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一種智能樹木移栽機器人.pdf

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一種 智能 樹木 移栽 機器人
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摘要
申請專利號:

CN201710088103.1

申請日:

20170219

公開號:

CN106613739A

公開日:

20170510

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G23/04,A01G23/06 主分類號: A01G23/04,A01G23/06
申請人: 周佰利
發明人: 不公告發明人
地址: 315000 浙江省寧波市北侖區松花江路408號
優先權: CN201710088103A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201710088103.1

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種智能樹木移栽機器人,包括四個第一步進電機、四個車輪、四個輪架、四個第二步進電機、兩個鉆頭、兩個第三步進電機、兩個第一電缸、支架、兩個支柱、兩個第四步進電機、兩個機械臂、兩個機械手、兩個第五步進電機、兩個半圓導軌、挖土刀具、兩個第八步進電機,本發明具有以下優點:由于本發明采用了上述技術方案,本發明具有以下優點:本發明采用獨特的挖土刀具以及兩個可折疊、展開半圓導軌進行樹木的挖掘工作,可使樹木根部帶有勻稱、平整的土球,降低對根部的傷害,提高的樹木成活率,采用獨特的機械臂和機械手進行抓取樹木,使本發明運轉靈活、使用方便。

權利要求書

1.一種智能樹木移栽機器人,包括四個第一步進電機(1)、四個車輪(2)、四個輪架(3)、四個第二步進電機(4)、兩個鉆頭(5)、兩個第三步進電機(6)、兩個第一電缸(7)、支架(8)、兩個支柱(9)、兩個第四步進電機(10)、兩個機械臂(11)、兩個機械手(12)、兩個第五步進電機(13)、兩個半圓導軌(14)、挖土刀具(15)、兩個第八步進電機(16),其特征在于:所述支架(8)為H形,所述四個第二步進電機(4)分別豎直向下固定安裝在支架(8)底部的四個角處,四個輪架(3)分別固定安裝在四個第二步進電機(4)的電機軸上,四個車輪(2)分別轉動安裝在四個輪架(3)上,四個第一步進電機(1)分別固定安裝在四個車輪架(3)的側面,其電機軸分別與四個車輪(2)側面中心固定安裝,兩個第一電缸(7)分別豎直向下固定安裝在支架(8)后部兩側的底面,兩個第三步進電機(6)分別豎直向下固定安裝在兩個第一電缸(7)的伸縮桿的頂部,兩個電鉆頭(5)分別固定安裝在兩個第三步進電機(6)的電機軸上,兩個支柱(9)分別豎直固定安裝在支架(8)前部的兩側,兩個半圓導軌(14)為半圓環狀,兩個半圓導軌(14)底面上分別安裝有相對應的半圓形的內齒輪,在兩個半圓導軌(14)的底面上分別設有相對應的半圓形的燕尾槽,且燕尾槽位于內齒輪內側,兩個半圓導軌(14)的側面分別鉸接在兩個支柱(9)側面的中部,兩個第五步進電機(13)分別固定安裝在兩個支柱(9)中部的后面上,其電機軸分別與兩個半圓導軌(14)的轉動中心固定安裝,挖土刀具(15555)安裝在半圓導軌(14)底部,兩個機械臂(11)底部分別鉸接在兩個支柱(9)頂部,兩個第四步進電機(10)分別固定安裝在兩個支柱(9)頂部的后面上,其電機軸分別與兩個機械臂(11)底部的轉動中心固定安裝,兩個機械手(12)底部分別鉸接在兩個機械臂(11)頂部,兩個第八步進電機(16)分別固定安裝在兩個機械臂(11)頂部的側面,其電機軸分別與兩個機械手(12)底部的轉動中心固定安裝;所述兩個機械臂(11)分別包括第一支撐臂(1101)、第二支撐臂(1102)、第二電缸(1103),第二支撐臂(1102)底部鉸接在第一支撐臂(1101)頂部,第二電缸(1103)底部鉸接在第一一支撐臂(1101)中部的側面,其伸縮桿頂部鉸接在第二支撐臂(1102)中部的側面;所述兩個機械手(12)分別包括兩個爪(1201)、兩個第三電缸(1202)、主架(1203),兩個爪(1201)底部分別鉸接在主架(1203)端部的兩側,兩個第三電缸(1202)下端分別鉸接在主架(1203)中部的兩側,其上端分別鉸接在兩個爪(1201)的中部;所述挖土刀具(15)包括小齒輪(1501)、第六步進電機(1502)、L形架(1503)、第一伸縮缸(1504)、第二伸縮缸(1505)、第七步進電機(1506)、第四電缸(1507)、鏈鋸(1508),L形架(1503)頂部設有與兩個半圓導軌(14)的底面上分別設有的燕尾槽相對應的圓弧狀燕尾導軌,第六步進電機(1502)豎直向上固定安裝在L形架(1503)的右側面,小齒輪(1501)側面中心固定安裝在第六步進電機(1502)的電機軸上,第一伸縮缸(1504)水平向左固定安裝在L形架(1503)的左側面,第二伸縮缸(1505)豎直向下固定安裝在第一伸縮缸(1504)的伸縮桿上,第七步進電機(1506)水平向前固定安裝在第二伸縮缸(1505)的伸縮桿上,第四電缸(1507)豎直向下固定安裝在第七步進電機(1506)電機軸上,鏈鋸(1508)豎直向下固定安裝在第四電缸(1507)的伸縮桿上。

說明書

技術領域

本發明涉及樹木移栽機械技術領域,特別涉及一種智能樹木移栽機器人。

背景技術

城市綠化、園林建設等經常需要將樹木移栽,傳統樹木移栽為人工借助一些工具進行挖掘,這種方式容易傷害樹根,影響成活率,因此在樹木移栽過程中都要在樹根周圍保留一定大小的土球(土球直徑一般為樹干直徑的12~20倍,最大可達2.5 m,樹干直徑越大,土球直徑相對于樹干直徑的倍數越小;大多數土球深度在300~1 500 mm的范圍;挖掘時可根據樹干的直徑大小來保留土球),再對土球進行包裹,防止運輸及裝卸過程中土球變得松散、土球內水分過度流失。傳統的樹木移植方式是,先用鐵鍬或挖掘機來挖掘樹木根系周圍的土壤,再對土球進行包裹,然后根據運輸距離的長短選擇合適的運輸方式,效率低下、耗費大量的人力物力,市場上逐漸地出現了一些樹木移栽機械,如申請號為201620106939.0的《挖樹機》其結構包括主機、駕駛室上防護罩和車架,翻轉滑槽焊合總成在滑槽旋轉油缸的作用下繞轉軸旋轉,翻轉滑槽焊合總成上安裝滑動支架總成,固定內環支撐安裝在滑動支架總成上,滑動支架總成在滑架行走油缸的作用下在翻轉滑槽焊合總成內滑動,樹鏟滑道安裝在固定內環支撐、旋轉內環支撐和鎖緊油缸固定座上,樹鏟安裝在樹鏟滑架上,樹鏟滑架通過樹鏟升降油缸在樹鏟滑道內滑動,內環支撐轉軸安裝在固定內環支撐上,旋轉內環支撐和鎖緊油缸固定座繞內環支撐轉軸旋轉 ;支腿能夠調整長短保證移植車的穩定,在樹鏟抱合樹木時安裝固定板能夠保證樹木不受損傷,但是這種機械占用空間大,在空間較小的園林、公路上運轉不夠靈活。

發明內容

針對上述問題,本發明提供一種智能樹木移栽機器人,通過獨特的結構穩定、小巧靈活、適用性強。

本發明采取的技術方案為:一種智能樹木移栽機器人,包括四個第一步進電機、四個車輪、四個輪架、四個第二步進電機、兩個鉆頭、兩個第三步進電機、兩個第一電缸、支架、兩個支柱、兩個第四步進電機、兩個機械臂、兩個機械手、兩個第五步進電機、兩個半圓導軌、挖土刀具、兩個第八步進電機,其特征在于:所述支架為H形,所述四個第二步進電機分別豎直向下固定安裝在支架底部的四個角處,四個輪架分別固定安裝在四個第二步進電機的電機軸上,四個車輪分別轉動安裝在四個輪架上,四個第一步進電機分別固定安裝在四個輪架的側面,其電機軸分別與四個車輪側面中心固定安裝,兩個第一電缸分別豎直向下固定安裝在支架后部兩側的底面,兩個第三步進電機分別豎直向下固定安裝在兩個第一電缸的伸縮桿的頂部,兩個鉆頭分別固定安裝在兩個第三步進電機的電機軸上,兩個支柱分別豎直固定安裝在支架前部的兩側,兩個半圓導軌為半圓環狀,兩個半圓導軌底面上分別安裝有相對應的半圓形的內齒輪,在兩個半圓導軌的底面上分別設有相對應的半圓形的燕尾槽,且燕尾槽位于內齒輪內側,兩個半圓導軌的側面分別鉸接在兩個支柱側面的中部,兩個第五步進電機分別固定安裝在兩個支柱中部的后面上,其電機軸分別與兩個半圓導軌的轉動中心固定安裝,挖土刀具安裝在半圓導軌底部,兩個機械臂底部分別鉸接在兩個支柱頂部,兩個第四步進電機分別固定安裝在兩個支柱頂部的后面上,其電機軸分別與兩個機械臂底部的轉動中心固定安裝,兩個機械手底部分別鉸接在兩個機械臂頂部,兩個第八步進電機分別固定安裝在兩個機械臂頂部的側面,其電機軸分別與兩個機械手底部的轉動中心固定安裝;

所述兩個機械臂分別包括第一支撐臂、第二支撐臂、第二電缸,第二支撐臂底部鉸接在第一支撐臂頂部,第二電缸底部鉸接在第一支撐臂中部的側面,其伸縮桿頂部鉸接在第二支撐臂中部的側面;

所述兩個機械手分別包括兩個爪、兩個第三電缸、主架,兩個爪底部分別鉸接在主架端部的兩側,兩個第三電缸下端分別鉸接在主架中部的兩側,其上端分別鉸接在兩個爪的中部。

所述挖土刀具包括小齒輪、第六步進電機、L形架、第一伸縮缸、第二伸縮缸、第七步進電機、第四電缸、鏈鋸,L形架頂部設有與兩個半圓導軌的底面上分別設有的燕尾槽相對應的圓弧狀燕尾導軌,第六步進電機豎直向上固定安裝在L形架的右側面,小齒輪側面中心固定安裝在第六步進電機的電機軸上,第一伸縮缸水平向左固定安裝在L形架的左側面,第二伸縮缸豎直向下固定安裝在第一伸縮缸的伸縮桿上,第七步進電機水平向前固定安裝在第二伸縮缸的伸縮桿上,第四電缸豎直向下固定安裝在第七步進電機電機軸上,鏈鋸豎直向下固定安裝在第四電缸的伸縮桿上。

由于本發明采用了上述技術方案,本發明具有以下優點:本發明采用獨特的挖土刀具以及兩個可折疊、展開半圓導軌進行樹木的挖掘工作,可使樹木根部帶有勻稱、平整的土球,降低對根部的傷害,提高的樹木成活率,采用獨特的機械臂和機械手進行抓取樹木,使本發明運轉靈活、使用方便。

附圖說明

圖1為本發明的整體裝配立體結構示意圖。

圖2為本發明整體裝配半圓導軌折疊后的立體結構示意圖。

圖3為本發明兩個半圓導軌和挖土刀具的立體結構示意圖。

圖4為本發明機械臂的立體結構示意圖。

圖5為本發明挖土刀具的立體結構示意圖。

圖6為本發明機械手的立體結構示意圖。

附圖標號:1-第一步進電機;2-車輪;3-輪架;4-第二步進電機;5-鉆頭;6-第三步進電機;7-第一電缸;8-支架;9-支柱;10-第四步進電機;11-機械臂;12-機械手;13-第五步進電機;14-半圓導軌;15-挖土刀具;16-第八步進電機;1101-第一支撐臂;1102-第二支撐臂;1103-第二電缸;1201-爪;1202-第三電缸;1203-主架;1501-小齒輪;1502-第六步進電機;1503-L形架;1504-第一伸縮缸;1505-第二伸縮缸;1506-第七步進電機;1507-第四電缸;1508-鏈鋸。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步描述,在此發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明,但并不作為對本發明的限定。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示的一種智能樹木移栽機器人,包括四個第一步進電機1、四個車輪2、四個輪架3、四個第二步進電機4、兩個鉆頭5、兩個第三步進電機6、兩個第一電缸7、支架8、兩個支柱9、兩個第四步進電機10、兩個機械臂11、兩個機械手12、兩個第五步進電機13、兩個半圓導軌14、挖土刀具15、兩個第八步進電機16,其特征在于:所述支架8為H形,所述四個第二步進電機4分別豎直向下固定安裝在支架8底部的四個角處,四個輪架3分別固定安裝在四個第二步進電機4的電機軸上,四個車輪2分別轉動安裝在四個輪架3上,四個第一步進電機1分別固定安裝在四個輪架3的側面,其電機軸分別與四個車輪2側面中心固定安裝,兩個第一電缸7分別豎直向下固定安裝在支架8后部兩側的底面,兩個第三步進電機6分別豎直向下固定安裝在兩個第一電缸7的伸縮桿的頂部,兩個鉆頭5分別固定安裝在兩個第三步進電機6的電機軸上,兩個支柱9分別豎直固定安裝在支架8前部的兩側,兩個半圓導軌14為半圓環狀,兩個半圓導軌14底面上分別安裝有相對應的半圓形的內齒輪,在兩個半圓導軌14的底面上分別設有相對應的半圓形的燕尾槽,且燕尾槽位于內齒輪內側,兩個半圓導軌14的側面分別鉸接在兩個支柱9側面的中部,兩個第五步進電機13分別固定安裝在兩個支柱9中部的后面上,其電機軸分別與兩個半圓導軌14的轉動中心固定安裝,挖土刀具15安裝在半圓導軌14底部,兩個機械臂11底部分別鉸接在兩個支柱9頂部,兩個第四步進電機10分別固定安裝在兩個支柱9頂部的后面上,其電機軸分別與兩個機械臂11底部的轉動中心固定安裝,兩個機械手12底部分別鉸接在兩個機械臂11頂部,兩個第八步進電機16分別固定安裝在兩個機械臂11頂部的側面,其電機軸分別與兩個機械手12底部的轉動中心固定安裝;

所述兩個機械臂11分別包括第一支撐臂1101、第二支撐臂1102、第二電缸1103,第二支撐臂1102底部鉸接在第一支撐臂1101頂部,第二電缸1103底部鉸接在第一支撐臂1101中部的側面,其伸縮桿頂部鉸接在第二支撐臂1102中部的側面;

所述兩個機械手12分別包括兩個爪1201、兩個第三電缸1202、主架1203,兩個爪1201底部分別鉸接在主架1203端部的兩側,兩個第三電缸1202下端分別鉸接在主架1203中部的兩側,其上端分別鉸接在兩個爪1201的中部。

所述挖土刀具15包括小齒輪1501、第六步進電機1502、L形架1503、第一伸縮缸1504、第二伸縮缸1505、第七步進電機1506、第四電缸1507、鏈鋸1508,L形架1503頂部設有與兩個半圓導軌14的底面上分別設有的燕尾槽相對應的圓弧狀燕尾導軌,第六步進電機1502豎直向上固定安裝在L形架1503的右側面,小齒輪1501側面中心固定安裝在第六步進電機1502的電機軸上,第一伸縮缸1504水平向左固定安裝在L形架1503的左側面,第二伸縮缸1505豎直向下固定安裝在第一伸縮缸1504的伸縮桿上,第七步進電機1506水平向前固定安裝在第二伸縮缸1505的伸縮桿上,第四電缸1507豎直向下固定安裝在第七步進電機1506電機軸上,鏈鋸1508豎直向下固定安裝在第四電缸1507的伸縮桿上。

本發明工作原理為:本發明在使用時,首先第一步進電機1和第二步進電機4工作,將本發明移動至待移栽樹木前方合適位置,使樹位于兩個半圓導軌中心處,然后兩個第四步進電機10、兩個機械臂11、兩個第八步進電機16和兩個機械手12工作,使兩個機械手12一個在上方,另一個在下方抓緊樹木,然后兩個第五步進電機13工作使兩個半圓導軌14展開組合成一個圓環狀的導軌,同時第一伸縮缸1504、第二伸縮缸1505和第七步進電機1506工作,根據樹木的粗細來調整鏈鋸1508的高度和角度,然后鏈鋸1508工作,第四電缸1507工作,使鏈鋸伸入樹根處,然后第六步進電機1502工作,帶動小齒輪1501轉動,進而使挖土刀具15沿導軌轉動,完成樹木的挖掘工作,然后兩個第三步進電機6和兩個第一電缸7工作,使兩個鉆頭5鉆入土中,以維持車體的平衡,然后兩個第四步進電機10、兩個機械臂11、兩個第八步進電機16和兩個機械手12工作,將樹拔起,然后第一步進電機1和第二步進電機4工作,將樹木運輸至待栽入位置,然后然后兩個第四步進電機10、兩個機械臂11、兩個第八步進電機16和兩個機械手12工作,將樹放進實現挖好的坑中,完成樹木的移栽工作。

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