一种小型水田七采摘机器人的制作方法

技术领域

本发明涉及水田七采摘领域，具体的说是一种小型水田七采摘机器人。

背景技术：

水田七:别名水三七、土三七等，水田七为多年生草本，高约25厘米。地下有肥大块茎，长圆形，长2-4厘米，直径约1.5厘米，白色，常弯曲横生土中，具多数须根。叶基生，叶片椭圆状披针形，长 10-20厘米，宽3-5厘米，先端渐尖，基部下延稍抱茎，全缘，上面叶脉下凹，于背面凸起，两面无毛。夏末秋初从叶丛中抽出花葶，顶端生花10余朵，形成伞形花序，总苞片4枚，外面2枚较大，花两性，整齐，花梗长1-1.5厘米，苞片线形，花被钟状，外面淡绿色，内面淡紫色，裂片6，二轮，外轮3片较窄长，内轮3片较短宽，雄蕊6，与裂片对生，花丝上部呈倒生的袋状，花药淡紫色，生于袋内，子房下位，1室，胚珠多数，花柱短，柱头3枚。蒴果近倒卵形，直 径6-8毫米，无宿存花被片，种子多数。

水田七主治：清热解毒；止咳祛痰；理气止产能；散瘀止血。主感冒发热；痰热咳嗽；百日咳；脘腹胀痛；泻痢腹痛；消化不良；小儿疳积；肝炎；咽喉肿痛；牙痛；痄腮；瘰疬；疮肿；烫、烧伤；带状疱疹；跌打损伤；外伤出血。

来源：为蒟蒻薯科（蛛丝草科、箭根薯科）裂果薯属植物裂果薯,目前水田七都是用其根部下端的肥大块茎入药。

而现有技术中，还未存在专门用于挖取水田七的设备，目前挖取水田七主要采用人工操作，再晒干备用，这样费时费力，极大的降低了工作效率，且水田七本身具有毒性，服15-30克后30-60分钟即出现中毒症状，表现为恶心，呕吐，腹痛，腹泻等，部分人服用3天后谷丙转氨酶明显升高；因而当人常常手工挖取水田七，则也可能会对人的身体产生不良影响。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种小型水田七采摘机器人，其能够弥补现有技术在水田七自动化挖取方面的空白。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型水田七采摘机器人，包括主架、行走装置、支撑装置、控制器、去土装置、清洗装置、平衡传感器和压力传感器；所述的行走装置位于主架下部，所述的支撑装置安装在主架外围，所述的控制器位于主架上部，所述的去土装置位于主架下部，所述的清洗装置贯穿主架，所述的平衡传感器位于清洗装置上部，所述的压力传感器位于去土装置下部。

所述的主架整体为正八边形结构，所述的行走装置包括八个沿主架中心轴线均匀布置的行走单元，所述的行走单元包括圆弧形铲土板、转动杆、一号铲土气缸和二号铲土气缸；所述的八个圆弧形铲土板组成一个完整的半球；所述的转动杆一端与主架的八个侧面相铰接，转动杆另一端与铲土板内侧中部相铰接，铲土板能够绕转动杆转动，转动杆能够绕主架侧面转动；所述的一号铲土气缸一端与转动杆中部相铰接，一号铲土气缸另一端与铲土板内侧上部相铰接，一号铲土气缸伸缩带动铲土板绕转动杆转动；所述的二号铲土气缸一端与所述的主架下端面相铰接，二号铲土气缸另一端与转动杆下部相铰接，二号铲土气缸伸缩带动转动杆绕主架转动，所述的铲土板为合金钢材质，铲土板的作用是行走及铲土，以推动该水田七采摘机器人行走以及挖取水田七，同时，由于铲土板合金钢的材质，铲土板的铲土作用效果明显；工作时，二号铲土气缸伸出使得转动杆转动，使得八个铲土板敞开，且一号铲土气缸伸缩使得铲土板与地面近似垂直，接着，通过一号铲土气缸与二号铲土气缸的伸缩作用，带动位于该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元运动，此时该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元不动，在该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元的协调运动下，该水田七采摘机器人前后运动；当该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元运动不动，而该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元协调运动时，该水田七采摘机器人左右运动；当该水田七采摘机器人的四对行走单元均协调运动时，即实现该水田七采摘机器人的直行和转弯。当发现水田七后，支撑装置支撑该水田七采摘机器人固定在水田七上方，接着，通过一号铲土气缸与二号铲土气缸的伸缩作用，使得转动杆转动，带动铲土板相互靠拢，且铲土板在相互靠拢的过程中，各铲土板插入土壤中挖取水田七，当八个铲土板合拢成一个半球形时，携带土壤的水田七被挖取且位于八个铲土板组成的半球内。

所述的支撑装置沿主架中心轴线均匀安装有三个支撑单元，所述的支撑单元包括一号支撑气缸和二号支撑气缸，所述的一号支撑气缸顶部均与主架侧面相铰接，一号支撑气缸可绕主架侧面转动，所述的一号支撑气缸底部固连有球形支撑脚，球形支撑脚接触地面以支撑该水田七采摘机器人，所述的二号支撑气缸一端与主架下端面相铰接，二号支撑气缸另一端与一号支撑气缸顶部相铰接；初始状态下，一号支撑气缸处于收缩状态，当准备挖去水田七时，二号支撑气缸伸出带动一号支撑气缸绕主架侧面转动，三个一号支撑气缸转动到行走装置外侧，且三个一号支撑气缸伸出以支撑起该水田七采摘机器人。

所述的控制器固定在主架上端面中部，控制器用于控制整个该水田七采摘机器人的运动。

所述的去土装置包括支架、去土电机、去土气缸和去土板；所述的支架固定在主架下端面中部，所述的去土电机固定在所述支架上端面，所述的去土气缸位于支架下方，且去土电机与去土气缸相连接；所述的去土板整体为八分之一球形，去土板的球径与铲土板球径相等，去土板中部与所述去土气缸底部相固连，去土板下端均匀设置有毛刷，且去土板上均匀设置有漏水孔，漏水孔的作用是使得清洗装置内的水从漏水孔渗入到去土板下端的水田七上，初始状态下，去土气缸处于收缩状态，工作时，当行走装置的铲土板挖取出水田七并且水田七位于八个铲土板组成的半球内时，去土气缸伸出，使得去土板下降并接触铲土板上的水田七，接着，去土电机旋转带动去土气缸旋转，进而带动与去土气缸相连的去土板在水田七上端转动，且毛刷随去土板转动，在毛刷转动的作用下，水田七上的泥土被清理掉。

所述的清洗装置包括储水槽、出水管和电磁阀，所述的储水槽固定在主架上端面，且储水槽包覆控制器，储水槽上端面中部设置有添水孔，所述的出水管有两个，出水管顶部与储水槽下端相连接，出水管底部贯穿主架且位于主架下部，所述的出水管下部安装有电磁阀，工作时，当去土装置工作对水田七进行去土处理时，清洗装置同时工作，电池阀打开，储水槽内的水从出水管流出到去土板上，再从去土板的漏水孔流出，水田七在去土板上毛刷的旋转以及水的作用下，水田七被清刷干净。

所述的储水槽上端面安装有平衡传感器，用于控制该水田七采摘机器人处于水平状态。

所述的去土板下端面中部安装有压力传感器，用于控制去土板对水田七施加的压力，防止去土板在旋转过程中因施加在水田七上的压力过大而造成水田七块茎的损伤。

本发明提供了一种小型水田七采摘机器人，其利用八个铲土板之间的转动以实现打开与合拢，在八个铲土板打开后，可实现该水田七采摘机器人的行走，当八个铲土板合拢的过程中，可实现该水田七采摘机器人对水田七的挖取，且本发明能够实现对挖取出的水田七进行土壤去除与清水冲洗，进而实现水田七挖取、筛分和清洗一体化，自动化程度高，避免了人手挖取水田七费时费力的缺陷，极大的提高了工作效率，具有一定的创新性与实用性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明行走过程中的结构示意图；

图2是本发明铲土过程中的结构示意图；

图3是本发明行走装置的结构示意图；

图4是本发明行走单元的结构示意图；

图5是本发明去除行走装置后的结构示意图；

图6是本发明支撑装置的示意图；

图7是本发明的局部示意图；

图8是图7的另一视角示意图。

图中：主架1、行走装置2、支撑装置3、控制器4、去土装置5、清洗装置6、平衡传感器7、压力传感器8、行走单元21、铲土板211、转动杆212、一号铲土气缸213、二号铲土气缸214、支撑单元31、一号支撑气缸311、二号支撑气缸312、球形支撑脚313、支架51、去土电机52、去土气缸53、去土板54、毛刷541、漏水孔542、储水槽61、出水管62、电磁阀63、添水孔611。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2和图7所示，本发明所述的一种小型水田七采摘机器人，包括主架1、行走装置2、支撑装置3、控制器4、去土装置5、清洗装置6、平衡传感器7和压力传感器8；所述的行走装置2位于主架1下部，所述的支撑装置3安装在主架1外围，所述的控制器4位于主架1上部，所述的去土装置5位于主架1下部，所述的清洗装置6贯穿主架1，所述的平衡传感器7位于清洗装置6上部，所述的压力传感器8位于去土装置5下部。

如图1、图2、图3和图4所示，所述的主架1整体为正八边形结构，所述的行走装置2包括八个沿主架1中心轴线均匀布置的行走单元21，所述的行走单元21包括圆弧形铲土板211、转动杆212、一号铲土气缸213和二号铲土气缸214；所述的八个圆弧形铲土板211组成一个完整的半球；所述的转动杆212一端与主架1的八个侧面相铰接，转动杆212另一端与铲土板211内侧中部相铰接，铲土板211能够绕转动杆212转动，转动杆212能够绕主架1侧面转动；所述的一号铲土气缸213一端与转动杆212中部相铰接，一号铲土气缸213另一端与铲土板211内侧上部相铰接，一号铲土气缸213伸缩带动铲土板211绕转动杆212转动；所述的二号铲土气缸214一端与所述的主架1下端面相铰接，二号铲土气缸214另一端与转动杆212下部相铰接，二号铲土气缸214伸缩带动转动杆212绕主架1转动，所述的铲土板211为合金钢材质，铲土板211的作用是行走及铲土，以推动该水田七采摘机器人行走以及挖取水田七，同时，由于铲土板211合金钢的材质，铲土板211的铲土作用效果明显；工作时，二号铲土气缸214伸出使得转动杆212转动，使得八个铲土板211敞开，且一号铲土气缸213伸缩使得铲土板211与地面近似垂直（如图1），接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，带动位于该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动，此时该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21不动，在该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21的协调运动下，该水田七采摘机器人前后运动；当该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动不动，而该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21协调运动时，该水田七采摘机器人左右运动；当该水田七采摘机器人的四对行走单元21均协调运动时，即实现该水田七采摘机器人的直行和转弯。当发现水田七后，支撑装置3支撑该水田七采摘机器人固定在水田七上方，接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，使得转动杆212转动，带动铲土板211相互靠拢，且铲土板211在相互靠拢的过程中，各铲土板211插入土壤中挖取水田七，当八个铲土板211合拢成一个半球形时，携带土壤的水田七被挖取且位于八个铲土板211组成的半球内。

如图1、图2、图5和图6所示，所述的支撑装置3沿主架1中心轴线均匀安装有三个支撑单元31，所述的支撑单元31包括一号支撑气缸311和二号支撑气缸312，所述的一号支撑气缸311顶部均与主架1侧面相铰接，一号支撑气缸311可绕主架1侧面转动，所述的一号支撑气缸311底部固连有球形支撑脚313，球形支撑脚313接触地面以支撑该水田七采摘机器人，所述的二号支撑气缸312一端与主架1下端面相铰接，二号支撑气缸312另一端与一号支撑气缸311顶部相铰接；初始状态下，一号支撑气缸311处于收缩状态，当准备挖去水田七时，二号支撑气缸312伸出带动一号支撑气缸311绕主架1侧面转动，三个一号支撑气缸311转动到行走装置2外侧，且三个一号支撑气缸311伸出以支撑起该水田七采摘机器人。

如图1、图2和图8所示，所述的控制器4固定在主架1上端面中部，控制器4用于控制整个该水田七采摘机器人的运动。

如图1、图2、图7和图8所示，所述的去土装置5包括支架51、去土电机52、去土气缸53和去土板54；所述的支架51固定在主架1下端面中部，所述的去土电机52固定在所述支架51上端面，所述的去土气缸53位于支架51下方，且去土电机52与去土气缸53相连接；所述的去土板54整体为八分之一球形，去土板54的球径与铲土板211球径相等，去土板54中部与所述去土气缸53底部相固连，去土板54下端均匀设置有毛刷541，且去土板54上均匀设置有漏水孔542，漏水孔542的作用是使得清洗装置6内的水从漏水孔542渗入到去土板54下端的水田七上，初始状态下，去土气缸53处于收缩状态，工作时，当行走装置2的铲土板211挖取出水田七并且水田七位于八个铲土板211组成的半球内时，去土气缸53伸出，使得去土板54下降并接触铲土板211上的水田七，接着，去土电机52旋转带动去土气缸53旋转，进而带动与去土气缸53相连的去土板54在水田七上端转动，且毛刷541随去土板54转动，在毛刷541转动的作用下，水田七上的泥土被清理掉。

如图1、图2、图7和图8所示，所述的清洗装置6包括储水槽61、出水管62和电磁阀63，所述的储水槽61固定在主架1上端面，且储水槽61包覆控制器4，储水槽61上端面中部设置有添水孔611，所述的出水管62有两个，出水管62顶部与储水槽61下端相连接，出水管62底部贯穿主架1且位于主架1下部，所述的出水管62下部安装有电磁阀63，工作时，当去土装置5工作对水田七进行去土处理时，清洗装置6同时工作，电池阀打63开，储水槽61内的水从出水管62流出到去土板54上，再从去土板54的漏水孔542流出，水田七在去土板54上毛刷541的旋转以及水的作用下，水田七被清刷干净。

如图1、图2和图8所示，所述的储水槽61上端面安装有平衡传感器7，用于控制该水田七采摘机器人处于水平状态。

如图7所示，所述的去土板54下端面中部安装有压力传感器8，用于控制去土板54对水田七施加的压力，防止去土板54在旋转过程中因施加在水田七上的压力过大而造成水田七块茎的损伤。

工作时，二号铲土气缸214伸出使得转动杆212转动，使得八个铲土板211敞开，且一号铲土气缸213伸缩使得铲土板211与地面近似垂直（如图1），接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，带动位于该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动，此时该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21不动，在该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21的协调运动下，该水田七采摘机器人前后运动；当该水田七采摘机器人前方及后方的各一对行走单元21运动不动，而该水田七采摘机器人左侧及右侧的各一对行走单元21协调运动时，该水田七采摘机器人左右运动；当该水田七采摘机器人的四对行走单元21均协调运动时，即实现该水田七采摘机器人的直行和转弯，其中，平衡传感器7用于控制该水田七采摘机器人处于水平状态；

当发现水田七后，支撑装置3工作，初始状态下，一号支撑气缸311处于收缩状态，当发现并准备挖去水田七时，二号支撑气缸312伸出带动一号支撑气缸311绕主架1侧面转动，三个一号支撑气缸311转动到行走装置2外侧，且三个一号支撑气缸311伸出以支撑起该水田七采摘机器人固定在水田七上。

接着，通过一号铲土气缸213与二号铲土气缸214的伸缩作用，使得转动杆212转动，带动铲土板211相互靠拢，且铲土板211在相互靠拢的过程中，各铲土板211插入土壤中挖取水田七，当八个铲土板211合拢成一个半球形时，携带土壤的水田七被挖取且位于八个铲土板211组成的半球内。

接着，去土装置5工作，初始状态下，去土气缸53处于收缩状态，工作时，当行走装置2的铲土板211挖取出水田七并且水田七位于八个铲土板211组成的半球内时，去土气缸53伸出，使得去土板54下降并接触铲土板211上的水田七，接着，去土电机52旋转带动去土气缸53旋转，进而带动与去土气缸53相连的去土板54在水田七上端转动，且毛刷541随去土板54转动，在毛刷541转动的作用下，水田七上的泥土被清理掉，去土板54下端面的压力传感器8用于控制去土板54对水田七施加的压力，防止去土板54在旋转过程中因施加在水田七上的压力过大而造成水田七块茎的损伤。

当去土装置5工作对水田七进行去土处理时，清洗装置6同时工作，电池阀打63开，储水槽61内的水从出水管62流出到去土板54上，再从去土板54的漏水孔542流出，水田七在去土板54上毛刷541的旋转以及水的作用下，水田七被清刷干净。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。