[發明專利]一種適應于智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測方法

有效

• 申請號: 202010411887.9
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111557177B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 程朋樂;秦政;劉曉東;陳鋒
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: A01G3/04
• 分類號: A01G3/04;G01V9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種適應于智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測方法，屬于灌木修剪割除領域。本發明通過探桿測量喬木樹干或立桿，利用頂珠機構控制探桿在初始位置的鎖止力，屏蔽了灌木對檢測裝置的干擾，并通過探桿裝置結合角度傳感器，利用三角函數關系實時測量出灌木割除裝置的運動速度，所以本測量方法對灌木割除裝置的速度穩定性要求不高，測量簡單，特別適合智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測。

技術領域

本發明屬于灌木修剪割除領域，尤其涉及一種適應于智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測方法。

背景技術

國內的公路綠化帶以灌木為主，灌木中間每隔一段距離經常夾雜喬木，另外由于安裝監控或路燈需求，灌木中也夾雜著剛性立桿，現有的綠籬修剪設備沒有障礙物檢測裝置，在作業時需要操作工人時刻注意這些障礙物，以免剛性立桿或喬木的樹干損壞修剪設備。工人在操作時需要一邊駕駛車輛，一邊操縱修剪設備避障，這種作業方式增加了工人的勞動強度，降低了修剪效率。由于灌木和立桿或樹干摻雜在一起，傳統的檢測方法容易受到灌木的干擾，無法滿足智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明設計了一種適應于智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測方法。本發明的技術方案如下：一種適應于智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測方法，探桿1的長度為l，其初始位置與豎直位置支架4的夾角為90°，探桿1與支架4通過軸6連接到一起，軸6上裝有扭力彈簧7，探桿1繞軸6自由轉動，扭力彈簧7使探桿1具有逆時針轉動的趨勢；初始位置時，頂珠機構9的鋼珠在內部彈簧的作用下進入到探桿1下面的孔中，使探桿1鎖止；探桿1和支架4一起往前運動，探桿1碰到障礙物2時，在障礙物2的作用下，探桿1擺脫頂珠機構9的約束，繞軸6順時針旋轉；當障礙物2由A位置移動到B位置時，探桿1的轉角達到最大，為α；支架4繼續往前移動，障礙物2與探桿1脫離接觸，探桿1在扭力彈簧7的作用下逆時針旋轉，恢復到初始位置，在頂珠機構9的鋼珠的作用下，探桿1與支架4保持90°夾角；切除裝置3前端與軸6的距離為c，切除裝置3能夠繞支架4上的軸5轉動，切除裝置3的寬度為d，長度為e；支架4的移動速度為v；具體按以下步驟進行，

(1)障礙物2從接觸到探桿1到脫離探桿1移動的距離a＝l*sinα；

(2)障礙物2在A位置接觸到探桿1時，探桿1與支架4的夾角發生變化，開始計時，當障礙物2到達B位置時，所用的時間為t₁，支架4的移動速度

(3)障礙物2與支架4之間的距離b＝l*cosα；

(4)障礙物2從B位置到達切除裝置3的前端所需的時間為

(5)在障礙物2到達切除裝置3的前端之前，切除裝置3繞軸5順時針轉動角度即可實現障礙物2與切除裝置3不干涉，切除裝置3轉動的角速度

(6)障礙物2從切除裝置3的前端到達切除裝置3的后端，所用時間為此時，切除裝置3逆時針旋轉角度回到原來的位置，繼續切除灌木，完成避障的一個循環。

每次作業之前需根據所切除灌木的種類，調整頂緊螺栓8，以調整頂珠機構9內部的彈簧預緊力，進而調整頂珠機構9對于探桿1在初始位置時的卡緊力，使灌木碰到探桿1時，探桿1不繞軸6轉動，而障礙物2碰到探桿1時，探桿1繞軸6轉動。

本發明的障礙物檢測方法，每次遇到障礙物時，重新測量支架的移動速度v，所以本測量方法對灌木割除裝置的速度穩定性要求不高，測量簡單，特別適合智能林下灌木割除裝置的障礙物檢測。

附圖說明

圖1為本發明的俯視示意圖；

圖2為本發明的正視示意圖；

圖3為本發明的探桿軸部示意圖。

具體實施方式