一種智能園林除草機器人的制作方法

本發明涉及園林管理機械設備技術領域，特別涉及一種智能園林除草機器人。

背景技術：

在園林的建設與維護的過程中，除草是一項繁重的任務，傳統的除草的方法一般為噴灑除草劑、人工除草或者使用除草機等設備進行除草，然而噴灑農藥對環境、作物和花草都有相當大的傷害，人工除草又耗費了大量的勞動力，于是除草機的應用越來越廣泛，但是傳統的除草機不能去除雜草的根，雜草的生命力非常旺盛，因此工作量也相當大。如申請號為201710015680.8的《一種除草機》，包括機體和安裝在機體下方的行走輪，位于機體前端的下方設置有刀架，刀架的前端固定連接有朝向斜下方延伸的鏟刀片，刀架的左右兩側均設置有刀架擺動機構和刀架驅動機構，刀架擺動機構包括至少兩根沿前后方向間隔且平行設置的搖桿，搖桿的兩端分別鉸接連接在機體和刀架上，刀架驅動機構包括曲柄連桿結構，曲柄連桿機構包括轉動連接在機體上的曲柄和與曲柄另一端鉸接連接的連桿，連桿的另一端鉸接連接在刀架上且能夠驅動刀架作搖擺運動，機體上還固定連接有動力裝置且能夠驅動曲柄轉動。雖然該發明能夠破壞雜草的根部，使雜草不容易再復長，但需要人工操作，智能化程度不夠，不能適應坡道、洼地等惡劣的地理環境。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種智能園林除草機器人，自動化程度高，體積小巧，運轉靈活。

本發明采取的技術方案為：一種智能園林除草機器人，其特征在于：包括四個車輪、四個第一步進電機、四個第一伺服電機、四個第一伸縮缸、鉸接頭、鉸接座、四個第一電缸、第一底板、第二底板、轉動架、四個機械臂、四個機械鉗、第一齒輪、第二伺服電機、錐桶、粉碎組件、進料桶、葉片、第二步進電機，所述第一底板為矩形，在其四個側面上各設有一個懸臂梁，四個第一伸縮缸豎直向下分別在固定安裝在四個懸臂梁的頂端，四個第一伺服電機豎直向下分別固定安裝在四個第一伸縮缸的伸縮桿頂端，四個第一步進電機分別水平固定在四個第一伺服電機的電機軸上，四個車輪的側面分別與四個第一步進電機的電機軸同心固定安裝；

所述鉸接座豎直向上固定安裝在第一底板上表面中心處，鉸接頭頂端與第二底板的底面中心處固定連接，鉸接頭下部以球鉸的方式轉動安裝在鉸接座中，四個第一電缸的伸縮桿頂部分別通過球鉸鉸接在鉸接頭四個側面的中部，四個第一電缸的底部分別通過球鉸鉸接在第一底板上；

所述轉動架為圓環狀，其內側面中部設有導槽，在轉動架內側面的上部設有內齒輪，轉動架轉動安裝在第二底板上，四個機械臂均布固定安裝在轉動架外側面上，四個機械鉗底部分別固定安裝在四個機械臂頂端；

所述錐桶為倒梯形結構，在其前側面底部設有矩形通孔，在其后側面底部設有圓形通孔，錐桶豎直固定安裝在第二底板上表面中部，葉片同心固定安裝在第二步進電機的電機軸上，第二步進電機水平固定安裝在錐桶后側面底部，并使葉片同心配合在錐桶后側面底部設有圓形通孔中，第二伺服電機豎直向下固定安裝在錐桶右側面中部，第一齒輪同心固定安裝在第二伺服電機的電機軸上，并與轉動架內側面上的內齒輪嚙合，粉碎組件固定安裝在錐桶上表面，進料桶固定安裝在粉碎組件上表面；

所述機械臂包括兩個并聯機構、兩個第二伸縮缸、兩個第三伺服電機，其中一個并聯機構、一個第二伸縮缸和一個第三伺服電機分為一組，每組中的第二伸縮缸固定安裝在并聯機構上表面，每組中的第三伺服電機固定安裝在兩個第二伸縮缸的伸縮桿頂部，然后第一組中的并聯機構底面同心固定安裝在第二組中的第三伺服電機的電機軸上；

所述并聯機構包括兩個第三底板、六個第二電缸，所述第三底板為圓盤狀，上表面沿周向均勻設有三組球座，每組包括兩個球鉸座，六個第二電缸每兩個一組，每組兩個第二電缸的底部分別通過球鉸安裝在其中一個第三底板上表面對應的球座中，每組兩個第二電缸的伸縮桿頂端分別通過球鉸鉸接安裝在另一個第三底板下表面對應的球座中；

所述機械鉗包括底架、氣缸、中心板、兩個連桿、兩個爪，氣缸底部固定安裝在底架內部的中心處，其伸縮桿穿過底架上端的孔后與中心板固定在一起，在中心板周邊均布兩個鉸接架，兩個爪的內側一端分別鉸接在中心板周邊的兩個鉸接架上，兩個連桿一端分別鉸接在底架兩個側面中部的中間位置，另一端分別鉸接在兩個爪下端部；

所述粉碎組件包括框架、兩個第二齒輪、第三步進電機、兩個光軸、十四個刀片組，框架為空心四棱柱，兩個光軸分別間隔一定距離水平轉動安裝在框架前后兩壁上，每個刀片組包含四個刀片，刀片沿光軸周向均布，十四個刀片組每七個一組，兩組分別沿軸向均勻固定安裝在兩個光軸上，且兩組刀片組分別交錯安裝。

由于本發明采用了上述技術方案，本發明具有以下優點：本發明使用球鉸接、電缸來聯接第一底板和第二底板，使本發明能夠在坡道、低洼等惡劣地理環境下時刻保證機身的平衡，并起到良好的減震作用，使得本發明在各種地理環境下行走自如；采用四個獨立的機械臂、機械鉗進行拔草工作，效率高，自由度高，對于一些比較低矮和比較高大的雜草也能達到很好的除草效果；采用粉碎組件將雜草粉碎后吹出，碎雜草經過微生物分解會變成廢料，從而更加節能環保。

附圖說明

圖1為本發明整體裝配的立體結構示意圖。

圖2為本發明整體裝配另一角度的立體結構示意圖。

圖3為本發明局部裝配的立體結構示意圖。

圖4為本發明機械臂的立體結構示意圖。

圖5為本發明并聯機構的立體結構示意圖。

圖6為本發明機械鉗的立體結構示意圖。

圖7為本發明粉碎組件的立體結構示意圖。

圖8為本發明轉動架的立體結構示意圖。

附圖標號：1-車輪；2-第一步進電機；3-第一伺服電機；4-第一伸縮缸；5-鉸接頭；6-鉸接座；7-第一電缸；8-第一底板；9-第二底板；10-轉動架；11-機械臂；12-機械鉗；13-第一齒輪；14-第二伺服電機；15-錐桶；16-粉碎組件；17-進料桶；18-葉片；19-第二步進電機；

1101-并聯機構；1102-第二伸縮缸；1103-第三伺服電機；

11011-第三底板；11012-第二電缸；

1201-底架；1202-氣缸；1203-中心板；1204-連桿；1205-爪；

1601-框架；1602-第二齒輪；1603-第三步進電機；1604-光軸；1605-刀片組。

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、圖7、圖8所示的一種智能園林除草機器人，其特征在于：包括四個車輪1、四個第一步進電機2、四個第一伺服電機3、四個第一伸縮缸4、鉸接頭5、鉸接座6、四個第一電缸7、第一底板8、第二底板9、轉動架10、四個機械臂11、四個機械鉗12、第一齒輪13、第二伺服電機14、錐桶15、粉碎組件16、進料桶17、葉片18、第二步進電機19，所述第一底板8為矩形，在其四個側面上各設有一個懸臂梁，四個第一伸縮缸4豎直向下分別在固定安裝在四個懸臂梁的頂端，四個第一伺服電機3豎直向下分別固定安裝在四個第一伸縮缸4的伸縮桿頂端，四個第一步進電機2分別水平固定在四個第一伺服電機3的電機軸上，四個車輪1的側面分別與四個第一步進電機2的電機軸同心固定安裝；

所述鉸接座6豎直向上固定安裝在第一底板8上表面中心處，鉸接頭5頂端與第二底板9的底面中心處固定連接，鉸接頭5下部以球鉸的方式轉動安裝在鉸接座6中，四個第一電缸7的伸縮桿頂部分別通過球鉸鉸接在鉸接頭5四個側面的中部，四個第一電缸7的底部分別通過球鉸鉸接在第一底板8上；

所述轉動架10為圓環狀，其內側面中部設有導槽，在轉動架10內側面的上部設有內齒輪，轉動架10轉動安裝在第二底板9上，四個機械臂11均布固定安裝在轉動架10外側面上，四個機械鉗12底部分別固定安裝在四個機械臂11頂端；

所述錐桶15為倒梯形結構，在其前側面底部設有矩形通孔，在其后側面底部設有圓形通孔，錐桶15豎直固定安裝在第二底板9上表面中部，葉片18同心固定安裝在第二步進電機19的電機軸上，第二步進電機19水平固定安裝在錐桶15后側面底部，并使葉片18同心配合在錐桶15后側面底部設有圓形通孔中，第二伺服電機14豎直向下固定安裝在錐桶15右側面中部，第一齒輪13同心固定安裝在第二伺服電機14的電機軸上，并與轉動架10內側面上的內齒輪嚙合，粉碎組件16固定安裝在錐桶15上表面，進料桶17固定安裝在粉碎組件16上表面；

所述機械臂11包括兩個并聯機構1101、兩個第二伸縮缸1102、兩個第三伺服電機1103，其中一個并聯機構1101、一個第二伸縮缸1102和一個第三伺服電機1103分為一組，每組中的第二伸縮缸1102固定安裝在并聯機構1101上表面，每組中的第三伺服電機1103固定安裝在兩個第二伸縮缸1102的伸縮桿頂部，然后第一組中的并聯機構1101底面同心固定安裝在第二組中的第三伺服電機1103的電機軸上；

所述并聯機構1101包括兩個第三底板11011、六個第二電缸11012，所述第三底板11011為圓盤狀，上表面沿周向均勻設有三組球座，每組包括兩個球鉸座，六個第二電缸11012每兩個一組，每組兩個第二電缸11012的底部分別通過球鉸安裝在其中一個第三底板11011上表面對應的球座中，每組兩個第二電缸11012的伸縮桿頂端分別通過球鉸鉸接安裝在另一個第三底板11011下表面對應的球座中；

所述機械鉗12包括底架1201、氣缸1202、中心板1203、兩個連桿1204、兩個爪1205，氣缸1202底部固定安裝在底架1201內部的中心處，其伸縮桿穿過底架1201上端的孔后與中心板1203固定在一起，在中心板1203周邊均布兩個鉸接架，兩個爪1205的內側一端分別鉸接在中心板1203周邊的兩個鉸接架上，兩個連桿1204一端分別鉸接在底架1201兩個側面中部的中間位置，另一端分別鉸接在兩個爪1205下端部；

所述粉碎組件16包括框架1601、兩個第二齒輪1602、第三步進電機1603、兩個光軸1604、十四個刀片組1605，框架1601為空心四棱柱，兩個光軸1604分別間隔一定距離水平轉動安裝在框架1601前后兩壁上，每個刀片組1605包含四個刀片，刀片沿光軸1604周向均布，十四個刀片組1605每七個一組，兩組分別沿軸向均勻固定安裝在兩個光軸1604上，且兩組刀片組1605分別交錯安裝。

本發明工作原理為：首先四個第一步進電機2、四個第一伺服電機3工作，使本發明行走至除草區域，當遇到障礙物時，四個第一伸縮缸4工作，抬高第一底板8，越過障礙，當遇到坡道或者低洼地帶，四個第一電缸7工作，使在第一底板8在傾斜的情況下，第二底板9能夠時刻保持水平，從而不影響本發明機身的工作，能夠使本發明工作在各種惡劣的地理環境下工作；四個獨立的機械臂11有很高的自由度，能夠靈活高效地帶動四個機械鉗12對本發明周圍的雜草進行處理，第二伺服電機14帶動轉動架10可以旋轉任意角度，使得本發明的機械臂能夠靈活地處理周邊的雜草；機械臂11聯動將機械鉗12帶動至雜草旁，氣缸1201工作，使兩個爪1205抓緊雜草植株，然后機械臂11帶動機械鉗12將其連根拔出，然后機械臂11帶動機械鉗12將雜草放進進料桶17，同時第三步進電機1603工作，帶動刀片組1605旋轉，將雜草打碎，碎草落入錐桶15，然后第二步進電機19帶動葉片18旋轉，將碎草從錐桶15前側面底部設有的矩形通孔吹出，從而達到雜草還田的目的。