CN110859095A - 一种基于图像识别的园林修剪机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于图像识别的园林修剪机器人，包括底座，底座下方设有可沿路面或轨道运行的滚轮，所述座体上方安装横向进给机构，所述横向进给机构上方设置纵向进给机构，所述纵向进给机构一侧设置可升降的连接臂，所述连接臂上设有摆动电机，所述摆动电机的输出轴上连接有摆动臂，所述摆动臂上设有电机架，所述电机架上设有修剪电机，所述修剪电机的输出轴上安装有修剪刀盘，所述电机架上朝向所述修剪刀盘的一侧设有至少一个摄像头。本机器人能够实现园林的自动修剪作业，且在修剪作业过程中进行图像识别，从而避免对需要保留的园林枝叶、花卉等进行修剪。

Description

一种基于图像识别的园林修剪机器人
技术领域
本发明主要涉及基于图像的园林修剪相关技术领域，具体是一种基于图像识别的园林修剪机器人。
背景技术
对于园林修剪，如园林中花卉、草坪等修剪作业中，目前绝大多数采用的是人工修剪。即园林工作人员通过手持剪刀或其它修剪设备对花卉、草坪等进行修剪。通过人力修剪虽然能够做到不会损伤花卉或草坪等，但是人力劳动强度、作业量大，效率较为低下。而由于园林在修剪过程中并不能随意修剪如对于园林中的盛开的花朵或其它具有观赏性的枝叶等在修剪过程中需要对其进行保留，这也制约了对于园林自动修剪机器人的发展。因此，设计一种能够对园林进行合理修剪，而避免对需要保留的花卉、枝叶等造成损伤的修剪机器人是本领域人员亟需解决的一项技术问题。
发明内容
为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种基于图像识别的园林修剪机器人，本机器人能够实现园林的自动修剪作业，且在修剪作业过程中进行图像识别，从而避免对需要保留的园林枝叶、花卉等进行修剪。
本发明的技术方案如下：
一种基于图像识别的园林修剪机器人，包括底座，底座下方设有可沿路面或轨道运行的滚轮，所述座体上方安装横向进给机构，所述横向进给机构上方设置纵向进给机构，所述纵向进给机构一侧设置可升降的连接臂，所述连接臂上设有摆动电机，所述摆动电机的输出轴上连接有摆动臂，所述摆动臂上设有电机架，所述电机架上设有修剪电机，所述修剪电机的输出轴上安装有修剪刀盘，在所述摆动电机的驱动下，所述摆动臂至少能够实现在90°范围内的摆动，所述电机架上朝向所述修剪刀盘的一侧设有至少一个摄像头，所述摄像头、修剪电机、摆动电机、纵向机给机构、横向进给机构均连接至所述控制器，所述控制器基于摄像头反馈的图像控制所述修剪电机、摆动电机、纵向机给机构、横向进给机构动作。
所述控制器设置于所述底座内部，在所述底座内部还设有为所述修剪机器人供电的蓄电池。
所述横向进给机构包括底板，所述底板固定连接于所述底座，所述底板上设有两个并列的横向导轨，所述横向导轨上安装与其滑动配合的横向滑块，两个横向导轨之间设有横向丝杠，所述横向丝杠一端连接横向进给电机，所述横向滑块与所述横向丝杠螺纹配合。
所述纵向进给机构包括龙门式框体，所述龙门式框体内设置纵向丝杠，所述纵向丝杠一端连接纵向进给电机，所述纵向丝杠上设有与其螺纹配合的纵向滑块，所述连接臂一端与所述纵向滑块固定连接。
所述摄像头为两个，两个摄像头分别设置于所述修剪刀盘上下两侧，两个摄像头前端部位于所述修剪刀盘后方。
所述修剪刀盘具有至少两个工作位置，两个工作位置通过所述摆动电机进行调整，在其中一个工作位置中，修剪刀盘其轴向为横向，在另一个工作位置中，修剪刀盘其轴向为纵向。
本发明的有益效果：
本发明所公开的园林修剪机器人，能够实现园林的自动修剪，尤其是针对园林中突出的枝叶等进行剪除作业，相比于人工修剪，其具有作业效率高等优点；同时，由于在本发明的控制器基于图像识别实现，因此在设定好程序后，能够在修剪过程中，针对需要保留的花卉、枝叶等可以自动不修剪；其整体结构简单，实用性强。
附图说明
附图1为本发明总体结构示意图一；
附图2为本发明总体结构示意图二；
附图3为本发明横向进给机构结构示意图。
附图中所示标号：
1、底座；2、左滚轮；3、控制器；4、右滚轮；5、蓄电池；6、横向进给机构；7、纵向滑块；8、纵向丝杠；9、龙门式框体；10、纵向进给电机；11、连接臂；12、摆动电机；13、摆动臂；14、电机支架；15、修剪电机；16、摄像头；17、修剪刀盘；18、横向进给电机；19、底板；20、横向滑块；21、横向导轨；22、横向丝杠。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1～3所示，为本发明提供的一种基于图像识别的园林修剪机器人。
包括底座1，底座1下方设有可沿路面或轨道运行的左滚轮2、右滚轮4，所述座体1上方安装横向进给机构6，所述横向进给机构6上方设置纵向进给机构，所述纵向进给机构一侧设置可升降的连接臂11，所述连接臂11上设有摆动电机12，所述摆动电机12的输出轴上连接有摆动臂13，所述摆动臂13上设有电机架14，所述电机架14上设有修剪电机15，所述修剪电机15的输出轴上安装有修剪刀盘17，在所述摆动电机12的驱动下，所述摆动臂13至少能够实现在90°范围内的摆动，所述电机架14上朝向所述修剪刀盘17的一侧设有至少一个摄像头16，所述摄像头16、修剪电机15、摆动电机12、纵向机给机构、横向进给机构6均连接至所述控制器3，所述控制器3基于摄像头16反馈的图像控制所述修剪电机15、摆动电机12、纵向机给机构、横向进给机构6动作。
在本发明的修剪机器人使用时，可在园林道路上铺设机器人行走的轨道，供机器人自动行走。在修剪前，可将不需要修剪的枝叶、花卉等图片预先存储到机器人的控制器3中。在机器人修剪作业中，当摄像头16反馈的待修剪图像与所保存的不需修剪的景观枝叶或花卉相似度大于设定值时，机器人选择自动不对此进行修剪。本修剪机器人主要针对于园林中，枝叶伸出园林外，或园林中枝叶高度过高等情况进行修剪，而不需要修剪的枝叶、花卉指具有景观性，而故意预留的枝叶或能够盛开花朵的花卉等。修剪主要通过修剪刀盘17的高速转动将多余的枝叶等切除，而修剪刀盘17的转动通过修剪电机17控制，修剪刀盘17的位置通过纵向进给机构、横向进给机构和摆动电机12进行控制。其中，当通过摆动电机12将修剪刀盘17调整图1所示的位置时，能够针对园林中伸出的枝叶等进行修剪，而当通过摆动电机12将修剪刀盘17调整图2所示的位置时，能够针对高度方向的枝叶进行修剪。
作为本发明的一种优选方案，在本发明中，所述控制器3设置于所述底座1内部，在所述底座1内部还设有为所述修剪机器人供电的蓄电池5。通过控制器和蓄电池5的设计一方面满足机器人的使用需求，另一方面能够增加机器人底盘的重量，保证机器人运行时的稳定性。
作为本发明的一种优选方案，在本发明中，所述横向进给机构6包括底板19，所述底板19固定连接于所述底座1，所述底板19上设有两个并列的横向导轨21，所述横向导轨21上安装与其滑动配合的横向滑块20，两个横向导轨21之间设有横向丝杠22，所述横向丝杠22一端连接横向进给电机18，所述横向滑块20与所述横向丝杠22螺纹配合。该横向进给机构6结构设计简单合理，运动灵活。
作为本发明的一种优选方案，所述纵向进给机构包括龙门式框体9，所述龙门式框体9内设置纵向丝杠8，所述纵向丝杠8一端连接纵向进给电机10，所述纵向丝杠8上设有与其螺纹配合的纵向滑块7，所述连接臂11一端与所述纵向滑块7固定连接。纵向进给电机10启动时，使得连接臂11进行升降运动。该纵向进给机构结构设计简单合理，运动灵活
在本发明中，所述摄像头16具体设置为两个，两个摄像头16分别设置于所述修剪刀盘17上下两侧，两个摄像头16前端部位于所述修剪刀盘17后方。通过两个摄像头16扩大视野范围，避免出现修剪盲区。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的园林修剪机器人，其特征在于，包括底座，底座下方设有可沿路面或轨道运行的滚轮，所述座体上方安装横向进给机构，所述横向进给机构上方设置纵向进给机构，所述纵向进给机构一侧设置可升降的连接臂，所述连接臂上设有摆动电机，所述摆动电机的输出轴上连接有摆动臂，所述摆动臂上设有电机架，所述电机架上设有修剪电机，所述修剪电机的输出轴上安装有修剪刀盘，在所述摆动电机的驱动下，所述摆动臂至少能够实现在90°范围内的摆动，所述电机架上朝向所述修剪刀盘的一侧设有至少一个摄像头，所述摄像头、修剪电机、摆动电机、纵向机给机构、横向进给机构均连接至所述控制器，所述控制器基于摄像头反馈的图像控制所述修剪电机、摆动电机、纵向机给机构、横向进给机构动作。
2.如权利要求1所述的一种基于图像识别的园林修剪机器人，其特征在于，所述控制器设置于所述底座内部，在所述底座内部还设有为所述修剪机器人供电的蓄电池。
3.如权利要求1所述的一种基于图像识别的园林修剪机器人，其特征在于，所述横向进给机构包括底板，所述底板固定连接于所述底座，所述底板上设有两个并列的横向导轨，所述横向导轨上安装与其滑动配合的横向滑块，两个横向导轨之间设有横向丝杠，所述横向丝杠一端连接横向进给电机，所述横向滑块与所述横向丝杠螺纹配合。
4.如权利要求3所述的一种基于图像识别的园林修剪机器人，其特征在于，所述纵向进给机构包括龙门式框体，所述龙门式框体内设置纵向丝杠，所述纵向丝杠一端连接纵向进给电机，所述纵向丝杠上设有与其螺纹配合的纵向滑块，所述连接臂一端与所述纵向滑块固定连接。
5.如权利要求1所述的一种基于图像识别的园林修剪机器人，其特征在于，所述摄像头为两个，两个摄像头分别设置于所述修剪刀盘上下两侧，两个摄像头前端部位于所述修剪刀盘后方。
6.如权利要求1所述的一种基于图像识别的园林修剪机器人，其特征在于，所述修剪刀盘具有至少两个工作位置，两个工作位置通过所述摆动电机进行调整，在其中一个工作位置中，修剪刀盘其轴向为横向，在另一个工作位置中，修剪刀盘其轴向为纵向。
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