一种果树花朵授粉用机器人的制作方法

文档序号:15032842发布日期:2018-07-27 19:33阅读:214来源:国知局

本发明涉及机器人及智能装备技术领域,具体为一种果树花朵授粉用机器人。



背景技术:

在果树生产上,对自花不结实、雌雄同株而异花以及雌雄异株的果树;在缺乏授粉树或花期气候恶劣、影响正常自然授粉的情况下,需要进行人工授粉。

有些果树品种,虽具有不形成种子的单性结实习性,仍必须有授粉的刺激才能坐果。大部分的果树都是异花授粉植物,必须异花授粉才能结果。所以,如果没有配置授粉树,或授粉树配置不合理的果园,自然授粉是不起作用的,必须进行人工授粉,才能达到果园稳产、高产、效果。

在果树花朵盛开期,往往需要在有限地几天时间内完成对大量果树花朵的授粉工作,这不仅增加了果树种植者的劳动强度,而且人工需要一朵一朵地进行授粉,也存在着授粉效率低下的技术问题。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种果树花朵授粉用机器人,具备提高果树花朵授粉效率、防止花粉浪费、提高传输花粉效率与有效控制授粉花粉量等优点,解决了手工对果树花朵进行授粉,授粉效率低下的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述提高果树花朵授粉效率、防止花粉浪费、提高传输花粉效率与有效控制授粉花粉量的目的,本发明提供如下技术方案:

一种果树花朵授粉用机器人,包括行走装置,所述行走装置底端的左侧和右侧分别安装有相互对称的第一驱动轮和第二驱动轮,第一驱动轮和第二驱动轮的轴承的一端面分别与设置在行走装置腔体内的第一步进电机的第一电机轴和第二步进电机的第二电机轴的轴端面固定连接,第一步进电机和第二步进电机分别通过数据线与设置在行走装置腔体内的电机控制器连接;

行走装置底端面的前端和后端分别安装有相互对称的第一从动轮和第二从动轮,行走装置前侧面中心安装有避障传感器,行走装置的顶端面中心安装有智能控制装置,智能控制装置壳体内安装有控制主板,控制主板上表面中心安装有单片机,单片机的两侧安装有八个连接端口,依次为与电机控制器连接的第一端口、与授粉控制器连接的第二端口、与出粉控制器连接的第三端口、与避障传感器连接的第四端口、与颜色传感器连接的第五端口,与测距传感器连接的第六端口、与第一超声传感器连接的第七端口和与第二传声传感器连接的第八端口;

智能控制装置壳体前侧面上安装有控制面板,控制面板表面上中心安装有电源开关,电源开关的左侧方安装有第一调节按钮,其右侧方安装有第二调节按钮;

智能控制装置壳体的顶端面上安装有授粉控制器,授粉控制器壳体的顶端面中心上固定安装有第一旋转基座,第一旋转基座顶端面上安装有升降基座,升降基座外侧壁的底端与第一旋转基座顶端面上通孔的内侧壁转动连接,升降基座顶端面通孔的内侧壁与升降杆外侧壁顶端的下方滑动连接,升降杆外侧壁的顶端通过第一旋转轴与第一机械臂外侧壁的底端转动连接,第一机械臂的顶端面与传粉筒下侧壁的顶端固定连接;

传粉筒的顶端开口上安装有剖面呈等腰梯形形状设置的进粉斗,且进粉斗的等腰梯形剖面的顶端边长大于其底端边长,进粉斗中心轴的轴向与传粉筒中心轴的轴向呈60度夹角设置,进粉斗的顶端开口上安装有斗盖,斗盖的一侧通过合页与进粉斗铰接,其另一侧与进粉斗摩擦连接;

传粉筒的底端开口上安装有截面呈圆形形状设置的授粉盒,授粉盒的一端具有开口,该开口与传粉筒底端开口固定连接,授粉盒中心轴的轴向与传粉筒中心轴的轴向呈60度夹角设置,授粉盒的腔体与传粉筒的腔体和进粉斗的腔体相连通,授粉盒底端面上均布有授粉孔,授粉孔贯穿授粉盒的底端面,授粉盒前侧面中心安装有颜色传感器,授粉盒右侧面中心安装有测距传感器;

传粉筒上侧壁中心固定安装有出粉控制器,出粉控制器壳体的顶端面中心上固定安装有第二旋转基座,第二旋转基座顶端面上安装有旋转臂,旋转臂外侧壁的底端与第二旋转基座顶端面上通孔的内侧壁转动连接,旋转臂外侧壁的顶端通过第二旋转轴与第二机械臂外侧壁的底端转动连接,第二机械臂外侧壁的顶端通过第三旋转轴与第三机械臂外侧壁的底端转动连接第三机械臂外侧壁的顶端与助出粉板一外侧壁的顶端固定连接,且助出粉板中心轴的轴向与第三机械臂中心轴的轴向呈60度夹角设置,助出粉板的剖面由一体成型的矩形和三角形组合形成,且矩形形状设置在三角形形状的正上方,助出粉板底侧的线型端与授粉盒的顶端面相互配合。

优选的,所述行走装置壳体前侧壁的中心与左端之间安装有第一超声传感器,其壳体前侧壁的中心与右端之间安装有第二超声传感器,呈相互对称设置的第一超声传感器和第二超声传感器分别通过数据线与智能控制装置内控制主板上单片机的第七端口和第八端口连接。

优选的,所述第一从动轮的轴套安装在截面呈u型形状设置的支架上,且轴套的两端分别贯穿支架两端并延伸至其外部,轴套外侧壁的两端分别安装有相互对称的第一螺母和第二螺母,支架的顶端面安装在端盖的底端面中心上,端盖的顶端面中心与旋转支架转动连接,旋转支架的顶端面与行走装置底端面的前端固定连接。

第一从动轮的结构和安装方式与第二从动轮的结构和安装方式相同。

优选的,所述传粉筒腔体内上侧壁的顶端开口安装有第一导粉板,第一导粉板的顶端面与传粉筒腔体内上侧壁的顶端固定连接,其底端面与传粉筒腔体内下侧壁之间设置有空隙,第一导粉板所在平面与传粉筒中心轴的轴向呈相互垂直设置。

优选的,所述传粉筒腔体内的下侧壁上安装有截面呈半圆形形状设置的第二导粉板,第二导粉板的圆弧形凸面与传粉筒腔体内下侧壁的圆弧形凹面固定连接。

优选的,所述传粉筒腔体内的底端开口上设置有安装在支撑轴上的转动板,支撑轴的两端面分别与传粉筒腔体内前后侧壁底端中心固定连接,支撑轴贯穿转动板并延伸至其外部,且转动板两端开孔的内侧壁与支撑轴外侧壁中心转动连接。

优选的,所述授粉盒的顶端面上安装有截面呈圆形形状设置的缓冲体,缓冲体的底端面与授粉盒的顶端面固定连接。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明提供了一种果树花朵授粉用机器人,具备以下有益效果:

1、该花朵授粉用机器人,通过在行走装置底端的左侧和右侧分别安装有相互对称的第一驱动轮和第二驱动轮,其底端面的前端和后端分别安装有相互对称的第一从动轮和第二从动轮,行走装置的顶端面中心安装有智能控制装置,智能控制装置壳体的顶端面上安装有授粉控制器,授粉控制器上安装有授粉盒,授粉盒上方安装有助出粉板,行走装置带动授粉盒到达待授粉花朵的正上方时,位于授粉盒正上方的助出粉板向正下方敲击授粉盒的顶端面,授粉盒内的花粉在敲击力作用下从授粉孔掉落到待授粉花朵的花蕊上,从而完成果树花朵的授粉,解决了手工对果树花朵进行授粉,授粉效率低下的技术问题。

2、该花朵授粉用机器人,通过在传粉筒腔体内上侧壁的顶端开口安装有第一导粉板,第一导粉板的顶端面与传粉筒腔体内上侧壁的顶端固定连接,其底端面与传粉筒腔体内下侧壁之间设置有空隙,第一导粉板所在平面与传粉筒中心轴的轴向呈相互垂直设置,第一导粉板使进粉斗内掉落下来的花粉规则有序地直接掉落到传粉筒腔体内的下侧壁上,防止了花粉无序散落在传粉筒内,无法达到授粉盒,从而导致花粉浪费的问题,实现了高效传输花粉的技术效果。

3、该花朵授粉用机器人,通过在传粉筒腔体内的下侧壁上安装有截面呈半圆形形状设置的第二导粉板,第二导粉板的圆弧形凸面与传粉筒腔体内下侧壁的圆弧形凹面固定连接,花粉在第二导粉板的圆弧形凹面上向底端滑落,第二导粉板减小了花粉与传输装置之间的摩擦力,使花粉更快速地在传粉筒内传输,从而实现了提高传输花粉效率的技术效果。

4、该花朵授粉用机器人,通过在传粉筒腔体内的底端开口上设置有安装在支撑轴上的转动板,支撑轴的两端面分别与传粉筒腔体内前后侧壁底端中心固定连接,支撑轴贯穿转动板并延伸至其外部,且转动板两端开孔的内侧壁与支撑轴外侧壁中心转动连接,从传粉筒顶端滑落到底端的花粉,在与转动板表面的底端相接触时,存在冲击力,花粉的冲击力使转动板以支撑轴为轴心旋转,转动板旋转时,花粉从授粉盒开口的底端进入其腔体内,若授粉盒腔体内的花粉较多,则会阻挡转动板旋转,使花粉停留在传粉筒的腔体内,有效控制授粉盒腔体内的花粉量,解决了授粉盒腔体内的花粉量无法控制的技术问题。

5、该花朵授粉用机器人,通过授粉盒的顶端面上安装有截面呈圆形形状设置的缓冲体,缓冲体的底端面与授粉盒的顶端面固定连接,缓冲体能够减缓助出粉板对授粉盒的敲击力度,防止助出粉板对授粉盒的敲击力过大,大量的花粉从授粉盒的授粉孔掉落,导致的花粉浪费的问题,解决了授粉盒的授粉孔在较大的敲击力作用下,出粉过多,造成花粉浪费的技术问题。

附图说明

图1为本发明一种果树花朵授粉用机器人的主视图;

图2为本发明的行走装置的底视图;

图3为本发明的电机控制器、步进电机与驱动轮的安装结构图;

图4为本发明的第一从动轮的结构示意图;

图5为本发明的控制主板的俯视图;

图6为本发明的传粉筒的剖视图;

图7为本发明的授粉盒的底视图。

图中标示:1-行走装置,101-第一超声传感器,102-第二超声传感器;

2-第一驱动轮,3-第二驱动轮;

4-第一从动轮,401-轴套,402-支架,403-第一螺母,404-第二螺母,405-固定架,406-端盖,407-旋转支架;

5-第二从动轮,6-第一步进电机,601-第一电机轴;

7-第二步进电机,701-第二电机轴;

8-电机控制器,9-避障传感器,10-智能控制装置;

11-控制主板,1101-单片机,1102-第一端口,1103-第二端口,1104-第三端口,1105-第四端口,1106-第五端口,1107-第六端口,1108-第七端口,1109-第八端口;

12-控制面板,13-电源开关,14-第一调节按钮,15-第二调节按钮,16-授粉控制器,17-第一旋转基座,18-升降基座,19-升降杆,20-第一旋转轴,21-第一机械臂;

22-传粉筒,2201-第一导粉板,2202-第二导粉板,2203-支撑轴,2204-转动板;

23-进粉斗,24-斗盖,25-授粉盒,26-颜色传感器,27-测距传感器,28-授粉孔,29-缓冲体,30-出粉控制器,31-第二旋转基座,32-旋转臂,33-第二旋转轴,34-第二机械臂,35-第三旋转轴,36-第三机械臂,37-助出粉板。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种果树花朵授粉用机器人,参加图1、图2和图3,包括行走装置1,所述行走装置1底端的左侧和右侧分别安装有相互对称的第一驱动轮2和第二驱动轮3,第一驱动轮2和第二驱动轮3的轴承的一端面分别与设置在行走装置1腔体内的第一步进电机6的第一电机轴601和第二步进电机7的第二电机轴701的轴端面固定连接,第一步进电机6和第二步进电机7分别通过数据线与设置在行走装置1腔体内的电机控制器8连接;

行走装置1底端面的前端和后端分别安装有相互对称的第一从动轮4和第二从动轮5,行走装置1前侧面中心安装有避障传感器9,行走装置1的顶端面中心安装有智能控制装置10,智能控制装置10壳体内安装有控制主板11,控制主板11上表面中心安装有单片机1101,如图5所示,单片机1101的两侧安装有八个连接端口,依次为与电机控制器8连接的第一端口1102、与授粉控制器16连接的第二端口1103、与出粉控制器30连接的第三端口1104、与避障传感器9连接的第四端口1105、与颜色传感器26连接的第五端口1106,与测距传感器27连接的第六端口1107、与第一超声传感器101连接的第七端口1108和与第二传声传感器102连接的第八端口1109;

智能控制装置10壳体前侧面上安装有控制面板12,控制面板12表面上中心安装有电源开关13,电源开关13的左侧方安装有第一调节按钮14,其右侧方安装有第二调节按钮15;

智能控制装置10壳体的顶端面上安装有授粉控制器16,授粉控制器16壳体的顶端面中心上固定安装有第一旋转基座17,第一旋转基座17顶端面上安装有升降基座18,升降基座18外侧壁的底端与第一旋转基座17顶端面上通孔的内侧壁转动连接,升降基座18顶端面通孔的内侧壁与升降杆19外侧壁顶端的下方滑动连接,升降杆19外侧壁的顶端通过第一旋转轴20与第一机械臂21外侧壁的底端转动连接,第一机械臂21的顶端面与传粉筒22下侧壁的顶端固定连接;

传粉筒22的顶端开口上安装有剖面呈等腰梯形形状设置的进粉斗23,且进粉斗23的等腰梯形剖面的顶端边长大于其底端边长,进粉斗23中心轴的轴向与传粉筒22中心轴的轴向呈60度夹角设置,进粉斗23的顶端开口上安装有斗盖24,斗盖24的一侧通过合页与进粉斗23铰接,其另一侧与进粉斗23摩擦连接;

传粉筒22的底端开口上安装有截面呈圆形形状设置的授粉盒25,授粉盒25的一端具有开口,该开口与传粉筒22底端开口固定连接,授粉盒25中心轴的轴向与传粉筒22中心轴的轴向呈60度夹角设置,授粉盒25的腔体与传粉筒22的腔体和进粉斗23的腔体相连通,如图7所示,授粉盒25底端面上均布有授粉孔28,授粉孔28贯穿授粉盒25的底端面,授粉盒25前侧面中心安装有颜色传感器26,授粉盒25右侧面中心安装有测距传感器27;

传粉筒22上侧壁中心固定安装有出粉控制器30,出粉控制器30壳体的顶端面中心上固定安装有第二旋转基座31,第二旋转基座31顶端面上安装有旋转臂32,旋转臂32外侧壁的底端与第二旋转基座31顶端面上通孔的内侧壁转动连接,旋转臂32外侧壁的顶端通过第二旋转轴33与第二机械臂34外侧壁的底端转动连接,第二机械臂34外侧壁的顶端通过第三旋转轴35与第三机械臂36外侧壁的底端转动连接第三机械臂36外侧壁的顶端与助出粉板37一外侧壁的顶端固定连接,且助出粉板37中心轴的轴向与第三机械臂36中心轴的轴向呈60度夹角设置,助出粉板36的剖面由一体成型的矩形和三角形组合形成,且矩形形状设置在三角形形状的正上方,助出粉板36底侧的线型端与授粉盒25的顶端面相互配合。

优选的,所述行走装置1壳体前侧壁的中心与左端之间安装有第一超声传感器101,其壳体前侧壁的中心与右端之间安装有第二超声传感器102,呈相互对称设置的第一超声传感器101和第二超声传感器102分别通过数据线与智能控制装置10内控制主板11上单片机1101的第七端口1108和第八端口1109连接。

优选的,如图4所示,所述第一从动轮4的轴套401安装在截面呈u型形状设置的支架402上,且轴套401的两端分别贯穿支架402两端并延伸至其外部,轴套401外侧壁的两端分别安装有相互对称的第一螺母403和第二螺母404,支架402的顶端面安装在端盖406的底端面中心上,端盖406的顶端面中心与旋转支架407转动连接,旋转支架407的顶端面与行走装置1底端面的前端固定连接。

第一从动轮4的结构和安装方式与第二从动轮5的结构和安装方式相同。

优选的,如图6所示,所述传粉筒22腔体内上侧壁的顶端开口安装有第一导粉板2201,第一导粉板2201的顶端面与传粉筒22腔体内上侧壁的顶端固定连接,其底端面与传粉筒22腔体内下侧壁之间设置有空隙,第一导粉板2201所在平面与传粉筒22中心轴的轴向呈相互垂直设置。

优选的,所述传粉筒22腔体内的下侧壁上安装有截面呈半圆形形状设置的第二导粉板2202,第二导粉板2202的圆弧形凸面与传粉筒22腔体内下侧壁的圆弧形凹面固定连接。

优选的,所述传粉筒22腔体内的底端开口上设置有安装在支撑轴2203上的转动板2204,支撑轴2203的两端面分别与传粉筒22腔体内前后侧壁底端中心固定连接,支撑轴2203贯穿转动板2204并延伸至其外部,且转动板2204两端开孔的内侧壁与支撑轴2203外侧壁中心转动连接。

优选的,所述授粉盒25的顶端面上安装有截面呈圆形形状设置的缓冲体29,缓冲体29的底端面与授粉盒25的顶端面固定连接。

工作时,打开电源开关13,通过第一调节按钮14调节行走装置1的行走速度,通过第二调节按钮15调节授粉盒25的授粉速度,颜色传感器26检测花朵颜色,确定待授粉花朵,并将检测数据通过第五端口1106传输至智能控制装置10的控制主板11的单片机1101,授粉盒25上的测距传感器27检测待授粉花朵与授粉盒25之间的距离,并将检测数据通过第六端口1107传输至单片机1101,行走装置1的避障传感器9、第一超声传感器101和第二超声传感器102检测周围障碍物,并将检测数据通过第四端口1105传输至单片机1101;

单片机1101依据输入数据信息,通过智能控制装置10内控制主板11上单片机1101的第一端口1102将行走装置1的行走路线传输至电机控制器8,电机控制器8分别通过第一步进电机6和第二步进电机7驱动第一驱动轮2和第二驱动轮3移动至待授粉花朵附近;

单片机1101通过第二端口1103将授粉盒25的授粉位置传输至授粉控制器16,授粉控制器16通过调节升降基座18、升降杆19、第二旋转轴20和第一机械臂21的角度、方向和位置,将授粉盒25移动至待授粉花朵的正上方;

单片机1101通过第三端口1104将助出粉板37的工作位置传输至出粉控制器30,出粉控制器30通过调节旋转臂32、第二旋转轴33、第二机械臂34、第三旋转轴35和第三机械臂36的角度、方向和位置,将助出粉板37移动至授粉盒25的正上方;

行走装置1带动授粉盒25到达待授粉花朵的正上方时,位于授粉盒25正上方的助出粉板37向正下方敲击授粉盒25的顶端面,授粉盒25内的花粉在敲击力作用下从授粉孔28掉落到待授粉花朵的花蕊上,从而完成果树花朵的授粉。

综上所述,该花朵授粉用机器人,通过在行走装置1底端的左侧和右侧分别安装有相互对称的第一驱动轮2和第二驱动轮3,其底端面的前端和后端分别安装有相互对称的第一从动轮4和第二从动轮5,行走装置1的顶端面中心安装有智能控制装置10,智能控制装置10壳体的顶端面上安装有授粉控制器16,授粉控制器16上安装有授粉盒25,授粉盒上方安装有助出粉板37,行走装置1带动授粉盒25到达待授粉花朵的正上方时,位于授粉盒25正上方的助出粉板37向正下方敲击授粉盒25的顶端面,授粉盒25内的花粉在敲击力作用下从授粉孔28掉落到待授粉花朵的花蕊上,从而完成果树花朵的授粉,解决了手工对果树花朵进行授粉,授粉效率低下的技术问题。

该花朵授粉用机器人,通过在传粉筒22腔体内上侧壁的顶端开口安装有第一导粉板2201,第一导粉板2201的顶端面与传粉筒22腔体内上侧壁的顶端固定连接,其底端面与传粉筒22腔体内下侧壁之间设置有空隙,第一导粉板2201所在平面与传粉筒22中心轴的轴向呈相互垂直设置,第一导粉板2201使进粉斗23内掉落下来的花粉规则有序地直接掉落到传粉筒22腔体内的下侧壁上,防止了花粉无序散落在传粉筒22内,无法达到授粉盒25,从而导致花粉浪费的问题,实现了高效传输花粉的技术效果。

该花朵授粉用机器人,通过在传粉筒22腔体内的下侧壁上安装有截面呈半圆形形状设置的第二导粉板2202,第二导粉板2202的圆弧形凸面与传粉筒22腔体内下侧壁的圆弧形凹面固定连接,花粉在第二导粉板2202的圆弧形凹面上向底端滑落,第二导粉板2202减小了花粉与传输装置之间的摩擦力,使花粉更快速地在传粉筒22内传输,从而实现了提高传输花粉效率的技术效果。

该花朵授粉用机器人,通过在传粉筒22腔体内的底端开口上设置有安装在支撑轴2203上的转动板2204,支撑轴2203的两端面分别与传粉筒22腔体内前后侧壁底端中心固定连接,支撑轴2203贯穿转动板2204并延伸至其外部,且转动板2204两端开孔的内侧壁与支撑轴2203外侧壁中心转动连接,从传粉筒22顶端滑落到底端的花粉,在与转动板2204表面的底端相接触时,存在冲击力,花粉的冲击力使转动板2204以支撑轴2203为轴心旋转,转动板2204旋转时,花粉从授粉盒25开口的底端进入其腔体内,若授粉盒25腔体内的花粉较多,则会阻挡转动板2204旋转,使花粉停留在传粉筒22的腔体内,有效控制授粉盒25腔体内的花粉量,解决了授粉盒25腔体内的花粉量无法控制的技术问题。

该花朵授粉用机器人,通过授粉盒25的顶端面上安装有截面呈圆形形状设置的缓冲体29,缓冲体29的底端面与授粉盒25的顶端面固定连接,缓冲体29能够减缓助出粉板37对授粉盒25的敲击力度,防止助出粉板37对授粉盒25的敲击力过大,大量的花粉从授粉盒25的授粉孔28掉落,导致的花粉浪费的问题,解决了授粉盒25的授粉孔28在较大的敲击力作用下,出粉过多,造成花粉浪费的技术问题。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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