本发明提供了机器人技术领域中一种用于草方格辅助铺设机器人，包括壳体、移动机构、横向铺设装置、纵向铺设装置，移动机构设置在壳体两侧，壳体通过移动机构移动设置，横向铺设装置和纵向铺设装置设置在壳体两端，横向铺设装置用于对沙地进行垂直于壳体前进方向的压草、固草，纵向铺设装置用于对沙地进行沿壳体前进方向的压草、固草；横向铺设装置包括支架、连杆机构以及固草机构，支架设置在壳体内，固草机构与支架通过连杆机构连接设置，固草机构对应沙地设置。本发明通过设置横向铺设装置和纵向铺设装置，通过机械化作业完成草方格铺设的压草和固草两个步骤，节省人力物力，提高铺设效率，同时避免了铺设时对已经铺设完成的草方格造成破坏。
1.一种用于草方格辅助铺设机器人，其特征在于，包括壳体(1)、移动机构(2)、横向铺设装置(3)以及纵向铺设装置(4)，所述移动机构(2)设置在所述壳体(1)两侧，所述壳体(1)通过所述移动机构(2)移动设置，所述横向铺设装置(3)和所述纵向铺设装置(4)分别设置在所述壳体(1)两端，所述横向铺设装置(3)用于对沙地进行垂直于所述壳体(1)前进方向的压草、固草，所述纵向铺设装置(4)用于对沙地进行沿所述壳体(1)前进方向的压草、固草；
所述横向铺设装置(3)包括支架(31)、连杆机构(33)以及固草机构(36)，所述支架(31)设置在所述壳体(1)内，所述固草机构(36)与所述支架(31)通过所述连杆机构(33)连接设置，且所述固草机构(36)对应沙地设置；
所述纵向铺设装置(4)包括电动推杆(44)、压草支架(42)以及压草轮(45)，所述电动推杆(44)的一端设置在所述壳体(1)内，所述压草轮(45)通过所述压草支架(42)连接设置在所述电动推杆(44)上，所述压草轮(45)对应沙地设置；
所述横向铺设装置(3)还包括第二电机(32)和十字连接板(34)，所述第二电机(32)固定在所述顶板(13)上侧，所述第二电机(32)的输出轴与所述连杆机构(33)进行固定连接，所述连杆机构(33)通过所述第二电机(32)驱动而传动设置，所述十字连接板(34)固定设置在所述连杆机构(33)另一端，所述十字连接板(34)上连接设置压草板(35)；
所述连杆机构(33)包括第一连杆(331)、第二连杆(332)、第三连杆(333)、第四连杆(334)、第五连杆(335)、第六连杆(336)、第七连杆(337)以及第八连杆(338)，所述第一连杆(331)的一端与所述第二电机(32)的输出轴固定连接，所述第一连杆(331)的另一端与所述第二连杆(332)的上端进行转动连接，所述第二连杆(332)的下端与所述第三连杆(333)的上端、所述第四连杆(334)的上端连接设置，所述第三连杆(333)的下端与所述第五连杆(335)的下端、所述第七连杆(337)的上端进行转动连接，所述第四连杆(334)的下端与所述第六连杆(336)的下端、所述第八连杆(338)的上端进行转动连接，所述第五连杆(335)的上端和所述第六连杆(336)的上端分别与所述支架(31)进行转动连接，所述第七连杆(337)的下端和所述第八连杆(338)的下端分别与所述十字连接板(34)进行转动连接；
所述横向铺设装置(3)还包括滑块(37)和滑轨(38)，所述滑轨(38)固定设置在所述支架(31)上，所述滑块(37)滑动设置在所述滑轨(38)上，所述第二连杆(332)的下端、所述第三连杆(333)的上端、所述第四连杆(334)的上端与所述滑块(37)进行转动连接；
所述固草机构(36)设有两个，两个所述固草机构(36)分别设置在所述十字连接板(34)两侧，所述固草机构(36)包括培土支架(361)、第三心轴(362)以及培土板(363)，所述第三心轴(362)的两端固定在所述侧板(12)上，所述培土支架(361)的一端与所述十字连接板(34)进行转动连接，所述培土支架(361)的另一端与所述培土板(363)进行固定连接，所述培土支架(361)的中间段开有键形的开孔，所述第三心轴(362)穿设过所述开孔；
所述壳体(1)包括机架(11)、侧板(12)以及顶板(13)，所述顶板(13)设置在所述机架(11)上方，所述侧板(12)设置在所述机架(11)两侧，所述侧板(12)与所述顶板(13)相互垂直设置。
2.根据权利要求1所述的用于草方格辅助铺设机器人，其特征在于，所述移动机构(2)包括第一电机(21)、主动轮(22)以及支撑轮(23)，所述第一电机(21)固定在所述机架(11)上，所述第一电机(21)的输出轴与所述主动轮(22)连接，所述支撑轮(23)与所述主动轮(22)通过履带(24)啮合设置，且所述支撑轮(23)与所述机架(11)转动连接。
3.根据权利要求1所述的用于草方格辅助铺设机器人，其特征在于，所述侧板(12)上开设有凹槽，所述凹槽的长度大于所述十字连接板(34)的宽度，所述十字连接板(34)的两端设置在所述凹槽内，所述十字连接板(34)通过所述连杆机构(33)传动而纵向移动设置在所述凹槽内。
4.根据权利要求1所述的用于草方格辅助铺设机器人，其特征在于，所述纵向铺设装置(4)还包括第一心轴(41)和第二心轴(43)，所述第一心轴(41)的两端固定设置在所述侧板(12)上，所述压草支架(42)的上端与所述第一心轴(41)转动连接，所述第二心轴(43)固定在所述压草支架(42)的中部，所述电动推杆(44)的上端与所述顶板(13)转动连接，所述电动推杆(44)的下端推杆与所述第二心轴(43)转动连接，所述压草轮(45)与所述压草支架(42)的下端转动连接。
5.根据权利要求4所述的用于草方格辅助铺设机器人，其特征在于，所述纵向铺设装置(4)还包括固草板(46)，所述固草板(46)设置在所述压草支架(42)水平段的两侧，所述压草支架(42)、所述压草轮(45)以及所述固草板(46)分别设有两组，两个所述压草支架(42)的间距等于铺设的草方格的边长。
用于草方格辅助铺设机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种用于草方格辅助铺设机器人。
背景技术
[0002] 沙漠化已经成为威胁人类生存的重大问题，全世界都面临着如何高效且低成本地解决防风固沙的问题。在沙漠中设置草方格沙障是防风固沙的一种十分有效的技术手段。在沙漠中铺设草方格沙障能够减小地表风速，从而抑制沙丘的流动，起到了固定沙丘的作用。
[0003] 我国目前采用的铺设草方格的方式仍主要为人工铺设。人工铺设草方格的步骤分为放草、压草、固草三个步骤，铺设用的草可采用麦草、稻草、芦苇等。放草步骤是将整理好的草均匀无间断沿着正方形方格放置；压草步骤是用铁锹对着草的中间点将草对折插入沙子中，草两侧自然立起；固草步骤是草竖立后把周围的土铲起压在草上，将草两边的沙土压紧，使草更好地固定在沙中。草的插入深度为20‑25cm，沙面上露出10‑15cm，形成尺寸为1m×1m的草方格。
[0004] 经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN107926494B，公开了一种铺设草坪机器人，包括平台、两个清扫装置、四个行走机构、两个安装机构、挡板、滑道、两个后支架、两个前支架、八个滚轮支架、两个第一伺服电机、两条传送带、草坪卷、四根滚轮，其特征在于：所述的八个滚轮支架四个为一组安装在平台的上端，每两个滚轮支架平行安装，并且左右两个轮滚支架之间还安装有一个滚轮；所述的两个第一伺服电机分别安装在前端的两个滚轮支架上，电机轴与滚轮转轴连接，驱动轮滚转动。该专利技术存在以下问题：只能从一个角度将草坪进行铺设，效率较低；且装置较大，运输时不方便。
[0005] 人工铺设草方格沙障面临着治沙成本高、效率低下、作业环境恶劣的问题，因此设计一种草方格辅助铺设机器人可以通过机械化作业节省人力物力，提高铺设草方格的效率。
发明内容
[0006] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于草方格辅助铺设机器人。
[0007] 根据本发明提供的一种用于草方格辅助铺设机器人，包括壳体、移动机构、横向铺设装置以及纵向铺设装置，所述移动机构设置在所述壳体两侧，所述壳体通过所述移动机构移动设置，所述横向铺设装置和所述纵向铺设装置分别设置在所述壳体两端，所述横向铺设装置用于对沙地进行垂直于所述壳体前进方向的压草、固草，所述纵向铺设装置用于对沙地进行沿所述壳体前进方向的压草、固草；
[0008] 所述横向铺设装置包括支架、连杆机构以及固草机构，所述支架设置在所述壳体内，所述固草机构与所述支架通过所述连杆机构连接设置，且所述固草机构对应沙地设置；
[0009] 所述纵向铺设装置包括电动推杆、压草支架以及压草轮，所述电动推杆的一端设置在所述壳体内，所述压草轮通过所述压草支架连接设置在所述电动推杆上，所述压草轮对应沙地设置。
[0010] 一些实施方式中，所述壳体包括机架、侧板以及顶板，所述顶板设置在所述机架上方，所述侧板设置在所述机架两侧，所述侧板与所述顶板相互垂直设置。
[0011] 一些实施方式中，所述移动机构包括第一电机、主动轮以及支撑轮，所述第一电机固定在所述机架上，所述第一电机的输出轴与所述主动轮连接，所述支撑轮与所述主动轮通过履带啮合设置，且所述支撑轮与所述机架转动连接。
[0012] 一些实施方式中，所述横向铺设装置还包括第二电机和十字连接板，所述第二电机固定在所述顶板上侧，所述第二电机的输出轴与所述连杆机构进行固定连接，所述连杆机构通过所述第二电机驱动而传动设置，所述十字连接板固定设置在所述连杆机构另一端，所述十字连接板上连接设置压草板。
[0013] 一些实施方式中，所述侧板上开设有凹槽，所述凹槽的长度大于所述十字连接板的宽度，所述十字连接板的两端设置在所述凹槽内，所述十字连接板通过所述连杆机构传动而纵向移动设置在所述凹槽内。
[0014] 一些实施方式中，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆以及第八连杆，所述第一连杆的一端与所述第二电机的输出轴固定连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的上端进行转动连接，所述第二连杆的下端与所述第三连杆的上端、所述第四连杆的上端连接设置，所述第三连杆的下端与所述第五连杆的下端、所述第七连杆的上端进行转动连接，所述第四连杆的下端与所述第六连杆的下端、所述第八连杆的上端进行转动连接，所述第五连杆的上端和所述第六连杆的上端分别与所述支架进行转动连接，所述第七连杆的下端和所述第八连杆的下端分别与所述十字连接板进行转动连接。
[0015] 一些实施方式中，所述横向铺设装置还包括滑块和滑轨，所述滑轨固定设置在所述支架上，所述滑块滑动设置在所述滑轨上，所述第二连杆的下端、所述第三连杆的上端、所述第四连杆的上端与所述滑块进行转动连接。
[0016] 一些实施方式中，所述固草机构设有两个，两个所述固草机构分别设置在所述十字连接板两侧，所述固草机构包括培土支架、第三心轴以及培土板，所述第三心轴的两端固定在所述侧板上，所述培土支架的一端与所述十字连接板进行转动连接，所述培土支架的另一端与所述培土板进行固定连接，所述培土支架的中间段开有键形的开孔，所述第三心轴穿设过所述开孔。
[0017] 一些实施方式中，所述纵向铺设装置还包括第一心轴和第二心轴，所述第一心轴的两端固定设置在所述侧板上，所述压草支架的上端与所述第一心轴转动连接，所述第二心轴固定在所述压草支架的中部，所述电动推杆的上端壳体与所述顶板转动连接，所述电动推杆的下端推杆与所述第二心轴转动连接，所述压草轮与所述压草轮支架的下端转动连接。
[0018] 一些实施方式中，所述纵向铺设装置还包括固草板，所述固草板设置在所述压草轮支架水平段的两侧，所述压草轮支架、所述压草轮以及所述固草板分别设有两组，两个所述压草轮支架的间距等于铺设的草方格的边长。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明通过设置横向铺设装置和纵向铺设装置，通过机械化作业完成草方格铺设的压草和固草两个步骤，节省人力物力，提高铺设效率，同时避免了铺设时对已经铺设完成的草方格造成破坏。
附图说明
[0020] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0021] 图1为本发明用于草方格辅助铺设机器人的结构示意图；
[0022] 图2为本发明用于草方格辅助铺设机器人的去掉一侧侧板的内部结构示意图；
[0023] 图3为本发明用于草方格辅助铺设机器人的横向铺设装置的结构示意图；
[0024] 图4为本发明用于草方格辅助铺设机器人的纵向铺设装置的结构示意图；
[0025] 图5为本发明用于草方格辅助铺设机器人的铺设效果示意图；
[0026] 附图标记：
[0027]
具体实施方式
[0028] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0029] 如图1所示为用于草方格辅助铺设机器人的结构示意图，如图2所示为用于草方格辅助铺设机器人的去掉一侧侧板12的内部结构示意图，包括壳体1、移动机构2、横向铺设装置3以及纵向铺设装置4，移动机构2设置在壳体1两侧，壳体1通过移动机构2移动设置，横向铺设装置3和纵向铺设装置4分别设置在壳体1两端，横向铺设装置3用于对沙地进行垂直于壳体1前进方向的压草、固草，纵向铺设装置4用于对沙地进行沿壳体1前进方向的压草、固草。
[0030] 壳体1包括机架11、侧板12以及顶板13，顶板13设置在机架11上方，侧板12设置在机架11两侧，侧板12与顶板13相互垂直设置。侧板12上开设有凹槽，凹槽的长度大于十字连接板34的宽度，十字连接板34的两端设置在凹槽内，十字连接板34通过连杆机构33传动而纵向移动设置在凹槽内。
[0031] 移动机构2包括第一电机21、主动轮22以及支撑轮23，第一电机21固定在机架11上，第一电机21的输出轴与主动轮22连接，支撑轮23与主动轮22通过履带24啮合设置，且支撑轮23与机架11转动连接。第一电机21启动，带动主动轮22转动，主动轮22进而带动履带24移动，以达到壳体1移动的目的，同时驱使支撑轮23转动，以确保履带24移动时的稳定性。
[0032] 如图3所示为用于草方格辅助铺设机器人的横向铺设装置3的结构示意图，横向铺设装置3包括支架31、连杆机构33、固草机构36、第二电机32以及十字连接板34，支架31设置在壳体1内，固草机构36与支架31通过连杆机构33连接设置，且固草机构36对应沙地设置。第二电机32固定在顶板13上侧，第二电机32的输出轴与连杆机构33进行固定连接，连杆机构33通过第二电机32驱动而传动设置，十字连接板34固定设置在连杆机构33另一端，十字连接板34上连接设置压草板35。、
[0033] 连杆机构33包括第一连杆331、第二连杆332、第三连杆333、第四连杆334、第五连杆335、第六连杆336、第七连杆337以及第八连杆338，横向铺设装置3还包括滑块37和滑轨38，滑轨38固定设置在支架31上，滑块37滑动设置在滑轨38上，第二连杆332的下端、第三连杆333的上端、第四连杆334的上端与滑块37进行转动连接。
[0034] 第一连杆331的一端与第二电机32的输出轴固定连接，第一连杆331的另一端与第二连杆332的上端进行转动连接。第二连杆332的下端与第三连杆333的上端、第四连杆334的上端连接设置，由于滑块37安装于滑轨38上只能上下移动，从而使得第二连杆332的下端与第三连杆333的上端、第四连杆334的上端、滑块37的转动连接点只能上下移动。第三连杆333的下端与第五连杆335的下端、第七连杆337的上端进行转动连接，第四连杆334的下端与第六连杆336的下端、第八连杆338的上端进行转动连接，第五连杆335的上端和第六连杆
336的上端分别与支架31进行转动连接，连接点关于第二电机32的输出轴左右对称。第七连杆337的下端和第八连杆338的下端分别与十字连接板34进行转动连接，连接点关于第二电机32的输出轴左右对称。
[0035] 固草机构36设有两个，两个固草机构36分别设置在十字连接板34两侧，固草机构36包括培土支架361、第三心轴362以及培土板363，第三心轴362的两端固定在侧板12上，培土支架361的一端与十字连接板34进行转动连接，培土支架361的另一端与培土板363进行固定连接，培土支架361的中间段开有键形的开孔，第三心轴362穿设过开孔。从而使得培土支架361既能够相对于第三心轴362转动又能够相对于第三心轴362滑动。
[0036] 启动第二电机32，第二电机32的输出轴通过连杆机构33带动十字连接板34进行上下往复运动。压草板35由于与十字连接板34相固定，所以也进行上下往复运动。压草板35向下运动的过程中将草压入沙中，压草板35向上运动的过程中离开沙地，完成压草步骤。同时十字连接板34向上运动时，前后的培土板363向中间合拢，将草两侧的沙子往草聚拢，对草进行加固。
[0037] 十字连接板34向下运动时，培土板363抬起离开沙地，避免对压草步骤产生影响，完成固草步骤。十字连接板34往复运动一次可完成草方格的与前进方向垂直的一条边的铺设，机架11每前进相当于草方格边长的距离时，第二电机32旋转一圈，带动十字连接板34往复运动一次。第二电机32优选为步进电机，从而可以通过控制第二电机32旋转一圈的时间间隔来调整铺设间距。
[0038] 如图4所示为用于草方格辅助铺设机器人的纵向铺设装置4的结构示意图，纵向铺设装置4包括电动推杆44、压草支架42以及压草轮45，电动推杆44的一端设置在壳体1内，压草轮45通过压草支架42连接设置在电动推杆44上，压草轮45对应沙地设置。纵向铺设装置4还包括第一心轴41、第二心轴43以及固草板46，第一心轴41的两端固定设置在侧板12上，压草支架42的上端与第一心轴41转动连接，第二心轴43固定在压草支架42的中部，电动推杆44的上端壳体1与顶板13转动连接，电动推杆44的下端推杆与第二心轴43转动连接，压草轮
45与压草轮45支架31的下端转动连接。固草板46设置在压草轮45支架31水平段的两侧，压草轮45支架31、压草轮45以及固草板46分别设有两组，两个压草轮45支架31的间距等于铺设的草方格的边长。
[0039] 启动电动推杆44，推杆伸长时，压草支架42绕第一心轴41转动，使压草轮45被压入沙中，固草板46接触沙地，随着壳体1的前移，压草轮45向前滚动，将草压入沙子中，固草板46将两侧的沙土向草合拢，使草得到更好的固定。两组压草支架42、压草轮45以及固草板46可同时完成草方格两条边的铺设。
[0040] 再次启动电动推杆44，将推杆收缩时，压草支架42绕第一心轴41转动向上抬起，压草轮45和固草板46抬起离开沙地，停止沿前进方向的草的铺设。
[0041] 如图5所示为用于草方格辅助铺设机器人的铺设效果示意图，为了使本发明的用于草方格辅助铺设机器人铺设的草能够形成一个个草方格，铺设的过程为：采用人工完成草方格铺设步骤的放草步骤，即将整理好的草均匀无间断沿着正方形方格放置，由本发明的用于草方格辅助铺设机器人完成草方格铺设的压草和固草步骤。
[0042] 铺设奇数列的草方格时，电动推杆44处于伸长状态，随着壳体1向前移动，纵向铺设装置4把沿前进方向的两列草压入沙中并固草，随着壳体1的向前移动，横向铺设装置3将垂直于前进方向的草压入沙中并固草。
[0043] 铺设偶数列的草方格时，电动推杆44处于收缩状态，纵向铺设装置4离开沙地，不进行沿前进方向的草的铺设，仅横向铺设装置3随着壳体1的向前移动把垂直于前进方向的草压入沙中并固草。铺设奇数列的草方格和铺设偶数列的草方格时，横向铺设装置3与纵向铺设装置4交替进行，使铺设的草形成一片连续的草方格。
[0044] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0045] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
