个所述容器呈矩形阵列分布。
15.作为上述实施例的可选方案，所述机架的前端上方设置有摄像头，所述摄像头可转动的设置于所述机架且能够上下摆动。
16.作为上述实施例的可选方案，所述智能植树机器人还包括灌溉机构，所述灌溉机构包括水箱、水泵和喷水管，所述水箱设置于所述机架上，所述喷水管与所述水箱之间通过水泵连通，所述喷水管朝向钻孔点。
17.作为上述实施例的可选方案，所述智能植树机器人还包括智能控制系统，所述履带式行走组件、所述抓取机构、所述钻孔机构和所述培土机构均通过所述智能控制系统控制。
18.本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型提供的智能植树机器人，机架用于支撑其他部件，钻孔机构用于在地面上钻孔形成栽树孔，抓取机构能够将其中一个容器内的树苗取出并运送至栽树孔内，培土机构能够将放入树苗后的栽树孔夯实，植树过程实现自动化，省时省力，有效提高植树效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
21.图1为本实用新型实施例提供的智能植树机器人的结构示意图一；
22.图2为本实用新型实施例提供的智能植树机器人的结构示意图二；
23.图3为本实用新型实施例提供的智能植树机器人的结构示意图三；
24.图4为图1的a部局部放大示意图；
25.图5为图2的b部局部放大示意图。
26.图标：
27.10-智能植树机器人；
28.11-机架；12-钻孔机构；13-抓取机构；14-培土机构；
29.110-履带式行走组件；111-u形缺口；112-斜坡；113-护坡；114-摄像头；115-容器；
30.120-转动架；121-第二升降件；122-钻头；
31.130-滑架；131-活动件；132-第一升降件；133-夹爪；134-夹持部；
32.140-第三升降件；141-培土板。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.请参照图1-图3所示，本实用新型的实施例提供了一种智能植树机器人10，该智能植树机器人10用于实现自动化植树，可以自动完成钻孔、栽树、培土等工作，节省人力物力、提高植树效率。
38.其中，智能植树机器人10包括机架11、抓取机构13、钻孔机构12、培土机构14和灌溉机构，抓取机构13、钻孔机构12、培土机构14和灌溉机构等均由控制机构实现自动化控制或远程控制。
39.机架11的结构不限，例如可以采用框架结构、壳体结构等。
40.机架11具有前后方向和左右方向，机架11的前后方向是指智能植树机器人10的前进、后退方向，左右方向与前后方向垂直。
41.在机架11的底部两侧分别设置有履带式行走组件110，履带式行走组件110能够适应不同的地形。
42.履带式行走组件110的外侧上半部分可以设置挡板，挡板能够防止杂物进入履带内，减少故障发生概率，有效确保履带式行走组件110的正常行走。
43.履带式行走组件110的结构可以参照现有技术，履带式行走组件110主要由电机、主动轮、从动轮、履带组成，电机驱动主动轮转动，主动轮和从动轮分别与履带传动连接，能够带动履带转动，履带与地面接触，控制机架11前进、后退等。
44.在本实施例中，从动轮的数量为多个，从动轮通过轮架与机架11连接，轮架与机架11之间铰接，从动轮可转动的设置于所述轮架上，轮架与机架11之间设置有减震弹簧，可以起到减震的作用，具有可靠性高、传动平稳、启动性好、过载能力强、使用寿命长、维修方便简单等优点，可以适应工作环境温度比较高、使用条件恶劣的场合。
45.机架11的前端上方设置有摄像头114，摄像头114可转动的设置于机架11且能够上下摆动。摄像头114用于摄像并观察机器人前方的路况，可以将信息实时传输至控制系统，根据路况信息可以自动或远程控制智能植树机器人10的工作。
46.在机架11的顶端设置有多个容器115，多个容器115可以呈矩形阵列分布，容器115用于盛放待种植的树苗。
47.容器115的形状不限，在本实施例中，机架11顶端设置有架体，架体为板状且支撑于机架11上，架体上设置有多个通孔，在本实施例中，多个通孔呈5*5分布，容器115呈圆筒状结构，容器115的顶端开口与通孔匹配。
48.在机架11的后端设置有u形缺口111，u形缺口111处为植树区域，培土机构14和钻
孔机构12均位于u形缺口111内。
49.在植树区域内具有预设的钻孔点，钻孔点是指钻孔植树的位置，在钻孔点处钻孔后形成具有一定深度的树洞，树苗能够放入树洞内。
50.钻孔机构12能够在钻孔点钻孔，其中，请参照图4所示，钻孔机构12包括转动架120、第二升降件121和钻头122。
51.在机架11上设置有转轴，转轴沿竖向设置，转动架120与转轴配合，二者之间可以通过轴承连接，转动架120能够围绕转轴转动，即转动架120在水平方向上能够摆动，以使钻头122能够正对钻孔点或从钻孔点的正上方移开，钻头122从钻孔点的正上方移开后，能够将树苗放入树洞内。
52.转动架120的转动通过电机或伸缩液压缸等驱动，驱动方式可以参照现有技术，在此不再赘述。
53.如此设置，可以使钻孔机构12在智能植树机器人10的后方钻孔植树，避免因钻孔产生的土堆阻碍智能植树机器人10的前进。
54.第二升降件121可升降的设置于转动架120，二者的连接方式不限，例如在转动架120上设置有丝杠，丝杠通过电机驱动旋转，第二升降件121上设置有螺母，螺母能够沿转动架120上下滑动，并且，螺母与丝杠配合，丝杠转动过程中能够驱动螺母沿转动架120升降。
55.钻头122沿竖向设置于第二升降件121且通过电机带动，电机固定于第二升降件121上，电机与钻头122的顶端传动连接。
56.钻头122沿竖向延伸，钻头122包括钻轴和叶片，叶片呈螺旋状绕设于钻轴上，钻轴的底端可以为圆锥形，便于插入土地内。
57.钻孔机构12中的电机为多个，分别执行不同的动作，在此不再区分。
58.钻孔机构12的工作过程为：首先旋转转动架120，使钻头122位于钻孔点的正上方；电机驱动钻头122转动；电机控制第二升降件121向下运动，钻头122开始钻孔；钻孔至一定深度后，第二升降件121上升，使钻头122脱离树洞；关闭电机，使钻头122停止转动；电机驱动转动架120转动，钻头122脱离树洞的正上方，可以将树苗放入树洞内。
59.容器115内的树苗通过抓取机构13输送至树洞内，抓取机构13可活动的设置于机架11的顶部，具体的，请参照图5所示，抓取机构13包括滑架130、活动件131、第一升降件132和夹爪133。
60.滑架130的结构不限，例如，滑架130可以为倒l形、弧形等，在本实施例中，滑架130呈门字形，滑架130包括横架和两根立柱，横架沿机架11的左右方向横向设置，立柱沿竖向设置，横架位于立柱的顶端，滑架130的两侧支柱底端与机架11滑动配合，滑动配合的方式不限，例如，机架11上设置有滑道，支柱的底端设置有滑块，滑块能够沿滑道滑动。
61.滑架130的滑动可以通过电机和皮带控制，即皮带可转动的设置于机架11上，皮带沿机架11的前后方向设置，皮带的某一部分与滑架130固定，皮带通过电机驱动旋转，皮带转动过程中，能够带动滑架130沿机架11的前后方向活动。
62.活动件131可滑动的设置于横架上，二者滑动配合的方式不限。
63.活动件131可以通过电机和皮带驱动，也可以采用滚珠丝杠结构驱动，在此不再赘述。
64.升降件可升降的设置于活动件131，升降件的升降结构不限，例如，升降件与活动
件131之间通过滚珠丝杠结构连接等。
65.夹爪133设置于升降件，夹爪133能够开合且用于夹持树苗。
66.其中，夹爪133包括两个夹持件，两个夹持件能够相互靠近或远离，两个夹持件铰接或者两个夹持件分别与升降件铰接。
67.在本实施例中，两个夹持件的相对侧设置有夹持部134，夹持部134采用柔性材料制成，如此设置，可以减轻对树苗的损伤，提高植树成活率。
68.此外，还可以在夹持部134上设置有竖向的防滑纹，能够将树苗牢固夹持。
69.抓取机构13用于抓取容器115内的树苗且输送至机架11的后方，机架11的后方设置有斜坡112，斜坡112倾斜设置且位于钻孔点的斜上方，以使位于斜坡112上的树苗能够倾斜落入钻孔点内。
70.夹爪133夹持树苗到达斜坡112正上方后，能够将树苗放置在斜坡112上，树苗可以沿斜坡112滑落至树洞内，如此设置，对抓取机构13的活动范围要求较小，设备体积更小。
71.斜坡112的两侧设置有护坡113，护坡113可以有效防止树苗向两侧倾斜。
72.抓取机构13将树苗放入树洞内后，需要进行培土，即将树洞周围的土壤推入树洞内并夯实。具体的，培土机构14包括第三升降件140和培土板141，第三升降件140可升降的设置于机架11，培土板141固定于第三升降件140的底部，培土板141可以为一块板状，培土板141靠近钻孔点的一侧为圆弧形。
73.在其他实施例中，培土板141可以采用但不限于下列方案：培土板141包括能够开合的两块分板，分板铰接于第三升降件140，两块分板围成圆形，两块分板的相对侧设置有推土板。
74.此外，智能植树机器人10还包括灌溉机构(位于机架11内部，图中未示出)，灌溉机构包括水箱、水泵和喷水管，水箱设置于机架11上，喷水管与水箱之间通过水泵连通，喷水管朝向钻孔点。
75.智能植树机器人10可以根据设定程序自动控制，也可以通过远程控制的方式控制，智能植树机器人10还包括智能控制系统，履带式行走组件110、抓取机构13、钻孔机构12和培土机构14均通过智能控制系统控制，智能控制系统主要用于对以下动作进行控制：接收摄像头114的摄像信息，并根据摄像信息自动化控制或将摄像信息传输至控制设备；控制履带式行走机构的前进、后退等；控制抓取机构13的各个部件动作；控制钻孔机构12的各个动作；控制培土机构14的各个动作。智能控制系统主要是通过控制电机的转动实现对各个动作的控制。
76.本实施例提供的智能植树机器人10的工作方法如下：
77.将智能植树机器人10运送至指定植树区域；
78.履带式行走机构带动智能植树机器人10到达指定位置；
79.电机驱动转动架120转动，使钻头122位于钻孔点的正上方；
80.钻头122在电机的驱动下工作；
81.第二升降件121向下运动，带动钻头122下降并与地面接触；
82.钻头122开始钻孔；
83.钻头122钻孔至指定深度后，第二升降件121带动钻头122上升，使钻头122脱离树洞；
84.钻头122停止动作；
85.转动架120转动，使钻头122从树洞的正上方移开；
86.滑架130在机架11上沿前后方向滑动，活动件131在滑架130上沿左右方向滑动，带动夹爪133到达指定的容器115上方，
87.第一升降件132沿活动件131下降，夹爪133张开，然后夹持容器115内的树苗；
88.第一升降件132上升，夹爪133将树苗从容器115内取出；
89.滑架130在机架11上沿前后方向滑动，活动件131在滑架130上沿左右方向滑动，带动夹爪133到达斜坡112的正上方；
90.夹爪133松开，使树苗沿斜坡112滑落至树洞内；
91.培土机构14的培土板141培土，具体的，两块分板张开的情况下，第三升降件140带动分板下降至与地面接触，然后两块分板闭合，推土板将土壤推入树洞内；然后第三升降件140带动培土板141反复升降，将突然压实，压实后将分板张开；
92.履带式行走机构带动智能植树机器人10前进，到达下一个植树点。
93.上述步骤，可以根据结构的不同进行增减、修改、删除、调整顺序等。
94.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。