一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备及移植方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备及移植方法，包括打孔部

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备及移植方法


[0001]本专利技术涉及移植
，具体为一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备及移植方法
。

技术介绍

[0002]为了满足城市道路两侧的绿化要求，对于道路两侧的绿化带的移植设备和移植方法存在迫切需求
。
目前绿化带的移栽，尤其是苗木的移栽，主要采用人工挖掘或挖掘机挖沟的方式，然后采用吊钩的方式将苗木移栽到挖掘的沟坑内；一方面由于需要较多的人参与其中，导致需要付出较大的人力成本，另一方面，挖沟和栽植的设备往往需要多个设备之间的配合，导致降低了移栽效率，同时由于多个大型设备的进驻，极容易造成道路施工带来的交通管制
、
道路拥堵等一系列问题
。
此外，小乔木生命力顽强，便于管理，广泛栽种于绿化带，因此亟需一种同时具有移栽和挖掘一体的移植作业机，实现边挖掘边栽树，节省人力
、
提高效率，尤其是便于绿化带小乔木的补栽
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备，解决现有技术中的不足，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0004]一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备，包括打孔部
、
移栽部
、
支撑部
、
检测控制机构
、
液压系统和控制器；所述打孔部通过
U
形架和液动旋转驱动器连接在所述支撑部中部；所述检测控制机构与所述支撑部铰接；所述打孔部包括钻杆
、
驱动钻杆旋转的第一液压驱动器，所述
U
形架的一侧设置有与所述钻杆平行的支架，所述支架底部设置有深度传感器，所述检测控制机构包括铰接杆和触地轮，铰接杆的一端连接有触地轮，铰接杆的另一端与所述打孔部铰接，所述铰接杆与打孔部的铰接点处设置有角度传感器；所述铰接杆的中上部与所述打孔部之间还设置有弹簧；所述液压系统与第一液压驱动器和液动旋转驱动器连接；所述深度传感器和角度传感器采集数据发送给所述控制器，所述控制器控制所述液压系统；所述钻杆通过所述液动旋转驱动器在钻孔状态和移栽状态之间切换；
[0005]所述移栽部通过基座安装在打孔部的一侧，所述移栽部包括机械臂和夹爪，所述机械臂为六轴结构，所述夹爪与所述驱动壳体枢接，所述夹爪包括第一夹持臂
、
第二夹持臂
、
第一连接臂和第二连接臂，所述第二夹持臂的顶端与所述第一夹持臂的底部一端铰接，所述第一连接臂的顶端与所述第二夹持臂的底部另一端铰接，所述第一连接臂的底端与第二连接臂顶端铰接，第二连接臂的底端与所述驱动壳体通过销轴连接，所述第二夹持臂的底端与所述驱动壳体通过销轴连接；所述驱动壳体内设置有驱动装置，所述驱动装置用于驱动第二连接臂和第二夹持臂转动，实现夹爪的张开或闭合的驱动；所述驱动壳体的外侧固定连接有摄像头，所述摄像头能够对打孔部钻好的树坑位置进行图像采集以及对堆放的待移栽的小乔木进行图像采集
。
[0006]进一步的，所述驱动装置包括驱动器
、
不完全齿轮和齿杆，所述销轴上安装有不完
全齿轮，所述驱动器连接有转轴，转轴的左右两端分别连接有齿的旋向相反的齿杆，所述齿杆与所述不完全齿轮啮合，实现对第二连接臂的驱动和对第二夹持臂的位置的调整；所述驱动壳体与所述机械臂连接
。
[0007]进一步的，所述移栽部还包括有校准界面
。
[0008]进一步的，所述打孔部在钻孔状态时，所述移栽部的机械臂处于收紧状态；所述移栽部处于工作状态时，所述打孔部通过液动旋转驱动器的作用使其向上翻转处于非工作状态
。
[0009]还提供了一种利用上述基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备的移植方法，包括如下步骤：
[0010]S1:
将所述移植设备连接在车体上，所述触地轮始终与栽植带的地面接触，所述控制器根据接收到的角度传感器的信息获取栽植带的地面坡度信息，控制所述液压系统，从而通过液动旋转驱动器调整所述打孔部的位置，调整到合适位置后，通过第一液压驱动器驱动所述钻杆旋转，所述控制器综合角度传感器和所述深度传感器的信息，确定钻杆钻孔的深度；
[0011]S2:
钻孔结束后，控制器控制所述液压系统，在液动旋转驱动器和
U
形架的作用下，实现所述打孔部向上翻转，完成从工作状态到非工作状态的切换；
[0012]S3:
在移栽前，根据待移栽小乔木的形态，采用摄像头对待移栽小乔木进行多角度图像信息的采集，从而获取小乔木的关键点特征，确定小乔木对比模型；
[0013]S4:
采用摄像头对树坑进行多方向的图像信息的采集，确定树坑的关键点特征，确定树坑对比模型；
[0014]S5:
操作人员通过校准界面控制所述夹爪的位置，从而实现对摄像头的空间位置进行调整，先对树坑初始拍照的夹爪位置进行校准，确定初始树坑图像信息采集时的夹爪位置
A
；而后对待移栽小乔木初始拍照的夹爪位置进行校准，确定初始待移栽小乔木图像信息采集时的夹爪位置
B
；
[0015]S6:
控制器控制夹爪移动，将夹爪移动到夹爪位置
A
，摄像头对待移栽的小乔木拍照获取小乔木图像信息，将小乔木图像信息与小乔木对比模型进行比对，控制器根据比对结果分析计算小乔木的空间位置，确定夹爪在每一个方向上的角度增量和位移增量，根据角度增量和位移增量移动夹爪的位置，夹爪在移动过程中，摄像头不断获取小乔木图像信息，控制器不断识别待移栽小乔木和夹爪的移动信息，对夹爪的位置进行纠偏，实现对待移栽小乔木的夹取；
[0016]S7:
控制器控制夹取有小乔木的夹爪移动实现移栽
。
[0017]进一步的，步骤
S7
还包括：将夹爪移动到夹爪位置
B
，摄像头对树坑拍照树坑图像信息，将树坑图像信息与树坑对比模型进行比对，确定树坑的坐标位置，控制器根据坐标位置，控制夹爪移动，在移动过程中实现对树苗的角度旋转，控制器控制夹爪张开实现移栽
。
[0018]本专利技术通过提供基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备及移植方法
。
具有以下技术效果：
[0019]1)
提供了一种同时具有移栽和挖掘一体的移植作业机，实现边挖掘边栽树，节省人力
、
提高效率，尤其是便于绿化带小乔木的补栽
。
[0020]2)
通过在打孔部一侧设置检测控制机构，检测控制机构设置得包括铰接杆和触地
轮，铰接杆的一端连接有触地轮，铰接杆的另一端与所述打孔部铰接，所述铰接杆与打孔部的铰接点处设置有角度传感器；同时
U
形架的一侧设置有与所述钻杆平行的支架，所述支架底部设置有深度传感器，通过深度传感器实时测定钻杆实时钻取的树坑的深度，通过角度传感器实时获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备，包括打孔部
、
移栽部
、
支撑部
(3)、
检测控制机构
、
液压系统和控制器；其特征在于：所述打孔部通过
U
形架
(1)
和液动旋转驱动器
(2)
连接在所述支撑部
(3)
中部；所述检测控制机构与所述支撑部铰接；所述打孔部包括钻杆
(4)、
驱动钻杆
(4)
旋转的第一液压驱动器
(5)
，所述
U
形架
(1)
的一侧设置有与所述钻杆
(4)
平行的支架
(6)
，所述支架
(6)
底部设置有深度传感器
(7)
，所述检测控制机构包括铰接杆
(8)
和触地轮
(9)
，铰接杆
(8)
的一端连接有触地轮
(9)
，铰接杆
(8)
的另一端与所述打孔部铰接，所述铰接杆
(8)
与打孔部的铰接点处设置有角度传感器；所述铰接杆
(8)
的中上部与所述打孔部之间还设置有弹簧；所述液压系统与第一液压驱动器
(5)
和液动旋转驱动器
(2)
连接；所述深度传感器
(7)
和角度传感器采集数据发送给所述控制器，所述控制器控制所述液压系统；所述钻杆
(4)
通过所述液动旋转驱动器
(2)
在钻孔状态和移栽状态之间切换；所述移栽部通过基座安装在打孔部的一侧，所述移栽部包括机械臂
(10)
和夹爪
(11)
，所述机械臂
(10)
为六轴结构，所述夹爪
(11)
与所述驱动壳体
(12)
枢接，所述夹爪
(11)
包括第一夹持臂
(13)、
第二夹持臂
(14)、
第一连接臂
(15)
和第二连接臂
(16)
，所述第二夹持臂
(14)
的顶端与所述第一夹持臂
(13)
的底部一端铰接，所述第一连接臂
(15)
的顶端与所述第二夹持臂
(14)
的底部另一端铰接，所述第一连接臂
(15)
的底端与第二连接臂
(16)
顶端铰接，第二连接臂
(16)
的底端与所述驱动壳体
(12)
通过销轴连接，所述第二夹持臂
(14)
的底端与所述驱动壳体通过销轴连接；所述驱动壳体
(12)
内设置有驱动装置，所述驱动装置用于驱动第二连接臂
(16)
和第二夹持臂
(14)
转动，实现夹爪的张开或闭合的驱动；所述驱动壳体
(12)
的外侧固定连接有摄像头，所述摄像头能够对打孔部钻好的树坑位置进行图像采集以及对堆放的待移栽的小乔木进行图像采集
。2.
根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的绿化带小乔木移植设备，其特征在于：所述驱动装置包括驱动器
(17)、
不完全齿轮
(18)
和齿杆
(19)
，所述销轴上安装有不完全齿轮
(18)
，所述驱动器
(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱以明，王祥鉴，马龙，王久彪，孙艳满，齐利宏，付静涛，贺松龄，张喜康，杨晨，彭春发，李一，李孙宁，张文波，
申请(专利权)人：北京雁栖岛生态园林发展有限公司，
类型：发明
国别省市：