一種爬樹機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種爬樹機器人，包括控制系統(tǒng)和多個首尾相互轉(zhuǎn)動連接成開環(huán)支撐架的支撐關(guān)節(jié)，分別位于所述開環(huán)支撐架的兩端的所述支撐關(guān)節(jié)懸空的一端相互可拆卸連接，每個所述支撐關(guān)節(jié)上設(shè)置有兩組相互對稱的動力組件，所述動力組件包括連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的支架以及安裝在所述支架上的爬行輪和爬行電機，所述爬行電機和所述爬行輪傳動連接，所述爬行輪所在的平面和對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)之間的夾角呈銳角，所述爬行電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。使用時爬行輪的行進方向和樹干的軸向之間成一定角度傾斜，爬行輪和樹干之間不易打滑，爬行速度也相對較快，樹木養(yǎng)護效率相對較高、不會破壞樹皮且負載相對較大。
【專利說明】
一種爬樹機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種機器人，尤其是一種爬樹機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]樹木種植以后，經(jīng)常性的養(yǎng)護管理是十分重要的，如對樹木就行除害整形等。傳統(tǒng)的樹木養(yǎng)護管理工作通常是通過人工進行的，費時費力，且養(yǎng)護效率相對較低。
[0003]為此，部分樹木養(yǎng)護管理單位使用爬樹機器人來代替人工對樹木進行養(yǎng)護管理，但是現(xiàn)有的爬樹機器人一般是采用尖爪嵌入樹干內(nèi)的方式進行爬行，這種爬行方式會對破壞樹皮，不利于樹木的生產(chǎn)，且爬行速度較為緩慢，養(yǎng)護效率相對較低。
[0004]中國發(fā)明專利申請ZL201210041466.7公開了一種多種形狀截面爬桿機器人，該機器人由機架與安裝在機架上的一組爬升驅(qū)動組件構(gòu)成;機架由機架主體、機架封閉邊、封閉邊轉(zhuǎn)軸和插銷組成，形成一個可開口的圓柱環(huán);爬升驅(qū)動組件支架由緊定螺釘固定在機架上，浮動桿支架、絲桿、同步帶傳動和絲桿驅(qū)動電機裝在爬升驅(qū)動組件支架上，絲桿驅(qū)動電機通過同步帶傳動帶動絲桿轉(zhuǎn)動，浮動桿支架可沿徑向移動；用銷軸將浮動桿裝在浮動桿支架上，用驅(qū)動輪轉(zhuǎn)軸將驅(qū)動輪裝在浮動桿上，驅(qū)動輪由步進電機驅(qū)動。該機器人雖然不會破壞樹皮，但由于其使用時驅(qū)動輪和樹干的軸向平行，在重力和負載的作用下，驅(qū)動輪和樹干之間容易打滑，能加裝的養(yǎng)護工具相對較少；此外，該機器人適用的樹干的直徑是固定的，難以根據(jù)樹徑的大小進行調(diào)整，適用范圍較小。
[0005]有鑒于此，本
【申請人】對爬樹機器人的結(jié)構(gòu)進行了深入的研究，遂有本案產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種樹木養(yǎng)護效率相對較高、不會破壞樹皮且負載相對較大的爬樹機器人。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種爬樹機器人，包括控制系統(tǒng)和多個首尾相互轉(zhuǎn)動連接成開環(huán)支撐架的支撐關(guān)節(jié)，分別位于所述開環(huán)支撐架的兩端的所述支撐關(guān)節(jié)懸空的一端相互可拆卸連接，每個所述支撐關(guān)節(jié)上設(shè)置有兩組相互對稱的動力組件，所述動力組件包括連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的支架以及安裝在所述支架上的爬行輪和爬行電機，所述爬行電機和所述爬行輪傳動連接，所述爬行輪所在的平面和對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)之間的夾角呈銳角，所述爬行電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。
[0009]采用上述技術(shù)方案，由于爬行輪所在的平面和對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)之間的夾角呈銳角，使用時爬行輪的行進方向和樹干的軸向之間成一定角度傾斜，爬行輪和樹干之間不易打滑，爬行速度也相對較快，樹木養(yǎng)護效率相對較高、不會破壞樹皮且負載相對較大。
[0010]此外，由于開環(huán)支撐架是通過多個支撐關(guān)節(jié)首尾相互轉(zhuǎn)動連接形成的，使用時可以根據(jù)樹干的直徑調(diào)整開環(huán)支撐架的大小，適用范圍相對較大。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進，所述支架包括壓緊彈簧、連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的固定架和與所述固定架轉(zhuǎn)動連接的輪架，所述爬行輪和所述爬行電機分別安裝在所述輪架上，所述輪架具有與所述固定架轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)桿以及一端分別固定連接在所述轉(zhuǎn)桿上的拉桿和支撐桿，所述爬行輪安裝在所述支撐桿遠離所述轉(zhuǎn)桿的一端，所述壓緊彈簧的一端與所述拉桿遠離所述轉(zhuǎn)桿的一端連接，另一端與固定架連接，且所述壓緊彈簧和所述支撐桿位于所述拉桿的同一側(cè)。通過上述改進，使得爬行輪可以更好的貼緊在樹干上。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進，所述支架通過萬向鉸接接頭連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上，每個所述支撐關(guān)節(jié)上還設(shè)置有兩組用于驅(qū)動所述支架轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向組件，同一所述支撐關(guān)節(jié)上的所述轉(zhuǎn)向組件和所述支架一對一配合。通過上述改進，使用者可以根據(jù)實際使用情況調(diào)整爬行輪和樹干軸向之間的角度。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進，所述轉(zhuǎn)向組件包括轉(zhuǎn)動連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向電機、與所述轉(zhuǎn)向電機傳動連接的絲桿、與所述絲桿配合的滑塊和與所述滑塊轉(zhuǎn)動連接的連桿，所述連桿遠離所述滑塊的一端連接在所述支架上，所述轉(zhuǎn)向電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。通過上述改進，簡化了轉(zhuǎn)向組件的結(jié)構(gòu)，且不會影響動力組件的運行。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進，每個所述支撐關(guān)節(jié)上還設(shè)置有兩個一端連接在所述支撐關(guān)節(jié)上的拉簧，同一所述支撐關(guān)節(jié)上的所述拉簧和所述支架一對一配合，所述拉簧的另一端連接在對應(yīng)的所述支架上。通過上述改進，確保爬行輪轉(zhuǎn)向的過程中能夠始終貼緊在樹干上。
[0015]作為本發(fā)明的一種改進，所述開環(huán)支撐架上可拆卸連接有聲音發(fā)生裝置、農(nóng)藥噴射裝置、攝像裝置、煙霧發(fā)生裝置和電動鋸裝置中的一種或兩種以上的裝置。通過上述改進，拓展了爬樹機器人的功能。
[0016]作為本發(fā)明的一種改進，所述控制系統(tǒng)包括與手機兼容的無線通信模塊。通過上述改進，便于通過手機控制爬樹機器人，使用較為方便。
[0017]作為本發(fā)明的一種改進，所述開環(huán)支撐架的一端的所述支撐關(guān)節(jié)上開設(shè)有多個銷孔，另一端的所述支撐關(guān)節(jié)上固定設(shè)置有與所述銷孔配合的插銷。通過上述改進，便于實現(xiàn)兩個對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)的可拆卸連接。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明爬樹機器人的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中省略轉(zhuǎn)向組件和拉簧；
[0019]圖2為本發(fā)明爬樹機器人的支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明爬樹機器人的轉(zhuǎn)向組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為圖3的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]各圖中標(biāo)示對應(yīng)如下:
[0023]10-開環(huán)支撐架；11-支撐關(guān)節(jié)；
[0024]12-銷孔；13-插銷；
[0025]20-動力組件；21-支架；
[0026]22-爬行輪；23-壓緊彈簧；
[0027]24-固定架；25-輪架；
[0028]25a-轉(zhuǎn)桿；25b_ 拉桿；
[0029]25c-支撐桿；30-轉(zhuǎn)向組件；
[0030]31-轉(zhuǎn)向電機；32-絲桿；
[0031]33-滑塊；34-連桿；
[0032]40-拉簧。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0034]如圖1所示，本實施例提供的爬樹機器人，包括控制系統(tǒng)(圖中未示出)和多個首尾相互轉(zhuǎn)動連接成開環(huán)支撐架10的支撐關(guān)節(jié)11，其中，控制系統(tǒng)包括與手機兼容的無線通信模塊和與無線通訊模塊通訊連接的Arduino控制器，無線通訊模塊優(yōu)選為HC-05藍牙模塊，該藍牙模塊采用CSR主流藍牙芯片，藍牙V3.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，與目前主流的手機完全兼容，便于使用者通過手機控制爬樹機器人，使用較為方便。
[0035]支撐關(guān)節(jié)11的具體數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定，在本實施例中，支撐關(guān)節(jié)11有三個。分別位于開環(huán)支撐架10的兩端的支撐關(guān)節(jié)11懸空的一端相互可拆卸連接，具體的可拆卸連接方式可以為常規(guī)的方式，在本實施例中，開環(huán)支撐架10的一端的支撐關(guān)節(jié)11上開設(shè)有多個銷孔12，另一端的支撐關(guān)節(jié)11上固定設(shè)置有與銷孔12配合的插銷13，通過將插銷13穿插在銷孔12上實現(xiàn)兩個對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11之間的可拆卸連接。
[0036]每個支撐關(guān)節(jié)11上都設(shè)置有兩組相互對稱的動力組件20。動力組件20包括連接在對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11上的支架21以及安裝在支架21上的爬行輪22和爬行電機(圖中未示出)，爬行電機和控制系統(tǒng)中的Arduino控制器通訊連接，同時爬行電機和爬行輪22傳動連接，具體的傳動連接方式為常規(guī)的方式，如皮帶連接或鏈條連接，此處不再詳述。此外，爬行輪22所在的平面和對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11之間的夾角呈銳角，這樣使用時，爬行輪22的行進方向和樹干的軸向之間會成一定角度傾斜，整個爬行機器人撐螺旋狀在樹干上往上爬升，爬行輪22和樹干之間不易打滑，爬行速度也相對較快，有助于提高樹木養(yǎng)護效率，且負載相對較大。當(dāng)然，使用時各個爬行輪22應(yīng)相互平行。
[0037]為了確保爬行輪22在行進過程中始終貼合在樹干上，如圖2所示，在本實施例中，支架21包括壓緊彈簧23、連接在對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11上的固定架24和與固定架24轉(zhuǎn)動連接的輪架25，爬行輪22和爬行電機分別安裝在輪架22上。輪架25具有與固定架24轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)桿25a以及一端分別固定連接在轉(zhuǎn)桿25a上的拉桿25b和支撐桿25c，爬行輪22安裝在支撐桿25c遠離轉(zhuǎn)桿25a的一端，爬行電機在輪架22上的具體安裝位置可以根據(jù)實際需要確定。
[0038]壓緊彈簧23的一端與拉桿25b遠離轉(zhuǎn)桿25a的一端連接，另一端與固定架24連接，且壓緊彈簧23和支撐桿25c位于拉桿25b的同一側(cè)，這樣在壓緊彈簧23的作用下，爬行輪22可始終貼合在樹干上。
[0039]優(yōu)選的，在本實施例中，各支架21的固定架24分別通過萬向鉸接接頭活動連接在對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11上，每個支撐關(guān)節(jié)11上還設(shè)置有兩組用于驅(qū)動支架21轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向組件30，同一支撐關(guān)節(jié)11上的轉(zhuǎn)向組件30和支架21—對一配合。如圖3和圖4所示，轉(zhuǎn)向組件30包括機殼轉(zhuǎn)動連接在對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11上的轉(zhuǎn)向電機31、與轉(zhuǎn)向電機31傳動連接的絲桿32、與絲桿32配合的滑塊33和與滑塊33轉(zhuǎn)動連接的連桿34，轉(zhuǎn)向電機31也和控制系統(tǒng)中的Arduino控制器通訊連接，滑塊33上固定連接有與絲桿32配合的絲桿螺母，連桿34遠離滑塊33的一端連接在支架21的固定架24上。這樣絲桿32轉(zhuǎn)動后滑塊33可沿著絲桿32的長度方向滑動，然后通過連桿帶動支架21的固定架24擺動，使得爬行輪22轉(zhuǎn)向，進而使得爬行輪22相對于對應(yīng)的支撐關(guān)節(jié)11的角度產(chǎn)生變化。
[0040]為了確保爬行輪22在轉(zhuǎn)向的過程中也能始終貼緊在樹干上，在本實施例中，每個支撐關(guān)節(jié)11上還設(shè)置有兩個一端連接在支撐關(guān)節(jié)11上的拉簧40，同一支撐關(guān)節(jié)11上的拉簧40和支架21—對一配合，拉簧40未與支撐關(guān)節(jié)11連接的的另一端連接在對應(yīng)的支架21的固定架24上。
[0041]此外，在本實施例中，開環(huán)支撐架10上可拆卸連接有聲音發(fā)生裝置、農(nóng)藥噴射裝置、攝像裝置、煙霧發(fā)生裝置和電動鋸裝置中的一種或兩種以上的裝置(圖中未示出)。聲音發(fā)生裝置可發(fā)出高頻聲音，用于驅(qū)離鳥類;農(nóng)藥噴射裝置可噴射農(nóng)藥，用于殺滅樹木上的害蟲;攝像裝置可拍攝視頻，便于使用者觀察樹上的情況;煙霧發(fā)生裝置可發(fā)出煙霧，也是用于殺滅樹木上的害蟲;電動鋸裝置可用于剪除樹木上多余的枝體。
[0042]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明做了詳細的說明，但是本發(fā)明的實施方式并不僅限于上述實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可以對本發(fā)明做出各種變形，如將上述實施例中的轉(zhuǎn)向電機31和絲桿32變更為電動推桿等，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種爬樹機器人，其特征在于，包括控制系統(tǒng)和多個首尾相互轉(zhuǎn)動連接成開環(huán)支撐架的支撐關(guān)節(jié)，分別位于所述開環(huán)支撐架的兩端的所述支撐關(guān)節(jié)懸空的一端相互可拆卸連接，每個所述支撐關(guān)節(jié)上設(shè)置有兩組相互對稱的動力組件，所述動力組件包括連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的支架以及安裝在所述支架上的爬行輪和爬行電機，所述爬行電機和所述爬行輪傳動連接，所述爬行輪所在的平面和對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)之間的夾角呈銳角，所述爬行電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。2.如權(quán)利要求1所述的爬樹機器人，其特征在于，所述支架包括壓緊彈簧、連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的固定架和與所述固定架轉(zhuǎn)動連接的輪架，所述爬行輪和所述爬行電機分別安裝在所述輪架上，所述輪架具有與所述固定架轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)桿以及一端分別固定連接在所述轉(zhuǎn)桿上的拉桿和支撐桿，所述爬行輪安裝在所述支撐桿遠離所述轉(zhuǎn)桿的一端，所述壓緊彈簧的一端與所述拉桿遠離所述轉(zhuǎn)桿的一端連接，另一端與固定架連接，且所述壓緊彈簧和所述支撐桿位于所述拉桿的同一側(cè)。3.如權(quán)利要求1或2所述的爬樹機器人，其特征在于，所述支架通過萬向鉸接接頭連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上，每個所述支撐關(guān)節(jié)上還設(shè)置有兩組用于驅(qū)動所述支架轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向組件，同一所述支撐關(guān)節(jié)上的所述轉(zhuǎn)向組件和所述支架一對一配合。4.如權(quán)利要求3所述的爬樹機器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向組件包括轉(zhuǎn)動連接在對應(yīng)的所述支撐關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)向電機、與所述轉(zhuǎn)向電機傳動連接的絲桿、與所述絲桿配合的滑塊和與所述滑塊轉(zhuǎn)動連接的連桿，所述連桿遠離所述滑塊的一端連接在所述支架上，所述轉(zhuǎn)向電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。5.如權(quán)利要求4所述的爬樹機器人，其特征在于，每個所述支撐關(guān)節(jié)上還設(shè)置有兩個一端連接在所述支撐關(guān)節(jié)上的拉簧，同一所述支撐關(guān)節(jié)上的所述拉簧和所述支架一對一配合，所述拉簧的另一端連接在對應(yīng)的所述支架上。6.如權(quán)利要求1、2、4或5所述的爬樹機器人，其特征在于，所述開環(huán)支撐架上可拆卸連接有聲音發(fā)生裝置、農(nóng)藥噴射裝置、攝像裝置、煙霧發(fā)生裝置和電動鋸裝置中的一種或兩種以上的裝置。7.如權(quán)利要求1、2、4或5所述的爬樹機器人，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括與手機兼容的無線通信模塊。8.如權(quán)利要求1、2、4或5所述的爬樹機器人，其特征在于，所述開環(huán)支撐架的一端的所述支撐關(guān)節(jié)上開設(shè)有多個銷孔，另一端的所述支撐關(guān)節(jié)上固定設(shè)置有與所述銷孔配合的插銷。
【文檔編號】B62D57/024GK105947008SQ201610319519
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】唐厝, 黃欣, 楊利
【申請人】福建省泉州市第七中學(xué)