[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

本發明涉及一種灌木修剪機器人及其工作方法，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。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。本發明操作簡便、自動化程度高、節省成本及人力、續航時間長、轉向靈活、修剪準確高效、適應性廣、功能強大。

技術領域

本發明屬于農業機械技術領域，具體涉及一種灌木修剪機器人及其工作方法。

背景技術

目前，用作綠化的立體灌木前景非常廣闊，但其修剪仍然嚴重依賴人工操作，而且需經常找專業人員進行修剪維護，不僅成本高昂，而且浪費人力、效率低下。

發明內容

本發明設計了一種灌木修剪機器人及其工作方法，目的在于解決現有技術中人工修剪灌木造成的成本高昂、浪費人力、效率低下等諸多問題。

為了實現上述目的，本發明一方面公開了：

一種灌木修剪機器人，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。

進一步，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。

進一步，所述修剪電機通過修剪電機承載盤設置在所述頂板的中心處，且穿過所述頂板的中心圓孔向下延伸。

進一步，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。

進一步，所述升降機構包括絲杠及絲杠螺母，所述絲杠的下端通過軸承和相應的車輪安裝板連接，所述絲杠的上端與絲杠電機連接，所述絲杠螺母的兩側分別固連有套管，所述套管與相應支撐架固連。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，所述控制器采用智能stm32芯片作為主控制器。

進一步，所述導向傳感器采用九軸傳感器，與所述控制器連接。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，還包括揚聲器，所述揚聲器設置在所述頂板上且與所述控制器連接。

進一步，所述頂板的中心開有中心圓孔，所述頂板的四角下方分別向外延伸有連接板以與所述升降機架連接。

為了實現上述目的，本發明另一方面公開了：