本發(fā)明涉及一種綠化樹木、果樹、綠籬等修剪外型的機器，尤其是一種多功能修剪機器人。

背景技術(shù)：

隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的環(huán)保意識不斷增強，城市中出現(xiàn)了很多人工建成的綠化公園，道路兩旁的綠化區(qū)域不斷增長。綠化帶的修剪是綠化工程的一項重要工作，目前道路綠化樹木和綠籬修剪都是采用人工方法，環(huán)衛(wèi)工人手持切割鋸、綠籬剪、手工鋸等工具來進行修剪，對于較高的樹木，往往需要梯子或人站在由伸縮油缸末端的平臺上進行切割，因而不僅工作效率低，而且還增加了工作成本，環(huán)衛(wèi)工人的安全也無法得到保障，自動化程度低。

果樹為了提高產(chǎn)量和防止易倒則每一季都要對樹枝進行修剪，果樹修剪主要由人操作剪刀進行，勞動強度大而且工作效率低，有些較粗的樹干不便于用鋸進行修剪，人要需要攀爬上樹扶著樹枝才不至于夾鋸，存在一定的操作風險，勞動效率也不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決上述先有技術(shù)的缺點，提供一種能夠使用更加高效、操作更加便捷的多功能修剪機器人，解決了以往工作效率低，成本高的問題，并且可應(yīng)用于多種場所的樹枝修剪。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種多功能修剪機器人，包括車體及修剪機械臂，還包括設(shè)置在車體上的兩個可旋轉(zhuǎn)的基座，每個基座鉸接有活動臂，基座與活動臂之間有用于驅(qū)動兩者的動臂油缸，動臂設(shè)置有三級可伸縮油缸，活塞桿連接有三個不同長度的移動臂，所述移動臂末端分別連接有用于修剪的液壓剪和鏈鋸及用于抓取樹干的抓手，修剪工具可根據(jù)不同粗細樹木切換，抓手利用液壓油缸驅(qū)動對樹干進行抓取固定，便于修剪，圖像采集裝置傳輸圖像至駕駛室監(jiān)視屏。

所述圖像采集裝置共由三部分構(gòu)成，車體上設(shè)置有用于采集整體輪廓的可旋轉(zhuǎn)的底座和與可伸縮的支撐桿相連的攝像頭構(gòu)成，還包括臂體上裝有的用于采集執(zhí)行機構(gòu)所要修剪樹枝的攝像頭。

所述控制系統(tǒng)包括：

交流伺服電機：安裝在移動臂的臂體關(guān)節(jié)處，利用伺服驅(qū)動器輸出的脈沖控制其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)向角。

控制器：安裝在車體上，將檢測到的信號經(jīng)過程序處理輸出相應(yīng)的控制程序以控制機械臂和執(zhí)行機構(gòu)。

光電增量式編碼器：檢測伺服電機的位置信息反饋回驅(qū)動器。

所述修剪執(zhí)行機構(gòu)鏈鋸和液壓剪組合構(gòu)成，根據(jù)需要切換所需的修剪機構(gòu)，所述抓手由液壓驅(qū)動兩個可以相互交叉的結(jié)構(gòu)組成。

所述修剪執(zhí)行機構(gòu)可利用觸摸屏進行手動和自動切換，自動有半自動和全自動兩種模式，根據(jù)所采集圖像進行實時監(jiān)控，所述控制器與臂體之間的伺服電機互相配合，結(jié)合相關(guān)算法，可以修剪出蘑菇頭狀、圓柱、圓錐、平面等各種形狀。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明有益本發(fā)明的多功能綠化修剪機功能完善，采用雙機械臂協(xié)同操作，降低了修剪的難度，減輕了人員勞動負擔，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體示意圖。

圖2是本發(fā)明的抓手示意圖。

圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)流程圖。

圖4是本發(fā)明的工作流程圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清晰，下面對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

包括車體及修剪機械臂。所述車體由行走裝置及給油缸提供動力的發(fā)動機。所述修剪機械臂包括基座，與基座連接的活動臂，三級液壓油缸末端接機械臂和置在機械臂末端的修剪1-6及抓手機構(gòu)1-7-2，車體上置還設(shè)有旋轉(zhuǎn)圖像采集裝置1-2；

具體實現(xiàn)時，該修剪裝置通過伺服電機驅(qū)動器發(fā)出的脈沖數(shù)對機械臂精確的位置控制，機械手的操作方式分為手動和自動兩種操作方式，手動操作就是通過按鈕操作對機械手的每一步運動單獨進行控制，自動操作有半自動和全自動兩種模式，半自動每個指令周期執(zhí)行相應(yīng)步長，全自動循環(huán)往復(fù)執(zhí)行設(shè)定任務(wù)。

由圖像采集裝置傳送到監(jiān)視屏上的實時圖像可對修剪機構(gòu)做出相應(yīng)插補指令，執(zhí)行機構(gòu)有修剪和固定兩個部分，其中修剪可根據(jù)樹木粗細和實際需要可選擇剪刀和鏈鋸，為防止夾鋸可用抓手進行固定。

下面對實施的方案進行詳細描述，詳見下文：

一種多功能修剪機器人，包括車體1-1及修剪機械臂1-5，還包括設(shè)置在車體上的兩個可旋轉(zhuǎn)的基座1-3-1，每個基座鉸接有活動臂1-3-2，基座與活動臂之間有用于驅(qū)動兩者的動臂油缸，動臂設(shè)置有三級可伸縮油缸，活塞桿連接有三個不同長度的移動臂1-5，所述移動臂末端分別連接有用于修剪的液壓剪1-6-2和鏈鋸1-6-1及用于抓取樹干的抓手，移動臂之間通過伺服電機1-5-1驅(qū)動，修剪工具可根據(jù)不同粗細樹木切換，抓手利用液壓油缸驅(qū)動對樹干進行抓取固定，便于修剪，圖像采集裝置傳輸圖像至駕駛室監(jiān)視屏，可同時顯示多個分割圖像，在觸摸屏上選擇手動、半自動、自動的工作模式。

所述所述圖像采集裝置共由三部分構(gòu)成，車體上設(shè)置有用于采集整體輪廓的可旋轉(zhuǎn)的底座1-2-3和與可伸縮的支撐桿1-2-1相連的攝像頭構(gòu)成，還包括臂體ⅲ上裝有的用于采集執(zhí)行機構(gòu)所要修剪樹枝的攝像頭1-6-3及1-7-3。

所述控制系統(tǒng)包括：

交流伺服電機：安裝在移動臂的臂體關(guān)節(jié)處，利用伺服驅(qū)動器輸出的脈沖控制其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)向角；

控制器：安裝在車體上，將檢測到的信號經(jīng)過程序處理輸出相應(yīng)的控制程序以控制機械臂和執(zhí)行機構(gòu)；

觸摸屏：接收圖像采集裝置采集的圖像，運用相關(guān)算法，進行按鈕控制或自動控制；監(jiān)視屏：顯示場景圖像；

光電增量式編碼器：檢測伺服電機的位置信息反饋回驅(qū)動器。

所述修剪執(zhí)行機構(gòu)由鏈鋸和液壓剪組合構(gòu)成，根據(jù)需要切換所需的修剪機構(gòu)，所述抓手由液壓驅(qū)動兩個可以相互交叉的結(jié)構(gòu)組成。

所述修剪執(zhí)行機構(gòu)可利用觸摸屏進行手動和自動切換，自動有半自動和全自動兩種模式，根據(jù)所采集圖像進行實時監(jiān)控，所述控制器與臂體之間的步進電機互相配合，結(jié)合相關(guān)算法，可以修剪出蘑菇頭狀、圓柱、圓錐、平面等各種形狀。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明有益本發(fā)明的多功能綠化修剪機功能完善，采用雙機械臂協(xié)同操作，降低了修剪的難度，減輕了人員勞動負擔，提高了工作效率，為研發(fā)多動能工程車做了良好的基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種多功能修剪機器人，包括車體及雙修剪機械臂，還包括設(shè)置車體上的在兩個可旋轉(zhuǎn)的基座及可行走輪式機構(gòu)，每個基座鉸接有活動臂，基座與活動臂之間有用于驅(qū)動兩者的動臂油缸，動臂設(shè)置有三級可伸縮油缸，活塞桿連接有三個不同長度的移動臂，移動臂之間由伺服電機驅(qū)動，移動臂末端分別連接有用于修剪的液壓剪和鏈鋸及用于抓取樹干的抓手，修剪工具可根據(jù)不同粗細樹木切換，抓手利用液壓油缸驅(qū)動對樹干進行抓取固定，便于修剪，車體上及修剪手臂上設(shè)置有圖像采集裝置。本發(fā)明的多功能綠化修剪機功能完善，采用雙機械臂協(xié)同操作，降低了修剪的難度，減輕了人員勞動負擔，提高了工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張興奎
受保護的技術(shù)使用者：江蘇師范大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.28
技術(shù)公布日：2017.10.17