[發明專利]一種茶園采收機器人行走平衡的裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201811092575.5
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109451992B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 歐陽玉平;吳向九;吳水前;熊厚樟;蔣鵬程;黃文彬;蔣水龍
• 申請（專利權）人: 贛州雙木科技有限公司
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;A01D67/00;A01D69/10;A01D69/02
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

一種茶園采收機器人行走的平衡裝置，包括車架、控制箱、電池箱、電動機、驅動輪、驅動輪軸、行走輪、行走輪軸、軌道、距離探測器、緊急制動裝置和自動平衡裝置；一種茶園采收機器人行走平衡的控制方法，設置在車架下與軌道一側中部正對設置的距離探測器將距離探測器于軌道之間的距離變換轉為為電信號輸出至自動平衡裝置的電機，電機驅動載重凸輪轉動。本發明不改變單軌軌道行進方式，茶園采收機器人上加載的自動平衡裝置進行自動調節裝置的重心，保證裝置始終在一個微小的范圍內波動，不影響收割茶葉的效率和質量；還聯動設有緊急制動裝置，在偶然的傾覆危險出現時，緊急制動裝置抱緊單軌軌道，防止傾覆危險的發生。

技術領域

本發明涉及機器人平衡控制領域，具體涉及一種茶園采收機器人行走平衡的裝置及控制方法，適用于茶園單軌機器人行走的平衡控制。

背景技術

采茶是從茶樹新梢上摘取茶葉，現有的采茶方式一般為三種，第一種是人工采摘，采茶工人通過手指挑選品質不同的茶葉并折斷摘下置于采茶藍中，雖能保證采摘茶葉的完整性，但是工作效率低，勞動強度大；第二種是割采，通過使用小鐵刮刀、鐮刀或采摘鋏等工具進行采摘，雖然工作效率得到了一定的提高，但由于工具刀刃遲鈍或采茶工人采割速度慢等原因，容易將枝條割裂而影響下輪新梢的萌發；第三種是利用茶園采收機器人為進行采摘，現有技術下的茶園采收機器人為一般都是通過設有的機械手來進行采摘。

現有的茶園采收機器人為采茶方便和節約土地資源，大多采用單軌軌道設置在茶園茶樹之間，單軌軌道雖然能節約土地資源，但是對茶園采收機器人行進的平穩性要求嚴格：因茶葉新梢高度差小，故茶園采收機器人采收時需保證在水平上的平穩，否則對茶葉采收造成影響，尤其是茶園采收機器人收割刀的遠端影響更大，一端低于行進水平面而對茶樹枝條造成損傷，另一端高于行進水平面而遺漏對茶葉的采摘；同時，茶園采收機器人在單軌上進入彎道時，由于離心力的作用而會產生較大的傾斜進而影響茶園采收機器人的采摘，在速度大時甚至容易產生傾覆，若在轉彎時降低新進速度來避免，則影響采摘效率且易對驅動和制動裝置帶來疲勞損傷，若在彎道采用外側高于內側的斜軌，則轉外時茶園采收機器人將傾斜會損傷茶樹和遺漏采摘茶葉，并且軌道的制作和安裝難度也加大，不適合大規模使用。

發明內容

根據背景技術提出的問題，本發明提供一種茶園采收機器人行走平衡的裝置及控制方法進行改進，接下來對本發明做進一步地闡述。

一種茶園采收機器人行走的平衡裝置，其特征在于包括車架、控制箱、電池箱、電動機、驅動輪、驅動輪軸、行走輪、行走輪軸、車軌、距離探測器、緊急制動裝置和自動平衡裝置；控制箱、電池箱、電動機和自動平衡裝置固定設置在車架上，控制箱設于車架前端，控制箱旁設置與之連接的電池箱，電池箱旁設置與之連接的電動機，電動機連接驅動輪；驅動輪通過驅動輪軸設置在車架上，行走輪通過行走輪軸設置在車架上，驅動輪與行走輪與軌道的嚙合；車架上突出設有正對軌道側壁中部的距離探測器；自動平衡裝置包括設置在車架上的載重凸輪和設在載重凸輪上的電機，電機與距離探測器連接。

進一步的，車架上位于載重凸輪兩側各設有一個觸發的壓力開關。

進一步的，壓力開關設置的位置為采收機器人傾斜角度5°所對應的載重凸輪的位置。

進一步的，車架上還設有緊急制動裝置，包括驅動瓶、第一扣塊、第二扣塊和高壓管路，驅動瓶設置在車架上，驅動瓶上設有與壓力開關連接的電磁閥，驅動瓶通過高壓管路連接第一扣塊和第二扣塊；第一扣塊和第二扣塊通過懸梁設置在車架的下方，并設置在軌道的兩側與之間隙配合，第一扣塊和第二扣塊通過復位彈簧連接懸梁；高壓管路上設有泄壓閥。

進一步的，第一扣塊面向第二扣塊的一側設有凹槽，第二扣塊面向第一扣塊的一側設有凸塊；動作時，凹槽與凸塊配合，提高第一扣塊和第二扣塊的連接緊密性。

進一步的，高壓管路上還設有低泄高封閥；低泄高封閥在低壓時能夠排出泄漏的氣體，在電磁閥打開時釋放的大量高壓氣體的高壓下卻處于關閉狀態，以此保證裝置的安全性。