一种农保机器人及控制方法与流程

本发明涉及智能机器人，特别涉及一种农保机器人及控制方法。

背景技术：

1、采用机器人进行工业和农业的应用，具有极大的应用前景，特别是在农业种植和采摘方面，已成为世界现代农业发展的趋势。果实机械化采收一直是农业机械化领域的难点问题，也是决定果农作业效率的关键。

2、现有的果实采摘机器人的研发主要集中于末端执行器的设计，近年来移动小车加工业机器人或协作机器人构建果实采摘机器人的装置逐渐增多。但现有的果实采摘机器人在使用的过程中存在一定的缺陷，比如通常采用机械手臂结构，故采摘的距离和范围均比较小，采摘的环境条件也较为受限，往往需要多次的重复裁剪这样大大降低了采摘效率，且在采摘的过程中会造成果实挤压破损，造成了很多不必要的损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种农保机器人及控制方法，特别适用于林木类果树的维保和采摘操作，通过系留无人机构架实施全方位的采摘结构，实现维护和采摘机器人的灵活化和智能化，并提高其适应性和效能。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种农保机器人，包括行走装置、收果装置和无人机采摘装置，所述行走装置包括车体和布置在车体处的行走轮和行走电机，所述车体内布置有传感器、控制器和电源，在控制器的控制下，通过传感器及行走电机，实现车体的移动；

4、所述收果装置包括布置在车体处的收集箱，所述收集箱用于容置采摘后的果品，所述收集箱上方布置有柔性传动筒，所述传送筒的下端布置有释放机构；

5、所述无人机采摘装置包括至少一个具有系留结构的无人机，所述无人机通过系留的线缆与车体连接，并实现为无人机工作提供电力和（或）数据传输功能，所述无人机前端布置有可伸缩式维保或采摘部件。

6、进一步的，车体上布置有直立的滑轨部件，所述滑轨部件上布置有第一驱动部件和第二驱动部件，所述第一驱动部件用于调节所述释放机构的高度位置，所述第二驱动部件用于调节所述柔性传送筒顶部的高度位置。

7、进一步的，所述释放机构包括呈z字状的结构杆，结构杆的前端布置水平杆，水平杆的两端布置有平两个伺服伸缩杆，通过水平杆盒两个伺服伸缩杆并构建水平状三角形结构。

8、进一步的，伺服伸缩杆的通过垂直的转轴与水平杆转动连接，其前端布置有结构块24。

9、进一步的，所述柔性传动筒下端布置有下环，下环的尺寸与柔性传动筒下端的尺寸相配合，下环固定在结构块的前端，结构块上布置有一组门阀结构。

10、进一步的，所述阀门结构具有左右对称的结构，其包括两片半圆状的挡板，两片挡板组成的圆片结构能够贴合与下环底部。

11、进一步的，所述挡板外沿均布置有伺服电机，在挡板的内侧，布置有柔性垫。

12、进一步的，所述无人机前端布置有可伸缩式采摘部件，其包括两节式伸缩臂，伸缩臂内部可以布置伺服缸，用于调节和控制伸缩臂前端的长度，在伸缩臂的后部布置有双目视觉传感器。

13、进一步的，在伸缩臂的前端布置有采摘部件，采摘部件包括与伸缩臂前端固定连接的基础块，基础块的一侧通过铰接轴结构连接有多块链板，链板之间同样通过铰接轴彼此连接。

14、一种农保机器人的控制方法，应用于上述一种农保机器人，包括：

15、启动无人机进行对应高度的悬停操作，该高度与待采摘的果品的高度匹配；

16、在中央滑轨处，通过第二驱动部件使安装块及绕线机构的高度和无人机高度相对匹配，具体的说，该高度应当等于或低于无人机的高度，并尽可能使两者处于齐平状态；

17、绕线机构在上述两步骤时，控制线缆处于直线或轻微下垂弧线的状态；

18、无人机中，通过牵引机构对拉带进行向内拉伸操作，使所有的链板处于向内汇聚操作，并使所有的链板组成最小直径内收状态；

19、无人机中，通过伸缩臂使采摘部件处于最靠近无人机机身的状态；

20、无人机选择正对待采摘的果品，采用直线接近的方式靠近待采摘果品，并保持机身轻微向下倾斜的角度；

21、绕线机构在上述骤时，控制线缆处于直线或轻微下垂弧线的状态；

22、无人机接近待采摘的果品，通过过伸缩臂使采摘部件处于该果品下方的位置，同时，牵引机构对拉带进行向外释放操作，并使链板组成的内圈能够容纳该果品；

23、无人机调节机身角度，使链板处于该果品中部位置；

24、牵引机构对拉带进行向内拉伸操作，并使链板将该果品紧密抱紧操作；

25、无人机左右偏转机身，使该果品与树枝分离；

26、无人机依据前进的路线进行回退操作，绕线机构控制线缆处于直线或轻微下垂弧线的状态；

27、无人机携带果品，回到初始出发位置。

28、进一步的，在无人机左右偏转机身，使该果品与树枝分离步骤后，通过伸缩臂使采摘部件及果品处于最靠近无人机机身的状态，同时对应改变调节块的距离，实现无人机尽可能的平衡。

29、采用本方案，对比现有技术，具有以下好处：

30、本方案种一种农保机器人，主体采用通过系留无人机结构实施果品的采摘或维保操作，能够使采摘或维保操作更加的灵活，首先可以适应多种高度和复杂情况下果品的采摘操作，第二采用系留无人机结构，能够解决无人机工作的电力支持问题，为无人机长时间高效率工作提供基础；

31、本方案的收果装置主体采用柔性传送筒和释放机构配合的结构，通过柔性传送筒，可以便捷安全地将果品进行下行输送，从而大大减少系留无人机的工作距离，也可以防止系留无人机在上行下行工作时，线缆对其的干扰情况，大大提高了无人机工作的稳定性；

32、本方案采用伸缩式采摘部件进行主体采摘或维保操作，通过伸缩结构，可以减少无人机进入树枝的密集区域，从而减少了无人机被阻挡或妨碍的情况，大大提高其工作的稳定性；

33、本方案一种农保机器人的控制方法，通过控制线缆的布置情况，实现系留无人机自由的穿梭于树枝之间，防止发生线缆发生钩挂的情况，大大提高了无人机飞行采摘或维护的稳定性，同时本控制方法提供采摘的合理结构，能够适应多种果品的采摘或对应的农保维护操作。

技术特征：

1.一种农保机器人，其特征包括：包括行走装置、收果装置和无人机采摘装置，所述行走装置包括车体和布置在车体处的行走轮的行走电机，所述车体内布置有传感器、控制器和电源，在控制器的控制下，通过传感器及行走电机，实现车体的移动；

2.根据权利要求1所述的一种农保机器人，其特征在于：所述车体上布置有直立的滑轨部件，所述滑轨部件上布置有第一驱动部件和第二驱动部件，所述第一驱动部件用于调节所述释放机构的高度位置，所述第二驱动部件用于调节所述柔性传送筒顶部的高度位置。

3.根据权利要求1所述的一种农保机器人，其特征包括：所述释放机构包括呈z字状的结构杆，结构杆的前端布置水平杆，水平杆的两端布置有平两个伺服伸缩杆，通过水平杆盒两个伺服伸缩杆并构建水平状三角形结构。

4.根据权利要求3所述的一种农保机器人，其特征包括：伺服伸缩杆的通过垂直的转轴与水平杆转动连接，其前端布置有结构块。

5.根据权利要求4所述的一种农保机器人，其特征包括：所述柔性传动筒下端布置有下环，下环的尺寸与柔性传动筒下端的尺寸相配合，下环固定在结构块的前端，结构块上布置有一组门阀结构。

6.根据权利要求5所述的一种农保机器人，其特征包括：所述阀门结构具有左右对称的结构，其包括两片半圆状的挡板，两片挡板组成的圆片结构能够贴合与下环底部，所述挡板外沿均布置有伺服电机，在挡板的内侧，布置有柔性垫。

7.根据权利要求1所述的一种农保机器人，其特征包括：所述无人机前端布置有可伸缩式采摘部件，其包括两节式伸缩臂，伸缩臂内部可以布置伺服缸，用于调节和控制伸缩臂前端的长度，在伸缩臂的后部布置有双目视觉传感器。

8.根据权利要求7所述的一种农保机器人，其特征包括：在伸缩臂的前端布置有采摘部件，采摘部件包括与伸缩臂前端固定连接的基础块，基础块的一侧通过铰接轴结构连接有多块链板，链板之间同样通过铰接轴彼此连接。

9.一种农保机器人的控制方法，应用于上述一种农保机器人，其特征在于：包括：

10.根据权利要求9一种农保机器人的控制方法，其特征在于：在无人机左右偏转机身，使该果品与树枝分离步骤后，通过伸缩臂使采摘部件及果品处于最靠近无人机机身的状态，同时对应改变调节块的距离，实现无人机尽可能的平衡。

技术总结本发明公开了一种农保机器人及控制方法，属于智能机器人技术领域，其特别适用于林木类果树的维保和采摘操作，通过系留无人机构架实施全方位的采摘结构，实现维护和采摘机器人的灵活化和智能化，并提高其适应性和效能。其中一种农保机器人，包括行走装置、收果装置和无人机采摘装置，所述行走装置包括车体和布置在车体处的行走轮和行走电机，所述车体内布置有传感器、控制器和电源，在控制器的控制下，通过传感器及行走电机，实现车体的移动，所述收果装置包括布置在车体处的收集箱，所述收集箱用于容置采摘后的果品，所述收集箱上方布置有柔性传动筒，所述传送筒的下端布置有释放机构。技术研发人员：徐俊义,张光新,郭鑫受保护的技术使用者：严格机器人（杭州湾）国际创新研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/4