【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及甘蔗种植，具体为一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机。
技术介绍
1、中国甘蔗种植面积位于世界第三，甘蔗生产劳动强度大，生产成本居高不下。甘蔗种植是甘蔗生产的首要环节，采用机械化种植可一次性完成开沟、施肥、布种、覆土、覆膜等多项工序，存在的问题是在开沟环节开沟深度不能实时调控，遇到不平整地块，开沟深度统一，导致甘蔗种植深浅不一，种植浅的甘蔗在生长过程易倒伏并影响后期机械化收获，甚至减产，此外，在甘蔗布种环节仍然是人工布种，人工布种存在下种不均匀生产成本高的问题。为此，我们提出一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，采用双机械臂协作取代人工布种实现无人化甘蔗种植，并且该机具备自适应开沟深度调节，保证甘蔗种植深度均匀一致满足农艺要求。以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，包括自适应开沟系统、布种执行系统、牵引与外挂系统、总控系统，所述牵引与外挂系统包括主机架，所述自适应开沟系统、布种执行系统、总控系统均安装在主机架上；
3、所述主机架的前端表面连接有固定导轨，所述自适应开沟系统包括开沟装置、液压装置、开沟深度传感器，所述开沟装置包括开沟犁、侧挡土板组、覆土盘、滑动导轨，所述滑动导轨与固定导轨同心配合安装，所述开沟犁顶部与滑动导轨端头连接，所述液压装置的缸体与主机架梁框连接，所述液压装置的伸缩杆与开沟犁顶部
4、所述布种执行系统用于抓取甘蔗并将甘蔗种茎放置于甘蔗种植沟中。
5、优选的，所述主机架的前端连接有牵引运动拓展单元，所述牵引运动拓展单元为装置提供电力支持，所述机架的上端还连接有施肥拓展单元，所述施肥拓展单元用于外挂施肥机械，所述主机架的后端连接有覆膜拓展单元，所述覆膜拓展单元用盖膜机械。
6、优选的，所述主机架包括梁框、盖板、轮组、防护网、固定导轨、加强梁、甘蔗种堆放区、布种口，所述主机架的下方安装有轮组，所述主机架的上端设置有甘蔗种堆放区，所述甘蔗种堆放区的两侧表面均连接有防护网，所述甘蔗种堆放区的内部下方设置有布种口。
7、优选的，所述布种执行系统包括机械臂及运动控制单元、机械爪及末端执行单元，所述机械臂及运动控制单元包括第一机械臂、第二机械臂、总控箱、深度相机、数据采集器、运动控制卡，所述第一机械臂、第二机械臂安装在总控箱底部，且沿所述总控箱中轴线左右对称，所述深度相机位于第一机械臂与第二机械臂中间。
8、优选的，所述总控箱安装在主机架上方，所述总控箱的内部安装有总控系统。
9、优选的，所述第一机械臂、第二机械臂均由驱控一体化关节构成且具有六自由度，驱控一体化关节由中空伺服电机、中空谐波减速器、电磁式摩擦制动器、绝对式编码器、伺服驱动器构成。
10、优选的，所述机械爪及末端执行单元设置为两组，两组机械爪及末端执行单元分别安装在第一机械臂、第二机械臂的前端，所述机械爪及末端执行单元包括数据采集器、压力传感器、双目相机、末端执行控制器、电机及驱动、机械爪、指尖，所述双目相机的摄像头分别位于末端机械爪两侧，所述压力传感器位于位于指尖内侧。
11、优选的，所述指尖内侧成内凹圆弧型，所述指尖的圆弧半径为2-4cm。
12、优选的，所述覆土盘连接在主机架的后侧。
13、优选的，所述开沟犁的开沟深度h可调范围为0-45cm。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、1、本专利技术具有自适应开沟系统，位于开沟犁顶部的开沟深度传感器能实时反馈开沟深度，并将深度数据反馈到总控系统并与首先预设的开沟深度进行比对，开沟深度满足预设值继续执行开沟，如不满足预设深度则及时通过液压装置调整开沟犁入土深度使之与预设开沟深度一致，如此保证甘蔗种植开沟过程，开沟深度一致，满足农艺要求，确保甘蔗生长过程中不倒伏；
16、2、本专利技术基于双机械布种方式，机械臂及运动控制单元和机械爪及末端执行单元通过总控系统协同控制机械臂和机械爪在甘蔗种堆放区夹取甘蔗种茎并将甘蔗种茎放置于与甘蔗种植沟对齐的布种口，从而实现自适应开沟和无人化甘蔗布种作业。
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1.一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：包括自适应开沟系统(1)、布种执行系统(2)、牵引与外挂系统(3)、总控系统(4)，所述牵引与外挂系统(3)包括主机架，所述自适应开沟系统(1)、布种执行系统(2)、总控系统(4)均安装在主机架上；
2.根据权利要求1所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述主机架的前端连接有牵引运动拓展单元(301)，所述牵引运动拓展单元(301)为装置提供电力支持，所述机架的上端还连接有施肥拓展单元(302)，所述施肥拓展单元(302)用于外挂施肥机械，所述主机架的后端连接有覆膜拓展单元(306)，所述覆膜拓展单元(306)用盖膜机械。
3.根据权利要求2所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述主机架包括梁框、盖板、轮组(303)、防护网(304)、固定导轨(305)、加强梁(307)、甘蔗种堆放区(308)、布种口(309)，所述主机架的下方安装有轮组(303)，所述主机架的上端设置有甘蔗种堆放区(308)，所述甘蔗种堆放区(308)的两侧表面均连接有防护网(304)，所述甘蔗种堆放区(
4.根据权利要求1所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述布种执行系统(2)包括机械臂及运动控制单元、机械爪及末端执行单元(205)，所述机械臂及运动控制单元包括第一机械臂(202)、第二机械臂(203)、总控箱(201)、深度相机(204)、数据采集器、运动控制卡，所述第一机械臂(202)、第二机械臂(203)安装在总控箱(201)底部，且沿所述总控箱(201)中轴线左右对称，所述深度相机(204)位于第一机械臂(202)与第二机械臂(203)中间。
5.根据权利要求4所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述总控箱(201)安装在主机架上方，所述总控箱(201)的内部安装有总控系统(4)。
6.根据权利要求4所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述第一机械臂(202)、第二机械臂(203)均由驱控一体化关节构成且具有六自由度，驱控一体化关节由中空伺服电机、中空谐波减速器、电磁式摩擦制动器、绝对式编码器、伺服驱动器构成。
7.根据权利要求4所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述机械爪及末端执行单元(205)设置为两组，两组机械爪及末端执行单元(205)分别安装在第一机械臂(202)、第二机械臂(203)的前端，所述机械爪及末端执行单元(205)包括数据采集器、压力传感器(207)、双目相机(208)、末端执行控制器、电机及驱动、机械爪(209)、指尖(206)，所述双目相机(208)的摄像头分别位于末端机械爪(209)两侧，所述压力传感器(207)位于位于指尖(206)内侧。
8.根据权利要求7所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述指尖(206)内侧成内凹圆弧型，所述指尖(206)的圆弧半径为2-4cm。
9.根据权利要求1所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述覆土盘(103)连接在主机架的后侧。
10.根据权利要求1所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述开沟犁(101)的开沟深度H可调范围为0-45cm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：包括自适应开沟系统(1)、布种执行系统(2)、牵引与外挂系统(3)、总控系统(4)，所述牵引与外挂系统(3)包括主机架，所述自适应开沟系统(1)、布种执行系统(2)、总控系统(4)均安装在主机架上；
2.根据权利要求1所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述主机架的前端连接有牵引运动拓展单元(301)，所述牵引运动拓展单元(301)为装置提供电力支持，所述机架的上端还连接有施肥拓展单元(302)，所述施肥拓展单元(302)用于外挂施肥机械，所述主机架的后端连接有覆膜拓展单元(306)，所述覆膜拓展单元(306)用盖膜机械。
3.根据权利要求2所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述主机架包括梁框、盖板、轮组(303)、防护网(304)、固定导轨(305)、加强梁(307)、甘蔗种堆放区(308)、布种口(309)，所述主机架的下方安装有轮组(303)，所述主机架的上端设置有甘蔗种堆放区(308)，所述甘蔗种堆放区(308)的两侧表面均连接有防护网(304)，所述甘蔗种堆放区(308)的内部下方设置有布种口(309)。
4.根据权利要求1所述的一种基于双机械臂协作的甘蔗布种机，其特征在于：所述布种执行系统(2)包括机械臂及运动控制单元、机械爪及末端执行单元(205)，所述机械臂及运动控制单元包括第一机械臂(202)、第二机械臂(203)、总控箱(201)、深度相机(204)、数据采集器、运动控制卡，所述第一机械臂(202)、第二机械臂(203)安装在总控箱(201)底部，且沿所述总控箱(201)中轴线...
【专利技术属性】
技术研发人员：李啸宇，郭家文，高欣欣，张顺生，李明春，刘高源，刘凯，
申请(专利权)人：云南省农业科学院甘蔗研究所，
类型：发明
国别省市：
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