一种基于农业种植用爬行机器人
阅读说明：本技术 一种基于农业种植用爬行机器人 (Crawling robot for agricultural planting ) 是由 王富同 杨�远 王纪元 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明属于爬行机器人技术领域,尤其是一种基于农业种植用爬行机器人,针对存在的机器人部件过多、复杂和逻辑模糊问题,现提出以下方案,包括机壳,所述机壳的一端内边卡接有后盖,所述机壳的另一端外边卡接有前透明盖；动力脚组件,所述动力脚组件设于机壳位于后盖一端两侧外壁上。本发明分为动力脚组件和转向脚组件,动力脚提供动力,利用连杆结构带动前脚同步运动,模拟狗的步态,保证了机器人的爬行稳定性,同时转向结构利用四连杆转向,转向角度可调,可利用转弯半径控制机器人的姿态,保证了机器人的不同爬行姿态实现,逻辑清晰,前后脚结构简单。(The invention belongs to the technical field of crawling robots, in particular to a crawling robot for agricultural planting, which aims at solving the problems of excessive, complex and logic fuzzy parts of the existing robot and provides the following scheme, wherein the crawling robot comprises a shell, a rear cover is clamped and connected to the inner edge of one end of the shell, and a front transparent cover is clamped and connected to the outer edge of the other end of the shell; the power foot component is arranged on the outer walls of two sides of one end of the rear cover, which is positioned on the machine shell. The robot comprises a power foot assembly and a steering foot assembly, wherein the power foot provides power, the connecting rod structure is used for driving the front foot to synchronously move, the gait of a dog is simulated, the crawling stability of the robot is ensured, meanwhile, the steering structure is used for steering by four connecting rods, the steering angle is adjustable, the posture of the robot can be controlled by the turning radius, the realization of different crawling postures of the robot is ensured, the logic is clear, and the front foot and the rear foot are simple in structure.)
技术领域
本发明涉及爬行机器人技术领域，尤其涉及一种基于农业种植用爬行机器人。
背景技术
当前，我国正处于从机械化农业向“智慧农业”变革的关键时期。随着我国农业领域加速转型升级，农业经营主体不断壮大，落实人工智能技术应用，加快农业机器人发展获得了更好的环境。
农业机器人是一种新型智能农业机械，可用于农业生产中的诸多环节。农业机器人的诞生，不仅是机器人技术发展的产物，更是农业现代化发展的必然成果。随着农业机器人广泛应用，传统的农业生产模式得以升级，现代农业得以加速变革。
如授权公开号为CN112314411A所公开的一种农业灌溉节水装置，包括爬行机器人，其包括机械腿；水箱设置在所述爬行机器人的上方，通过连接体与所述爬行机器人连接，其底部对应所述爬行机器人的机械腿的上方开设有通口。
现有的机器人在田间之间的爬行作业由于地势不平的问题，不能主动的进行路线规划，而且机器人的爬行中转向逻辑不清晰，结构过于复杂，分控每个动作的部件过多，会造成执行命令时联动过慢，不利于爬行机器人的动态运作。
发明内容
本发明提出的一种基于农业种植用爬行机器人，解决了机器人部件过多、复杂和逻辑模糊的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于农业种植用爬行机器人，包括机壳，所述机壳的一端内边卡接有后盖，所述机壳的另一端外边卡接有前透明盖；动力脚组件，所述动力脚组件设于机壳位于后盖一端两侧外壁上，所述动力脚组件用于机器人的步进作业；所述动力脚组件包括驱动电机、驱动涡轮、从动齿轮、连接轴、曲柄和动力脚，所述从动齿轮位于连接轴的中部外壁上，所述驱动电机的输出轴连接至驱动涡轮的内壁上，所述驱动涡轮的外壁啮合传动连接在从动齿轮的外壁上，所述曲柄设于连接轴的两端外壁上，且动力脚的端部通过轴连接至曲柄的底端外壁上；转向脚组件，所述转向脚组件设于机壳位于前透明盖的一端两侧外壁上，所述转向脚组件用于机器人的转向作业；所述转向脚组件包括转向电机、转向齿轮、移动齿条、转向连杆、转向节和前转向脚，所述转向齿轮的外壁啮合连接在移动齿条的底端外壁上，所述移动齿条的两端通过轴连接至转向连杆，且转向连杆的端部通过轴连接至转向节，所述前转向脚的端部转动连接至转向节的外壁上；所述前转向脚的内壁通过轴和曲柄的端部之间设有动力连杆，所述动力连杆用于传导动力至转向脚组件；播种组件，所述播种组件设于所述后盖的外壁上，且播种组件用于机器人步进时播种作业；所述播种组件包括至少一个播种箱和液箱，所述播种箱的端部设有推杆电机，且推杆电机的输出轴连接有种子推板，所述播种箱和液箱的端部均设有斜置的下料槽道，所述液箱的顶部外壁设有多个进液口，且进液口的内壁通过螺纹固定有液罐，所述液箱的前端设有与液罐数量相同的出液阀，且出液阀的端部通过管道和液罐之间相连通；电池组和主控板，所述电池组和主控板均设于机壳的内壁中部，所述主控板位于电池组的上方，且主控板用于控制动力脚组件、转向脚组件和播种组件的作业；实况探头，所述机壳的内壁设有支架，且实况探头设于支架的外壁上，所述实况探头的端部设于前透明盖的外壁上，所述实况探头用于对机器人行进作业时记录、学习；
作为本发明中进一步方案，所述支架的底端外边中部设有限位滑座，且限位滑座的底端内壁滑动连接至移动齿条的外壁上；
作为本发明中进一步方案，所述前转向脚的底端内壁通过轴连接有辅助脚，所述辅助脚的连接轴处设有辅助脚电机。
作为本发明中进一步方案，所述动力连杆的外壁中部设有连杆配合转动节，且连杆配合转动节为两个相对咬合的棘轮座，所述连杆配合转动节用于动力连杆的动力传导。
作为本发明中进一步方案，所述播种箱的顶端外边一侧通过铰链设有箱盖，所述播种箱的内壁设有一个水平设置的推动槽，且播种箱的内壁位于推动槽的上方设有多个垂直设置的进料槽道，所述进料槽道的底端和推动槽相连通。
作为本发明中进一步方案，所述种子推板呈L型结构，且种子推板的外壁滑动连接在推动槽的内壁上。
作为本发明中进一步方案，所述液罐的外壁设有控制面板，且控制面板上设有显示屏、功能按钮和启闭按钮，所述控制面板和主控板之间通过导线相连接。
作为本发明中进一步方案，所述机壳的底端外壁设有避障传感器，且避障传感器的信号端连接至主控板的外壁上，所述避障传感器用于机器人的避障行进。
作为本发明中进一步方案，所述机壳的底侧设有充电口，且充电口的内侧通过导线连接至电池组。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.本爬行机器人分为动力脚组件和转向脚组件，动力脚提供动力，利用连杆结构带动前脚同步运动，模拟狗的步态，保证了机器人的爬行稳定性，同时转向结构利用四连杆转向，转向角度可调，可利用转弯半径控制机器人的姿态，保证了机器人的不同爬行姿态实现，逻辑清晰，前后脚结构简单，四足结构使重心位置始终位于机壳的中部，便于负重，在农业种植中使用更加稳定；
2.本爬行机器人中播种组件设有多个播种箱和液箱配合，播种箱中可放置有种子、肥料，液箱可放置水或者农药等，实现了机器人爬行过程中，进行播种、施肥和施水多个步骤，提高了农业种植的机械化程度。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于农业种植用爬行机器人的实施例1中的立体结构示意图；
图2为图1的背部结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于农业种植用爬行机器人的实施例1中的机器人主体开盖结构示意图；
图4为图3的开盖俯视结构示意图；
图5为图3的开盖主视结构示意图；
图6为本发明提出的一种基于农业种植用爬行机器人的实施例1中的播种组件结构示意图；
图7为本发明提出的一种基于农业种植用爬行机器人的实施例2中的播种组件中播种箱结构示意图。
图中：1、机壳；2、后盖；3、前透明盖；4、播种箱；41、螺旋式播种箱；411、螺旋下料槽道；412、电磁阀；413、下料滑道；414、种子盘；415、内凹下料口；5、推杆电机；6、液罐；7、箱盖；8、曲柄；9、动力脚；10、动力连杆；11、连杆配合转动节；12、辅助脚电机；13、前转向脚；14、转向连杆；15、转向齿轮；16、实况探头；17、移动齿条；18、下料槽道；19、转向节；20、出液阀；21、辅助脚；22、转向电机；23、限位滑座；24、连接轴；25、从动齿轮；26、驱动涡轮；27、主控板；28、电池组；29、避障传感器；30、控制面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。
实施例1
参照图1-6：一种基于农业种植用爬行机器人，包括机壳1，机壳1的一端内边卡接有后盖2，机壳1的另一端外边卡接有前透明盖3；机壳1的底端外壁设有避障传感器29，避障传感器29采用型号为TCRT5000的基于单片机的传感器，且避障传感器29的信号端连接至主控板27的外壁上，避障传感器29用于机器人的避障行进，机壳1的底侧设有充电口，且充电口的内侧通过导线连接至电池组28；
动力脚组件，动力脚组件设于机壳1位于后盖2一端两侧外壁上，动力脚组件用于机器人的步进作业；
动力脚组件包括驱动电机、驱动涡轮26、从动齿轮25、连接轴24、曲柄8和动力脚9，从动齿轮25位于连接轴24的中部外壁上，驱动电机的输出轴连接至驱动涡轮26的内壁上，驱动涡轮26的外壁啮合传动连接在从动齿轮25的外壁上，曲柄8设于连接轴24的两端外壁上，且动力脚9的端部通过轴连接至曲柄8的底端外壁上；
转向脚组件，转向脚组件设于机壳1位于前透明盖3的一端两侧外壁上，转向脚组件用于机器人的转向作业；
转向脚组件包括转向电机22、转向齿轮15、移动齿条15、转向连杆14、转向节19和前转向脚13，转向齿轮15的外壁啮合连接在移动齿条15的底端外壁上，移动齿条15的两端通过轴连接至转向连杆14，且转向连杆14的端部通过轴连接至转向节19，前转向脚13的端部转动连接至转向节19的外壁上；支架的底端外边中部设有限位滑座23，且限位滑座23的底端内壁滑动连接至移动齿条17的外壁上；
前转向脚13的内壁通过轴和曲柄8的端部之间设有动力连杆10，动力连杆10用于传导动力至转向脚组件；动力连杆10的外壁中部设有连杆配合转动节11，且连杆配合转动节11为两个相对咬合的棘轮座，连杆配合转动节11用于动力连杆10的动力传导，前转向脚13的底端内壁通过轴连接有辅助脚21，辅助脚21的连接轴处设有辅助脚电机12，其中辅助脚21可在行进时遇到坑洼时，使机器人失重状态下，变化角度支撑侧边，保证了机器人行进稳定性；
播种组件，播种组件设于后盖2的外壁上，且播种组件用于机器人步进时播种作业；
播种组件包括至少一个播种箱4和液箱，播种箱4的端部设有推杆电机5，且推杆电机5的输出轴连接有种子推板，播种箱4和液箱的端部均设有斜置的下料槽道18，液箱的顶部外壁设有多个进液口，且进液口的内壁通过螺纹固定有液罐6，液箱的前端设有与液罐6数量相同的出液阀20，且出液阀20的端部通过管道和液罐6之间相连通；播种箱4的顶端外边一侧通过铰链设有箱盖7，播种箱4的内壁设有一个水平设置的推动槽，且播种箱4的内壁位于推动槽的上方设有多个垂直设置的进料槽道，进料槽道的底端和推动槽相连通；种子推板呈L型结构，且种子推板的外壁滑动连接在推动槽的内壁上；液罐6的外壁设有控制面板30，且控制面板30上设有显示屏、功能按钮和启闭按钮，控制面板30和主控板27之间通过导线相连接；
电池组28和主控板27，电池组28和主控板27均设于机壳1的内壁中部，主控板27位于电池组28的上方，且主控板27用于控制动力脚组件、转向脚组件和播种组件的作业；
实况探头16，机壳1的内壁设有支架，且实况探头16设于支架的外壁上，实况探头16的端部设于前透明盖3的外壁上，实况探头16用于对机器人行进作业时记录、学习，可通过学习提升了机器人对不同工作环境的适应效果。
本爬行机器人的工作原理具体如下：
第一，本机器人使用时，通过遥控器控制器行进，或者打开开关后，机器人通过实况探头16进行监测，操作人员实行监测职能，机器人自行实施播种；
第二，其中机器人的运作逻辑如下，动力通过动力脚组件提供，动力脚组件中利用驱动电机带动驱动涡轮26转动，再带动从动齿轮25及其连接的连接轴24转动，此时连接轴24的两端曲柄8带动两侧动力脚9实现异向拨动，在曲柄转动过程中，两侧动力脚9实现前后拨动作业，动力在曲柄8转动时，通过动力连杆10连接至前转向脚13，实现连杆配合，形成同侧联动步进，两侧联动交错变换；
第三，转向则通过四连杆结构实现，其中转向电机22带动移动齿条17左右平移，同时移动齿条17带动两端的转向连杆10和转向节19带动前转向脚13转动一定角度后前进，其中左右平移间距可通过调节转向角度，实现不同的转向半径；
第四，在转向过程中，动力连杆10在连杆配合转动节11位置实现动力中继，保证转向的同时动力没有间断；
第五，配合上机器人的行进，播种组件可实现间断释放种子，其中播种箱4中通过推杆电机推动位于横向导槽中的排列种子，然后L型的推板阻隔垂直槽道释放种子，回收后，种子会再下至导槽中排列，种子释放后，可利用同样原理推入颗粒状的肥料、再利用液箱中液罐6释放液体，释放物质均通过下料槽道18汇至底侧的田地中坑洞内，完成了释放种子、化肥和施水的多个步骤，可快速完成田间的释种的作业，实现种植的自动化。
实施例2
参照图1和7：一种基于农业种植用爬行机器人，本实施例中相对于实施例1，主要区别在于本实施例中，其中播种组件中的播种箱4采用螺旋式播种箱41替代，螺旋式播种箱41的箱体中部设有螺旋式的螺旋下料槽道411，其中种子螺旋式排布在槽道内侧，同时槽道的端部利用电磁阀412控制其下料量，箱体顶部设有种子盘414，种子盘414为斗体结构，其中种子盘414的下侧有内凹下料口415，用于种子的下料排布，无需推杆电机5配合推出种子，可能会挤压损伤种子，箱体的底端设有下料滑道413，用于承接种子滑至行进后侧的坑洞中实施播种作业。
本发明中，还可以在种子盘414的底侧设有压力传感器，在液箱内侧设有液位计，通过液位计对液箱内的农药或者灌溉液进行实时监测，在田间操控人员操控时，可及时被提醒去补液或补充种子。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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