[發明專利]一種基于雜草識別切割機器人及其操作系統

有效

• 申請號: 202011272694.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112293049B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 李溫溫;王剛;初廣麗;叢建民;楊皓天;谷麗君;王海洋
• 申請（專利權）人: 白城師范學院
• 主分類號: A01D43/08
• 分類號: A01D43/08;A01D43/077;A01D34/00;A01D67/00;H04N7/18
• 代理公司: 南京鼎傲知識產權代理事務所(普通合伙) 32327
• 代理人: 劉藹民

1.一種基于雜草識別切割機器人，包括機架（1），其特征在于：所述機架（1）的頂端固定連接有控制機箱（2），所述控制機箱（2）的一端嵌入安裝有控制器（3）；

所述機架（1）的底端安裝有對稱調節移動機構（4），所述對稱調節移動機構（4）包括固定座（401）、調整桿（402）、導向槽（403）、中間分隔板（404）、螺紋槽（405）、嚙合滑塊（406）、伸縮桿（407）、緩沖彈簧（408）、移動輪（409）和旋動調整板（410）；

所述機架（1）的底端對稱安裝有固定座（401），對應兩個所述固定座（401）之間轉動安裝有調整桿（402），所述機架（1）的底端對應調整桿（402）兩側位置處開設有導向槽（403），所述調整桿（402）的外側中間位置處固定安裝有中間分隔板（404），所述調整桿（402）的外側對應中間分隔板（404）兩側位置處均開設有螺紋槽（405），所述調整桿（402）的外側滑動安裝有嚙合滑塊（406），所述嚙合滑塊（406）的底端固定連接有伸縮桿（407），所述伸縮桿（407）的外側套接有緩沖彈簧（408），所述伸縮桿（407）的底端轉動安裝有移動輪（409），所述固定座（401）的一端對應調整桿（402）位置處轉動安裝有旋動調整板（410）；

所述機架（1）的底端安裝有調整切割機構（5），所述調整切割機構（5）包括調整倉（501）、調整螺桿（502）、導向桿（503）、移動塊（504）、液壓伸縮桿（505）、切割連板（506）、切割刀（507）、草根攝像頭（508）、從動齒輪（509）、驅動電機（510）、驅動齒輪（511）和驅動齒鏈（512）；

所述機架（1）的底端固定安裝有調整倉（501），所述調整倉（501）的內壁轉動安裝有調整螺桿（502），所述調整倉（501）的內壁對應調整螺桿（502）兩側位置處固定連接有導向桿（503），所述導向桿（503）的外側滑動安裝有移動塊（504），所述移動塊（504）的底端安裝有液壓伸縮桿（505），所述液壓伸縮桿（505）的底端連接有切割連板（506），所述切割連板（506）的底端安裝有切割刀（507），所述切割連板（506）的一端固定安裝有草根攝像頭（508），所述調整螺桿（502）的一端穿過調整倉（501）固定連接有從動齒輪（509），所述機架（1）的底端對應調整倉（501）一側位置處固定安裝有驅動電機（510），所述驅動電機（510）的輸出軸固定連接有驅動齒輪（511），所述驅動齒輪（511）和從動齒輪（509）的外側嚙合安裝有驅動齒鏈（512）；

所述控制器（3）的輸入端電性連接切割機器人電源的輸出端，所述控制器（3）的輸出端電性連接草根攝像頭（508）和驅動電機（510）的輸入端；

所述機架（1）的底端對應調整倉（501）一側位置處安裝有雜草切割收集機構（6），所述雜草切割收集機構（6）包括切割倉（601）、抽取軟管（602）、連塊（603）、抽氣扇（604）、分隔濾網（605）、電動傳導帶（606）、分隔導板（607）、切割輥（608）、切刀（609）、收集倉（610）和切割電機（611）；

所述機架（1）的底端對應調整倉（501）一側位置處安裝有切割倉（601），所述切割倉（601）的底端連接有抽取軟管（602），所述抽取軟管（602）的外側對應切割連板（506）位置處安裝有連塊（603），所述切割倉（601）的一端對稱嵌入安裝有抽氣扇（604），所述切割倉（601）的一端內壁對應抽氣扇（604）外側位置處連接有分隔濾網（605），所述切割倉（601）的一端內壁安裝有電動傳導帶（606），所述切割倉（601）的一端內壁對應電動傳導帶（606）一側位置處對稱安裝有分隔導板（607），所述切割倉（601）的一端內壁對應兩個分隔導板（607）內側位置處對稱轉動安裝有切割輥（608），所述切割輥（608）的外側均勻連接有切刀（609），所述切割倉（601）的底端對應兩個分隔導板（607）中間位置處連接有收集倉（610），所述切割倉（601）的一端對應切割輥（608）位置處安裝有切割電機（611）；

所述控制器（3）的輸出端電性連接抽氣扇（604）、電動傳導帶（606）和切割電機（611）的輸入端；

所述連塊（603）的另一端與切割連板（506）之間固定連接，兩個所述切割輥（608）外側切刀（609）的位置相互交錯；

所述控制機箱（2）的內側安裝有散熱防塵控制機構（7），所述散熱防塵控制機構（7）包括出氣孔（701）、散發內倉（702）、內隔板（703）、排氣扇（704）、樟腦粉包（705）、處理器（706）、進氣孔（707）、過濾倉（708）、防塵過濾網（709）、換氣孔（710）和雜草攝像頭（711）；

所述控制機箱（2）的頂端均勻開設有出氣孔（701），所述控制機箱（2）的頂端內壁對應出氣孔（701）外側位置處連接有散發內倉（702），所述散發內倉（702）的內壁固定連接有內隔板（703），所述散發內倉（702）的底端內壁對應內隔板（703）一側位置處對稱安裝有排氣扇（704），所述散發內倉（702）的頂端內壁貼附有樟腦粉包（705），所述控制機箱（2）的底端內壁安裝有處理器（706），所述控制機箱（2）的兩端均勻對稱開設有進氣孔（707），所述控制機箱（2）的兩端內壁對應進氣孔（707）位置處連接有過濾倉（708），所述過濾倉（708）的一端內壁均勻連接有防塵過濾網（709），所述過濾倉（708）的一端均勻開設有換氣孔（710），所述控制機箱（2）的一端固定安裝有雜草攝像頭（711）；

所述控制器（3）的輸出端電性連接排氣扇（704）和雜草攝像頭（711）的輸入端；

首先能夠通過雜草攝像頭（711）從高處對雜草進行大范圍查看識別，并使用處理器（706）對雜草攝像頭（711）拍攝的圖像進行圖像預處理，然后在圖像識別階段，通過深度卷積神經網絡對作物進行分類決策，分為正樣本和負樣本兩類，能夠對雜草進行精確識別，隨后使用控制器（3）傳輸控制指令，控制液壓伸縮桿（505）和驅動電機（510）運行，從而調整切割刀（507）的位置，并在使用切割刀（507）對雜草草根進行切割時，使用草根攝像頭（508）對雜草的草根進行精準識別定位。