[發明專利]一種灌木修剪機器人及其工作方法

在審

• 申請號: 201910370979.4
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110199700A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 牛子杰;張鵬;劉坤澎;王龍寧
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01G3/04
• 分類號: A01G3/04;B25J5/00;B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種灌木修剪機器人，其特征在于，包括頂板和可升降機架，所述頂板設置在所述可升降機架頂端，所述可升降機架中間架空，四角底端分別設置有行走輪，電池、控制器、導向傳感器、機器視覺模塊、激光雷達和修剪電機均設置在所述頂板上；所述修剪電機的輸出軸向下伸出并連接修剪刀具，所述修剪刀具是可變形修剪刀具，且位于所述可升降機架的中間架空處。

2.根據權利要求1所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述修剪刀具包括多段子刀片，所述子刀片通過相應的舵機依次連接形成可變形修剪刀具；所述各舵機與所述控制器連接。

3.根據權利要求1或2所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述可升降機架包括四組支撐架，所述支撐架上端和所述頂板連接，所述支撐架下端通過升降機構與相應的車輪安裝板連接。

4.根據權利要求1至3任一所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述可升降機架的左右兩側還分別設置有側連桿，所述側連桿上還相對設置有激光雷達，該激光雷達與所述控制器連接以識別并確定待修剪灌木的位置。

5.根據權利要求1至4任一所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述行走輪有四個，前端兩行走輪是萬向輪，后端兩行走輪是驅動輪；所述驅動輪的驅動電機和所述控制器連接，所述驅動電機上還設置有碼盤。

6.根據權利要求1至5任一所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述電池包括太陽能電池板和鋰電池，所述太陽能電池板架設在所述頂板的正上方。

7.根據權利要求1至6任一所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述機器視覺模塊采用OpenMV機器視覺模塊，且通過舵機Ⅰ設置在所述頂板的右前方，對右前方的理想立體灌木樣品拍攝不同角度的圖片，從而識別出樣品對應的立體灌木形狀，并向所述控制器發送目標灌木形狀信號。

8.根據權利要求1至7任一所述的灌木修剪機器人，其特征在于，所述頂板上的激光雷達設置在所述頂板前端的中部以檢測待修剪灌木的高度和方位，該激光雷達與所述控制器連接。

9.一種灌木修剪機器人的工作方法，其特征在于，包括上述權利要求1至8任一所述的灌木修剪機器人，所述工作方法包括以下步驟：

S1，電源通電后，舵機Ⅰ轉動不同角度，帶動機器視覺模塊對理想立體灌木樣品拍攝不同角度的圖片；所述機器視覺模塊識別出理想立體灌木樣品對應的立體灌木形狀，并向控制器發送目標灌木形狀信號；

S2，所述控制器根據所述目標灌木形狀信號，控制修剪刀具上的各個舵機，進而控制所述修剪刀具調整為與所述目標灌木形狀相對應的刀具形狀；

S3，設置在頂板上的激光雷達識別并確定待修剪灌木的方位和高度并發送信號給所述控制器，所述控制器控制可升降機架調整為與目標灌木高度相對應的高度，并根據導向傳感器的信息控制行走輪向待修剪灌木前進；

S4，固定在所述可升降機架左右兩側的側連桿上的激光雷達識別并確定機器人到達待修剪灌木的修剪位置后，向所述控制器發送到達信號，所述控制器控制所述行走輪停止行走；所述控制器控制修剪電機以一定轉速轉動，從而帶動所述修剪刀具旋轉對機器人正下方的灌木進行修剪，將其修剪為目標形狀；

S5，所述控制器控制機器人繼續行進，對下一叢灌木進行修剪。

10.根據權利要求9所述的灌木修剪機器人的工作方法，其特征在于，揚聲器設置在所述頂板上且與所述控制器連接；所述控制器，在一列灌木修剪完畢后，控制揚聲器進行語音播報，播報內容為“此列灌木已修剪，祝您生活愉快！”。