一种全自动铺设草方格机器人

1.本实用新型涉及防沙固沙技术领域，具体涉及一种全自动铺设草方格机器人。


背景技术：

2.对于工程治沙技术中的草方格沙障防风固沙技术，现已有一种科技车品，按操作总共可以分为两类：一种靠机器牵引行动，一种需要人力操控，并且这样的机器需要驾驶员有着优秀的驾驶能力才能操作。当前，替代人工的机器人愈发需要，不但可以提高工作效率，同时能够有效保障工作人员的安全。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种全自动铺设草方格机器人，为了克服现有科技车品过于笨重、功能性不强且对工作人员有一定的要求的不足，本实用新型可自动拾取并且代替铺设和后续的播种，可以大大减少人力，提高工作效率。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全自动铺设草方格机器人，包括车体、抓取机构、装填机构、送料机构、抬升机构、自适应底盘结构、三角形履带、铺料机构、压料机构和雷达定位机构，所述车体的一侧设置有装填机构，所述装填机构通过抬升机构与抓取机构相连，所述车体的下端通过自适应底盘结构连接有三角形履带，所述车体的侧壁对称设置有雷达定位机构，所述车体的另一侧设置有送料机构，所述送料机构的外侧端连接有压料机构，所述送料机构的下端设有铺料机构。
5.优选的，所述抓取机构和装填机构组合成抓取装填机构，所述抓取装填机构包括m2006电机、同步轮、涡轮、蜗杆、夹爪、丝杠，所述m2006电机的侧端连接有同步轮，所述m2006电机和所述同步轮安装在架体上，所述架体的两侧均通过涡轮连接有送料机构，所述送料机构的外侧端连接有夹爪，两个所述夹爪之间连接有蜗杆，所述蜗杆与涡轮相啮合，所述蜗杆通过抬升机构与丝杠相连；
6.所述送料机构和所述抬升机构组合成送料抬升机构，所述送料抬升机构包括上连杆、下连杆、后连杆、前连杆、同步带、滑块、导轨、减速电机，所述上连杆和所述下连杆均套接于蜗杆的外壁，所述上连杆和所述下连杆之间与减速电机相连，所述夹爪的侧壁分别铰接有后连杆和前连杆，所述前连杆与涡轮相连，所述后连杆与架体相铰接。所述车体的侧壁固定装配有滑块，所述滑块的外壁滑动卡接有导轨，所述导轨的外侧端连接轮架，所述轮架贯穿车体，所述车体的内部设有送料滚轮，所述车体的内部设有送料导槽，所述送料导槽的顶端设有阻料活塞。
7.优选的，所述自适应底盘结构包括平行连杆、轮组、减震弹簧、轴承、履带、引导轮、张紧装置和链轮，所述平行连杆与车体相连，所述平行连杆的两侧均通过张紧装置连接有动力结构，所述动力结构为m3058电机，所述动力结构的端头连接有三角形履带，所述三角形履带包括轮组，所述轮组与动力结构相连，所述轮组的外壁套接有履带，所述张紧装置与平行连杆之间设有减震弹簧。
8.优选的，所述压料机构包括压料轮，所述压料轮的侧壁转动装配有支杆，所述支杆与自适应底盘结构相铰接，所述铺料机构包括铺料板，所述铺料板的上端设有销轴，所述铺料板通过销轴与自适应底盘结构相铰接。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
10.本实用新型通过使用自适应悬挂，不仅自由度高，而且能更好的适应地形地势，在不同场景中运用自如。
11.可以自动运行或者使用图传进行远程操作。
12.通过摄像头和雷达持续监测周围环境，并将周围地形实时准确发送至云端存储以便进行后续研究。
13.升降式容纳仓，能够在有限的空间内将其利用率最大化。
14.夹取机构采用涡轮蜗杆机构，使用寿命长，适合抬升作业。
15.工作效率高，铺设草方格精度高。
附图说明
16.图1是本实用新型整体结构的轴测图；
17.图2是本实用新型整体结构的后视图；
18.图3是本实用新型整体结构的侧视图；
19.图4是本实用新型抓取装填机构的轴测图；
20.图5是本实用新型送料抬升机构的轴测图；
21.图6是本实用新型自适应底盘履带机构的轴测图；
22.图7是本实用新型铺料压料机构的轴测图。
23.图中：0101-抓取机构，0102抬升机构，0103-装填机构，0104-自适应底盘结构，0105-三角形履带，0106-雷达定位机构，0201-送料机构，0202-压料机构，0301-铺料机构，0401-m2006电机，0402-同步轮，0403-涡轮，0404-蜗杆，0405-夹爪，0406-丝杠，0407-上连杆，0408-下连杆，0409-后连杆，0410-前连杆，0411-减速电机，0501-滑块，0502-导轨，0503-送料滚轮，0504-送料导槽 ，0505-阻料活塞，0601-履带，0602-张紧装置，0603-轮组，0604-减震弹簧，0701-铺料板，0702-压料轮。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1-7，本实用新型提供一种全自动铺设草方格机器人，包括车体、抓取机构0101、装填机构0103、送料机构0201、抬升机构0102、自适应底盘结构0104、三角形履带0105、铺料机构0301、压料机构0202和雷达定位机构0106，所述车体的一侧设置有装填机构0103，所述装填机构0103通过抬升机构0102与抓取机构0101相连，所述车体的下端通过自适应底盘结构0104连接有三角形履带0105，所述车体的侧壁对称设置有雷达定位机构0106，所述车体的另一侧设置有送料机构0201，所述送料机构0201的外侧端连接有压料机
构0202，所述送料机构0201的下端设有铺料机构0301。
26.一种全自动铺设草方格机器人，包括抓取装填机构、送料抬升机构、自适应三角形履带和铺料压料机构。所述抓取装填机构包括m2006电机、同步带、涡轮蜗杆、夹爪、丝杠；所述抬升送料机构包括同步带、滑块、导轨、电机；所述自适应底盘履带机构包括平行连杆、轮组、弹簧减震、轴承、滑块、导轨、履带、张紧装置、链轮、动力结构；所述铺料压料机构包括传送导轨、滚轮、m2006电机包括四连杆、压轮、舵机；抓取装填机构分为两个模块，夹取模块、抬升模块。夹取模块中夹爪上有开孔，孔中放有凸缘轴承，通过螺栓与中间连杆固定。连杆表面覆有垫片，垫片与轴承内环接触不影响前夹爪与连杆的转动。固定夹爪平台有圆孔圆孔上放有凸缘轴承，通过螺栓与连杆固定。固定夹爪平台上有方形孔，电机支架通过榫卯与固定夹爪平台连接。电机支架上有圆孔，通过螺栓与电机固定。同步轮通过螺栓固定在电机轴。固定夹爪平台有方形孔光轴固定板通过榫卯与之固定。光轴固定板上有圆孔，凸缘轴承通过过盈配合固定在光轴固定板上。光轴穿过轴承形成旋转约束。蜗杆上有圆孔，通过螺栓固定在光轴上。平行连杆两侧板上开有圆孔，涡轮上开有圆孔，通过螺栓将涡轮固定在平行连杆上。抬升模块中上下连杆分别固定在连接铝件与连杆固定板上。固定夹爪平台上有圆孔，连接铝件通过螺栓与固定夹爪平台固定。固定夹爪平台上有方形孔，连杆固定板通过榫卯与固定夹爪平台连接。上连杆两侧开有圆孔通过螺栓与连杆固定板形成旋转约束。上连杆通过螺栓与上连杆支架形成旋转约束。下连杆上开有圆孔，通过螺栓与连接铝件形成旋转约束。下连杆上开有圆孔通过螺栓与下连杆抱轴固定。抬升送料机构分为三个结构，分别为整体框架、移动框架、分层连杆、阻料机构和送料导轨。整个抬升送料机构中铝方管由焊接固连结合，连杆结构中连接为双头轴承加紧，形成旋转约束。整体框架上有圆孔，用螺栓将导轨与之固定。移动框架主体由铝方管搭接。连杆结构中由轴承两边加紧结合形成旋转约束。在整体框架和移动框架结构上附有同步轮预留位。在整体框架上预留有电机安装孔，通过螺栓将电机与整体框架固定。分层连杆结构一部分与整体框架固定一部分与移动框架固定。阻料机构中气缸透过螺丝与框架预留孔位固定。送料导轨上有方形孔通过榫卯与铝方管固定。自适应底盘履带机构有三个模块，分别为履带轮组结构、减震结构、连杆结构。履带轮组结构中履带内部附有齿状结构与张紧轮和主动轮啮合，履带内部含有凸导槽与张紧轮和主动轮凹导槽啮合。主动轮上开有圆孔通过螺栓与电机轴固定。减震结构中电机连接板开有圆孔通过螺栓将上圆孔与弹簧减震器连接，下圆孔穿有光轴，光轴穿过抱轴形成旋转约束。连杆结构中中间杆开有圆孔，其通过螺栓与底盘支架形成旋转约束。铺料压料机构中分为送料结构、导料结构、压料结构。送料结构中滚筒上开有圆孔，通过螺栓固定在电机传动轴上。导料结构中导料板通过螺栓固定在方管上。压料结构中压料轮通过轴承和螺栓与连杆形成旋转约束。
27.所述抓取机构0101和装填机构0103组合成抓取装填机构，所述抓取装填机构包括m2006电机0104、同步轮0402、涡轮0403、蜗杆0404、夹爪0405、丝杠0406，所述m2006电机0104的侧端连接有同步轮0402，所述m2006电机0104和所述同步轮安装在架体上，所述架体的两侧均通过涡轮0403连接有送料机构0201，所述送料机构0201的外侧端连接有夹爪0405，两个所述夹爪0405之间连接有蜗杆0404，所述蜗杆0404与涡轮0403相啮合，所述蜗杆0404通过抬升机构0102与丝杠0406相连；
28.所述送料机构0201和所述抬升机构0102组合成送料抬升机构，所述送料抬升机构
包括上连杆0407、下连杆0408、后连杆0409、前连杆0410、同步带、滑块0501、导轨0502、减速电机0411，所述上连杆0407和所述下连杆0408均套接于0407蜗杆0404的外壁，所述上连杆0407和所述下连杆0408之间与减速电机0411相连，所述夹爪0405的侧壁分别铰接有后连杆0409和前连杆0410，所述前连杆0410与涡轮0403相连，所述后连杆0409与架体相铰接。所述车体的侧壁固定装配有滑块0501，所述滑块0501的外壁滑动卡接有导轨0502，所述导轨0502的外侧端连接轮架，所述轮架贯穿车体，所述车体的内部设有送料滚轮0503，所述车体的内部设有送料导槽0504，所述送料导槽0504的顶端设有阻料活塞0505。
29.所述自适应底盘结构0104包括平行连杆、轮组0603、减震弹簧0604、轴承、履带0601、引导轮、张紧装置0602和链轮，所述平行连杆与车体相连，所述平行连杆的两侧均通过张紧装置0602连接有动力结构，所述动力结构为m3508电机，所述动力结构的端头连接有三角形履带0105，所述三角形履带0105包括轮组0603，所述轮组0603与动力结构相连，所述轮组0603的外壁套接有履带0601，所述张紧装置0602与平行连杆之间设有减震弹簧0604。
30.所述压料机构0202包括压料轮0702，所述压料轮0702的侧壁转动装配有支杆，所述支杆与自适应底盘结构0104相铰接，所述铺料机构0301包括铺料板0701，所述铺料板0701的上端设有销轴，所述铺料板0701通过销轴与自适应底盘结构0104相铰接。
31.工作原理：共分为4个步骤，分别为到草卷安置地抓取填充草卷、移动至铺设地区、送料、压料。当全自动铺设草方格机器人到草卷安置地。前抓取机构由电机带动夹爪落下至合适高度时，电机带动蜗杆，蜗杆带动涡轮，涡轮带动连杆使前夹爪夹合。当草卷被夹住后电机带动夹爪抬升到合适高度时，丝杆旋转使上连杆一端下降卷草被向后运输至一定角度。此时夹爪松开草卷顺着可移动框架上的导轨滚动到框架末端。重复此状态至可移动框架上导轨被草卷填满，可移动框架上升。在上升过程中可移动框架中连杆在此过程中被带起。连杆中靠近前端连杆为二层草卷导轨。当可移动框架抬升到最大高度时。电机带动蜗杆，蜗杆带动涡轮，涡轮带动连杆使前夹爪夹合。当草卷被夹住后电机带动夹爪抬升到合适高度时，丝杆旋转使上连杆一端下降卷草被向后运输至一定角度。此时夹爪松开草卷顺着可移动框架上的导轨滚动到二层导轨末端，重复此状态至二层导轨被草卷填满。此时填充状态结束。当此机器人移动到铺设地区开始送料压料状态，此时二层气缸打开二层草料开始沿着导轨下落后，全自动铺设草方格机器人后压料轮由舵机带动连杆移动到指定位置，送料结构中滚筒转动带动草卷展开。随着机器人特定速度移动草卷被铺到铺设地区。当展开的草料移动到底盘尾端，被压料轮压倒铺设地区。重复此状态至二层卷草铺完，可移动框架由电机带动的同步轮和同步带顺着整体框架上的导轨下降。然后一层气缸打开卷草顺着一层导轨滚动到送料滚轮处，送料结构中滚筒转动带动草卷展开。随着机器人特定速度移动草卷被铺到铺设地区。当展开的草料移动到底盘尾端，被压料轮压到铺设地区。重复此状态至卷草铺设完。整个铺设过程完毕后到草卷安置地重复上述整个过程。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种全自动铺设草方格机器人，其特征在于：包括车体、抓取机构（0101）、装填机构（0103）、送料机构（0201）、抬升机构（0102）、自适应底盘结构（0104）、三角形履带（0105）、铺料机构（0301）、压料机构（0202）和雷达定位机构（0106），所述车体的一侧设置有装填机构（0103），所述装填机构（0103）通过抬升机构（0102）与抓取机构（0101）相连，所述车体的下端通过自适应底盘结构（0104）连接有三角形履带（0105），所述车体的侧壁对称设置有雷达定位机构（0106），所述车体的另一侧设置有送料机构（0201），所述送料机构（0201）的外侧端连接有压料机构（0202），所述送料机构（0201）的下端设有铺料机构（0301）。2.根据权利要求1所述的一种全自动铺设草方格机器人，其特征在于：所述抓取机构（0101）和装填机构（0103）组合成抓取装填机构，所述抓取装填机构包括m2006电机（0401）、同步轮（0402）、涡轮（0403）、蜗杆（0404）、夹爪（0405）、丝杠（0406），所述m2006电机（0401）的侧端连接有同步轮（0402），所述m2006电机（0401）和所述同步轮安装在架体上，所述架体的两侧均通过涡轮（0403）连接有送料机构（0201），所述送料机构（0201）的外侧端连接有夹爪（0405），两个所述夹爪（0405）之间连接有蜗杆（0404），所述蜗杆（0404）与涡轮（0403）相啮合，所述蜗杆（0404）通过抬升机构（0102）与丝杠（0406）相连；所述送料机构（0201）和所述抬升机构（0102）组合成送料抬升机构，所述送料抬升机构包括上连杆（0407）、下连杆（0408）、后连杆（0409）、前连杆（0410）、同步带、滑块（0501）、导轨（0502）、减速电机（0411），所述上连杆（0407）和所述下连杆（0408）均套接于蜗杆（0404）的外壁，所述上连杆（0407）和所述下连杆（0408）之间与减速电机（0411）相连，所述夹爪（0405）的侧壁分别铰接有后连杆（0409）和前连杆（0410），所述前连杆（0410）与涡轮（0403）相连，所述后连杆（0409）与架体相铰接，所述车体的侧壁固定装配有滑块（0501），所述滑块（0501）的外壁滑动卡接有导轨（0502），所述导轨（0502）的外侧端连接轮架，所述轮架贯穿车体，所述车体的内部设有送料滚轮（0503），所述车体的内部设有送料导槽（0504），所述送料导槽（0504）的顶端设有阻料活塞（0505）。3.根据权利要求1所述的一种全自动铺设草方格机器人，其特征在于：所述自适应底盘结构（0104）包括平行连杆、轮组（0603）、减震弹簧（0604）、轴承、履带（0601）、引导轮、张紧装置（0602）和链轮，所述平行连杆与车体相连，所述平行连杆的两侧均通过张紧装置（0602）连接有动力结构，所述动力结构为m3508电机，所述动力结构的端头连接有三角形履带（0105），所述三角形履带（0105）包括轮组（0603），所述轮组（0603）与动力结构相连，所述轮组（0603）的外壁套接有履带（0601），所述张紧装置（0602）与平行连杆之间设有减震弹簧（0604）。4.根据权利要求1所述的一种全自动铺设草方格机器人，其特征在于：所述压料机构（0202）包括压料轮（0702），所述压料轮（0702）的侧壁转动装配有支杆，所述支杆与自适应底盘结构（0104）相铰接，所述铺料机构（0301）包括铺料板（0701），所述铺料板（0701）的上端设有销轴，所述铺料板（0701）通过销轴与自适应底盘结构（0104）相铰接。

技术总结
本实用新型公开了一种全自动铺设草方格机器人，包括车体、抓取机构、装填机构、送料机构、抬升机构、自适应底盘结构、三角形履带、铺料机构、压料机构和雷达定位机构，所述车体的一侧设置有装填机构，所述装填机构通过抬升机构与抓取机构相连，所述车体的下端通过自适应底盘结构连接有三角形履带，本实用新型通过使用自适应悬挂，不仅自由度高，而且能更好的适应地形地势，在不同场景中运用自如，可以自动运行或者使用图传进行远程操作，通过摄像头和雷达持续监测周围环境，并将周围地形实时准确发送至云端存储以便进行后续研究。发送至云端存储以便进行后续研究。发送至云端存储以便进行后续研究。


技术研发人员：刘讴恺 李颖杰 郝威程 杨柯磊 白峭峰
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：2022.09.26
技术公布日：2023/9/1