CN209017403U - 一种用于果园除草的除草机器人 - Google Patents
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Abstract
一种用于果园除草的除草机器人，后轮（1）通过轮叉（2）与车体（4）相连，轮毂电机（3）栓接于轮叉上驱动后轮转动带动整机行走；转向电机（6）轴的末端安装有转向齿轮（51）与转向齿条（52）啮合，转向连杆（7）一端与转向齿条（52）相接，另一端与转向节（81）的转向栓孔相接，悬架机构（8）包括转向节（81）、下摆臂（82）和减震弹簧（83），滑块导轨（19）和丝杠滑台（18）固连于车体（4）的前部，其上安装升降架（10），升降架（10）上安装有转角电机（17）、转角平板（12）和平面四连杆机构（16），切割机构包括碟式割刀（11）、分禾器（13）、齿轮箱（14）、切割电机（15）。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术，具体说是具有除草翻地功能的轮式移动机器人。
背景技术
果园种植业已经成为促进农村发展和提高农民收入的重要途径，果园杂草过多过大会造成果树营养物质与水分的流失，影响了果树生长和果品质量。因此果园除草变的尤为重要，现在的除草方式主要有人工除草、机械除草和化学除草，人工除草劳动量大、效率低，还可能会耽误农时，长期化学除草不仅污染环境，还会造成果园土壤退化的问题。目前，国外现有的除草机器人多用于田间作业，部分借鉴田间除草机器人研制出的果园除草机器人保留了大结构、大功率的形式，价格高昂，且不适宜国内矮砧密植果园的作业环境；国内大部分除草机器人都只适用于在相对平坦的草坪作业，也不具有翻土功能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于果园除草的除草机器人。
本实用新型是一种用于果园除草的除草机器人，包括后轮1、前轮9，轮毂电机3、转向电机5、割草电机13和转角电机16，车体4，碟式割刀11，丝杠滑台18，后轮1通过轮叉2与车体4相连，轮毂电机3栓接于轮叉上驱动后轮转动带动整机行走；转向电机6轴的末端安装有转向齿轮51与转向齿条52啮合，转向连杆7一端与转向齿条52相接，另一端与转向节81的转向栓孔相接，转向电机6驱动转向齿轮齿条5运动带动转向连杆7实现转向；悬架机构8包括转向节81、下摆臂82和减震弹簧83，其连接着前轮9和车体4，能够保持车身稳定；滑块导轨19和丝杠滑台18固连于车体4的前部，其上安装升降架10，所述升降架10上安装有转角电机17、转角平板12和平面四连杆机构16，转角电机17驱动平面四连杆机构16带动转角平板12转动；切割机构固定在转角平板12上，包括碟式割刀11、分禾器13、齿轮箱14、切割电机15，所述切割电机15驱动旋转刀轴和齿轮系带动碟式割刀11旋转，分禾器13能够将两个割刀盘中间空隙处的杂草挤向两边；电池组20安装于车体4内部。
本实用新型的有益之处是：能够适用于矮砧密植果园栽培模式，结构紧凑，低成本，不仅能进行地面杂草割除，能调节割茬高度，也可在割除地面杂草的同时进行翻地作业；解决了目前果园人工和机械除草的局限性。动力源采用电池提供，使用成本低，节约能源，维修保养简单、省时、省事，环境污染小。
附图说明
图1是本实用新型果园除草机器人及其结构简图，图2是本实用新型转向齿轮齿条机构示意图，图3是本实用新型悬架机构示意图，图4是本实用新型转角平板旋转一定角度后的状态示意图，图5是本实用新型割茬高度调节机构示意图，图6是本实用新型碟式割刀结构示意，图7是本实用新型碟式割刀只割草时的状态示意图，图8是本实用新型碟式割刀既割草又翻地除根时的状态示意图。附图标记及名称为：1-后轮、2-轮叉、3-轮毂电机、4-车体、5-转向齿轮齿条、6-转向电机、7-转向连杆、8-悬架机构、9-前轮、10-升降架、11-碟式割刀、12-转角平板、13-分禾器、14-齿轮箱、15-切割电机、16-平面四连杆机构、17-转角电机、18-丝杠滑台、19-滑块导轨、20-电池组。
具体实施方式
如图1~图8所示，本实用新型是一种用于果园除草的除草机器人，包括后轮1、前轮9，轮毂电机3、转向电机5、割草电机13和转角电机16，车体4，碟式割刀11，丝杠滑台18，后轮1通过轮叉2与车体4相连，轮毂电机3栓接于轮叉上驱动后轮转动带动整机行走；转向电机6轴的末端安装有转向齿轮51与转向齿条52啮合，转向连杆7一端与转向齿条52相接，另一端与转向节81的转向栓孔相接，转向电机6驱动转向齿轮齿条5运动带动转向连杆7实现转向；悬架机构8包括转向节81、下摆臂82和减震弹簧83，其连接着前轮9和车体4，能够保持车身稳定；滑块导轨19和丝杠滑台18固连于车体4的前部，其上安装升降架10，所述升降架10上安装有转角电机17、转角平板12和平面四连杆机构16，转角电机17驱动平面四连杆机构16带动转角平板12转动；切割机构固定在转角平板12上，包括碟式割刀11、分禾器13、齿轮箱14、切割电机15，所述切割电机15驱动旋转刀轴和齿轮系带动碟式割刀11旋转，分禾器13能够将两个割刀盘中间空隙处的杂草挤向两边；电池组20安装于车体4内部。
如图1所示，所述后轮1为主动轮，前轮9为从动轮兼舵轮，机器人整体为三轮式结构。
如图1、图6所示，所述碟式割刀11有两个，并排安装于转角平板12下，碟式割刀11由刀片111与刀盘112组成，刀片111栓接于刀盘112上，方便拆卸更换，刀片111与刀盘112底部平面成一定夹角。
如图1、图4、图5所示，所述升降架10在丝杠滑台18的驱动下能够沿滑块导轨19上下移动，调节碟式割刀11的离地高度。
如图1所示，所述齿轮箱14中在同一直线上安装四个尺寸相同的圆柱直齿轮相互啮合，能够使两个碟式割刀11盘的中心在同一直线上且能实现同速反向旋转。
本实用新型的工作原理为：如图1~图8所示，电池组20提供了机器人行走、转向、切割的动力，机器人开始工作前，两个碟式割刀11盘处于原始状态，刀盘底面与地面平行，若只需要割除地面杂草，则转角电机17不动作，碟式割刀11保持初始状态，根据割茬高度要求，使用丝杠滑台18调节升降架10至合适位置，启动轮毂电机3驱动机器人开始除草工作；若需要在割除地面杂草的同时翻地除根，则启动动转角电机17驱动平面四连杆机构带动转角平板12旋转一定角度α，使碟式割刀11盘底面与地面成一定夹角α，此时碟式割刀11的前半部分与地面平行，进行地面杂草割除，后半部分与地面成2α夹角，进行翻地除根作业，每行除草作业完成后，转向电机6驱动转向齿轮齿条5带动转向连杆7和两个前轮9转向，可实现作业的连续进行。
本实用新型的目标为割除果园杂草和翻地除根，如图1~图8所示为本实用新型果园除草机器人及部分机构示意图，其工作过程如下：调整碟式割刀11的角度和升降架10的高度，确认其达到准确的位置后接通电源；首先，切割电机15运动驱动割刀转轴和齿轮系带动碟式割刀11旋转实施除草翻地，其次，轮毂电机3运动驱动后轮1带动整机在果树行间行走，机器人行走至每行尽头时，转向电机6接通并驱动转向齿轮齿条5带动转向连杆7和前轮9转向，达到机器人连续工作的目的。
本实用新型的有益效果是：新型果园除草机器人外形尺寸小，结构紧凑，能适用目前树冠低矮的果园栽培模式，能有效的提高果园除草效率和降低除草过程对果树的伤害；
解决现有除草机械不能同时满足清耕果园和生草果园的除草问题，并将割草和翻地除根的功能集中于一个切割器上，结构更加简洁；
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种用于果园除草的除草机器人，包括后轮（1）、前轮（9），轮毂电机（3）、转向电机（6）、切割电机（15）和转角电机（17），车体（4），碟式割刀（11），丝杠滑台（18），其特征在于后轮（1）通过轮叉（2）与车体（4）相连，轮毂电机（3）栓接于轮叉上驱动后轮转动带动整机行走；转向电机（6）轴的末端安装有转向齿轮（51）与转向齿条（52）啮合，转向连杆（7）一端与转向齿条（52）相接，另一端与转向节（81）的转向栓孔相接，转向电机（6）驱动转向齿轮齿条（5）运动带动转向连杆（7）实现转向；悬架机构（8）包括转向节（81）、下摆臂（82）和减震弹簧（83），其连接着前轮（9）和车体（4），能够保持车身稳定；滑块导轨（19）和丝杠滑台（18）固连于车体（4）的前部，其上安装升降架（10），所述升降架（10）上安装有转角电机（17）、转角平板（12）和平面四连杆机构（16），转角电机（17）驱动平面四连杆机构（16）带动转角平板（12）转动；切割机构固定在转角平板（12）上，包括碟式割刀（11）、分禾器（13）、齿轮箱（14）、切割电机（15），所述切割电机（15）驱动旋转刀轴和齿轮系带动碟式割刀（11）旋转，分禾器（13）能够将两个割刀盘中间空隙处的杂草挤向两边；电池组（20）安装于车体（4）内部。
2.根据权利要求1所述的用于果园除草的除草机器人，其特征在于：所述后轮（1）为主动轮，前轮（9）为从动轮兼舵轮，机器人整体为三轮式结构。
3.根据权利要求1所述的用于果园除草的除草机器人，其特征在于：所述碟式割刀（11）有两个，并排安装于转角平板（12）下，碟式割刀（11）由刀片（111）与刀盘（112）组成，刀片（111）栓接于刀盘（112）上，方便拆卸更换，刀片（111）与刀盘（112）底部平面成一定夹角。
4.根据权利要求1所述的用于果园除草的除草机器人，其特征在于所述升降架（10）在丝杠滑台（18）的驱动下能够沿滑块导轨（19）上下移动，调节碟式割刀（11）的离地高度。
5.根据权利要求1所述的用于果园除草的除草机器人，其特征在于所述齿轮箱（14）中在同一直线上安装四个尺寸相同的圆柱直齿轮相互啮合，能够使两个碟式割刀（11）盘的中心在同一直线上且能实现同速反向旋转。
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|---|---|---|---|---|
| CN110435784A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-12 | 湖北商贸学院 | 一种全地形移动平台及其组成的机器人 |
| CN112616420A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-09 | 上海电机学院 | 一种双工位型除草机 |
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