一种智能树木移栽机器人

本发明涉及树木移栽机械技术领域，特别涉及一种智能树木移栽机器人。

城市绿化、园林建设等经常需要将树木移栽，传统树木移栽为人工借助一些工具 进行挖掘，这种方式容易伤害树根，影响成活率，因此在树木移栽过程中都要在树根周围保 留一定大小的土球(土球直径一般为树干直径的12～20倍，最大可达2.5 m，树干直径越大， 土球直径相对于树干直径的倍数越小；大多数土球深度在300～1 500 mm的范围；挖掘时可 根据树干的直径大小来保留土球)，再对土球进行包裹，防止运输及装卸过程中土球变得松 散、土球内水分过度流失。传统的树木移植方式是，先用铁锹或挖掘机来挖掘树木根系周围 的土壤，再对土球进行包裹，然后根据运输距离的长短选择合适的运输方式，效率低下、耗 费大量的人力物力，市场上逐渐地出现了一些树木移栽机械，如申请号为201620106939.0 的《挖树机》其结构包括主机、驾驶室上防护罩和车架，翻转滑槽焊合总成在滑槽旋转油缸 的作用下绕转轴旋转，翻转滑槽焊合总成上安装滑动支架总成，固定内环支撑安装在滑动 支架总成上，滑动支架总成在滑架行走油缸的作用下在翻转滑槽焊合总成内滑动，树铲滑 道安装在固定内环支撑、旋转内环支撑和锁紧油缸固定座上，树铲安装在树铲滑架上，树铲 滑架通过树铲升降油缸在树铲滑道内滑动，内环支撑转轴安装在固定内环支撑上，旋转内 环支撑和锁紧油缸固定座绕内环支撑转轴旋转 ；支腿能够调整长短保证移植车的稳定，在 树铲抱合树木时安装固定板能够保证树木不受损伤，但是这种机械占用空间大，在空间较 小的园林、公路上运转不够灵活。

针对上述问题，本发明提供一种智能树木移栽机器人，通过独特的结构稳定、小巧 灵活、适用性强。

本发明采取的技术方案为：一种智能树木移栽机器人，包括四个第一步进电机、四 个车轮、四个轮架、四个第二步进电机、两个钻头、两个第三步进电机、两个第一电缸、支架、 两个支柱、两个第四步进电机、两个机械臂、两个机械手、两个第五步进电机、两个半圆导 轨、挖土刀具、两个第八步进电机，其特征在于：所述支架为H形，所述四个第二步进电机分 别竖直向下固定安装在支架底部的四个角处，四个轮架分别固定安装在四个第二步进电机 的电机轴上，四个车轮分别转动安装在四个轮架上，四个第一步进电机分别固定安装在四 个轮架的侧面，其电机轴分别与四个车轮侧面中心固定安装，两个第一电缸分别竖直向下 固定安装在支架后部两侧的底面，两个第三步进电机分别竖直向下固定安装在两个第一电 缸的伸缩杆的顶部，两个钻头分别固定安装在两个第三步进电机的电机轴上，两个支柱分 别竖直固定安装在支架前部的两侧，两个半圆导轨为半圆环状，两个半圆导轨底面上分别 安装有相对应的半圆形的内齿轮，在两个半圆导轨的底面上分别设有相对应的半圆形的燕 尾槽，且燕尾槽位于内齿轮内侧，两个半圆导轨的侧面分别铰接在两个支柱侧面的中部，两 个第五步进电机分别固定安装在两个支柱中部的后面上，其电机轴分别与两个半圆导轨的 转动中心固定安装，挖土刀具安装在半圆导轨底部，两个机械臂底部分别铰接在两个支柱 顶部，两个第四步进电机分别固定安装在两个支柱顶部的后面上，其电机轴分别与两个机 械臂底部的转动中心固定安装，两个机械手底部分别铰接在两个机械臂顶部，两个第八步 进电机分别固定安装在两个机械臂顶部的侧面，其电机轴分别与两个机械手底部的转动中 心固定安装；

所述两个机械臂分别包括第一支撑臂、第二支撑臂、第二电缸，第二支撑臂底部铰接在 第一支撑臂顶部，第二电缸底部铰接在第一支撑臂中部的侧面，其伸缩杆顶部铰接在第二 支撑臂中部的侧面；

所述两个机械手分别包括两个爪、两个第三电缸、主架，两个爪底部分别铰接在主架端 部的两侧，两个第三电缸下端分别铰接在主架中部的两侧，其上端分别铰接在两个爪的中 部。

所述挖土刀具包括小齿轮、第六步进电机、L形架、第一伸缩缸、第二伸缩缸、第七 步进电机、第四电缸、链锯，L形架顶部设有与两个半圆导轨的底面上分别设有的燕尾槽相 对应的圆弧状燕尾导轨，第六步进电机竖直向上固定安装在L形架的右侧面，小齿轮侧面中 心固定安装在第六步进电机的电机轴上，第一伸缩缸水平向左固定安装在L形架的左侧面， 第二伸缩缸竖直向下固定安装在第一伸缩缸的伸缩杆上，第七步进电机水平向前固定安装 在第二伸缩缸的伸缩杆上，第四电缸竖直向下固定安装在第七步进电机电机轴上，链锯竖 直向下固定安装在第四电缸的伸缩杆上。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明采用独特的挖土 刀具以及两个可折叠、展开半圆导轨进行树木的挖掘工作，可使树木根部带有匀称、平整的 土球，降低对根部的伤害，提高的树木成活率，采用独特的机械臂和机械手进行抓取树木， 使本发明运转灵活、使用方便。

图1为本发明的整体装配立体结构示意图。

图2为本发明整体装配半圆导轨折叠后的立体结构示意图。

图3为本发明两个半圆导轨和挖土刀具的立体结构示意图。

图4为本发明机械臂的立体结构示意图。

图5为本发明挖土刀具的立体结构示意图。

图6为本发明机械手的立体结构示意图。

附图标号：1-第一步进电机；2-车轮；3-轮架；4-第二步进电机；5-钻头；6-第三步 进电机；7-第一电缸；8-支架；9-支柱；10-第四步进电机；11-机械臂；12-机械手；13-第五步 进电机；14-半圆导轨；15-挖土刀具；16-第八步进电机；1101-第一支撑臂；1102-第二支撑 臂；1103-第二电缸；1201-爪；1202-第三电缸；1203-主架；1501-小齿轮；1502-第六步进电 机；1503-L形架；1504-第一伸缩缸；1505-第二伸缩缸；1506-第七步进电机；1507-第四电 缸；1508-链锯。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的一种智能树木移栽机器人，包括四个第一步 进电机1、四个车轮2、四个轮架3、四个第二步进电机4、两个钻头5、两个第三步进电机6、两 个第一电缸7、支架8、两个支柱9、两个第四步进电机10、两个机械臂11、两个机械手12、两个 第五步进电机13、两个半圆导轨14、挖土刀具15、两个第八步进电机16，其特征在于：所述支 架8为H形，所述四个第二步进电机4分别竖直向下固定安装在支架8底部的四个角处，四个 轮架3分别固定安装在四个第二步进电机4的电机轴上，四个车轮2分别转动安装在四个轮 架3上，四个第一步进电机1分别固定安装在四个轮架3的侧面，其电机轴分别与四个车轮2 侧面中心固定安装，两个第一电缸7分别竖直向下固定安装在支架8后部两侧的底面，两个 第三步进电机6分别竖直向下固定安装在两个第一电缸7的伸缩杆的顶部，两个钻头5分别 固定安装在两个第三步进电机6的电机轴上，两个支柱9分别竖直固定安装在支架8前部的 两侧，两个半圆导轨14为半圆环状，两个半圆导轨14底面上分别安装有相对应的半圆形的 内齿轮，在两个半圆导轨14的底面上分别设有相对应的半圆形的燕尾槽，且燕尾槽位于内 齿轮内侧，两个半圆导轨14的侧面分别铰接在两个支柱9侧面的中部，两个第五步进电机13 分别固定安装在两个支柱9中部的后面上，其电机轴分别与两个半圆导轨14的转动中心固 定安装，挖土刀具15安装在半圆导轨14底部，两个机械臂11底部分别铰接在两个支柱9顶 部，两个第四步进电机10分别固定安装在两个支柱9顶部的后面上，其电机轴分别与两个机 械臂11底部的转动中心固定安装，两个机械手12底部分别铰接在两个机械臂11顶部，两个 第八步进电机16分别固定安装在两个机械臂11顶部的侧面，其电机轴分别与两个机械手12 底部的转动中心固定安装；

所述两个机械臂11分别包括第一支撑臂1101、第二支撑臂1102、第二电缸1103，第二支 撑臂1102底部铰接在第一支撑臂1101顶部，第二电缸1103底部铰接在第一支撑臂1101中部 的侧面，其伸缩杆顶部铰接在第二支撑臂1102中部的侧面；

所述两个机械手12分别包括两个爪1201、两个第三电缸1202、主架1203，两个爪1201底 部分别铰接在主架1203端部的两侧，两个第三电缸1202下端分别铰接在主架1203中部的两 侧，其上端分别铰接在两个爪1201的中部。

所述挖土刀具15包括小齿轮1501、第六步进电机1502、L形架1503、第一伸缩缸 1504、第二伸缩缸1505、第七步进电机1506、第四电缸1507、链锯1508，L形架1503顶部设有 与两个半圆导轨14的底面上分别设有的燕尾槽相对应的圆弧状燕尾导轨，第六步进电机 1502竖直向上固定安装在L形架1503的右侧面，小齿轮1501侧面中心固定安装在第六步进 电机1502的电机轴上，第一伸缩缸1504水平向左固定安装在L形架1503的左侧面，第二伸缩 缸1505竖直向下固定安装在第一伸缩缸1504的伸缩杆上，第七步进电机1506水平向前固定 安装在第二伸缩缸1505的伸缩杆上，第四电缸1507竖直向下固定安装在第七步进电机1506 电机轴上，链锯1508竖直向下固定安装在第四电缸1507的伸缩杆上。

本发明工作原理为：本发明在使用时，首先第一步进电机1和第二步进电机4工作， 将本发明移动至待移栽树木前方合适位置，使树位于两个半圆导轨中心处，然后两个第四 步进电机10、两个机械臂11、两个第八步进电机16和两个机械手12工作，使两个机械手12一 个在上方，另一个在下方抓紧树木，然后两个第五步进电机13工作使两个半圆导轨14展开 组合成一个圆环状的导轨，同时第一伸缩缸1504、第二伸缩缸1505和第七步进电机1506工 作，根据树木的粗细来调整链锯1508的高度和角度，然后链锯1508工作，第四电缸1507工 作，使链锯伸入树根处，然后第六步进电机1502工作，带动小齿轮1501转动，进而使挖土刀 具15沿导轨转动，完成树木的挖掘工作，然后两个第三步进电机6和两个第一电缸7工作，使 两个钻头5钻入土中，以维持车体的平衡，然后两个第四步进电机10、两个机械臂11、两个第 八步进电机16和两个机械手12工作，将树拔起，然后第一步进电机1和第二步进电机4工作， 将树木运输至待栽入位置，然后然后两个第四步进电机10、两个机械臂11、两个第八步进电 机16和两个机械手12工作，将树放进实现挖好的坑中，完成树木的移栽工作。