(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210681249.8 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 吉林大学 地址 130025 吉林省长 春市南关区人民大 街5988号 (72)发明人 何佳龙　郑奕　于子淇　蔡泽慧　 曹伟　李沅朔　 (74)专利代理 机构 长春市东师专利事务所 22202 专利代理师 张铁生　赵军 (51)Int.Cl. A01G 23/04(2006.01) A01C 5/04(2006.01) A01G 25/09(2006.01) G01D 21/02(2006.01)H02J 7/35(2006.01) (54)发明名称 一种全自动植 树机器人 (57)摘要 本发明公开了一种全自动植树机器人， 它包 括： 车架、 行走 履带、 太阳能光伏组件、 钻坑机构、 树苗投放机构、 扶正机构、 灌溉机构、 覆土机构、 行走控制单元； 车架包括： 底板、 水平行走装置； 行走履带设在底板下方； 太阳能光伏组件与树苗 投放机构设在底板首尾两侧； 水平行走装置设在 树苗投放机构下； 水平行走装置为丝杠运动副； 钻坑机构与扶正机构通过水平行走装置横向移 动； 覆土机构设在钻坑机构下方； 灌溉机构设在 车架腹部； 本发明中钻坑机构 的钻头， 可根据不 同地质状况对钻头转速进行调节； 并将钻坑、 种 苗、 扶正、 浇水、 覆 土、 压实集中于一台设备， 大大 减少人工操控的需要， 节省劳动力； 还能远程操 控， 实现无 人种植、 黑夜种植， 提高工作效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图9页 CN 114916396 A 2022.08.19 CN 114916396 A 1.一种全自动植树机器人， 其特征在于， 它包括： 车架 （1） 、 行走履带 （2） 、 太阳 能光伏组 件 （3） 、 钻坑机构 （4） 、 树苗投放机构 （5） 、 扶正机构 （6） 、 灌溉机构 （7） 、 覆土机构 （8） 、 行走控 制单元； 所述的车架 （1） 包括： 底板 （11） 、 水平行走装置 （13） ， 行走履带 （2） 设有4组， 4组行走履 带 （2） 分别设在底板 （11） 四边角的下方； 太阳能光伏组件 （3） 与树苗投放机构 （5） 设在底板 （11） 首尾两侧； 水平行走装置 （13） 设在树苗投放机构 （5） 下； 水平行走装置 （13） 包括： 导轨 （131） 、 丝杠 （132） 、 第一丝母、 第二丝母、 丝杠驱动电机 （134） 、 丝杠副支架； 导轨 （131） 和丝 杠 （132） 水平轴接在丝杠副支架上； 丝杠副支架固定在连接在底板 （11） 上面的后部； 第一丝 母、 第二丝母均套接在丝杠上； 第一丝母与第二丝母间距为导轨 （131） 行程的一半； 丝杠驱 动电机 （134） 输出轴与丝杠 （132） 连接； 丝杠 （132） 通过丝杠驱动电机 （134） 驱动旋转； 钻坑 机构 （4） 接在第一丝母 上； 扶正机构 （6） 接在第二丝母 上； 丝杠驱动电机 （134） 驱动钻坑机构 （4） 与扶正机构 （6） 在水平行走装置 （13） 横向移动； 覆土机构 （8） 设在钻坑机构 （4） 下方； 灌 溉机构 （7） 设在车架 （1） 腹部 。 2.根据权利要求1所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述的4组行走履带 （2） 结构相同； 行走履带 （2） 包括： 支撑板 （21） 、 主动轮 （22） 、 从动轮 （23） 、 履带 （24） 、 行走驱动电 机 （25） 、 平衡轮 （26） ； 主动轮 （22） 和从动轮 （23） 设在支 撑板 （21） 外侧， 履带 （24） 套接在 主动 轮 （22） 和从动轮 （23） 上； 行走驱动电机 （25） 和平衡轮 （26） 设在支撑板 （21） 内侧； 主动轮 （22） 与行走驱动电机 （25） 输出轴连接 。 3.根据权利要求2所述的一种 全自动植树机器人， 其特征在于： 所述的太阳能光伏组件 （3） 包括： 光伏板 （31） 、 光伏板支架 （32） 、 第一舵机 （33） 、 第一转盘 （34） 、 第二转盘 （35） 、 第一 内齿轮 （36） 、 第一外齿轮 （37） 、 太阳能跟踪器、 电池 （39） ； 光伏板支架 （32） 上设有撑托面， 撑 托面与水平面呈40度， 光伏板 （31） 固定在光伏板支架 （32） 的撑托面上； 第一转盘 （34） 设在 底板 （11） 一侧端部； 第二转盘 （35） 设在第一转盘 （34） 中， 并且第二转盘 （35） 可在第一转盘 （34） 中旋转； 第一外齿轮 （37） 设在第二转盘 （35） 上； 第一内齿轮 （36） 与第一舵机 （33） 输出 轴连接； 第一内齿轮 （36） 与第一外齿轮 （37） 啮合； 太阳能跟踪器设在光伏板 （31） 下方； 电池 （39） 固定安装在第一 转盘 （34） 内的底板 （1 1） 上。 4.根据权利要求3所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述钻坑机构 （4） 包括： 第一推杆 （41） 、 第二电机 （42） 、 钻头 （43） 、 角码 （44） 、 第一滑块 （45） ； 钻头 （43） 与第二电机 （42） 输出轴相连接； 第二电机 （42） 与角码 （44） 连接； 角码 （44） 另一面与第一推杆 （41） 端部 连接； 第一推杆 （41） 竖直固定连接在第一滑 块 （45） 上； 第一滑 块 （45） 上设有丝母， 第一滑块 （45） 通过丝母与导轨 （131） 连接； 丝杠驱动电机 （134） 驱动第一推杆 （41） 在导轨 （131） 上滑 动。 5.根据权利要求4所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述树苗投放机构 （5） 包括： 第三转盘 （51） ， 第四转盘 （52） 、 树苗存储筒 （53） 、 投放导筒 （54） 、 第二舵机 （55） 、 第二 内齿轮 （56） 、 第二外齿轮 （57） 、 投放孔 （58） 、 支撑块 （59） ； 第三转盘 （51） 内设有第二外齿轮 （57） ； 第三转盘 （51） 一侧设有投放导筒 （54）  ； 钻头 （43） 中心轴可与投放导筒 （54） 中心轴重 合； 第四转盘 （52） 上设有多个树苗存储筒 （53） ； 树苗存储筒 （53） 下方为投放孔 （58） ； 第四转 盘 （52） 旋转后， 投放孔 （58） 可与投放导筒 （54） 重合； 第三转盘 （51） 固定在底板 （11） 上； 第四 转盘 （52） 设在第三转盘 （51） 中， 并且第四转盘 （52） 可在第三转盘 （51） 内旋转； 第三转盘权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114916396 A 2（51） 的圆环形内侧设有第二内齿轮 （56） ； 第二内齿轮 （56） 与安装在第四转盘 （52） 内部的第 二外齿轮 （57） 互相啮合； 第二内齿轮 （56） 与第二舵机 （55） 的输出轴连接； 第二舵机 （55） 通 过支撑块 （59） 固定在底板 （1 1） 上。 6.根据权利要求5所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述扶正机构 （6） 包括： 扶正抓手 （61） 、 连接架 （62） 、 第二滑块 （63） 、 抓手机架 （64） 、 第三舵机 （65） ； 扶正抓手 （61） 通 过连接架 （62） 固定在第二滑块 （63） 上； 第二滑块 （63） 通过第二丝母与导轨 （131） 连接； 抓手 机架 （64） 固定在连接架 （62） 端部； 所述的扶正抓手 （61） 设有2组， 2组扶正抓手 （61） 结构对称布置在抓手机架 （64） 上； 第 三舵机 （65） 固定安装在抓手机架 （64） 上； 扶正抓手 （61） 中的从动臂爪 （613） 通过第三舵机 （65） 实现机 械抓握。 7.根据权利要求6所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述灌溉机构 （7） 包括： 储水箱 （71） 、 输水管 （72） 、 水泵 （73） ； 储水箱 （71） 为长方体位于底板 （11） 下方， 其顶部平面 与底板 （1 1） 下面相固定； 输水 管 （72） 通过 水泵 （73） 与储水箱 （71） 输水口连接 。 8.根据权利要求7所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述覆土机构 （8） 包括： 覆土板 （81） 、 第二推杆 （82） 、 连接块 （83） ； 覆土板 （81） 为半圆筒形， 第二推杆 （82） 一端与覆 土板 （81） 外弧面连接； 第二推杆 （82） 另一端 固定在连接块 （83） 上； 即覆土板 （81） 通过第二 推杆 （82） 与连接块 （83） 连接； 覆土机构 （8） 设有2组， 2组覆土机构 （8） 对设在钻坑机构 （4） 下 方， 2组连接块 （83） 与底板 （11） 固定连接； 第二推杆 （82） 驱动两个覆土板 （81） 可对接呈覆土 包柱， 覆土包柱的轴心线与投放 导筒 （54） 的中心轴重合。 9.根据权利要求8所述的一种全自动植树机器人， 其特征在于： 所述行走控制单元包 括： 摄像头 （91） 、 控制模块 （92） ； 摄像头 （91） 与控制模块 （92） 设在第一转盘 （34） 下方； 控制 模块中设有北斗定位、 ESP32 ‑CAM； 摄像头 （91） 与控制模块 （92） 协同工作； 用户端通过手机