一种种植机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种种植机器人，该种植机器人采用X/Y/Z三轴运动结构，在Z轴底端设置有种植装置，通过X/Y/Z三个方向的运动可以确保种植装置能够达到种植区域的每个位置进行作业。所述种植装置包括种仓、吸种机构和播种机构，通过吸种机构能够实现自动吸种，使种子进入种仓；通过播种机构可以实现播种种植。

A kind of planting robot

The utility model discloses a planting robot. The planting robot adopts a X/Y/Z three axis motion structure and a planting device at the bottom end of the Z axis. Through the movement of the three directions of the X/Y/Z, the planting device can ensure that the planting device can work at every position of the planting area. The planting device includes a storehouse, a seed sucking mechanism and a sowing mechanism, which can automatically suck seed through a seed sucking mechanism and make the seed into the seed silo, and the seeding and planting can be realized through the sowing mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种种植机器人
本技术属于农业种植机器人
，具体涉及一种种植机器人。
技术介绍
随着人们生活品质的日益提高，越来越多的人会选择在自家的阳台或者庭院中种植花草或瓜果蔬菜，不仅起到了观赏、食用的作用，还能够净化室内空气。闲来无事料理一下心爱的花草确实是一件惬意的事情。但是，总有一些人会陷入“种什么死什么”的魔咒之中，只能看着心爱的盆栽慢慢枯萎。还有一些年轻人，由于平时工作繁忙或者经常出差，常常疏于对植物的打理。因此，国内外便出现了像智能花盆、智能养花助手这样的种植利器，例如：瑞士的KoubachiWi-FiPlantSensor，外形与高尔夫球杆的球头相似，只要将“杆身”插入花盆的土中，传感器就能自动检测和监控土壤中的空气、湿度、养分等指标，然后通过WiFi信号将数据传输到使用者的手机上。法国的ParrotFlowerPower，该设备装有4枚传感器，可以根据土壤电导率、植物暴晒时间、土壤温度、土壤中的介电常数等指标分别对土壤肥力水平、光照条件、环境温度、土壤湿度进行监测，并能每15分钟向移动设备APP传送一次数据。配套APP会基于一个包含6000多种植物生长数据的数据库对实时数据进行自动分析，能为植物选取最佳的养护方案，并提醒以及告知用户该如何照料植物，比如是否需要施肥或者是否浇了太多水等。美国的SmartHerbGarden每天会自动将适量的水导入泥土中，并利用顶部的LED灯为植物提供适当的光照，保证植物茁壮成长。此外，该设备还使用了含有纳米技术的载体土壤，能够使氧气、水分、养分更加均衡地供给植物。除了底盘上的塑料浮标可以显示出水箱水量，在水量不足时，智能灯座会不断闪烁来提醒加水。在国内也出现了类似的智能养花装置，包括花卉培养器和用于提供营养液的浇灌器，还包括用于协助用户养花的智能控制系统，能实现对所养花卉的远程浇灌，在增加生活乐趣的同时，为人们的养花提供方便，解除养花人的烦恼，提高花卉的成活率。但是，目前付诸于报道的种植利器仅仅是环境监测或者充当种植专家的角色，无法实现自动播种、种植等功能，且大多只适用于单盆植物的栽培，不能大面积种植。而本申请所提出的种植机器人，是基于笛卡尔坐标系统建立的基本框架，其集自动吸种、播种、环境监测于一体；种植面积由基本框架中X/Y/Z轴导轨的结构尺寸决定，因此机器人外形尺寸较为灵活，可以根据种植空间的实际情况进行定制，具有较大的空间延伸性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种种植机器人。本技术是通过以下技术方案实现的：一种种植机器人，该种植机器人采用X/Y/Z三轴运动结构，包括两条相互平行的底部滑轨、两个立柱、一个横梁和一个竖直滑轨；底部滑轨上设置有滑块，两个立柱底端固定安装在两条底部滑轨的滑块上，实现立柱沿Y方向的直线运动；横梁水平安装在两个立柱上，横梁上设置有水平滑轨，所述竖直滑轨通过十字滑块设置在横梁的水平滑轨上，竖直滑轨可以实现沿X和Z轴方向的直线运动；在竖直滑轨的底端设置有种植装置，通过X/Y/Z三个方向的运动可以确保种植装置能够达到种植区域的每个位置进行作业；所述种植装置包括种仓、吸种机构和播种机构；吸种机构由吸种电机、叶轮、隔离网、吸种电机安装腔和吸种管组成，在种仓的顶部设置吸种电机安装腔，吸种电机安装腔和种仓之间设置隔离网，通过隔离网防止种子进入吸种电机安装腔，在吸种电机安装腔内设置吸种电机，吸种电机的输出轴连接叶轮，且在吸种电机安装腔的顶盖上开设有排气孔，所述吸种管与种仓相连通；播种机构由播种管、外接触件、顶杆、弹簧和内接触件组成，播种管顶端与种仓下口连通，内接触件设置在种仓下口的内部，所述顶杆竖直滑动贯穿安装在种仓底部，顶杆的顶端与内接触件连接，顶杆的底端与外接触件连接，所述弹簧套设在顶杆上，弹簧的顶端接触种仓底面，弹簧的底端被限位在顶杆的弹簧安装凸台上，通过弹簧为内接触件提供向下的恢复力，以保证内接触件能够封闭种仓下口。在上述技术方案中，所述底部滑轨与其滑块之间可以采用皮带式直线导轨滑块结构，或者采用丝杠传动滑块结构，其由第一步进电机驱动；所述横梁和十字滑块之间可以采用皮带式直线导轨滑块结构，或者采用丝杠传动滑块结构，其由第二步进电机驱动；所述竖直滑轨和十字滑块之间可以采用皮带式直线导轨滑块结构，或者采用丝杠传动滑块结构，其由第三步进电机驱动。在上述技术方案中，吸种管底部外接胶管，以便插入种子袋中进行吸种。在上述技术方案中，所述种仓是空心倒锥体，内接触件为锥体，其锥面朝上设置。在上述技术方案中，在播种管上设置有用于限制外接触件上升位置的可调式定位组件，可调式定位组件包括定位螺栓和连接块，连接块固定在播种管管壁上，定位螺栓通过螺纹竖直设置在连接块中，通过调节定位螺栓旋入连接块的深度，从而调节外接触件顶面与定位螺栓底端之间的距离大小，实现对外接触件上升位置的限位调节，从而实现播种量的定量调节。在上述技术方案中，在播种机构的播种管内设置有吹气嘴，吹气嘴出气口指向播种管的下口，吹气嘴的进气口通过软管连接外部的气源，并在气路上设置电控气阀；工作时，每当播种管插入到土壤然后提升后，开启电控气阀，使气路导通，对播种管下口进行吹气，吹除播种管内土体，从而防止土体堵塞播种管的下口。在上述技术方案中，种植机器人还搭载光照度检测传感器、温湿度检测传感器、二氧化碳检测传感器、图像采集模块，将光照度检测传感器、温湿度检测传感器、二氧化碳检测传感器、图像采集模块与控制系统的微处理器连接。种植机器人的使用方法如下：将吸种管插入种子中，开启吸种电动机，吸种电动机高速旋转驱动叶轮旋转，叶轮的叶片不断对空气做功，使吸种电机安装腔和种仓内形成瞬时真空，使种子在负压作用下通过吸种管吸入种仓；通过X/Y/Z三个方向的运动使种植装置能够达到种植区域的每个位置进行作业，工作时，在种植装置下降过程中，播种管先插入到土壤中，进而外接触件会接触到土壤表面，随着继续下降，外接触件会推动顶杆克服弹簧力向上运动，进而将内接触件顶开到一定的高度，此时，由于种仓是倒锥体，内接触件向上顶开后会与种仓内壁产生一定量的环形空隙，种仓内的种子便可以通过这一环形空隙落入到播种管中，使种子沿播种管进入土壤中；完成播种后，种植装置上升，当外接触件脱离土壤表面时，依靠弹簧力使得内接触件复位，这样就实现了种仓与播种管的隔离，而且整个过程是先关闭种仓然后播种管再完全脱离土壤，可以有效避免种子的泄露。本技术的优点和有益效果为：1、种植机器人采用基于笛卡尔坐标系统建立的X/Y/Z三轴运动结构，在Z轴底端设置有种植装置，通过X/Y/Z三个方向的运动可以确保种植装置能够达到种植区域的每个位置进行作业。种植面积由基本框架中X/Y/Z轴导轨的结构尺寸决定，因此机器人外形尺寸较为灵活，可以根据种植空间的实际情况进行定制，具有较大的空间延伸性。2、种植装置包括吸种机构，通过吸种机构能够实现自动吸种，使种子进入种仓。3、种植装置包括播种机构，通过播种机构可以实现播种种植，在种植装置下降过程中，播种管先插入到土壤中，进而外接触件会接触到土壤表面，随着继续下降，外接触件会推动顶杆克服弹簧力向上运动，进而将内接触件顶开到一定的高度，此时，由于种仓是倒锥体，内接触件向上顶开后会与种仓内壁产生一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种种植机器人，其特征在于：该种植机器人采用X/Y/Z三轴运动结构，包括两条相互平行的底部滑轨、两个立柱、一个横梁和一个竖直滑轨，底部滑轨上设置有滑块，两个立柱底端固定安装在两条底部滑轨的滑块上，实现立柱沿Y方向的直线运动；横梁水平安装在两个立柱上，横梁上设置有水平滑轨，所述竖直滑轨通过十字滑块设置在横梁的水平滑轨上，实现竖直滑轨沿X和Z轴方向的直线运动；在竖直滑轨的底端设置有种植装置，所述种植装置包括种仓、吸种机构和播种机构；吸种机构由吸种电机、叶轮、隔离网、吸种电机安装腔和吸种管组成，在种仓的顶部设置吸种电机安装腔，吸种电机安装腔和种仓之间设置隔离网，通过隔离网防止种子进入吸种电机安装腔，在吸种电机安装腔内设置吸种电机，吸种电机的输出轴连接叶轮，且在吸种电机安装腔的顶盖上开设有排气孔，所述吸种管与种仓相连通；播种机构由播种管、外接触件、顶杆、弹簧和内接触件组成，播种管顶端与种仓下口连通，内接触件设置在种仓下口的内部，所述顶杆竖直滑动贯穿安装在种仓底部，顶杆的顶端与内接触件连接，顶杆的底端与外接触件连接，所述弹簧套设在顶杆上，弹簧的顶端接触种仓底面，弹簧的底端被限位在顶杆的弹簧安装凸台上，通过弹簧为内接触件提供向下的恢复力，以保证内接触件能够封闭种仓下口。...

【技术特征摘要】
1.一种种植机器人，其特征在于：该种植机器人采用X/Y/Z三轴运动结构，包括两条相互平行的底部滑轨、两个立柱、一个横梁和一个竖直滑轨，底部滑轨上设置有滑块，两个立柱底端固定安装在两条底部滑轨的滑块上，实现立柱沿Y方向的直线运动；横梁水平安装在两个立柱上，横梁上设置有水平滑轨，所述竖直滑轨通过十字滑块设置在横梁的水平滑轨上，实现竖直滑轨沿X和Z轴方向的直线运动；在竖直滑轨的底端设置有种植装置，所述种植装置包括种仓、吸种机构和播种机构；吸种机构由吸种电机、叶轮、隔离网、吸种电机安装腔和吸种管组成，在种仓的顶部设置吸种电机安装腔，吸种电机安装腔和种仓之间设置隔离网，通过隔离网防止种子进入吸种电机安装腔，在吸种电机安装腔内设置吸种电机，吸种电机的输出轴连接叶轮，且在吸种电机安装腔的顶盖上开设有排气孔，所述吸种管与种仓相连通；播种机构由播种管、外接触件、顶杆、弹簧和内接触件组成，播种管顶端与种仓下口连通，内接触件设置在种仓下口的内部，所述顶杆竖直滑动贯穿安装在种仓底部，顶杆的顶端与内接触件连接，顶杆的底端与外接触件连接，所述弹簧套设在顶杆上，弹簧的顶端接触种仓底面，弹簧的底端被限位在顶杆的弹簧安装凸台上，通过弹簧为内接触件提供向下的恢复力，以保证内接触件能够封闭种仓...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋欣，刘超帅，徐景磊，陈宇扬，杨磊，
申请(专利权)人：天津农学院，
类型：新型
国别省市：天津,12