本實用新型涉及一種機器人，尤其是一種爬樹機器人。

背景技術：

樹木種植以后，經常性的養(yǎng)護管理是十分重要的，如對樹木就行除害整形等。傳統(tǒng)的樹木養(yǎng)護管理工作通常是通過人工進行的，費時費力，且養(yǎng)護效率相對較低。

為此，部分樹木養(yǎng)護管理單位使用爬樹機器人來代替人工對樹木進行養(yǎng)護管理，但是現(xiàn)有的爬樹機器人一般是采用尖爪嵌入樹干內的方式進行爬行，這種爬行方式會對破壞樹皮，不利于樹木的生產，且爬行速度較為緩慢，養(yǎng)護效率相對較低。

中國發(fā)明專利申請ZL201210041466.7公開了一種多種形狀截面爬桿機器人，該機器人由機架與安裝在機架上的一組爬升驅動組件構成；機架由機架主體、機架封閉邊、封閉邊轉軸和插銷組成，形成一個可開口的圓柱環(huán)；爬升驅動組件支架由緊定螺釘固定在機架上，浮動桿支架、絲桿、同步帶傳動和絲桿驅動電機裝在爬升驅動組件支架上，絲桿驅動電機通過同步帶傳動帶動絲桿轉動，浮動桿支架可沿徑向移動；用銷軸將浮動桿裝在浮動桿支架上，用驅動輪轉軸將驅動輪裝在浮動桿上，驅動輪由步進電機驅動。該機器人雖然不會破壞樹皮，但由于其使用時驅動輪和樹干的軸向平行，在重力和負載的作用下，驅動輪和樹干之間容易打滑，能加裝的養(yǎng)護工具相對較少；此外，該機器人適用的樹干的直徑是固定的，難以根據(jù)樹徑的大小進行調整，適用范圍較小。

有鑒于此，本申請人對爬樹機器人的結構進行了深入的研究，遂有本案產生。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種樹木養(yǎng)護效率相對較高、不會破壞樹皮且負載相對較大的爬樹機器人。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種爬樹機器人，包括控制系統(tǒng)和多個首尾相互轉動連接成開環(huán)支撐架的支撐關節(jié)，分別位于所述開環(huán)支撐架的兩端的所述支撐關節(jié)懸空的一端相互可拆卸連接，每個所述支撐關節(jié)上設置有兩組相互對稱的動力組件，所述動力組件包括連接在對應的所述支撐關節(jié)上的支架以及安裝在所述支架上的爬行輪和爬行電機，所述爬行電機和所述爬行輪傳動連接，所述爬行輪所在的平面和對應的所述支撐關節(jié)之間的夾角呈銳角，所述爬行電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。

采用上述技術方案，由于爬行輪所在的平面和對應的支撐關節(jié)之間的夾角呈銳角，使用時爬行輪的行進方向和樹干的軸向之間成一定角度傾斜，爬行輪和樹干之間不易打滑，爬行速度也相對較快，樹木養(yǎng)護效率相對較高、不會破壞樹皮且負載相對較大。

此外，由于開環(huán)支撐架是通過多個支撐關節(jié)首尾相互轉動連接形成的，使用時可以根據(jù)樹干的直徑調整開環(huán)支撐架的大小，適用范圍相對較大。

作為本實用新型的一種改進，所述支架包括壓緊彈簧、連接在對應的所述支撐關節(jié)上的固定架和與所述固定架轉動連接的輪架，所述爬行輪和所述爬行電機分別安裝在所述輪架上，所述輪架具有與所述固定架轉動連接的轉桿以及一端分別固定連接在所述轉桿上的拉桿和支撐桿，所述爬行輪安裝在所述支撐桿遠離所述轉桿的一端，所述壓緊彈簧的一端與所述拉桿遠離所述轉桿的一端連接，另一端與固定架連接，且所述壓緊彈簧和所述支撐桿位于所述拉桿的同一側。通過上述改進，使得爬行輪可以更好的貼緊在樹干上。

作為本實用新型的一種改進，所述支架通過萬向鉸接接頭連接在對應的所述支撐關節(jié)上，每個所述支撐關節(jié)上還設置有兩組用于驅動所述支架轉動的轉向組件，同一所述支撐關節(jié)上的所述轉向組件和所述支架一對一配合。通過上述改進，使用者可以根據(jù)實際使用情況調整爬行輪和樹干軸向之間的角度。

作為本實用新型的一種改進，所述轉向組件包括轉動連接在對應的所述支撐關節(jié)上的轉向電機、與所述轉向電機傳動連接的絲桿、與所述絲桿配合的滑塊和與所述滑塊轉動連接的連桿，所述連桿遠離所述滑塊的一端連接在所述支架上，所述轉向電機和所述控制系統(tǒng)通訊連接。通過上述改進，簡化了轉向組件的結構，且不會影響動力組件的運行。

作為本實用新型的一種改進，每個所述支撐關節(jié)上還設置有兩個一端連接在所述支撐關節(jié)上的拉簧，同一所述支撐關節(jié)上的所述拉簧和所述支架一對一配合，所述拉簧的另一端連接在對應的所述支架上。通過上述改進，確保爬行輪轉向的過程中能夠始終貼緊在樹干上。

作為本實用新型的一種改進，所述開環(huán)支撐架上可拆卸連接有聲音發(fā)生裝置、農藥噴射裝置、攝像裝置、煙霧發(fā)生裝置和電動鋸裝置中的一種或兩種以上的裝置。通過上述改進，拓展了爬樹機器人的功能。

作為本實用新型的一種改進，所述控制系統(tǒng)包括與手機兼容的無線通信模塊。通過上述改進，便于通過手機控制爬樹機器人，使用較為方便。

作為本實用新型的一種改進，所述開環(huán)支撐架的一端的所述支撐關節(jié)上開設有多個銷孔，另一端的所述支撐關節(jié)上固定設置有與所述銷孔配合的插銷。通過上述改進，便于實現(xiàn)兩個對應的支撐關節(jié)的可拆卸連接。

附圖說明

圖1為本實用新型爬樹機器人的結構示意圖，圖中省略轉向組件和拉簧；

圖2為本實用新型爬樹機器人的支架的結構示意圖；

圖3為本實用新型爬樹機器人的轉向組件的結構示意圖；

圖4為圖3的側視結構示意圖。

各圖中標示對應如下：

10-開環(huán)支撐架； 11-支撐關節(jié)；

12-銷孔； 13-插銷；

20-動力組件； 21-支架；

22-爬行輪； 23-壓緊彈簧；

24-固定架； 25-輪架；

25a-轉桿； 25b-拉桿；

25c-支撐桿； 30-轉向組件；

31-轉向電機； 32-絲桿；

33-滑塊； 34-連桿；

40-拉簧。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。

如圖1所示，本實施例提供的爬樹機器人，包括控制系統(tǒng)(圖中未示出)和多個首尾相互轉動連接成開環(huán)支撐架10的支撐關節(jié)11，其中，控制系統(tǒng)包括與手機兼容的無線通信模塊和與無線通訊模塊通訊連接的Arduino控制器，無線通訊模塊優(yōu)選為HC-05藍牙模塊，該藍牙模塊采用CSR主流藍牙芯片，藍牙V3.0協(xié)議標準，與目前主流的手機完全兼容，便于使用者通過手機控制爬樹機器人，使用較為方便。

支撐關節(jié)11的具體數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定，在本實施例中，支撐關節(jié)11有三個。分別位于開環(huán)支撐架10的兩端的支撐關節(jié)11懸空的一端相互可拆卸連接，具體的可拆卸連接方式可以為常規(guī)的方式，在本實施例中，開環(huán)支撐架10的一端的支撐關節(jié)11上開設有多個銷孔12，另一端的支撐關節(jié)11上固定設置有與銷孔12配合的插銷13，通過將插銷13穿插在銷孔12上實現(xiàn)兩個對應的支撐關節(jié)11之間的可拆卸連接。

每個支撐關節(jié)11上都設置有兩組相互對稱的動力組件20。動力組件20包括連接在對應的支撐關節(jié)11上的支架21以及安裝在支架21上的爬行輪22和爬行電機(圖中未示出)，爬行電機和控制系統(tǒng)中的Arduino控制器通訊連接，同時爬行電機和爬行輪22傳動連接，具體的傳動連接方式為常規(guī)的方式，如皮帶連接或鏈條連接，此處不再詳述。此外，爬行輪22所在的平面和對應的支撐關節(jié)11之間的夾角呈銳角，這樣使用時，爬行輪22的行進方向和樹干的軸向之間會成一定角度傾斜，整個爬行機器人撐螺旋狀在樹干上往上爬升，爬行輪22和樹干之間不易打滑，爬行速度也相對較快，有助于提高樹木養(yǎng)護效率，且負載相對較大。當然，使用時各個爬行輪22應相互平行。

為了確保爬行輪22在行進過程中始終貼合在樹干上，如圖2所示，在本實施例中，支架21包括壓緊彈簧23、連接在對應的支撐關節(jié)11上的固定架24和與固定架24轉動連接的輪架25，爬行輪22和爬行電機分別安裝在輪架22上。輪架25具有與固定架24轉動連接的轉桿25a以及一端分別固定連接在轉桿25a上的拉桿25b和支撐桿25c，爬行輪22安裝在支撐桿25c遠離轉桿25a的一端，爬行電機在輪架22上的具體安裝位置可以根據(jù)實際需要確定。

壓緊彈簧23的一端與拉桿25b遠離轉桿25a的一端連接，另一端與固定架24連接，且壓緊彈簧23和支撐桿25c位于拉桿25b的同一側，這樣在壓緊彈簧23的作用下，爬行輪22可始終貼合在樹干上。

優(yōu)選的，在本實施例中，各支架21的固定架24分別通過萬向鉸接接頭活動連接在對應的支撐關節(jié)11上，每個支撐關節(jié)11上還設置有兩組用于驅動支架21轉動的轉向組件30，同一支撐關節(jié)11上的轉向組件30和支架21一對一配合。如圖3和圖4所示，轉向組件30包括機殼轉動連接在對應的支撐關節(jié)11上的轉向電機31、與轉向電機31傳動連接的絲桿32、與絲桿32配合的滑塊33和與滑塊33轉動連接的連桿34，轉向電機31也和控制系統(tǒng)中的Arduino控制器通訊連接，滑塊33上固定連接有與絲桿32配合的絲桿螺母，連桿34遠離滑塊33的一端連接在支架21的固定架24上。這樣絲桿32轉動后滑塊33可沿著絲桿32的長度方向滑動，然后通過連桿帶動支架21的固定架24擺動，使得爬行輪22轉向，進而使得爬行輪22相對于對應的支撐關節(jié)11的角度產生變化。

為了確保爬行輪22在轉向的過程中也能始終貼緊在樹干上，在本實施例中，每個支撐關節(jié)11上還設置有兩個一端連接在支撐關節(jié)11上的拉簧40，同一支撐關節(jié)11上的拉簧40和支架21一對一配合，拉簧40未與支撐關節(jié)11連接的的另一端連接在對應的支架21的固定架24上。

此外，在本實施例中，開環(huán)支撐架10上可拆卸連接有聲音發(fā)生裝置、農藥噴射裝置、攝像裝置、煙霧發(fā)生裝置和電動鋸裝置中的一種或兩種以上的裝置(圖中未示出)。聲音發(fā)生裝置可發(fā)出高頻聲音，用于驅離鳥類；農藥噴射裝置可噴射農藥，用于殺滅樹木上的害蟲；攝像裝置可拍攝視頻，便于使用者觀察樹上的情況；煙霧發(fā)生裝置可發(fā)出煙霧，也是用于殺滅樹木上的害蟲；電動鋸裝置可用于剪除樹木上多余的枝體。

上面結合附圖對本實用新型做了詳細的說明，但是本實用新型的實施方式并不僅限于上述實施方式，本領域技術人員根據(jù)現(xiàn)有技術可以對本實用新型做出各種變形，如將上述實施例中的轉向電機31和絲桿32變更為電動推桿等，這些都屬于本實用新型的保護范圍。