发明内容
[0003] 为了解决上述问题,本发明提供了一种蔬菜种植用智能松土浇水机器人,可以解决现有大棚蔬菜人工种植方式存在的需要人工长期辅助操作、劳动强度大、蔬菜种植效果差、种植稳定性能差、工作效率低下、松土速度慢、松土效果差、浇水效果差和水源浪费大等难题,可以实现大棚蔬菜自动松土、浇水的功能,无需人工操作,自动化程度高,蔬菜种植效果好,且具有种植稳定性能好、工作效率高、松土速度快、松土效果好、浇水效果好和水源浪费小等优点。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案来实现:一种蔬菜种植用智能松土浇水机器人,包括自稳行走平台,自稳行走平台具有良好的减震性能和稳定性能,能使得本发明适用于凹凸不平的大棚蔬菜种植地工作,所述自稳行走平台的上端面右侧安装有松土装置,松土装置可以实现对种植地自动的均匀松土功能,松土速度快,松土效果好,自稳行走平台的上端面中部安装有可调浇水装置,可调浇水装置可以实现对蔬菜根据均匀的浇水功能,浇水效果好,节约了大量的水源。
[0005] 所述自稳行走平台包括安装平台,所述安装平台的下端面左右两侧对称安装有两个传动支链,且每个传动支链的前后两侧均对称焊接有两个行走支链,通过传动支链带动行走支链在大棚蔬菜种植地上自动行走,种植过程无需人工操作,工作效率高;所述传动支链包括对称焊接在安装平台下端面前后两侧的两块固定立板,两块固定立板的上端之间通过轴承安装有主动轴,主动轴的中部通过键安装有主动齿轮,主动轴的前端通过联轴器安装有传动电机,传动电机通过电机座安装在安装平台的下端面,两块固定立板的下端之间通过轴承安装有从动轴,从动轴的中部通过键安装有从动齿轮,从动齿轮与主动齿轮相啮合,从动轴的前后两端对称焊接有两个行走支链,通过传动电机带动主动轴转动,主动轴带动主动齿轮转动,主动齿轮在从动齿轮的辅助下带动从动轴,从动轴带动两端的两个行走支链在大棚蔬菜种植地上自动行走;所述行走支链包括侧面焊接在从动轴上的行走顶块,行走顶块为正方形结构,行走顶块的四个侧面上分别安装有四个减震支撑机构,四个减震支撑机构上端分别安装有四个弧形行走块,相邻两个弧形行走块之间都均匀连接有一号限位弹簧,且每个弧形行走块的外壁上都均匀设置有锥形行走条,锥形行走条为锥形结构,将本发明对大棚蔬菜种植地的行走压力集中在锥形行走条上,提高了本发明在大棚蔬菜种植时的行走稳定性能,一号限位弹簧起到限位和减震的作用,而减震支撑机构具有良好减震性能和稳定性能,使得本发明在一号限位弹簧和减震支撑机构的辅助作用下弧形行走块上的锥形行走条可以稳定在凹凸不平的大棚蔬菜种植地行走,适用范围广;所述主动齿轮与从动齿轮的传动比为2:1,通过低的传动比降低了从动齿轮的转动速度,从而降低了行走支链在大棚蔬菜种植地上的行走速度,进一步增加了行走稳定性能;所述减震支撑机构包括安装在行走顶块对应侧面上的定平台,定平台上端面沿定平台圆周方向均匀安装有三个并联支链,三个并联支链的顶端均安装在动平台的下端面上,动平台的上端面均匀焊接有三个条形支块,条形支块的上端面为与弧形行走块相对应的弧面结构,三个条形支块的上端面焊接在对应弧形行走块的内壁上,使得三个条形支块可以给对应弧形行走块强有力的支撑力;所述并联支链包括焊接在定平台上端面的凹型支座,凹型支座的中部之间安装有下限位轴,凹型支座的上端内壁上对称设置有两个弧形限位槽;所述下限位轴上套设有一号液压缸,一号液压缸的底端两侧设置有两个限位杆,两个限位杆的末端与两个弧形限位槽之间通过滑动配合方式相连,两个限位杆与两个弧形限位槽之间的运动起到限定一号液压缸底端的转动范围,也防止了一号液压缸底端左右移动的状况,由于本发明经常在凹凸不平的大棚蔬菜种植地上行走,而通过两个限位杆与两个弧形限位槽可以增强一号液压缸底端在下限位轴转动时的稳定性,提高了工作性能;所述一号液压缸的顶端通过螺纹安装有球形连接头,球形连接头的两端对称设置有两根上限位轴,两根上限位轴分别与一号耳座的两端之间均通过轴承相连,一号耳座的下端面内壁上焊接有定位柱,定位柱的末端为与球形连接头相对应的凹型球面结构,定位柱的末端与球形连接头之间通过滑动配合方式相连,一号耳座的上端面焊接在动平台上,通过定位柱来限定和支撑球形连接头的运动,从而使得球形连接头上的两根上限位轴可以稳定在一号耳座上转动,增强了一号液压缸顶端转动时的稳定性,提高了工作性能,通过一号液压缸在凹型支座转动时形成的R副、一号液压缸工作时形成的P副、一号液压缸在一号耳座转动时形成的R副组成了RPR型的并联支链,且本发明通过定平台、三个RPR型的并联支链和动平台形成了3-RPR并联机构,3-RPR并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点,借助3-RPR并联机构的优点使得本发明在大棚蔬菜种植地上行走时具有良好的减震性能和稳定性能,消除了人工操作时站立不稳降低工作速度的状况,适用范围大。工作时,首先通过传动支链上的传动电机带动主动轴转动,主动轴带动主动齿轮转动,主动齿轮在从动齿轮的辅助下带动从动轴,从动轴带动两端的两个行走支链上的锥形行走条转动,借助一号限位弹簧和均匀布置在行走顶块四个侧面上的3-RPR并联机构辅助作用使得两个行走支链上的锥形行走条可以在凹凸不平的大棚蔬菜种植地上稳定行走,减震性能好,稳定性能好,消除了人工操作时站立不稳降低工作速度的状况,适用范围广。
[0006] 所述松土装置包括焊接在安装平台上端面的松土底板,松土底板上对称焊接有两根松土支杆,两根松土支杆之间均匀设置有三根筋柱,三根筋柱加强了两根松土支杆的支撑强度,两根松土支杆的末端焊接有上架板,上架板的下端面对称安装有四根二号液压缸,四根二号液压缸的中部分别固定在四个L型框架上,四个L型框架起到分别固定支撑四根二号液压缸的作用,从而使得二号液压缸只能沿着垂直方向作升降运动,四个L型框架的底端均焊接在上架板上,且四根二号液压缸的顶端安装有主松土支板;所述主松土支板的下端面对称安装有两个动力驱动支链,两个动力驱动支链的下端安装有下架板,通过两个动力驱动支链带动下架板作稳定的前后移动,使得本发明便于调节大棚蔬菜种植地上的松土位置,使得本发明适用于不同蔬菜种植位置的松土,下架板的下端面上设置有两个松土支耳,两个松土支耳之间通过轴承安装有转换轴,转换轴的右侧通过联轴器安装有转换电机,转换电机通过电机座安装在转换支板上,转换支板起到支撑转换电机的作用,转换支板焊接在位于下架板右侧的松土支耳侧壁上;所述转换轴的中部通过键安装有转换方柱,本发明通过转换电机调节转换方柱的工作角度,转换方柱的下端设置有两个纵向支耳,纵向支耳之间通过轴承安装有纵向转轴,纵向转轴的右端通过联轴器安装有纵向松土电机,纵向松土电机通过电机座安装在纵向松土支板上,纵向松土支板焊接在位于转换方柱右侧的纵向支耳侧壁上;所述纵向转轴外壁上均匀设置有纵向松土支链,通过纵向松土电机带动纵向转轴转动,纵向转轴带动均匀设置的纵向松土支链快速的进行纵向松土;所述纵向松土支链包括通过键安装在纵向转轴上的圆形刀架,圆形刀架的外壁上沿轴线方向均匀设置有纵向松土刀,纵向松土刀为弯型尖状结构,便于纵向松土刀可以较快深入的进入种植地进行松土;所述转换方柱的上端面设置有两对横向支耳,且每对横向支耳之间通过轴承均安装有转动辊,两对横向支耳的两个转动辊之间安装有传输带,传输带的外壁上均匀铆接有横向松土刀,且位于转换方柱右侧的转动辊上通过联轴器安装有横向松土电机,横向松土电机固定安装在横向松土支板上,横向松土支板焊接在转换方柱的侧壁上,通过横向松土电机带动转换方柱右侧的转动辊转动,转换方柱右侧的转动辊在转换方柱左侧的转动辊辅助下带动传输带转动,传输带带动均匀布置的横向松土刀快速转动,均匀布置的横向松土刀对蔬菜种植地进行横向松土;所述动力驱动支链包括设置在主松土支板下端面的两个驱动支耳,两个驱动支耳之间通过轴承安装有动力丝杠,动力丝杠上通过联轴器安装有动力电机,动力电机通过电机座安装在主松土支板上,动力丝杠的中部通过螺纹连接方式安装有驱动滑块,且两个动力驱动支链的两个驱动滑块上安装有下架板,通过动力电机带动动力丝杠转动,动力丝杠带动驱动滑块转动,两个动力驱动支链的两个驱动滑块带动下架板作稳定的前后移动。工作时,首先确定本发明需要松土的蔬菜种植地位置,两个动力驱动支链上的两个动力电机同时开始工作,两个动力电机带动两个动力丝杠转动,两个动力丝杠带动两个驱动滑块移动,两个驱动滑块通过下架板带动本发明移动至所需松土的蔬菜种植地位置,当本发明移动至所需种植位置时动力电机停止工作,然后四根二号液压缸同时开始工作,四根二号液压缸通过主松土支板带动本发明往下运动,当纵向转轴上的纵向松土支链紧贴在种植地表面时二号液压缸停止工作,此时纵向松土电机开始工作,纵向松土电机带动纵向转轴转动,纵向转轴带动均匀设置的纵向松土支链转动,纵向松土支链上的纵向松土刀快速的进行纵向松土,当纵向松土完毕后转换电机转动,转换电机带动转换轴转动,转换轴带动转换方柱转动,当传输带上的横向松土刀运动至转换方柱下方且纵向松土支链上的纵向松土刀运动至转换方柱上方时转换电机停止工作,与此同时横向松土电机开始工作,横向松土电机带动转换方柱右侧的转动辊转动,转换方柱右侧的转动辊在转换方柱左侧的转动辊辅助下带动传输带转动,传输带带动均匀布置的横向松土刀快速转动,均匀布置的横向松土刀对蔬菜种植地进行横向松土,本发明通过横向松土和纵向松土相结合操作的方式来实现对种植地自动的均匀松土功能,松土速度快,松土效果好。
[0007] 所述可调浇水装置包括焊接在安装平台上端面的浇水支板,浇水支板的上端面安放有箱架,箱架的上端面中部安装有水箱,箱架起到支撑水箱的作用,水箱内储存有蔬菜用的水源,水箱的两侧通过两根进水管分别与两个高压水泵的进水口相连,两个高压水泵通过螺钉分别安装在箱架的两侧,且两个高压水泵的出水口分别与两根出水管相连;所述浇水支板的两侧通过螺钉分别安装有两个浇水支链,两个高压水泵通过两根进水管抽取水箱储存的水源,然后通过两根出水管流入到两个浇水支链中,浇水支链包括通过螺钉安装在浇水支板上的浇水支杆,浇水支杆的上端面分别设置有两个限位耳,浇水支杆的末端焊接有上安装板,上安装板的下端面对称安装有两根三号液压缸和两根伸缩杆,两根伸缩杆均位于两根三号液压缸之间,且两根三号液压缸和两根伸缩杆的顶端上安装有下安装板,两根三号液压缸在两根伸缩杆的辅助下带动下安装板作稳定的上下升降运动,使得本发明中的两个浇水支链运动至蔬菜根部所需浇水高度,下安装板上通过电机座安装有角度调节电机,角度调节电机的输出轴上安装有浇水柱,浇水柱靠近下安装板的一端上焊接有定位轴,定位轴的上端与弧形限位框之间通过滑动配合方式相连,弧形限位框的底端焊接在下安装板上,通过定位轴与弧形限位框的限位辅助运动使得浇水柱在角度调节电机的带动下进行稳定的角度调节,使得本发明适用于不用角度蔬菜根部的浇水操作,所述浇水柱的上端安装有两个浇水支耳,浇水支耳之间固定安装有汇集管,汇集管上端连通有出水管,通过高压水泵高压流入出水管中的水源在汇集管中进行汇集,且出水管中部依次经过浇水支杆上的两个限位耳,两个限位耳起到限位和均匀支撑出水管的作用,所述浇水柱的两侧都均匀安装有可调浇水机构;所述可调浇水机构包括焊接在浇水柱侧壁上的两个固定支块,两个固定支块之间设置有两个安装定块,两个安装定块上安装有高压水枪,高压水枪的底端连接有分流管,分流管的中部安装有电磁阀,通过电磁阀来控制分流管的流量大小,分流管的顶端与汇集管相连通,汇集管内的水源通过分流管流入到高压水枪,高压水枪借助高压水泵的水压对蔬菜根部进行均匀浇水。工作时,当本发明移动到蔬菜所需浇水位置时,首先根据所需蔬菜根部调节浇水高度,两个浇水支链上的三号液压缸开始工作,三号液压缸在伸缩杆的辅助下通过下安装板作稳定的升降运动,当两个浇水支链运动至蔬菜根部所需浇水高度时三号液压缸停止工作,然后根据蔬菜根部调节浇水角度,此时角度调节电机开始工作,通过定位轴与弧形限位框的限位辅助运动使得浇水柱在角度调节电机的带动下进行稳定的角度调节,使得本发明适用于不用角度蔬菜根部的浇水操作,当两个浇水支链运动至所需浇水角度位置时角度调节电机停止工作,然后浇水柱两侧均匀安装的可调浇水机构开始工作,先通过电磁阀确定分流管的流量,流量确定好之后两个高压水泵同时开始工作,两个高压水泵通过两根进水管抽取水箱内的水源,水源再通过两个出水管分别流入两个浇水支链的两个汇集管中,通过汇集管将水源均匀分配给可调浇水机构上的分流管,通过分流管流入到高压水枪的水源借助高压水泵的水压对蔬菜根部进行均匀的自动浇水,实现了对蔬菜根据均匀的浇水功能,浇水效果好,节约了大量的水源。
[0008] 使用时,首先通过自稳行走平台将本发明移动蔬菜所需种植位置,先通过传动支链上的传动电机带动主动轴转动,主动轴带动主动齿轮转动,主动齿轮在从动齿轮的辅助下带动从动轴,从动轴带动两端的两个行走支链上的锥形行走条转动,借助一号限位弹簧和均匀布置在行走顶块四个侧面上的3-RPR并联机构辅助作用使得两个行走支链上的锥形行走条可以在凹凸不平的大棚蔬菜种植地上稳定行走,减震性能好,稳定性能好,消除了人工操作时站立不稳降低工作速度的状况,适用范围广;当大棚蔬菜需要松土施肥时,松土装置开始工作,先确定本发明需要松土的蔬菜种植地位置,两个动力驱动支链上的两个动力电机同时开始工作,两个动力电机带动两个动力丝杠转动,两个动力丝杠带动两个驱动滑块移动,两个驱动滑块通过下架板带动本发明移动至所需松土的蔬菜种植地位置,当本发明移动至所需种植位置时动力电机停止工作,然后四根二号液压缸同时开始工作,四根二号液压缸通过主松土支板带动本发明往下运动,当纵向转轴上的纵向松土支链紧贴在种植地表面时二号液压缸停止工作,此时纵向松土电机开始工作,纵向松土电机带动纵向转轴转动,纵向转轴带动均匀设置的纵向松土支链转动,纵向松土支链上的纵向松土刀快速的进行纵向松土,当纵向松土完毕后转换电机转动,转换电机带动转换轴转动,转换轴带动转换方柱转动,当传输带上的横向松土刀运动至转换方柱下方且纵向松土支链上的纵向松土刀运动至转换方柱上方时转换电机停止工作,与此同时横向松土电机开始工作,横向松土电机带动转换方柱右侧的转动辊转动,转换方柱右侧的转动辊在转换方柱左侧的转动辊辅助下带动传输带转动,传输带带动均匀布置的横向松土刀快速转动,均匀布置的横向松土刀对蔬菜种植地进行横向松土,本发明通过横向松土和纵向松土相结合操作的方式来实现对种植地自动的均匀松土功能,松土速度快,松土效果好;当大棚蔬菜需要浇水时,先通过本发明自稳行走平台移动到蔬菜所需浇水位置,可调浇水装置开始工作,先根据所需蔬菜根部调节浇水高度,两个浇水支链上的三号液压缸开始工作,三号液压缸在伸缩杆的辅助下通过下安装板作稳定的升降运动,当两个浇水支链运动至蔬菜根部所需浇水高度时三号液压缸停止工作,然后根据蔬菜根部调节浇水角度,此时角度调节电机开始工作,通过定位轴与弧形限位框的限位辅助运动使得浇水柱在角度调节电机的带动下进行稳定的角度调节,使得本发明适用于不用角度蔬菜根部的浇水操作,当两个浇水支链运动至所需浇水角度位置时角度调节电机停止工作,然后浇水柱两侧均匀安装的可调浇水机构开始工作,先通过电磁阀确定分流管的流量,流量确定好之后两个高压水泵同时开始工作,两个高压水泵通过两根进水管抽取水箱内的水源,水源再通过两个出水管分别流入两个浇水支链的两个汇集管中,通过汇集管将水源均匀分配给可调浇水机构上的分流管,通过分流管流入到高压水枪的水源借助高压水泵的水压对蔬菜根部进行均匀的自动浇水,实现了对蔬菜根据均匀的浇水功能,浇水效果好,节约了大量的水源,最终实现了大棚蔬菜自动松土、浇水的功能,无需人工操作,自动化程度高,蔬菜种植效果好。
[0009] 本发明的有益效果是:
[0010] 1、本发明通过两个传动支链带动两侧的四个行走支链自动工作,整个种植过程无需人工操作,且本发明通过定平台、三个RPR型的并联支链和动平台形成了3-RPR并联机构,3-RPR并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点,行走支链借助一号限位弹簧和均匀布置在行走顶块四个侧面上的3-RPR并联机构辅助作用使得两个行走支链上的锥形行走条可以在凹凸不平的大棚蔬菜种植地上稳定行走,减震性能好,稳定性能好,消除了人工操作时站立不稳降低工作速度的状况,适用范围广;
[0011] 2、本发明可以通过转换电机来转换横向松土刀和纵向松土刀,再通过横向松土电机带动横向松土刀进行的横向松土和纵向松土电机带动纵向松土刀进行的纵向松土相结合操作的方式来实现对种植地自动的均匀松土功能,且松土速度快,松土效果好;
[0012] 3、本发明通过角度调节电机在定位轴与弧形限位框的限位辅助运动下带动浇水柱进行稳定的角度调节,浇水柱上调节好角度之后的可调浇水机构同时开始工作,可调浇水机构上的高压水枪借助高压水泵的水压将水箱流出的水源对蔬菜根部进行均匀的自动浇水,实现了对蔬菜根据均匀的浇水功能,浇水效果好,节约了大量的水源;
[0013] 4、本发明解决了现有大棚蔬菜人工种植方式存在的需要人工长期辅助操作、劳动强度大、蔬菜种植效果差、种植稳定性能差、工作效率低下、松土速度慢、松土效果差、浇水效果差和水源浪费大等难题,实现了大棚蔬菜自动松土、浇水的功能,无需人工操作,自动化程度高,蔬菜种植效果好,且具有种植稳定性能好、工作效率高、松土速度快、松土效果好、浇水效果好和水源浪费小等优点。