[發明專利]一種具有記憶與決策功能的爬樹修剪機器人

有效

• 申請號: 201910849820.0
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110497424B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 杜樹旺;楊邦出;陶志成;陳志培;余建軍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學之江學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16;B25J9/22;A01G3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種具有記憶與決策功能的爬樹修剪機器人，包括支架、門、電鋸和從動輪機構；所述支架主要由上支架、下支架以及若干個中間支架和立柱組成，所述門與上支架和下支架鉸接，所述門上裝有控制器、主動輪轉向電機和電鋸；所述從動輪機構包括絲桿、壓簧和從動輪，所述控制器調節絲桿的伸縮量，控制從動輪對樹木的壓力。爬樹修剪機器人通過控制器將航向角初始化，保證每次啟動時，初始位置朝向同一個方向，便于后續對樹木進行形態學建模；從動輪機構采用壓簧減少震動對爬樹修剪機器人本體的影響，以保護其機械電氣結構，并能夠使從動輪自由地調整角度；電鋸上裝有棘輪裝置，當切割力矩過大時，棘輪裝置會發生滑移，保護電鋸不會受到損壞。

技術領域

本發明屬于機械技術領域，尤其涉及一種具有記憶與決策功能的爬樹修剪機器人。

背景技術

隨著機器人技術的發展，人類勞動力逐漸被解放出來，目前對于樹木的修剪工作主要是傳統人力為主，通過梯子作為工具對樹木進行除害、整形等護理。一方面這對于樹木養護管理工作的效率是非常低的，而且護理成本非常高，另一方面由于人工修剪等工作屬于高危險工作，護理工人很容易從樹上摔下來。因此將機器人作為樹木修剪護理工具不僅可以大大降低成本，而且可以避免工人進行高危險工作，目前市場上關于爬樹修剪機器人的技術還不夠成熟，不僅僅功能單一，而且還不具備對修建對象的狀態進行記錄的功能。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的不足，提出一種具有記憶與決策功能的爬樹修剪機器人。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種具有記憶與決策功能的爬樹修剪機器人，包括支架、門和從動輪機構；

所述支架由上支架、下支架以及若干個中間支架和立柱組成；所述上支架與下支架之間固連有立柱a、立柱b、立柱c、立柱d、立柱e以及立柱f；所述立柱a和立柱b之間固連有中間支架a，所述立柱c和立柱d之間固連有中間支架b，所述立柱e和立柱f之間固連有中間支架c；所述中間支架a、中間支架b和中間支架c上均裝有絲桿電機；

所述門與上支架和下支架鉸接，所述門上裝有控制器、主動輪轉向電機、主動輪、電鋸和地磁傳感器；

所述控制器用于接收應變片與地磁傳感器信號和輸出驅動指令，所述主動輪轉向電機上裝有主動輪電機，主動輪電機與主動輪連接；所述主動輪轉向電機用于調整主動輪的偏轉角度γ，通過主動輪電機驅動主動輪，爬樹修剪機器人沿著樹木呈角度γ螺旋上升；

所述電鋸包括棘輪a、棘輪b、電鋸轉向電機和彈簧；

所述棘輪a固連在電鋸轉向電機上，棘輪a與棘輪b相互配合構成棘輪裝置，使得電鋸轉向電機只能單向轉動；所述電鋸轉向電機用于調整所述電鋸對樹木的切入角度，以提高切割效率；所述彈簧套在棘輪裝置上，當切割力矩大于彈簧的預緊力時，所述棘輪裝置發生滑移，保護電鋸不會損壞；

所述門上還打有通孔用于穿過銜鐵；所述銜鐵外部套有銜鐵彈簧，所述銜鐵能夠被電磁鐵吸引，所述電磁鐵固連于電磁鐵支架上，所述電磁鐵支架固連在門上；所述電磁鐵由地磁傳感器控制；所述控制器用于將爬樹修剪機器人的航向角期望值初始化為角度α，當地磁傳感器檢測到爬樹修剪機器人朝向為角度α時，電磁鐵吸引銜鐵將門閉合，將樹木包裹在爬樹修剪機器人內部。

所述從動輪機構包括絲桿、從動輪底座、光軸a、光軸b、壓簧a、壓簧b、應變片、軸承a、軸承b、從動輪機架a、從動輪機架b、從動輪a和從動輪b；