一种红树林智能植树机器人的设计

作者：刘孝贤¹，余江¹，钟宇明¹，陈衍艺²，陈煜静¹

（1. 广东海洋大学机械与动力工程学院，广东 湛江 524088；2. 广东海洋大学电子与信息工程学院，广东 湛江 524088）

 

摘　要：【目的】大多数植树机器人仅适用于硬质泥土或沙地，而红树林以沿海滩涂地形为主，机器人若以传统轮子作为行进结构，在行进过程中易陷入淤泥，因此需要解决机器人行进困难、车轮受损等问题。【方法】本研究设计了一种新型红树林智能植树机器人，该机器人由同步带行进机构、钻孔机构、树苗安放机构、泥土回填机构等组成。同步带行进机构采取轻量化设计，由一个主动同步带轮、一个从动同步轮和6个托带轮组成，搭载一个三相马达减速器及一个精密转向器；钻孔机构由轴承导柱、丝杆、梅花联轴器、换向器、步进电机、永磁直流电机以及一个可根据种植树苗的根茎大小进行更换的螺纹钻组成；树苗安放结构由树苗安放转盘、步进电机和开门板组成，转盘上孔洞直径180 mm、深250 mm，可安放7棵树苗，中心位置连接步进电机，可精准控制旋转角度，开门板通过齿条完成与步进电机之间的传动，实现开关门功能；泥土回填机构由回填装置主体、压泥板、分别控制压泥板与泥土回填平台高度升降的两部蜗轮蜗杆升降机和减速电机组成。【结果】与传统植树机器人相比，该机器人的泥土回填机构和树苗安放机构在同一竖直面上，当完成树苗植入后可以快速回土，可有效提升树苗成活率，同时钻孔机构位于机器人中部，进行钻孔时保持稳定，大大提高了机器的稳定性。【结论】该智能植树机器人适用于红树林滩涂地形，可全自动完成挖坑、植入树苗、泥土回填一整套种植过程，适用于多种尺寸的树苗。

关键词：机器人；同步带机构；钻孔机构；树苗安放机构；泥土回填机构