[發明專利]一種五自由度綠籬苗木修剪機

有效

• 申請號: 201210359881.7
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102870608A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 蒙艷玫;韋錦;董振;王小純;陳遠玲;梁建智;黃學敏;韓旭;盧永強;王添;胡瑋;覃春佤;區冰華
• 申請（專利權）人: 南寧市合辰科技有限公司
• 主分類號: A01G3/04
• 分類號: A01G3/04
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

1.一種五自由度綠籬苗木修剪機，其特征在于：該修剪機的修剪機械手位姿調整臺安裝在承載車前方，旋轉底座安裝在修剪機械手位姿調整臺上，升降機構固定安裝在所述旋轉底座上，伸縮機構固定安裝在所述升降機構的升降架上并能隨升降架一起上升或下降，能驅動修剪刀頭進行360°旋轉的修剪刀頭旋轉裝置固定在伸縮機構前端，豎直起降機構安裝在修剪刀頭旋轉裝置上，修剪刀頭傾斜度調整關節固定在豎直起降機構下端且隨豎直起降機構上升或下降，修剪刀頭安裝在修剪刀頭傾斜度調整關節輸出軸端，攝像頭安裝在豎直起降機構頂端，攝像頭與控制系統連接，觸摸屏安裝在承載車的駕駛座前，觸摸屏與控制系統連接，水平傳感器安裝在修剪機械手位姿調整臺上，升降機構限位傳感器安裝在升降機構的兩端，伸縮機構限位傳感器安裝在伸縮機構兩端，豎直起降機構限位傳感器安裝在豎直起降機構的兩端，刀盤轉速傳感器安裝在修剪刀頭，所述水平傳感器、升降機構限位傳感器、伸縮機構限位傳感器、豎直起降機構限位傳感器、刀盤轉速傳感器與控制系統連接。

2.根據權利要求1所述的五自由度綠籬苗木修剪機，其特征在于：所述修剪機械手位姿調整臺包括左推桿、右推桿、安裝架以及十字關節，左推桿、右推桿通過上端球關節鉸接到安裝架，通過中間球關節鉸接到承載車上，安裝架通過十字關節與承載車連接。

3.根據權利要求1所述的五自由度綠籬苗木修剪機，其特征在于：所述豎直起降機構包括固定安裝在外筒上端的外筒軸承座，豎直起降動力馬達固定座固定在外筒軸承座上，豎直起降動力馬達固定安裝在豎直起降動力馬達固定座上端，豎直起降機構第一級絲杠穿插過外筒軸承座，所述豎直起降機構第一級絲杠加工有導向鍵槽，豎直起降機構第一級絲杠通過起降機構聯軸器與豎直起降動力馬達固定連接，還包括由下至上套裝在外筒內部的中筒，所述中筒開有中筒導向槽，所述中筒上端安裝有中筒導向銷，所述中筒導向銷與所述外筒導向槽配合，中筒軸承座固定在中筒上端，豎直起降機構第一級移位螺母固定在中筒軸承座的安裝孔內并由豎直起降機構第一級絲杠驅動，傳動套軸承安裝在中筒軸承座的安裝孔內，加工有齒形孔的豎直起降機構傳動套穿過豎直起降機構第一級絲杠，豎直起降機構傳動套的下端與傳動套軸承配合，豎直起降機構第一級齒輪固定在豎直起降機構傳動套上，豎直起降機構傳動套的齒形孔內的齒與豎直起降機構第一級絲杠的鍵槽配合，并將豎直起降機構第一級絲杠的旋轉動力傳遞給豎直起降機構第一級齒輪，中筒上端軸承和中筒下端軸承安裝在中筒軸承座的安裝孔內，豎直起降機構第二級絲杠穿過所述中筒上端軸承和中筒下端軸承，豎直起降機構第二級齒輪固定在豎直起降機構第二級絲杠上端，所述豎直起降機構第二級齒輪與所述豎直起降機構第一級齒輪嚙合，內筒由下至上套裝在所述中筒內，所述內筒上端安裝有內筒導向銷，所述內筒導向銷與所述中筒導向槽配合，內筒螺母座固定在內筒的上端，豎直起降機構第二級移位螺母與豎直起降機構第二級絲杠配合并固定在所述內筒螺母座的安裝孔內。

4.一種適用于權利要求1所述的五自由度綠籬苗木修剪機的控制方法，其特征在于，包括如下四種方法：

（1）修剪機械手位姿調整臺實現位姿調整的方法，

（2）實現樹木對心的方法，

（3）修剪機械手的手動控制方法，

（4）修剪機械手按照預定軌跡進行自動修剪的軌跡控制方法。

5.根據權利要求4所述的五自由度綠籬苗木修剪機的控制方法，其特征在于，所述修剪機械手位姿調整臺實現位姿調整的方法，包括如下步驟：

A、控制系統提取水平傳感器檢測到的修剪機械手位姿調整臺的位姿狀態參數，

B、控制系統根據所述的位姿狀態參數計算所述修剪機械手位姿調整臺的左推桿與右推桿所需的伸縮當量，并控制其進行相應的伸縮，完成修剪機械手位姿調整臺的位姿調整運動。

6.根據權利要求4所述的五自由度綠籬苗木修剪機的控制方法，其特征為：所述實現樹木對心的方法，包括如下步驟：

A、承載車開至欲修剪的綠籬苗木附近，將旋轉裝置移至樹木的頂部，通過觸摸屏輸入對心指令，

B、攝像頭拍取樹木圖像，控制系統根據攝像頭捕捉到的樹木圖像計算樹木的中心位置，若樹木圖像的中心位置與屏幕中心位置的偏差在相對誤差的允許范圍內，則不再進行對心控制，若樹木中心位置與屏幕中心的偏差超過允許的誤差，通過控制系統控制伸縮機構及旋轉底座的位移方向及旋轉底座的旋轉方向，完成樹木對心。