[發明專利]一種灌木整形機器人

有效

• 申請號: 201810818554.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109005992B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 陳勇;郝淼
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: A01G3/04
• 分類號: A01G3/04;A01G3/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明是一種灌木整形機器人，由垂直線性模組、水平線性模組、底座支架、垂直旋轉機構、整形刀具總成、視覺裝置等組成。能夠通過視覺裝置采集到待整形的球形或者蘑菇形灌木位置和外表形狀，由控制器控制垂直線性模組、水平線性模組將整形刀具總成移動到待整形灌木位置，再由控制器調整整形刀具總成刀具的形狀，進而調整灌木修整形狀。

技術領域

本發明是涉及智能機械領域，具體的說是一種灌木整形機器人。

背景技術

高速公路綠化隔離帶主要起著隔離炫目燈光、保障行車安全的作用，同時也改善了環境。為了美觀，城市周邊高速公路隔離帶中的灌木常常需要修剪成為球形、蘑菇形等。目前，這些修剪工作都是由人工來完成。人工修剪，不僅工作量大，而且也存在安全隱患。

檢索分析，申請號2016111124717的中國專利提出了“一種車載懸臂式球冠綠籬自動旋割成型裝置”。該專利設有定刀片和旋轉割刀，基于剪切原理修剪灌木；另外，該專利可以適用不同直徑的球冠，但是需要手工調節相關機械結構。申請號2017104426469的中國專利提出了“一種能修剪圓錐體、錐臺體的三維灌木造型修剪裝置”。該專利對修剪形狀的調節也是需要手工完成，不能在修剪過程中實現。總之，現有的修剪裝置主要存在下列不足：其一，有些裝置不能適應不同曲率半徑的球冠；有些雖然可以調節，但是需要手動調節。其二，修剪裝置（尤其是修剪刀具）與被修剪灌木的相對位置需要人工確定，即沒有自動定位功能。因此，現有的修剪裝置不能滿足自動化修剪作業的需求。因為缺乏智能性，所以不能自動定位修剪刀具與被修剪目標之間的位置關系，也不能在面對不同形狀不同尺寸的被修剪目標時實時調整修剪工具的曲率半徑。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種灌木整形機器人。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種灌木整形機器人，其特征是：包括底座支架，底座支架內設置有步進電機，步進電機固定安裝在電機固定板下表面，電機固定板水平設置固定安裝在底座支架內，步進電機的輸出軸穿過電機固定板通過軸承套杯與轉臺傳動連接，所述的轉臺設置在底座支架上表面，轉臺可在步進電機的帶動下轉動；

轉臺的上方可拆卸的安裝有垂直線性模組固定板，垂直線性模組固定板上固定安裝有垂直線性模組，所述的垂直線性模組內安裝的驅動塊，水平線性模組通過三角形支架固定安裝在驅動塊上，驅動塊在垂直線性模組內在豎直方向滑動進而帶動水平線性模組在豎直方向運動；

所述的水平線性模組內安裝有滑塊，滑塊上安裝有支架，支架的底邊水平向外伸出形成臺面，臺面上表面固定安裝有旋轉電機，旋轉電機的輸出軸穿過臺面與豎直設置的垂直旋轉機構的頂端傳動連接，垂直旋轉機構的底端通過連接件與整形刀具總成固定連接，所述的旋轉電機能夠通過垂直旋轉機構帶動整形刀具總成圍繞垂直旋轉機構的軸心轉動；

所述的整形刀具總成由多個關節組組成，每個關節組內側均設置有整形刀具，相鄰關節組之間的夾角可調；

所述的水平線性模組遠離垂直線性模組的一端設置有視覺裝置，所述的視覺裝置能夠采集目標的三維輪廓信息。

為優化上述發明，采取的具體措施還包括：

所述的軸承套杯內安裝有轉軸，所述的轉軸底端與步進電機的輸出軸通過第一平鍵傳遞扭矩，轉軸的上端面通過螺釘與轉臺固定連接，軸承套杯的頂部邊緣通過法蘭蓋壓緊并通過螺釘固定在底座支架上表面，法蘭蓋的內邊緣緊壓環形端面軸承，所述的軸承套杯內壁和轉軸之間設置有兩組向心球軸承，向心球軸承包括上向心球軸承和下向心球軸承，所述的上向心球軸承設置在軸承套杯內上邊緣，所述的法蘭蓋內壁緊壓上向心球軸承外壁，所述的下向心球軸承固定安裝在軸承套杯內底部，上向心球軸承和下向心球軸承之間設置有限位套，轉軸的底端外表面加工有外螺紋，外螺紋上安裝有配適的墊片和螺母，所述的墊片與下向心球軸承外壁接觸并通過螺母壓緊。