一种多功能草坪除草机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能草坪除草机器人，包括有移动平台结构

【技术实现步骤摘要】
一种多功能草坪除草机器人


[0001]本专利技术涉及一种多功能草坪除草机器人，属于除草设备

。

技术介绍

[0002]杂草对草坪的影响极大，它们会抢占草坪的养分，影响草坪的生长，影响草坪的美观性和观赏性
。
此外，杂草的肆意生长也会导致草坪的退化和早衰，进而影响到公共环境的整体印象和市民的生活质量
。
目前，主要的除草方法包括手工除草和化学除草
。
手工除草是指人工利用简单农具进行除草，虽然可以节省时间和精力，但工作量巨大且效率极低
。
化学除草则是指利用化学物质进行大规模喷洒，虽然可以节省时间和精力，但化学除草剂的大规模喷洒可能会浪费化学物质，破坏环境平衡，抑制优势植物的生长，甚至导致环境污染和有害化学废物的产生
。
[0003]而现有的除草机器人在除杂草时，多数采用单一的除草方式，无法对杂草尽除
、
根除，且除杂草时，波及范围较大无法精确化除草
。
另外，现有的除杂草机器人由于硬件条件的限制，在路径规划上无法做到简短高效
。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种多功能草坪除草机器人，该机器人基于机器视觉技术，结合物理除草和化学除草，实现了杂草的准确识别，能够快速
、
准确
、
智能地探测出杂草的分布信息，包括杂草密度
、
种类和分布情况等，实现了智能化除草，解决了大面积化学除草的不彻底性r/>、
化学除草剂喷洒范围的扩散性以及不环保性和人工除草农具局限性及耗时耗力的问题
。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种多功能草坪除草机器人，包括有移动平台结构
、
设置于所述移动平台结构上的车架结构
、
设置于所述车架结构一侧的第一除草执行结构
、
设置于所述车架结构另一侧的第二除草执行结构以及与所述车架结构顶端相连的视觉结构；
[0006]所述移动平台结构包括有四个可独立转向
、
独立驱动的车轮立柱结构，所述车轮立柱结构包括立柱套筒
、
置于所述立柱套筒中的转向电机及减速器，所述转向电机与减速器固定连接，所述减速器连接有转向轴，所述转向轴的下端固定连接有转向大齿轮和车轮转向架，所述车轮转向架的下端连接有电机轮毂；
[0007]所述车架结构包括主框架体，所述主框架体的四周连接有侧弹簧杠和前弹簧杠，所述侧弹簧杠和前弹簧杠与所述车轮立柱结构连接；位于所述主框架体中部的两侧设置有侧边架，所述侧边架的上沿设置有齿条；
[0008]所述第一除草执行结构和第二除草执行结构包括移动架，所述移动架固定连接有齿轮电机，所述齿轮电机的输出端连接有移动齿轮，所述移动齿轮与侧边架上沿的齿条相啮合；所述电机和移动齿轮连接于移动架的一端，移动架的另一端通过第一连接轴连接有机械大臂，所述机械大臂远离所述移动架的一端通过第二连接轴连接有机械小臂；所述第一除草执行结构的机械小臂的末端安装有机械抓手；所述所述第二除草执行结构的机械小
臂的末端安装有喷头
。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，所述立柱套筒的下方固定连接有套筒下轴套，所述套筒下轴套的下方固定连接端盖，所述转向轴上端安装有推力球轴承，下端安装深沟球轴承，并通过套筒下轴套和端盖定位；所述车轮转向架与电机轮毂之间安装有弹簧
。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，所述车轮转向架的上方设置有相互啮合的转向大齿轮与编码器小齿轮，所述编码器小齿轮连接有编码器，所述套筒下轴套的一侧安装有编码器支架，所述编码器固定安装编码器支架上
。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，所述侧边架的中沿设置有侧边架滑轨，侧边架的下沿为稳固架，所述稳固架与所述主框架体内部设置的内置架固定安装
。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述移动架的下端安转一对滑轮，所述滑轮安装在侧边架滑轨中，所述滑轮与侧边架滑轨相配合
。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，所述第一连接轴和第二连接轴均连接有两相步进电机，所述两相步进电机用于驱动机械大臂
、
机械小臂旋转
。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述第一除草执行结构的机械小臂的末端安装有抓手固定架，所述抓手固定架的下方连接有连接体，所述连接体的下方固定连接有刚性基座，所述刚性基座的中心安装有直线步进电机，所述直线步进电机的输出轴连接有机械抓手，所述机械抓手与所述刚性基座相连接，机械抓手的指尖末端设置有凸纹结构
。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，所述第二除草执行结构的机械小臂的末端安装有喷头固定架，所述喷头固定架连接有喷头
。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，所述视觉结构包括安装于所述主框架体上端侧后方的侧后向靶标摄像头支架以及安装于所述主框架体上端两侧的侧向靶标摄像头支架，所述侧后向靶标摄像头支架安装有朝向所述机械抓手的侧后向靶标摄像头；所述侧向靶标摄像头支架安装有镜头方向朝下的侧向靶标摄像头，所述主框架体上端的前方安装有导航摄像头支架，所述导航摄像头支架连接有导航摄像头，所述导航摄像头的镜头方向与地面夹角呈锐角
。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述主框架体由镂空的梁结构固定而成且呈长方体结构；主框架体的上端安装有上盖板，主框架体的前端安装有前挡板，主框架体的侧端安装有侧挡板；主框架体的上方安装有控制箱和药箱，所述药箱与喷头连通，药箱用于给喷头供液；所述控制箱上方固定连接有控制箱盖板，所述控制箱盖板的正中心安装有液晶显示模块；所述控制箱置于主框架体的前部，药箱安装在主框架体的后部
。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019](1)
本专利技术使用移动平台结构进行行进，移动平台结构采用四轮独立转向
、
独立驱动的形式
。
该移动平台结构利用独立行走的四根车轮立柱机构，实现四轮独立转向，独立驱动
。
车轮立柱结构中，选用电机轮毂作为运动驱动，配备转向电机
、
减速器和编码器实现方向控制，转向机构与电机轮毂之间采用车轮支架连接，车轮支架中安装弹簧用于减震
。
该机械结构不同于传统利用悬挂
、
转向机和方向机实现转向的车体，其减轻了车身重量，简化了机械结构，并且大大减少了传动损耗，一定程度上节约了能源消耗
。
[0020](2)
本专利技术实现了多功能除草功能，本专利技术通过移动架与移动平台结构
、
机械臂的配合运动，实现对杂草目标的精准去除；其中，第一除草执行结构能通过机械抓手将株高
大，或产生耐药性杂草连根拔除，实现了对顽固杂草目标的精准拔除；第二除草执行结构能通过喷头将化学药物喷洒在杂草群落，实现了对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多功能草坪除草机器人，其特征在于，包括有移动平台结构
、
设置于所述移动平台结构上的车架结构
、
设置于所述车架结构一侧的第一除草执行结构
、
设置于所述车架结构另一侧的第二除草执行结构以及与所述车架结构顶端相连的视觉结构；所述移动平台结构包括有四个可独立转向
、
独立驱动的车轮立柱结构，所述车轮立柱结构包括立柱套筒
(1)、
置于所述立柱套筒
(1)
中的转向电机
(38)
及减速器
(39)
，所述转向电机
(38)
与减速器
(39)
固定连接，所述减速器
(39)
连接有转向轴
(4)
，所述转向轴
(4)
的下端固定连接有转向大齿轮
(5)
和车轮转向架
(6)
，所述车轮转向架
(6)
的下端连接有电机轮毂
(40)
；所述车架结构包括主框架体
(9)
，所述主框架体
(9)
的四周连接有侧弹簧杠
(10)
和前弹簧杠
(11)
，所述侧弹簧杠
(10)
和前弹簧杠
(11)
与所述车轮立柱结构连接；位于所述主框架体
(9)
中部的两侧设置有侧边架
(33)
，所述侧边架
(33)
的上沿设置有齿条
(34)
；所述第一除草执行结构和第二除草执行结构包括移动架
(16)
，所述移动架
(16)
固定连接有齿轮电机
(42)
，所述齿轮电机
(42)
的输出端连接有移动齿轮
(15)
，所述移动齿轮
(15)
与侧边架
(33)
上沿的齿条
(34)
相啮合；所述电机和移动齿轮
(15)
连接于移动架
(16)
的一端，移动架
(16)
的另一端通过第一连接轴
(43)
连接有机械大臂
(17)
，所述机械大臂
(17)
远离所述移动架
(16)
的一端通过第二连接轴
(44)
连接有机械小臂
(18)
；所述第一除草执行结构的机械小臂
(18)
的末端安装有机械抓手
(22)
；所述所述第二除草执行结构的机械小臂
(18)
的末端安装有喷头
(24)。2.
根据权利要求1所述的一种多功能草坪除草机器人，其特征在于，所述立柱套筒
(1)
的下方固定连接有套筒下轴套
(2)
，所述套筒下轴套
(2)
的下方固定连接端盖
(3)
，所述转向轴
(4)
上端安装有推力球轴承，下端安装深沟球轴承，并通过套筒下轴套
(2)
和端盖
(3)
定位；所述车轮转向架
(6)
与电机轮毂
(40)
之间安装有弹簧
。3.
根据权利要求2所述的一种多功能草坪除草机器人，其特征在于，所述车轮转向架
(6)
的上方设置有相互啮合的转向大齿轮
(5)
与编码器小齿轮
(7)
，所述编码器小齿轮
(7)
连接有编码器
(41)
，所述套筒下轴套
(2)
的一侧安装有编码器支架
(8)
，所述编码器
(41)
固定安装编码器支架
(8)
上
。4.
根据权利要求1所述的一种多功能草坪除草机器人，其特征在于，所述侧边架
(33)
的中沿设置有侧边架滑轨
(12)
，侧边架
(33)
的下沿为稳固架
(13)

【专利技术属性】
技术研发人员：化春键，孙昊冉，宋一鸣，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：