一种具有攀爬功能的林业采样机器人的制作方法

1.本实用新型涉及林业采样机器人技术领域，更具体地说，涉及一种具有攀爬功能的林业采样机器人。


背景技术：

2.森林是地球之肺，是地球陆地上重要的碳库，也是生态系统能量流动和物质循环中重要的一环，调节着生态系统中的水分平衡、碳氧平衡，具有着丰富的生物多样性宝贵资源。2015年联合国粮农组织对全球森林资源评估报告指出，随着人口的大量增长和对粮食、土地的需求不断增加，世界森林的面积在持续下滑。
3.林木对自然生态环境和人类生产生活息息相关。在全球范围内，原始天然林约占36％、人工林约占4％，由于对良好生态环境的追求与丰富物质条件的满足之间的冲突，天然林的生态作用和人工林的经济作用均受到人们的广泛研究和关注。因此相应的采伐手段、经营方式和采伐工具也层出不穷。但是，便捷的、非破坏性的林木采集器具仍存在着空缺。
4.无论是天然林还是人工林，高大生长的林木成为了针对林木不同冠层的研究采样、种实收获的一大阻碍，当前广泛应用的仍然使用者原始的攀爬收获法、高枝剪法或标准木伐倒法。这些方法不仅费时费力，而且还有可能会造成树种高强度的机械破坏，并不适用于珍稀野生树木或者是试验地样木的样品采集。
5.因此，针对此需求，研究发明一种能够远程遥控，实现自主上树进行精确冠层采样的机器人，无论是对于当前科学研究上林木样本的分层获取、林木管理上特定冠层病腐木的修剪，或者是林木经营上进行机械采种均有着很大助益，鉴于此，我们提出一种具有攀爬功能的林业采样机器人。


技术实现要素：

6.1.要解决的技术问题
7.本实用新型的目的在于提供一种具有攀爬功能的林业采样机器人，以解决上述背景技术中提出的问题：
8.当前广泛应用的仍然使用者原始的攀爬收获法、高枝剪法或标准木伐倒法。这些方法不仅费时费力，而且还有可能会造成树种高强度的机械破坏，并不适用于珍稀野生树木或者是试验地样木的样品采集。
9.2.技术方案
10.一种具有攀爬功能的林业采样机器人，包括呈上下对称设置的两个固定板，所述固定板四角处均设有安装板，上下两个所述安装板之间均设有舵机a，所述舵机a外侧设有短u支架a，所述短u支架a与安装板转动连接，所述短u支架a外侧转动连接有短u支架b，所述短u支架b外侧转动连接有长u支架，所述长u支架外侧端部转动连接有小臂下钣金件，所述小臂下钣金件下部设有手爪组件。
11.优选地，所述长u支架内部左右对称安装有两个舵机b。
12.优选地，所述手爪组件包括与小臂下钣金件转动连接的小臂底板，所述小臂底板底面左右对称设有两个上转轴板，两个上转轴板通过螺栓连接固定。
13.优选地，两个所述上转轴板底面转动连接有顶盖上夹板，所述顶盖上夹板下部设有顶盖板，所述顶盖板下部顶盖下夹板，所述顶盖上夹板与顶盖下夹板通过螺栓连接固定。
14.优选地，所述顶盖板下部呈环形等间距设有三个l形板，所述l形板两侧对称设有两个连接板，所述l形板下部设有爪钩，所述连接板上部通过螺栓与顶盖板连接固定，所述连接板下部通过螺栓与爪钩连接固定。
15.3.有益效果
16.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
17.(1)本实用新型通过改变足部形状，加入易拆卸电池模块，使其更适应林木攀爬，使用时，使用者直接将其放置在目标树干上，使其不需要在地面上行走，减少了不必要的结构，通过将机器人进行模块化设计，降低其设计使用的复杂性，同时提高对林场复杂环境的适应性。
18.(2)本实用新型通过改变机器人爪子的形状，通过类鹰爪仿生爪钩，提高了攀爬时的速度，降低了控制算法的复杂性，减少了传感器的数量，在采样过程中最大限度的避免对树木的损失，并且区别于其他林业工作相关机器人，该装置是一款自由度更高，适应性更强，能应对复杂树木结构的林学科研用途机器人。
附图说明
19.图1为本实用新型的整体结构俯视示意图；
20.图2为本实用新型的部分结构示意图；
21.图3为本实用新型的手爪组件示意图；
22.图4为本实用新型的顶盖上夹板示意图；
23.图5为本实用新型的顶盖板示意图；
24.图6为本实用新型的顶盖下夹板示意图；
25.图中标号说明：1、固定板；101、安装板；2、舵机a；3、短u支架a；4、短u支架b；5、长u支架；501、舵机b；6、小臂下钣金件；7、手爪组件；701、小臂底板；702、上转轴板；703、顶盖上夹板；704、顶盖下夹板；705、顶盖板；706、l形板；707、连接板；708、爪钩。
具体实施方式
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例1：
30.请参阅图1
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2，一种具有攀爬功能的林业采样机器人，包括呈上下对称设置的两个固定板1，固定板1四角处均设有安装板101，上下两个安装板101之间均设有舵机a2，舵机a2外侧设有短u支架a3，短u支架a3与安装板101转动连接，短u支架a3外侧转动连接有短u支架b4，短u支架b4外侧转动连接有长u支架5，长u支架5外侧端部转动连接有小臂下钣金件6，小臂下钣金件6下部设有手爪组件7。
31.长u支架5内部左右对称安装有两个舵机b501。
32.本实用新型通过遥控方式控制机器人，图传实时监控，机械臂完成采样工作，通过改变足部形状，加入易拆卸电池模块，使其更适应林木攀爬，使用时，使用者直接将其放置在目标树干上，使其不需要在地面上行走，减少了不必要的结构，通过将机器人进行模块化设计，降低其设计使用的复杂性，同时提高对林场复杂环境的适应性。
33.实施例2：
34.请参阅图2
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6，结合实施例1的基础有所不同之处在于：手爪组件7包括与小臂下钣金件6转动连接的小臂底板701，小臂底板701底面左右对称设有两个上转轴板702，两个上转轴板702通过螺栓连接固定。
35.两个上转轴板702底面转动连接有顶盖上夹板703，顶盖上夹板703下部设有顶盖板705，顶盖板705下部顶盖下夹板704，顶盖上夹板703与顶盖下夹板704通过螺栓连接固定。
36.顶盖板705下部呈环形等间距设有三个l形板706，l形板706两侧对称设有两个连接板707，l形板706下部设有爪钩708，连接板707上部通过螺栓与顶盖板705连接固定，连接板707下部通过螺栓与爪钩708连接固定。
37.本实用新型通过改变机器人爪子的形状，通过类鹰爪仿生爪钩708，提高了攀爬时的速度，降低了控制算法的复杂性，减少了传感器的数量，在采样过程中最大限度的避免对树木的损失，并且区别于其他林业工作相关机器人，该装置是一款自由度更高，适应性更强，能应对复杂树木结构的林学科研用途机器人。
38.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。