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一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法技术

技术编号:26142372 阅读:44 留言:0更新日期:2020-10-31 11:21
本发明专利技术属于智能化操控技术领域,公开了一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法,该方法基于修剪机器人实现。其中,修剪机器人设有主臂架和副臂架两套伸缩式变幅臂架,提升了修剪机器人的作业半径;同时,修剪机器人还配置有四组折叠式液压支腿,各组折叠式液压支腿均能快速进行收放,以进一步提升臂架变幅的稳定性,使得由主臂架和副臂架等组成的臂架系统,能够达到更大的工作半径的姿态要求;另外,本发明专利技术通过副臂架,能够实现修剪机构的修剪角度的快速微调,大大提升了修剪作业的效率。本发明专利技术方法通过对修剪机器人进行智能化操控,很好地实现了对具有弧面造型的立体化大型植物集群的修剪工作。

A stereoscopic pruning method of plant cluster with arc shape

【技术实现步骤摘要】
一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法
本专利技术属于智能化操控
,涉及一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法。
技术介绍
随着城市环境绿化建设的不断发展,各种具有弧面造型的立体化大型植物集群得到广泛应用。如何对不同造型、不同空间层次的绿化植被进行精准、高效地修剪,成为每个城市可持续发展所面临的首要问题。目前,国内外的修剪机械,其结构功能较为单一、修剪范围较小,且存在较大的修剪盲区,因此,将这些修剪机械应用于具有弧面造型的立体化大型植物集群的修剪时,很难满足修剪范围的要求,而且还存在修剪效果差、修剪效率低等缺点。由此可见,如何提出一种针对具有弧面造型的立体化植物集群的智能化修剪方法尤为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法,该方法利用智能修剪机器人,以实现对具有弧面造型的立体化大型植物集群的绿化植被的精确、高效修剪。本专利技术为了实现上述目的,采用如下技术方案:一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法,基于履带式修剪机器人实现;履带式修剪机器人包括履带式载运底盘、主臂架、副臂架、修剪机构以及折叠式液压支腿;主臂架采用长度可伸缩式结构,即包括第一级主臂、第二级主臂以及第三级主臂;其中,第一级主臂、第二级主臂以及第三级主臂依次嵌套布置;在主臂架内设有用于驱动第二级主臂和第三级主臂伸出与缩回的第一伸缩机构;在履带式载运底盘的上方设有主臂回转底座;在主臂回转底座上设有主臂铰接孔,第一级主臂的底部铰接于主臂回转底座上;在主臂回转底座与第一级主臂之间设有主臂变幅液压缸;其中,主臂变幅液压缸的一端铰接在主臂回转底座上,另一端铰接在第一级主臂上;在履带式载运底盘的上部中间处设有主臂回转轴承;主臂回转底座与履带式载运底盘的上部通过主臂回转轴承连接;副臂架采用长度可伸缩式结构,即包括第一级副臂以及第二级副臂;其中,第一级副臂与第二级副臂依次嵌套布置;在副臂架内设有用于驱动第二级副臂伸出和缩回的第二伸缩机构;在第三级主臂的顶部设有副臂铰接孔,第一级副臂的开口端铰接于第三级主臂上;在第三级主臂的顶部与第一级副臂之间设有副臂变幅液压缸;其中,副臂变幅液压缸的一端铰接在第三级主臂上,另一端铰接在第一级副臂中间位置;第二级副臂的伸出端部设有法兰盘;修剪机构包括旋转驱动座、修剪刀具以及用于驱动修剪刀具的液压驱动马达;旋转驱动座的一端设有法兰盘,并通过螺栓与第二级副臂的伸出端部连接;旋转驱动座的另一端垂直连接在修剪刀具的安装端部,且被配置为用于带动修剪刀具在垂直于该旋转驱动座的平面内旋转;液压驱动马达安装于修剪刀具上,且与旋转驱动座位于修剪刀具的相同端;折叠式液压支腿有四组,且分别安装于主臂回转底座外侧的一个位置点上;由四个位置点的连线组成一个方形,且每个位置点位于方形的一个顶点上;主臂回转底座位于由四个位置点组成的方形内部中间位置;四组折叠式液压支腿的结构均相同;每组折叠式液压支腿分别包括支腿回转底座、第一节支腿、第二节支腿以及防滑支撑座;支撑回转底座安装于履带式载运底盘的相应位置且能够实现水平回转;在支撑回转底座和履带式载运底盘的相应位置上分别设有定位销孔,且当两个定位销孔在上下方向对准后,通过销轴实现支撑回转底座在履带式载运底盘的位置固定;在第一节支腿与第二节支腿之间设有连接架;在支腿回转底座上和连接架的一端分别设有第一节支腿铰接孔;第一节支腿的一端铰接在支撑腿回转底座上,另一端铰接在连接架上;在支腿回转底座与第一节支腿之间设有第一节支腿变幅液压缸;第一节支腿变幅液压缸的一端铰接在支腿回转底座上,另一端铰接在连接架的一端,且第一节支腿与第一节支腿变幅液压缸在连接架上的铰接位置位于连接架的同一端;在连接架的另一端设有第二节支腿铰接孔;第二节支腿的一端铰接在连接架上,第二节支腿的另一端设有防滑支撑座铰接座;防滑支撑座铰接于第二节支腿的防滑支撑座铰接座端;在第二节支腿与连接架的另一端之间还设有第二节支腿变幅液压缸;第二节支腿变幅液压缸的一端铰接在第二节支腿上,另一端铰接在连接架的另一端,且第二节支腿与第二节支腿变幅液压缸在连接架上的铰接位置位于连接架的同一端;防滑支撑座的下表面设有多个向下凸出的三角形凸出部;其中,履带式载运底盘、主臂架、副臂架、修剪机构、折叠式液压支腿以及主臂回转底座均采用液压驱动;具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法包括如下步骤:I.履带式修剪机器人首先运行到达待修剪的具有弧面造型的立体化植物集群处后停下;II.手动将每个折叠式液压支腿水平向外旋出;当每个折叠式液压支腿的支腿回转底座上的定位销孔与履带式载运底盘相应位置上的定位销孔上下对准后,利用销轴将每个折叠式液压支腿固定于履带式载运底盘的相应位置;各个折叠式液压支腿的第一节支腿变幅液压缸和第二节支腿变幅液压缸协同动作,第一节支腿和第二节支腿变幅的角度发生变化,使得折叠式液压支腿张开并支撑在地面上;III.主臂变幅液压缸动作,使得主臂架抬升并倾斜至第M工作角度;在旋转驱动座的带动下,修剪刀具在垂直于旋转驱动座的平面内旋转,进而从主臂架下方旋出并倾斜向上;其中,M为大于或等于1的自然数;IV.主臂回转底座带动主臂架、副臂架以及修剪机构组成的整体,由朝向履带式修剪机器人前方的状态旋转至初始的修剪位置状态;主臂架的各级主臂依次伸出,使得副臂架以及修剪机构到达第N修剪高度位置;V.判断第N修剪高度位置的修剪方式,若第N修剪高度位置的绿化植被需要倾斜方式修剪,则执行步骤VI,若第N高度位置的绿化植被需要竖直修剪,则执行步骤VII;其中,N为大于或等于1的自然数;VI.液压驱动马达带动修剪刀具工作,在主臂回转底座的旋转带动下,修剪刀具沿弧形轨迹运行,并对第N修剪高度位置的绿化植被进行倾斜修剪,直到修剪结束位置;主臂回转底座反向旋转并带动主臂架、副臂架以及修剪机构返回至初始的修剪位置;执行步骤VIII;VII.副臂架的第二级副臂由第一级副臂内伸出,然后在副臂变幅液压缸的带动下,副臂架的倾斜角度发生变化,同时带动修剪刀具运动至竖直向上的状态;液压驱动马达带动修剪刀具工作,在主臂回转底座的旋转带动下,修剪刀具沿弧形轨迹运行,并对第N修剪高度位置的绿化植被进行竖向修剪,直到修剪结束位置;主臂回转底座反向旋转并带动主臂架、副臂架以及修剪机构返回至初始的修剪位置;紧接着,副臂变幅液压缸动作、第二级副臂缩回,使得修剪刀具恢复至初始的倾斜状态;执行步骤VIII;VIII.主臂变幅液压缸动作,使得主臂架倾斜至下一工作角度,同时主臂架的各级主臂的伸缩长度发生变化,使得副臂架以及修剪机构到达下一修剪高度位置;重复执行以上步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法,基于履带式修剪机器人实现;/n其特征在于,所述履带式修剪机器人包括:/n履带式载运底盘、主臂架、副臂架、修剪机构以及折叠式液压支腿;/n所述主臂架采用长度可伸缩式结构,即包括第一级主臂、第二级主臂以及第三级主臂;其中,第一级主臂、第二级主臂以及第三级主臂依次嵌套布置;/n在主臂架内设有用于驱动第二级主臂和第三级主臂伸出与缩回的第一伸缩机构;/n在履带式载运底盘的上方设有主臂回转底座;/n在主臂回转底座上设有主臂铰接孔,第一级主臂的底部铰接于所述主臂回转底座上;/n在主臂回转底座与第一级主臂之间设有主臂变幅液压缸;/n其中,主臂变幅液压缸的一端铰接在主臂回转底座上,另一端铰接在第一级主臂上;/n在履带式载运底盘的上部中间处设有主臂回转轴承;/n所述主臂回转底座与履带式载运底盘的上部通过所述主臂回转轴承连接;/n所述副臂架采用长度可伸缩式结构,即包括第一级副臂以及第二级副臂;其中,第一级副臂与第二级副臂依次嵌套布置;/n在副臂架内设有用于驱动第二级副臂伸出和缩回的第二伸缩机构;/n在第三级主臂的顶部设有副臂铰接孔,第一级副臂的开口端铰接于所述第三级主臂上;/n在第三级主臂的顶部与第一级副臂之间设有副臂变幅液压缸;/n其中,副臂变幅液压缸的一端铰接在第三级主臂上,另一端铰接在第一级副臂中间位置;/n第二级副臂的伸出端部设有法兰盘;/n所述修剪机构包括旋转驱动座、修剪刀具以及用于驱动修剪刀具的液压驱动马达;/n旋转驱动座的一端设有法兰盘,并通过螺栓与第二级副臂的伸出端部连接;/n所述旋转驱动座的另一端垂直连接在所述修剪刀具的安装端部,且被配置为用于带动所述修剪刀具在垂直于该旋转驱动座的平面内旋转;/n所述液压驱动马达安装于修剪刀具上,且与旋转驱动座位于修剪刀具的相同端;/n所述折叠式液压支腿有四组,且分别安装于主臂回转底座外侧的一个位置点上;由四个位置点的连线组成一个方形,且每个位置点位于方形的一个顶点上;/n所述主臂回转底座位于由四个所述位置点组成的方形内部中间位置;/n四组所述折叠式液压支腿的结构均相同;/n每组折叠式液压支腿分别包括支腿回转底座、第一节支腿、第二节支腿以及防滑支撑座;/n所述支撑回转底座安装于履带式载运底盘的相应位置且能够实现水平回转;/n在支撑回转底座和履带式载运底盘的相应位置上分别设有定位销孔,且当两个定位销孔在上下方向对准后,通过销轴实现支撑回转底座在履带式载运底盘的位置固定;/n在第一节支腿与第二节支腿之间设有连接架;/n在支腿回转底座上和连接架的一端分别设有第一节支腿铰接孔;/n第一节支腿的一端铰接在所述支撑腿回转底座上,另一端铰接在所述连接架上;/n在支腿回转底座与第一节支腿之间设有第一节支腿变幅液压缸;/n第一节支腿变幅液压缸的一端铰接在支腿回转底座上,另一端铰接在连接架的一端,且第一节支腿与第一节支腿变幅液压缸在连接架上的铰接位置位于连接架的同一端;/n在连接架的另一端设有第二节支腿铰接孔;/n第二节支腿的一端铰接在所述连接架上,第二节支腿的另一端设有防滑支撑座铰接座;/n防滑支撑座铰接于所述第二节支腿的防滑支撑座铰接座端;/n在第二节支腿与连接架的另一端之间还设有第二节支腿变幅液压缸;/n第二节支腿变幅液压缸的一端铰接在第二节支腿上,另一端铰接在连接架的另一端,且第二节支腿与第二节支腿变幅液压缸在连接架上的铰接位置位于连接架的同一端;/n所述防滑支撑座的下表面设有多个向下凸出的三角形凸出部;其中,履带式载运底盘、主臂架、副臂架、修剪机构、折叠式液压支腿以及主臂回转底座均采用液压驱动;/n所述具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法包括如下步骤:/nI.履带式修剪机器人首先运行到达待修剪的具有弧面造型的立体化植物集群处后停下;/nII.手动将每个折叠式液压支腿水平向外旋出;/n当每个折叠式液压支腿的支腿回转底座上的定位销孔与履带式载运底盘相应位置上的定位销孔上下对准后,利用销轴将每个折叠式液压支腿固定于履带式载运底盘的相应位置;/n各个折叠式液压支腿的第一节支腿变幅液压缸和第二节支腿变幅液压缸协同动作,第一节支腿和第二节支腿变幅的角度发生变化,使得折叠式液压支腿张开并支撑在地面上;/nIII.主臂变幅液压缸动作,使得主臂架抬升并倾斜至第M工作角度;在旋转驱动座的带动下,修剪刀具在垂直于旋转驱动座的平面内旋转,进而从主臂架下方旋出并倾斜向上;/n其中,M为大于或等于1的自然数;/nIV.主臂回转底座带动主臂架、副臂架以及修剪机构组成的整体,由朝向履带式修剪机器人前方的状态旋转至初始的修剪位置状态;/n主臂架的各级主臂依次伸出,使得副臂架以及修剪机构到达第N修剪高度位置;/nV.判断第N修剪高度位置的修剪方式,若第N修剪高度位置的绿化植被需要倾斜方式修剪,则执...

【技术特征摘要】
1.一种具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法,基于履带式修剪机器人实现;
其特征在于,所述履带式修剪机器人包括:
履带式载运底盘、主臂架、副臂架、修剪机构以及折叠式液压支腿;
所述主臂架采用长度可伸缩式结构,即包括第一级主臂、第二级主臂以及第三级主臂;其中,第一级主臂、第二级主臂以及第三级主臂依次嵌套布置;
在主臂架内设有用于驱动第二级主臂和第三级主臂伸出与缩回的第一伸缩机构;
在履带式载运底盘的上方设有主臂回转底座;
在主臂回转底座上设有主臂铰接孔,第一级主臂的底部铰接于所述主臂回转底座上;
在主臂回转底座与第一级主臂之间设有主臂变幅液压缸;
其中,主臂变幅液压缸的一端铰接在主臂回转底座上,另一端铰接在第一级主臂上;
在履带式载运底盘的上部中间处设有主臂回转轴承;
所述主臂回转底座与履带式载运底盘的上部通过所述主臂回转轴承连接;
所述副臂架采用长度可伸缩式结构,即包括第一级副臂以及第二级副臂;其中,第一级副臂与第二级副臂依次嵌套布置;
在副臂架内设有用于驱动第二级副臂伸出和缩回的第二伸缩机构;
在第三级主臂的顶部设有副臂铰接孔,第一级副臂的开口端铰接于所述第三级主臂上;
在第三级主臂的顶部与第一级副臂之间设有副臂变幅液压缸;
其中,副臂变幅液压缸的一端铰接在第三级主臂上,另一端铰接在第一级副臂中间位置;
第二级副臂的伸出端部设有法兰盘;
所述修剪机构包括旋转驱动座、修剪刀具以及用于驱动修剪刀具的液压驱动马达;
旋转驱动座的一端设有法兰盘,并通过螺栓与第二级副臂的伸出端部连接;
所述旋转驱动座的另一端垂直连接在所述修剪刀具的安装端部,且被配置为用于带动所述修剪刀具在垂直于该旋转驱动座的平面内旋转;
所述液压驱动马达安装于修剪刀具上,且与旋转驱动座位于修剪刀具的相同端;
所述折叠式液压支腿有四组,且分别安装于主臂回转底座外侧的一个位置点上;由四个位置点的连线组成一个方形,且每个位置点位于方形的一个顶点上;
所述主臂回转底座位于由四个所述位置点组成的方形内部中间位置;
四组所述折叠式液压支腿的结构均相同;
每组折叠式液压支腿分别包括支腿回转底座、第一节支腿、第二节支腿以及防滑支撑座;
所述支撑回转底座安装于履带式载运底盘的相应位置且能够实现水平回转;
在支撑回转底座和履带式载运底盘的相应位置上分别设有定位销孔,且当两个定位销孔在上下方向对准后,通过销轴实现支撑回转底座在履带式载运底盘的位置固定;
在第一节支腿与第二节支腿之间设有连接架;
在支腿回转底座上和连接架的一端分别设有第一节支腿铰接孔;
第一节支腿的一端铰接在所述支撑腿回转底座上,另一端铰接在所述连接架上;
在支腿回转底座与第一节支腿之间设有第一节支腿变幅液压缸;
第一节支腿变幅液压缸的一端铰接在支腿回转底座上,另一端铰接在连接架的一端,且第一节支腿与第一节支腿变幅液压缸在连接架上的铰接位置位于连接架的同一端;
在连接架的另一端设有第二节支腿铰接孔;
第二节支腿的一端铰接在所述连接架上,第二节支腿的另一端设有防滑支撑座铰接座;
防滑支撑座铰接于所述第二节支腿的防滑支撑座铰接座端;
在第二节支腿与连接架的另一端之间还设有第二节支腿变幅液压缸;
第二节支腿变幅液压缸的一端铰接在第二节支腿上,另一端铰接在连接架的另一端,且第二节支腿与第二节支腿变幅液压缸在连接架上的铰接位置位于连接架的同一端;
所述防滑支撑座的下表面设有多个向下凸出的三角形凸出部;其中,履带式载运底盘、主臂架、副臂架、修剪机构、折叠式液压支腿以及主臂回转底座均采用液压驱动;
所述具有弧面造型的立体化植物集群修剪方法包括如下步骤:
I.履带式修剪机器人首先运行到达待修剪的具有弧面造型的立体化植物集群处后停下;
II.手动将每个折叠式液压支腿水平向外旋出;
当每个折叠式液压支腿的支腿回转底座上的定位销孔与履带式载运底盘相应位置上的定位销孔上下对准后,利用销轴将每个折叠式液压支腿固定于履带式载运底盘的相应位置;
各个折叠式液压支腿的第一节支腿变幅液压缸和第二节支腿变幅液压缸协同动作,第一节支腿和第二节支腿变幅的角度发生变化,使得折叠式液压支腿张开并支撑在地面上;
III.主臂变幅液压缸动作,使得主臂架抬升并倾斜至第M工作角度;在旋转驱动座的带动下,修剪刀具在垂直于旋转驱动座的平面内旋转,进而从主臂架下方旋出并倾斜向上;
其中,M为大于或等于1的自然数;
IV.主臂回转底座带动主臂架、副臂架以及修剪机构组成的整体,由朝向履带式修剪机器人前方的状态旋转至初始的修剪位置状态;
主臂架的各级主臂依次伸出,使得副臂架以及修剪机构到达第N修剪高度位置;
V.判断第N修剪高度位置的修剪方式,若第N修剪高度位置的绿化植被需要倾斜方式修剪,则执行步骤VI,若第N高度位置的绿化植被需要竖直修剪,则执行步骤VII;<...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛得学周平华崔书彬
申请(专利权)人:滨州学院
类型:发明
国别省市:山东;37

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