[发明专利]一种盆栽苗木智能管理机器人系统

权利要求书

1.一种盆栽苗木智能管理机器人系统，其特征在于，包括：车身底盘(1)、行走单元(2)、抓取单元(6)、分发单元(7)、施肥单元(9)、存储单元(18)、PCB电路板(12)、导航单元(20)、检测识别单元(21)、控制单元(22)和导轨；

所述PCB电路板(12)安装于导轨上，导轨的一端固定安装于车身底盘(1)上，

所述行走单元(2)安装于车身底盘(1)下方，用于实现机器人的行走，

所述抓取单元(6)用于实现花盆抓取，包括：滑轨、机械手升降齿轮(6-1)、机械手升降电机(6-2)、水平啮合大齿轮(6-3)、齿条(6-4)、机械手开合电机(6-5)、末端执行器(6-6)、机械手转动电机(6-7)、水平啮合小齿轮(6-8)、机械手外壳(6-9)和机械手升降滑块(6-11)；

所述滑轨的下端固定于车身底盘(1)上，所述滑轨的上端设有限位块，所述齿条(6-4)固定于滑轨上，所述机械手升降滑块(6-11)安装在滑轨上，所述机械手外壳(6-9)与机械手升降滑块(6-11)固定连接，水平啮合小齿轮(6-8)通过连接件Ⅰ与机械手转动电机(6-7)相连；机械手转动电机(6-7)固定于机械手外壳(6-9)上；水平啮合大齿轮(6-3)固定于末端执行器(6-6)的延伸臂(6-10)上，且通过轴承与机械手外壳(6-9)固定连接，能绕齿条(6-4)转动；水平啮合大齿轮(6-3)与水平啮合小齿轮(6-8)相互啮合；机械手开合电机(6-5)安装于末端执行器(6-6)的延伸臂(6-10)上；机械手升降齿轮(6-1)通过连接件Ⅱ与机械手升降电机(6-2)相连；机械手升降齿轮(6-1)与齿条(6-4)啮合；机械手升降电机(6-2)固定于机械手外壳(6-9)上；末端执行器(6-6)的前端两侧相互啮合，机械手转动电机(6-7)用于驱动齿轮转动实现末端执行器(6-6)的抱轴周向旋转；机械手升降电机(6-2)用于驱动机械手升降齿轮(6-1)沿齿条(6-4)转动，实现末端执行器(6-6)的垂直升降动作；机械手开合电机(6-5)用于控制末端执行器(6-6)的开合动作；

所述分发单元(7)用于实现盆栽苗木的分级分选，包括：分发平台(7-1)、过渡平台(7-2)、平台升降电机(7-3)、平台转动电机(7-4)、同步带、分发升降滑块(7-5)和分发滑轨(7-6)；

分发滑轨(7-6)固定于车身底盘(1)上，平台升降电机(7-3)固定于车身底盘(1)上，过渡平台(7-2)固定于分发升降滑块(7-5)上，分发平台(7-1)固定于过渡平台(7-2)的上方，平台转动电机(7-4)固定于过渡平台(7-2)的下方；分发平台(7-1)与平台转动电机(7-4)通过连接件Ⅲ连接，平台转动电机(7-4)用于驱动分发平台(7-1)转动，实现盆栽分发功能；平台升降电机(7-3)通过同步带与过渡平台(7-2)连接，平台升降电机(7-3)用于卷动同步带实现过渡平台(7-2)的升降，进而实现分发平台(7-1)的升降功能；

所述存储单元(18)用于临时存储放置的盆栽，包括：上层物料立体仓库Ⅰ(10)、上层物料立体仓库Ⅱ(11)、下层物料立体仓库Ⅰ(8)和下层物料立体仓库Ⅱ(13)，

所述上层物料立体仓库Ⅰ(10)和下层物料立体仓库Ⅰ(8)分别位于机器人一侧的上方和下方，上层物料立体仓库Ⅱ(11)和下层物料立体仓库Ⅱ(13)分别位于机器人另一侧的上方和下方，下层物料立体仓库Ⅰ(8)和下层物料立体仓库Ⅱ(13)均固定于车身底盘(1)上，

所述施肥单元(9)位于分发滑轨(7-6)的上方；用于实现对盆栽苗木施肥，所述施肥单元(9)包括：施肥电机(9-1)、出肥口(9-2)、施肥漏斗(9-3)、槽轮(9-4)和施肥外壳(9-5)；

所述槽轮(9-4)安装于施肥外壳(9-5)的内部，施肥电机(9-1)安装于施肥外壳(9-5)的内部，槽轮(9-4)与施肥电机(9-4)通过键连接，施肥漏斗(9-3)安装于施肥外壳(9-5)上端口处，出肥口(9-2)固定于施肥外壳(9-5)一侧；施肥电机(9-1)用于驱动槽轮(9-4)转动，使肥料经施肥漏斗(9-3)至槽轮(9-4)，最后从出肥口(9-2)转出从而完成施肥动作；

所述导航单元(20)包括：四个传感器(3)和陀螺仪(19)；四个传感器(3)分别通过连接件Ⅳ固定在车身底盘(1)的四周对角线上，用于检测机器人与基准面的距离；陀螺仪(19)水平安装于PCB电路板(12)预留的接口上，用于检测航向角；

所述检测识别单元(21)包括：两个识别模块(4)、树莓派(23)和检测开关(5)；两个识别模块(4)分别通过连接件Ⅴ固定于车身底盘(1)两侧，用于识别盆栽苗木的种类；检测开关(5)固定在末端执行器(6-6)上，用于检测盆栽苗木的位置；树莓派(23)安装于PCB电路板(12)的后方；

所述控制单元(22)包括：控制器(24)和电机控制板，电机控制板安装于车身底盘(1)的下方，控制器(24)安装于PCB电路板(12)预留的接口上，控制器(24)通过串口与电机控制板连接，用于实现机器人运动以及各执行动作的控制。