一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置及方法制造方法及图纸

本公开涉及农用外骨骼技术领域，尤其涉及一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置及方法。本公开提供了一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置，包括下肢外骨骼单元、影像采集装置以及分析控制装置，下肢外骨骼单元大腿外骨骼和小腿外骨骼，大腿外骨骼通过膝关节助力件与小腿外骨骼连接，膝关节助力件用于在大腿外骨骼和小腿外骨骼相对屈曲时提供助力；影像采集装置用于采集用户四周的影像并将影像传送至控制装置，影像采集装置包括探测器本体和至少四个影像采集件，影像采集件设置在探测器本体上，探测器本体通过关节付与大腿外骨骼连接，关节付用于在用户下肢的屈曲运动时提供外助力。通过上述技术方案，可以提高农业生产效率、降低作业强度。降低作业强度。降低作业强度。

【技术实现步骤摘要】
一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置及方法


[0001]本公开涉及农用外骨骼
，尤其是涉及一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置及使用方法。

技术介绍

[0002]随着科技的不断进步，外骨骼机器人助力技术已经应用到众多领域，但传统的外骨骼机器人由于价格高，重量大，无法用于农业上大规模使用，现如今农业作业者老龄化严重，在一些重体力劳动和地貌比较险峻的丘陵山区，老龄农业作业者和力量欠缺的妇女在进行农业作业时及其吃力，生产效率底下且存在一定的作业危险。
[0003]现研究一种成本较低、结构简单，便于操作的农用外骨骼助力装置是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置，包括下肢外骨骼单元、影像采集装置以及分析控制装置，其中，
[0005]所述下肢外骨骼单元包括大腿外骨骼和小腿外骨骼，所述大腿外骨骼通过所述膝关节助力件与所述小腿外骨骼连接，所述膝关节助力件用于在所述大腿外骨骼和所述小腿外骨骼相对屈曲时提供助力，所述膝关节助力件包括第一弹性连接杆和第一压缩弹簧，所述第一弹性连接杆一端设置在所述大腿外骨骼内，另一端设置所述小腿外骨骼内，所述第一压缩弹簧设置在所述膝关节助力件内，且所述第一压缩弹簧抵接在所述第一弹性连接杆与所述膝盖外助力件靠近所述下肢外骨骼单元的内壁之间；
[0006]所述影像采集装置用于采集用户动作影像和/或四周的场景影像并将影像传送至所述控制装置，所述影像采集装置包括探测器本体和至少四个影像采集件，所述影像采集件设置在所述探测器本体上，所述探测器本体通过关节付与所述大腿外骨骼连接；
[0007]所述关节付用于在用户下肢运动时提供外助力，所述关节付包括驱动装置和转动部，所述转动部包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮设置在所述关节付内，所述从动齿轮设置在所述下肢外骨骼单元内，且所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接；
[0008]所述驱动装置在所述分析控制装置发出运动指令后，驱动所述主动齿轮转动；
[0009]所述分析控制装置用于将采集影像转化为多种运动指令，多种所述运动指令分别对应预设的扭力值控制所述驱动装置提供外助力。
[0010]可选的，所述探测器本体为环形，且所述探测器本体对应穿戴在用户腰部，所述探测器本体上设置有安装槽，四个所述安装槽沿所述探测器本体周向设置，所述影像采集装置设置在所述安装槽内。
[0011]可选的，所述运动指令包括下蹲采摘指令、弯腰采摘指令、伸手采摘指令、扭腰作业指令，其中，
[0012]所述驱动装置在接收所述下蹲采摘指令的扭力值为2200N；
[0013]所述驱动装置在接收所述弯腰采摘指令的扭力值为2050N；
[0014]所述驱动装置在接收所述伸手采摘指令的扭力值为950N；
[0015]所述驱动装置在接收所以扭腰作业指令的扭力值为1980N。
[0016]可选的，所述影像采集件包括摄像头和形变部，所述摄像头通过所述形变部与所述探测器本体连接。
[0017]可选的，所述影像采集件包括摄像头和微型云台，所述摄像头通过所述微型云台与所述探测器本体连接。
[0018]可选的，其特征在于，所述关节付还包括连接组件，所述连接组件包括第二弹性连接杆和第二压缩弹簧，所述关节付和所述下肢外骨骼单元通过所述第二弹性连接杆连接，所述第二压缩弹簧设置在所述关节付内，且所述第二压缩弹簧抵接在所述第二弹性连接杆与所述关节付靠近所述下肢外骨骼单元的内壁之间。
[0019]可选的，所述分析控制装置还设置有组队模块，所述组队模块用于与其它用户进行组队，且能够将所述影像采集装置的采集的影像信息彼此共享。
[0020]一种上述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤，
[0021]步骤一：将3至5个机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置通过机器视觉算法形成小组，所述机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置与用户绑定实现装置与用户的配对；
[0022]步骤二：按下组队按钮，所述分析控制装置会搜索其它机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置进行组队，此时其它的所述影像采集装置会为自己提供辅助决策，获取自己的穿戴人员的动作信息，相互掩护、彼此提供信息。
[0023]可选的，所述步骤一中，多个所述机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置之间的网组网络采用距离法，以距离最近的视觉为主。
[0024]可选的，在所述步骤二中，当多个机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置进行组队图像共享后，网组信号被遮挡超过两秒将会提示使用者，多个农用外骨骼机器人探测器装置的共享影像以最近的设备为共享目标。
[0025]与现有技术相比，本公开的有益效果是：本公开实施例提供的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置，通过设置下肢外骨骼单元在用户腿部屈曲动作时提供外助力并且通过设置关节付在用户行走时提供外助力，使用户提高生产效率、负重的农业作业难度；通过影像采集装置观察操作者的运动方式发送给分析控制装置形成运动指令，实现外助力值和作业项目、强度的精准匹配。
附图说明
[0026]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0027]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本公开穿戴在作业者身体上的结构示意图；
[0029]图2为本公开的关节付与大腿外骨骼的结构示意图；
[0030]图3为本公开的大腿外骨骼、小腿外骨骼以及膝关节助力件的结构示意图；
[0031]图4为多个本公开进行组队影响采集装置相互采集影像的示意图。
[0032]其中，1
‑
下肢外骨骼单元；11
‑
大腿外骨骼；12
‑
膝关节助力件；121
‑
第一弹性连接杆；122
‑
第一压缩弹簧；13
‑
小腿外骨骼；2
‑
影像采集装置；21
‑
探测器本体；22
‑
影像采集件；3
‑
分析控制装置；A
‑
关节付；C
‑
摄像头；D
‑
形变部；41
‑
驱动装置；E
‑
第二弹性连接杆；F
‑
第二压缩弹簧；G
‑
主动齿轮；H
‑
从动齿轮。
具体实施方式
[0033]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置，其特征在于，包括下肢外骨骼单元(1)、影像采集装置(2)以及分析控制装置(3)，其中，所述下肢外骨骼单元(1)包括大腿外骨骼(11)和小腿外骨骼(13)，所述大腿外骨骼(11)通过所述膝关节助力件(12)与所述小腿外骨骼(13)连接，所述膝关节助力件(12)用于在所述大腿外骨骼(11)和所述小腿外骨骼(12)相对屈曲时提供助力，所述膝关节助力件(12)包括第一弹性连接杆(121)和第一压缩弹簧(122)，所述第一弹性连接杆(121)一端设置在所述大腿外骨骼(21)内，另一端设置所述小腿外骨骼(23)内，所述第一压缩弹簧(122)设置在所述膝关节助力件(22)内，且所述第一压缩弹簧(122)抵接在所述第一弹性连接杆(121)与所述膝盖外助力件(22)靠近所述下肢外骨骼单元(1)的内壁之间；所述影像采集装置(2)用于采集用户动作影像和/或四周的场景影像并将影像传送至所述控制装置(3)，所述影像采集装置(2)包括探测器本体(21)和至少四个影像采集件(22)，所述影像采集件(22)设置在所述探测器本体(21)上，所述探测器本体(21)通过关节付(A)与所述大腿外骨骼(11)连接；所述关节付(A)用于在用户下肢运动时提供外助力，所述关节付(A)包括驱动装置(41)和转动部，所述转动部包括主动齿轮(G)和从动齿轮(H)，所述主动齿轮(G)设置在所述关节付(A)内，所述从动齿轮(H)设置在所述下肢外骨骼单元(1)内，且所述主动齿轮(G)与所述从动齿轮(H)啮合连接；所述驱动装置(41)在所述分析控制装置发出运动指令后，驱动所述主动齿轮(A)转动；所述分析控制装置(3)用于将采集影像转化为多种运动指令，多种所述运动指令分别对应预设的扭力值控制所述驱动装置(41)提供外助力。2.根据权利要求1所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置，其特征在于，所述探测器本体(21)为环形，且所述探测器本体(21)对应穿戴在用户腰部，所述探测器本体(21)上设置有安装槽，四个所述安装槽沿所述探测器本体(21)周向设置，所述影像采集装置(22)设置在所述安装槽内。3.根据权利要求1所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置，其特征在于，所述运动指令包括下蹲采摘指令、弯腰采摘指令、伸手采摘指令、扭腰作业指令，其中，所述驱动装置(41)在接收所述下蹲采摘指令的扭力值为2200N；所述驱动装置(41)在接收所述弯腰采摘...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伟，杨其长，张梅，
申请(专利权)人：成都农业科技职业学院，
类型：发明
国别省市：