一种机械化抓取式联排自主植苗机器人的制作方法

1.本实用新型涉及植苗机器人领域，具体是一种机械化抓取式联排自主植苗机器人。


背景技术：

2.20世纪以来随着世界人口数量急剧增长，以及人类各种不合理的垦荒活动和全球变暖趋势的加强，世界各国正面临日益严峻的土地荒漠化挑战，以中国为例，在960万平方公里的国土面积中，荒漠化面积占到了27.4％，并且据统计，自20世纪70年代以来土地沙化面积扩大速度，达到每年2460平方公里。同时，荒漠化造成了严重的社会和环境问题，包括可耕地减少、沙尘暴活动频繁、土地整体涵养水源能力下降导致的年降水量逐年减少等等，严重恶化了人类的生存环境。
3.栽植适宜当地降水和地下水环境的耐旱树种是有效遏制荒漠化加剧形势、应对全球荒漠化的一个重要举措。但从世界范围来看，此项工作开展的最大难题不是没有树苗，或没有决心、资金，而是没有一种能够高效、规模化、自动化开展植树作业的适用机械。
4.目前关于沙漠植树的相关方式主要分为三种：
5.第一种是最为普遍的人工植树，但树苗的储存与运输、挖土、栽苗、培养都消耗了大量人力且作业效率低、劳动强度大、并且作业质量无法保证。其次是半机械化种植，就是机械化钻孔，然后人工放条，但是效率较低，人力消耗仍然较大。最后是目前华为推出的植树机器人，他的优点在于结合了5g技术，实现了路径规划，但其实仅仅是挖坑，后续植树仍然需要人来完成。因此现有沙漠植树方式并不能实现自动化，并不智能，依然需要消耗人力辅助来进行植树，不利于沙漠环境的改善。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种机械化抓取式联排自主植苗机器人，它集钻孔、送苗、取苗栽种、覆土功能于一体，能自动挖坑栽种后填坑，不需要耗费人力辅助种植，实现智能的自动化植树，减少劳动强度，提高种植效率，有益于沙漠环境的改善。
7.本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
8.一种机械化抓取式联排自主植苗机器人，包括机身，所述机身一端设有能竖直运动的钻杆，所述钻杆由电机驱动转动，所述机身上设有与钻杆相对应的夹苗机械手，所述夹苗机械手能沿机身的长度、高度方向位移以及上下转动，所述机身外侧设有送苗装置，所述机身底部设有履带式行走装置，所述机身底部设有与钻杆相对应的覆土装置。
9.进一步的，所述覆土装置包括与钻杆相对应的拨土机械爪，所述机身远离钻杆的一端设有能沿机身高度方向升降的压土踏板，所述压土踏板与拨土机械爪相对应。
10.进一步的，所述送苗装置包括设置在机身外侧的放置斗，所述机身外侧对应放置斗的位置设有推杆，所述机身上且位于钻杆与夹苗机械手之间的位置设有升降台，所述推杆能沿机身的长度方向位移，所述升降台与放置斗之间设有传送带。
11.进一步的，所述机身底部设有水箱，所述水箱上通过气泵连接有浇水管，所述浇水管的出水端与压土踏板对应。
12.进一步的，所述机身靠近钻杆的一端设有摄像头、超声波模块。
13.进一步的，所述机身上设有多个太阳能板。
14.进一步的，多个所述太阳能板均由电机驱动转动，所述太阳能板上设有光敏传感器。
15.进一步的，所述放置斗上设有数量检测传感器。
16.进一步的，所述钻杆对称设有两个，均由电机联动驱动，与所述钻杆对应的覆土装置、送苗装置也分别对称设有两个。
17.对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
18.运行过程中，钻杆转动向下运动钻出坑洞，送苗装置将树苗运送到与夹苗机械手对应的位置，由夹苗机械手夹持取苗后向下转动，使树苗根部朝向先前钻好的坑洞，然后夹苗机械手下行将树苗插入坑洞内，之后覆土装置向坑洞内填土，将树苗固定在坑洞内，完成树苗的种植，能够实现树苗的自动挖坑种植后填土固定，使得植树流程更加智能，更加自动化，无需人工辅助参与，大大降低劳动强度，提高种植效率，有利于改善沙漠环境，促进生态修复。
附图说明
19.附图1是本实用新型的结构示意图。
20.附图2是本实用新型的结构示意图。
21.附图3是本实用新型的结构示意图。
22.附图中所示标号：
23.1、机身；2、钻杆；3、夹苗机械手；4、履带式行走装置；5、拨土机械爪； 6、压土踏板；7、放置斗；8、推杆；9、升降台；10、传送带；11、太阳能板。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
25.本实用新型所述是一种机械化抓取式联排自主植苗机器人，主体结构包括机身1，所述机身1一端设有能竖直运动的钻杆2，如附图所示，通过啮合的齿轮齿条机构来实现钻杆2的竖直运动，这是现有技术中常见的实现方案，是本领域技术人员能够轻易获得的，且并不局限于这一种方案，所述钻杆2由电机驱动转动，通过齿轮齿条机构带动旋转的钻杆2下移来在沙地上钻出栽种用的坑洞，以便后续的栽种工序能够顺利进行，所述机身1上设有与钻杆2相对应的夹苗机械手3，夹苗机械手3能够由电机丝杠驱动打开和闭合，属于现有技术的常见结构，在此不做赘述，夹苗机械手3为上下开合，开口水平且朝向钻杆2，所述夹苗机械手3能沿机身1的长度、高度方向位移以及上下转动，通过竖直的电机丝杠来驱动夹苗机械手3沿机身1的高度方向位移，通过啮合的齿轮齿条机构来驱动夹苗机械手3沿机身1的
长度方向位移，通过蜗轮蜗杆机构来驱动夹苗机械手3上下转动，夹苗机械手3设置在蜗轮上，蜗杆转动即可通过蜗轮带动夹苗机械手3上下转动，均由电机驱动，且不局限于本专利所述的这一种方案，具体结构组成从附图以及现有技术中能够轻易获得，在此不做赘述，使夹苗机械手3能位移靠近送苗装置后夹取树苗，然后移动到坑洞上方，向下转动90度后下降高度来将树苗插入坑洞内；
26.所述机身1外侧设有送苗装置，所述送苗装置包括设置在机身1外侧的侧l形的放置斗7，放置斗7上放置多个树苗，多个树苗的根部朝向钻杆2，所述机身1 外侧对应放置斗7的位置设有推杆8，所述机身1上且位于钻杆2与夹苗机械手3之间的位置设有升降台9，升降台9通过竖直设置的电机丝杠实现升降，所述推杆8 能通过水平设置的电机丝杠装置沿机身1的长度方向位移，所述升降台9与放置斗7之间设有传送带10，推杆8沿机身的长度方向位移将放置斗7上的单个树苗推到传送带10上，经过传送带10运送到升降台9上，升降台9带动树苗升起一定高度，使树苗与夹苗机械手3的高度相对应，以便夹苗机械手3夹取，实现送苗功能；
27.所述机身1底部设有履带式行走装置4，能够适应复杂的地形，保证机身1行进的稳定性，所述机身1底部设有与钻杆2相对应的覆土装置，所述覆土装置包括与钻杆2相对应的拨土机械爪5，拨土机械爪5通过伸缩气缸来控制夹爪的开合，属于现有技术的常见结构，在此不做赘述，拨土机械爪5在初始为张开状态，树苗插入坑洞后，伸缩气缸控制拨土机械爪5闭合来将坑洞附近的土壤拨入坑洞内填满坑洞，所述机身1远离钻杆2的一端设有能沿机身1高度方向升降的压土踏板6，压土踏板6也是通过伸缩气缸实现升降，所述压土踏板6与拨土机械爪5的位置前后相对应，在拨土机械爪5将土壤填满坑洞后，压土踏板6下移来将树苗周围的土壤压实，从而实现树苗的栽种稳固，避免歪斜。
28.优选的，所述机身1底部设有水箱，所述水箱上通过气泵连接有浇水管，所述浇水管的出水端与压土踏板6对应，水箱内装有营养液，能在栽种完成后直接对树苗进行浇水操作，进一步提高机器人的智能化，提高种植的自动化。
29.优选的，所述机身1靠近钻杆2的一端设有摄像头、超声波模块，通过摄像头来实时监测植苗情况，并将画面传输至后台处理器，通过超声波模块来实现避障功能。
30.优选的，所述机身1上设有多个太阳能板11，实现太阳能供电，利用自然能源，减少电力能源的消耗。
31.优选的，多个所述太阳能板11均由电机驱动转动，电机通过蜗轮蜗杆机构来驱动太阳能板11转动，太阳能板11位于蜗轮上，通过蜗杆转动来带动太阳能板11转动，所述太阳能板11上设有光敏传感器，能够自动找寻太阳光照较强的位置。
32.优选的，所述放置斗7上设有数量检测传感器，可以是重量传感器或者光敏传感器，在无重量或无遮挡后即认定为树苗用完，从而及时提醒人员补充树苗，更加智能。
33.优选的，所述钻杆2对称设有两个，均由电机通过啮合的锥齿轮和传动杆实现联动驱动，电机通过啮合的锥齿轮与两个传动杆传动连接，两个传动杆的端部由通过锥齿轮分别与两个钻杆2传动连接，与所述钻杆2对应的覆土装置、送苗装置也分别对称设有两个，实现双钻头并排植树，进一步提高种植效率，促进沙漠环境的改善。
34.使用时，将批量树苗分别放置在机身1两侧的放置斗7上，且根部均朝向钻杆2，启动机器人，钻杆2转动并下移来钻孔，两侧推杆8将单个树苗水平推动到传送带10上后运送
到升降台9上，升降台9上升到与夹苗机械手3对应高度后，夹苗机械手3向升降台9处移动，夹爪张开将两个树苗夹住，此时机身行进到夹苗机械手3位于坑洞上方的位置，控制夹苗机械手3向下转动使树苗的根部朝向坑洞，并驱动夹苗机械手3向下移动，将树苗插入坑洞内，之后夹苗机械手3松开上移复位，控制拨土机械爪5闭合多次将土壤拨到坑洞内填满，机身1继续行进到压土踏板6位于树苗正上方的位置，控制压土踏板6多次下降压动树苗周围土壤，将土壤压实，同时控制气泵启动浇水，完成一轮种植，重复上述流程进行后续树苗的种植，实现自动化、智能化的种植，无需人工辅助参与，提高种植效率。