一种用于椰枣、油棕等植物修剪的智能机器人

1.本发明属于农业生产设备技术领域，尤其涉及一种用于椰枣、油棕等植物修剪的智能机器人。


背景技术：

2.机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力，植物修剪的智能机器人，是农业自动化的一种智能工具。
3.在实现本发明过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：由于部分的修剪用机器人采用高速度旋转的刀具对值的枝叶进行切割修剪时，过程中切下的枝叶容易卡在旋转刀头与电机连接处，长时间工作后，增加机器运转负荷，从而造成常规的修剪用机器人的旋转刀具易卡料的问题。
4.为此，我们提出来一种用于椰枣、油棕等植物修剪的智能机器人解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中，常规的修剪用机器人的旋转刀具易卡料的问题，而提出的一种用于椰枣、油棕等植物修剪的智能机器人。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于椰枣、油棕等植物修剪的智能机器人，包括机体、旋转刀具、水平运动主体、竖直运动主体和驱动主体，所述驱动主体的下端固定连接在机体的上端，所述驱动主体与机体电连接，所述竖直运动主体滑动套在驱动主体的外壁，所述竖直运动主体的内端与驱动主体的内端螺纹连接，所述水平运动主体的下部外壁滑动安装在竖直运动主体的内壁，所述水平运动主体的上部固定安装在竖直运动主体的上部，所述旋转刀具的下端固定连接在水平运动主体的前部，所述旋转刀具包括刀片、转轴、挡罩和电机，所述电机的下端固定连接在水平运动主体的上端，所述电机与机体电连接，所述转轴贯穿挡罩固定连接在电机的转子上端，所述转轴与挡罩固定连接，所述刀片旋转对称固定安装在转轴的上部外端。
7.采用电机带动转轴转动再带动刀片转的方式切割目标枝叶，同时利用挡罩挡在电机上部，防止枝叶与电机和转轴的连接点接触，从而降低了切割过程中枝叶与旋转刀具缠绕的可能性。
8.优选的，所述水平运动主体包括滑架、第一步进电机、第一齿轮和齿条，所述第一齿轮的上端固定连接在第一步进电机的转子下端，所述第一步进电机通过竖直运动主体固定，所述滑架和齿条固定连接为一体，所述滑架和齿条滑动贯穿竖直运动主体，所述第一齿轮与齿条啮合，所述第一步进电机与机体电连接，所述电机的下端固定连接在滑架的上端。
9.采用水平运动主体带动旋转刀具调节水平距离的方式，方便了旋转刀具更换切割位置。
10.优选的，所述水平运动主体的外壁包裹有皮套，所述滑架和齿条滑动穿插在皮套
的内壁，所述皮套设置有一对，所述皮套的一端通过滑架固定，所述皮套的另一端与竖直运动主体固定。
11.采用皮套挡在滑架和齿条与竖直运动主体之间的缝隙处防止异物卡入。
12.优选的，所述滑架的前部设置有缓冲环，所述缓冲环与滑架固定套接。
13.采用缓冲环缓冲滑架对竖直运动主体的撞击力的方式，保障了滑架与竖直运动主体的使用寿命。
14.优选的，所述水平运动主体还包括平衡块，所述平衡块的上部固定连接在滑架和齿条的后端。
15.利用平衡块的重力降低水平运动主体的前倾重力影响，提高了使用的平衡度。
16.优选的，所述竖直运动主体包括滑座、导套、弹簧、挤压螺纹块和螺纹块，所述第一步进电机固定连接在滑座的上部内壁，所述滑架和齿条滑动贯穿滑座，所述滑座滑动套在驱动主体的外壁，所述导套固定连接在滑座的侧端，所述弹簧的一端固定连接在导套的外壁，所述弹簧的另一端固定连接在挤压螺纹块的外壁，所述挤压螺纹块滑动贯穿至滑座的内壁，所述挤压螺纹块和螺纹块螺纹夹在驱动主体的内端。
17.采用弹簧对挤压螺纹块的弹力支撑，当挤压螺纹块和螺纹块内部卡入异物后，能够通过挤压螺纹块挤压弹簧的方式脱离驱动主体的控制，防止驱动主体过载运转，提高了驱动主体运转安全性。
18.优选的，所述竖直运动主体还包括导杆，所述导杆的一端固定连接在挤压螺纹块的外端，所述导杆滑动贯穿导套，所述弹簧滑动套在导杆外侧。
19.采用导杆引导弹簧的形变方向，提高了弹簧形变收缩形态的稳定性。
20.优选的，所述驱动主体包括导架、螺纹柱、第二步进电机、第二齿轮和第三步进电机，所述第二步进电机和第三步进电机的下端通过机体固定，所述第二步进电机和第三步进电机与机体电连接，所述滑座滑动套在导架的外壁，所述螺纹块和挤压螺纹块螺纹夹在螺纹柱的外壁，所述螺纹柱的上端转动安装在导架的上部，所述导架的下端固定连接在第二步进电机的转子上端，所述第二齿轮的下端固定连接在第三步进电机的转子下端，所述第二齿轮的侧端啮合有平衡支架，所述平衡支架转动安装在第二步进电机的上部。
21.通过第三步进电机带动第二齿轮带动平衡支架转动方向，起到调节平衡支架支持方向的作用，用以匹配水平运动主体的工作方向，起到针对性支撑的作用，从而提高了装置工作的稳定度。
22.优选的，所述导架的上部侧端固定连接有限位块。
23.采用限位块限制滑座向上滑动幅度的方式，防止滑座脱离导架。
24.优选的，所述驱动主体还包括液压杆，所述液压杆对称固定连接在平衡支架的侧端。
25.通过液压杆方便了平衡支架旋转后与地面支撑。
26.综上所述，本发明的技术效果和优点：1、采用电机带动转轴转动再带动刀片转的方式切割目标枝叶，同时利用挡罩挡在电机上部，防止枝叶与电机和转轴的连接点接触，从而降低了切割过程中枝叶与旋转刀具缠绕的可能性。
27.2、采用弹簧对挤压螺纹块的弹力支撑，当挤压螺纹块和螺纹块内部卡入异物后，能够通过挤压螺纹块挤压弹簧的方式脱离驱动主体的控制，防止驱动主体过载运转，提高
了驱动主体运转安全性。
28.3、通过第三步进电机带动第二齿轮带动平衡支架转动方向，起到调节平衡支架支持方向的作用，用以匹配水平运动主体的工作方向，起到针对性支撑的作用，从而提高了装置工作的稳定度。
附图说明
29.图1为本发明的整体结构示意图；
30.图2为本发明的旋转刀具结构示意图；
31.图3为本发明的水平运动主体拆分结构示意图；
32.图4为本发明的竖直运动主体拆分结构示意图；
33.图5为本发明的驱动主体结构示意图。
34.图中：1、机体；2、旋转刀具；3、水平运动主体；4、竖直运动主体；5、驱动主体；6、皮套；21、刀片；22、转轴；23、挡罩；24、电机；31、滑架；32、第一步进电机；33、第一齿轮；34、齿条；35、平衡块；41、滑座；42、导套；43、导杆；44、弹簧；45、挤压螺纹块；46、螺纹块；51、导架；52、螺纹柱；53、第二步进电机；54、第二齿轮；55、第三步进电机；56、平衡支架；57、液压杆。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.请参阅图1和2，一种用于椰枣、油棕等植物修剪的智能机器人，包括机体1、旋转刀具2、水平运动主体3、竖直运动主体4和驱动主体5，驱动主体5的下端固定连接在机体1的上端，驱动主体5与机体1电连接，竖直运动主体4滑动套在驱动主体5的外壁，竖直运动主体4的内端与驱动主体5的内端螺纹连接，水平运动主体3的下部外壁滑动安装在竖直运动主体4的内壁，水平运动主体3的上部固定安装在竖直运动主体4的上部，旋转刀具2的下端固定连接在水平运动主体3的前部，旋转刀具2包括刀片21、转轴22、挡罩23和电机24，电机24的下端固定连接在水平运动主体3的上端，电机24与机体1电连接，转轴22贯穿挡罩23固定连接在电机24的转子上端，转轴22与挡罩23固定连接，刀片21旋转对称固定安装在转轴22的上部外端。通过电机24带动转轴22转动再带动刀片21转的方式切割目标枝叶，同时利用挡罩23挡在电机24上部，防止枝叶与电机24和转轴22的连接点接触。
37.请参阅图3，水平运动主体3包括滑架31、第一步进电机32、第一齿轮33和齿条34，第一齿轮33的上端固定连接在第一步进电机32的转子下端，第一步进电机32通过竖直运动主体4固定，滑架31和齿条34固定连接为一体，滑架31和齿条34滑动贯穿竖直运动主体4，第一齿轮33与齿条34啮合，第一步进电机32与机体1电连接，电机24的下端固定连接在滑架31的上端。通过第一步进电机32带动第一齿轮33转动，使得第一齿轮33带动齿条34带动滑架31移动，通过滑架31带动旋转刀具2水平滑动调整距离。
38.请参阅图1和3，水平运动主体3的外壁包裹有皮套6，滑架31和齿条34滑动穿插在皮套6的内壁，皮套6设置有一对，皮套6的一端通过滑架31固定，皮套6的另一端与竖直运动主体4固定。利用皮套6屏蔽滑架31和齿条34与竖直运动主体4之间的缝隙。
39.请参阅图3，滑架31的前部设置有缓冲环，缓冲环与滑架31固定套接。利用缓冲环
限制滑架31滑动范围，同时缓冲撞击力。
40.请参阅图3，水平运动主体3还包括平衡块35，平衡块35的上部固定连接在滑架31和齿条34的后端。利用平衡块35平衡水平运动主体3前部重力。
41.请参阅图3和4，竖直运动主体4包括滑座41、导套42、弹簧44、挤压螺纹块45和螺纹块46，第一步进电机32固定连接在滑座41的上部内壁，滑架31和齿条34滑动贯穿滑座41，滑座41滑动套在驱动主体5的外壁，导套42固定连接在滑座41的侧端，弹簧44的一端固定连接在导套42的外壁，弹簧44的另一端固定连接在挤压螺纹块45的外壁，挤压螺纹块45滑动贯穿至滑座41的内壁，挤压螺纹块45和螺纹块46螺纹夹在驱动主体5的内端。通过驱动主体5带动挤压螺纹块45和螺纹块46移动，利用挤压螺纹块45和螺纹块46带动滑座41上下方向移动，通过滑座41带动水平运动主体3上下方向移动，调节水平运动主体3的上下位置，利用弹簧44对挤压螺纹块45的弹力支撑，防止驱动主体5过载运转。
42.请参阅图4，竖直运动主体4还包括导杆43，导杆43的一端固定连接在挤压螺纹块45的外端，导杆43滑动贯穿导套42，弹簧44滑动套在导杆43外侧。利用导杆43引导弹簧44的形变方向。
43.请参阅图5，驱动主体5包括导架51、螺纹柱52、第二步进电机53、第二齿轮54和第三步进电机55，第二步进电机53和第三步进电机55的下端通过机体1固定，第二步进电机53和第三步进电机55与机体1电连接，滑座41滑动套在导架51的外壁，螺纹块46和挤压螺纹块45螺纹夹在螺纹柱52的外壁，螺纹柱52的上端转动安装在导架51的上部，导架51的下端固定连接在第二步进电机53的转子上端，第二齿轮54的下端固定连接在第三步进电机55的转子下端，第二齿轮54的侧端啮合有平衡支架56，平衡支架56转动安装在第二步进电机53的上部。利用第三步进电机55带动第二齿轮54带动平衡支架56转动方向，起到调节平衡支架56支持方向的作用。
44.请参阅图5，导架51的上部侧端固定连接有限位块。限位块用于限制滑座41向上滑动幅度。
45.请参阅图5，驱动主体5还包括液压杆57，液压杆57对称固定连接在平衡支架56的侧端。当平衡支架56转动方向后，将液压杆57伸长，利用液压杆57与地面支撑。
46.工作原理：利用第三步进电机55带动第二齿轮54，通过第二齿轮54带动平衡支架56旋转方向，用以匹配水平运动主体3的工作方向，需要行走时，同理反向将平衡支架56转回，使平衡支架56运转保持在三百六十度以内，通过第二步进电机53带动螺纹柱52转动，使得挤压螺纹块45和螺纹块46带动滑座41上下方向移动，通过滑座41带动水平运动主体3上下方向移动，调节水平运动主体3的上下位置，通过电机24带动转轴22转动再带动刀片21转的方式切割目标枝叶，同时利用挡罩23挡在电机24上部，防止枝叶与电机24和转轴22的连接点接触。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。