技術(shù)特征：

1.一種爬樹修枝機器人自主作業(yè)的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括動力分配執(zhí)行裝置、電動推桿夾緊裝置、控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)；

所述的動力分配執(zhí)行裝置包括：發(fā)動機、帶傳動、爬升輪、鏈傳動、鏈鋸、油門舵機、張緊電動推桿。所述的發(fā)動機輸出軸一方面與所述的帶傳動相連，并將動力傳遞給所述的爬升輪，另一方面與所述的鏈傳動相連，并將動力傳遞給所述的鏈鋸；所述的油門舵機與發(fā)動機油門相連接，用于改變油門大?。凰龅膹埦o電動推桿與帶傳動張緊輪相連，用于改變帶傳動的張緊大?。?/p>

所述的電動推桿夾緊裝置包括：夾緊電動推桿、夾緊支架、夾緊裝置、彈簧。所述的夾緊電動推桿一端連接在所述的夾緊支架上，夾緊電動推桿另一端連接于所述的夾緊裝置上；所述的彈簧套裝在夾緊裝置上；

所述的控制系統(tǒng)包括電源、控制器、控制終端。所述的電源優(yōu)先選用24V直流電源；所述的控制器包括單片機與藍牙模塊；所述的單片機優(yōu)先選用ARM系列的STM32單片機作為主控制芯片；所述的藍牙模塊采用HC-05藍牙模塊并與單片機相連接，傳輸距離可達10米；所述的控制終端優(yōu)先選用帶有無線通訊功能的智能手機；所述的控制系統(tǒng)由STM32單片機作為主控制核心，用于接收控制終端的無線信號和傳感系統(tǒng)的檢測信號，并將解析信號傳輸給動力分配執(zhí)行裝置和電動推桿夾緊裝置，從而實現(xiàn)對爬樹修枝機器人自主作業(yè)的自動控制；

所述的檢測系統(tǒng)包括編碼器、氣壓計。所述的編碼器優(yōu)先選用600P/R增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝在爬升輪附近適當(dāng)位置并通過信號線與控制系統(tǒng)相連，用于統(tǒng)計1秒內(nèi)所測得的脈沖數(shù)；所述的氣壓計優(yōu)先選用基于STM32單片機的高度氣壓計，通過信號線與控制系統(tǒng)相連，用于實時檢測爬樹機器人工作高度。

2.如權(quán)利要求1所述的一種爬樹修枝機器人自主作業(yè)的控制方法，其特征在于：其控制過程如下：

1)將爬樹修枝機器安裝在待修剪樹木上，打開電源，控制系統(tǒng)初始化完成；

2)使用手機APP控制終端發(fā)出夾緊控制信號，HC-05藍牙模塊接收到控制信號并將信號傳輸給單片機，然后由單片機解析信號并通過電動推桿夾緊裝置調(diào)整夾緊電動推桿的工作狀態(tài)，爬樹修枝機器人實現(xiàn)夾緊樹干的動作，此時高度氣壓計記錄初始海拔高度；

3)使用手機APP控制終端發(fā)出攀爬上升信號，HC-05藍牙模塊接收到控制信號并將信號傳輸給單片機，然后由單片機解析信號并通過動力分配執(zhí)行裝置控制油門舵機，調(diào)整油門大小，同時單片機通過動力分配執(zhí)行裝置控制張緊電動推桿縮短，此時張緊輪起到張緊作用，動力主要分配到爬升輪上，爬樹修枝機器人實現(xiàn)攀爬上升的動作；

4)爬樹機器人在攀爬上升過程中進行修枝工作，當(dāng)編碼器所測得的脈沖數(shù)急劇減少表明鏈鋸此時碰到側(cè)枝，編碼器將減少信號傳輸給單片機，單片機解析信號并通過動力分配執(zhí)行裝置控制張緊電動推桿伸長，此時張緊輪不起張緊作用，帶傳動暫時停止工作，動力主要分配到鏈鋸上，同時單片機通過動力分配執(zhí)行裝置控制油門舵機，調(diào)整油門大小，鏈鋸高速鋸切側(cè)枝；當(dāng)編碼器所測得的脈沖數(shù)急劇增加表明側(cè)枝鋸切工作完成，編碼器將增加信號傳輸給單片機，單片機解析信號通過動力分配執(zhí)行裝置控制張緊電動推桿縮短，此時張緊輪起張緊作用，帶傳動繼續(xù)工作，動力重新分配到爬升輪上，同時單片機控制油門舵機，調(diào)整油門大小，爬升輪繼續(xù)工作，爬樹修枝機器人高速攀爬上升，直到遇到下一個側(cè)枝后重復(fù)上述過程；

5)爬樹修枝機器人在攀爬過程中，高度氣壓計實時記錄當(dāng)前海拔高度并得到相關(guān)高度差,編碼器將測得的脈沖個數(shù)n傳輸給單片機，單片機根據(jù)預(yù)設(shè)值和測得值計算得到爬升輪的轉(zhuǎn)速v，然后得到相應(yīng)的攀爬上升距離L，最后推算夾緊電動推桿所需壓縮的距離D，單片機解析信號并通過電動推桿夾緊裝置調(diào)整電動推桿的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對爬樹修枝機器人電動推桿夾緊裝置隨攀爬上升距離增加的自動控制，從而爬樹修枝機器人實現(xiàn)穩(wěn)定攀爬上升的工作；當(dāng)攀爬上升距離L達到側(cè)枝修剪的要求高度時，氣壓計將停止爬升工作信號傳輸給單片機，單片機解析信號并通過電動推桿夾緊裝置調(diào)整夾緊電動推桿的工作狀態(tài)，爬樹修枝機器人實現(xiàn)穩(wěn)定下降的工作；

其中，所述高度差Δh通過如下公式確定：

Δh＝h₂-h₁

上式中：h₁為初始海拔高度，單位為mm；h₂為當(dāng)前海拔高度，單位為mm；

其中，所述爬升輪的轉(zhuǎn)速v通過如下公式確定：

$v=\frac{n\mathrm{\π}D}{600}$

上式中：n為600P/R增量型旋轉(zhuǎn)編碼器1秒內(nèi)所測得的脈沖個數(shù),單位為個；D為爬升輪直徑，單位為mm；

其中，所述攀爬上升距離L通過如下公式確定：

$L=vt\×\sin \mathrm{\α}\×\mathrm{\μ}\×\frac{4}{10}+\mathrm{\Δ}h\×\frac{6}{10}$

上式中：t為爬樹修枝機器人攀爬上升所用時間，由單片機內(nèi)部計時器測得，單位為s；α為爬樹修枝機器人攀爬上升的理論螺旋升角，單位為度；μ為爬樹修枝機器人攀爬上升過程中理論打滑率；

其中，所述夾緊電動推桿所需壓縮距離D通過如下公式確定：

D＝AL²+BL+C

上式中：A、B、C均為實數(shù)，且保證夾緊電動推桿所需壓縮距離D與攀爬上升距離L滿足二次函數(shù)關(guān)系；

6)關(guān)閉電源，完成一顆樹木的側(cè)枝修剪工作。