[0017] 为了弥补现有技术的不足,本发明中所述的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其能够对茉莉的自动剪切、运送、涂生根粉和多菌灵以及自动钻孔、插苗和喷水,自动化程度高。
[0018] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种全自动茉莉综合扦插机器人,包括机身、行走装置、剪茎装置、送茎装置、涂粉装置、钻孔装置、插茎装置、喷水装置和摄像头;所述的行走装置位于机身下部,所述的剪茎装置位于机身上部右侧,所述的送茎装置贯穿机身上部,所述的涂粉装置位于机身中部,所述的钻孔装置位于涂粉装置后方,所述的插茎装置位于钻孔装置后方,所述的喷水装置位于机身上部后方。
[0019] 所述的机身包括顶板、竖直固连在顶板下端面左右两侧的一对侧支板以及分别固连在两个侧支板下端的一对轮架;
[0020] 所述的行走装置包括主动轮、从动轮、履带、减速器和行走电机;所述的主动轮安装在轮架前部,所述的从动轮安装在轮架后部,所述的主动轮与从动轮之间连接有履带,所述的减速器安装在轮架前部,所述的行走电机安装在减速器上端,所述的减速器一端与行走电机相连接,减速器另一端与主动轮相连接;工作时,行走电机工作带动减速器工作,进而带动主动轮运动,主动轮运动进而带动履带行走,从而带动本发明整体运动。
[0021] 所述的剪茎装置、钻孔装置与插茎装置均包括移动主体,所述的移动主体均包括滑动板、输送皮带和输送电机,所述的输送皮带通过滚筒安装在滑动板上,且输送皮带沿滑动板从上往下竖直布置在滑动板内侧,所述的输送电机与输送皮带上部的滚筒相连接;
[0022] 所述的剪茎装置还包括移动电机、移动螺杆、移动带轮、移动皮带、剪茎滑板、定茎机构和剪切机构;所述的移动电机安装在机身的顶板上端面,所述的移动螺杆沿机身从左往右水平安装在顶板下端面右侧,所述的移动电机与移动螺杆一端均安装有移动带轮,所述的移动带轮之间通过移动皮带相连接,所述剪茎装置的的滑动板竖直安装在移动螺杆上,所述的剪茎滑板安装在剪茎装置的输送皮带上,工作时,移动电机工作以通过移动皮带带动移动带轮旋转,进而带动移动螺杆旋转,移动螺杆旋转带动滑动板左右平动,同时,输送电机工作带动输送皮带上下运动,输送电机主轴可进行正反转。所述的定茎机构包括定茎推杆、定茎气筒、定茎连杆、定茎气仓和一对夹茎气囊;所述的定茎推杆水平安装在剪茎滑板上部,所述的定茎推杆前端嵌入定茎气筒内,所述的定茎连杆一端与定茎气筒相固连,定茎连杆另一端与剪茎滑板相固连,所述的定茎气仓为立方体空腔,所述的定茎气仓与定茎气筒相连通,所述的一对夹茎气囊与定茎气仓相连通,所述的夹茎气囊为橡胶材质;工作时,输送皮带上下运动带动剪茎滑板上下运动,在移动主体的工作下,剪茎装置整体可以上下运动及左右运动,当剪茎装置运动到需要剪切的茉莉植株处时,初始状态下,夹茎气囊处于负压收缩状态,首先,定茎机构工作,通过剪茎装置整体的运动使得需要剪切的枝条位于一对夹茎气囊之间,接着,定茎推杆伸出以压缩定茎气筒与定茎气仓内的空气,从而使得夹茎气囊处于正压鼓起状态,从而夹茎气囊夹紧需要剪切的枝条上端。
[0023] 所述的剪切机构位于定茎机构下方,剪切机构包括定板、动板、底动气缸、剪切电机、旋转盘、夹板、下刀、上刀和剪切气缸;所述的定板固连在剪茎滑板下部,所述的动板位于定板左侧,所述的底动气缸数量为三,三个底动气缸一端均与定板球铰接,三个底动气缸另一端均与动板球铰接,定板、动板与底动气缸构成闭环并联机构,所述的剪切电机安装在动板右端面,所述的旋转盘位于动板左侧,旋转盘与剪切电机主轴相连接,所述的夹板水平固连在旋转盘中部,所述的下刀与夹板相固连,所述的上刀与下刀相铰接,所述的剪切气缸水平位于夹板下方,且剪切气缸一端与旋转盘相固连,剪切气缸另一端与上刀下部相铰接;工作时,通过定茎机构将需要剪切的茉莉植株上端夹紧,接着剪切机构工作,三个底动气缸伸缩带动动板任意运动,同时,剪切电机工作带动旋转盘转动,从而通过动板与旋转盘的运动,使得需要剪切的茉莉枝条其剪切点位于上刀与下刀之间,接着,剪切气缸收缩,使得上刀转动,进而通过上刀与下刀的剪切作用对茉莉枝条进行剪切,当需要进行扦插的茉莉枝条被剪切下之后,再通过定茎机构将上述枝条送至送茎装置上;接着再重复上述过程以将整棵茉莉植株上满足扦插条件的茉莉枝条均剪切下来。所述剪茎装置的作用是用于将茉莉整株上满足扦插条件的枝条剪切下来,并将剪切下来的送至送茎装置。
[0024] 所述的送茎装置包括送茎传送带、送茎电机、送茎带轮、送茎皮带和送茎机构;所述的送茎传送带包括一区带、二区带和过渡带,所述的送茎传送带通过滚筒安装在顶板下端面,所述的一区带竖直安装在顶板前端左侧,所述的二区带竖直安装在顶板后端中部,所述的过渡带连接一区带与二区带,所述的送茎电机安装在顶板上;送茎电机主轴与一区带左侧滚筒上均安装有送茎带轮,各送茎带轮之间连接有送茎皮带;所述的送茎机构包括U型连接板、送茎推杆、送茎气筒、送茎连杆、送茎气仓和一对送茎气囊;所述的U型连接板与送茎传送带之间通过螺栓相连接,所述的送茎推杆通过U型连接板均匀安装在送茎传送带上,所述的送茎推杆前端嵌入送茎气筒内,所述的送茎连杆一端与送茎气筒相固连,送茎连杆另一端与U型连接板下端面相固连,所述的送茎气仓为立方体空腔,所述的送茎气仓与送茎气筒相连通,所述的一对送茎气囊与送茎气仓相连通,所述的U型连接板与送茎气囊均为橡胶材质;工作时,首先,当茉莉枝条被剪切下来之后,剪茎装置通过移动主体的作用将茉莉枝条送至送茎装置的一对送茎气囊之间,接着,定茎推杆做收缩运动以使得夹茎气囊处于负压收缩状态,并且,送茎推杆伸出以使得送茎气囊处于正压鼓起状态,从而茉莉枝条被送茎机构夹紧并且脱离剪茎装置,接着,送茎电机工作使得各送茎带轮旋转,进而带动送茎传送带运动,在俯视图视角下,所述的送茎传送带为逆时针旋转,在送茎传送带的旋转运动下,送茎机构携带茉莉枝条往机身后侧运动。
[0025] 所述的涂粉装置包括储粉仓和橡胶弹片,所述的储粉仓位于送茎传送带的二区带下方,且储粉仓左右两端分别与机身的一对侧支板下端相固连;所述的储粉仓整体为凹形结构,所述的储粉仓右侧上端设置有进粉口,所述的储粉仓中部从前往后水平设置有贯通槽,所述二区带上的各送茎气囊均经过贯通槽正上方,所述的橡胶弹片数量为四,四个橡胶弹片每两个作为一对,两对橡胶弹片分别固连在贯通槽前后两侧的储粉仓侧壁;将生根粉和多菌灵等促进扦插枝条存活的粉剂从进粉口倒入储粉仓,所述橡胶弹片的作用是防止上述粉剂从贯通槽前后两侧漏出,工作时,送茎机构携带着剪切下来的茉莉枝条经过涂粉装置,此时,茉莉枝条下端经送茎传送带的运动作用从储粉仓前端橡胶弹片处进入储粉仓,再沿贯通槽运动至储粉仓后端橡胶弹片处,再出储粉仓以进入下一工序中,此时,茉莉枝条下端的剪切面布满上述粉剂,从而便于扦插枝条的后续生根。
[0026] 所述的钻孔装置位于涂粉装置后方,钻孔装置还包括钻孔滑板、钻孔电机和钻杆;所述的钻孔滑板包括钻孔主板、钻孔竖板和钻孔横板,所述的钻孔主板安装在钻孔装置的输送皮带上,所述的钻孔竖板顶部与钻孔主板相固连,所述的钻孔横板水平固连在钻孔竖板底部,且钻孔横板与钻孔竖板之间设置有肋板,所述的钻孔电机安装在钻孔横板上端面,钻杆位于钻孔横板下端面,且钻孔电机主轴与钻杆相连接,所述二区带上的各送茎气囊均经过钻杆正上方;钻孔装置的滑动板固连在机身的顶板下端面,工作时,钻孔主板随钻孔装置的输送皮带上下运动,当钻孔主板运动到合适位置后,钻孔电机工作带动钻杆旋转,在钻杆旋转的过程中,钻孔主板带动转孔竖板同步向下平动,从而带动钻杆同步向下运动,从而实现对地面的钻孔。
[0027] 所述的插茎装置位于钻孔装置后方,插茎装置还包括插茎滑板、插茎推杆、插茎气筒、插茎气仓和一对插茎气囊;所述的插茎滑板包括插茎主板和插茎竖板,所述的插茎主板安装在插茎装置的输送皮带上,所述的插茎竖板顶部与插茎主板相固连,所述的插茎竖板中部水平设置有中撑板,所述的插茎推杆竖直固连在中撑板下端面,所述的插茎推杆下端嵌入插茎气筒内,所述的插茎气仓为立方体空腔,所述的插茎气仓与插茎气筒相连通,且插茎气仓固连在插茎竖板上,所述的一对插茎气囊与插茎气仓相连通,所述的插茎气囊均为橡胶材质;插茎装置的滑动板固连在机身的顶板下端面,当送茎机构携带茉莉枝条运动到插茎装置处时,插茎主板随插茎装置的输送皮带上下运动,使得位于插茎竖板上的一对插茎气囊包裹茉莉枝条,接着,插茎推杆做伸出运动使得插茎气囊处于正压鼓起状态,且送茎推杆做收缩运动使得送茎气囊处于负压收缩状态,从而使得茉莉枝条脱离送茎装置而进入插茎装置,接着插茎装置的插茎滑板向下运动以将插茎气囊上的茉莉枝条插入钻孔装置所钻入的地面孔内,从而实现对茉莉枝条的扦插,接着使插茎推杆做收缩运动使得插茎气囊处于负压收缩状态,从而使得插茎装置脱离扦插枝条;通过上述步骤的重复,实现对整个送茎装置上茉莉枝条的扦插。
[0028] 所述的喷水装置包括水箱、水泵、喷嘴和水管,所述的水箱与水泵均安装在机身的顶板上,所述的喷嘴数量为三,三个喷嘴并排布置在顶板后侧下方,所述的喷嘴通过水管连接水泵,所述的水泵通过水管连接水箱;工作时,当茉莉枝条扦插完成后,在机身运动的过程中,水泵工作将水箱内的水经水管输送到喷嘴,再经喷嘴以雾状形式喷洒到以扦插好的茉莉枝条及其土壤上。
[0029] 所述的顶板下端面前端与剪切机构的旋转盘上均安装有摄像头,从而操作人员能够通过摄像头实时录入的图像信息对本发明进行远距离控制,实现对茉莉枝条的远距离剪切,且不易使茉莉在本发明行走的过程中被碾压。
[0030] 优选的,所述的定茎推杆、送茎推杆和插茎推杆均为笔式电动推杆,笔式电动推杆有利于减小剪茎装置、送茎装置和插茎装置的体积。
[0031] 有益效果:
[0032] (1)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其剪茎装置能够实现对茉莉枝条的自动剪切,且定茎装置的设计使得本发明在对茉莉枝条剪切过程中不易随外力晃动,使得剪切位置更加准确,且本发明的剪切机构采用并联结构的结构设计,使得上刀与下刀能灵活运动,精确的对茉莉枝条进行节点处进行剪切,以及对叶片的剪切。
[0033] (2)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其剪茎装置与机身上均安装有摄像头,从而工作人员能够通过摄像头实时传输的图像来远距离控制本发明整体的运动,以及剪茎装置的精确剪切,从而在炎热的天气里,操作人员能够在阴凉处对大面积茉莉进行扦插操作,十分人性化。
[0034] (3)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其定茎机构、送茎机构和插茎机构均能够通过笔式电动推杆的伸缩运动来实现对扦插枝条的夹取与脱离,灵活方便,结构简单。
[0035] (4)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其扦插枝条能够自动穿过涂粉装置的储粉仓,以实现对扦插枝条自动涂生根粉与多菌灵,操作方便,结构简单,使得本发明的扦插枝条更易生根。
[0036] (5)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其钻孔装置与插茎装置配合工作,使得被剪切下的枝条能够自动插入土壤中,省时省力,自动化程度高。
[0037] (6)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,还安装有喷水装置,能够实现对以插入土壤内的扦插枝条进行雾状喷水,无需人工再进行喷水,节省了人力,提高了效率。
[0038] (7)本发明的一种全自动茉莉综合扦插机器人,其能够对茉莉的自动剪切、运送、涂生根粉和多菌灵以及自动钻孔、插苗和喷水,全程一体化操作,实用性强。