CN111296225B - 一种橡胶林智能作业系统和方法 - Google Patents

一种橡胶林智能作业系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111296225B
CN111296225B CN202010124220.0A CN202010124220A CN111296225B CN 111296225 B CN111296225 B CN 111296225B CN 202010124220 A CN202010124220 A CN 202010124220A CN 111296225 B CN111296225 B CN 111296225B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rubber
robot
control system
drip irrigation
mechanical arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010124220.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111296225A (zh
Inventor
文桂林
何俊峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou University
Original Assignee
Guangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CN202010124220.0A priority Critical patent/CN111296225B/zh
Publication of CN111296225A publication Critical patent/CN111296225A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111296225B publication Critical patent/CN111296225B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00Forestry
    • A01G23/10Tapping of tree-juices, e.g. caoutchouc, gum
    • A01G23/12Knives or axes for tapping
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C23/00Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
    • A01C23/007Metering or regulating systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00Forestry
    • A01G23/10Tapping of tree-juices, e.g. caoutchouc, gum
    • A01G23/14Tapping-spouts; Receptacles for juices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16Control of watering
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/0089Regulating or controlling systems

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种橡胶林智能作业控制系统和方法,该系统包括远程作业调度控制系统、轨道式移动作业系统和模块化作业系统,轨道式移动作业系统与模块化作业系统连接;轨道式移动作业系统包括轨道和安设在轨道上的移动作业平台;模块化作业系统包括割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人;远程作业调度控制系统根据轨道式移动作业系统和模块化作业系统反馈的作业信息,进行作业完成记录、作业路线规划以及割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人作业状态的切换。本发明采用模块化设计,支持割胶、收胶、滴灌和喷药等功能,降低作业模块控制系统的复杂程度和能源消耗。

Description

一种橡胶林智能作业系统和方法
技术领域
本发明涉及橡胶林作业控制技术领域,具体涉及一种橡胶林智能作业系统和方法。
背景技术
目前橡胶主要依靠人工采割,属于劳动密集型作业,人员短缺问题制约了橡胶产业的发展,急需智能装备与信息化系统代替人工作业模式,适应大规模集约化橡胶种植的发展需要。目前已经开发的智能割胶装备,主要关注割胶技术。一方面,功能单一,割胶的不考虑收胶、运输胶等;另一方面,技术不全,设备没有合理解决动力源问题、可维护性问题、环境适应性问题、成本问题等。尤其是单机智能装备的成本非常高,难以满足推广应用所要求的实用性和经济性。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷与不足,本发明提供一种橡胶林智能作业系统及方法,从各作业环节的多功能模块协同、高作业效率、高设备可靠性综合解决智能化作业装备的高成本问题。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种橡胶林智能作业控制系统,包括:远程作业调度控制系统、轨道式移动作业系统和模块化作业系统,所述远程作业调度控制系统用于远程调度控制轨道式移动作业系统和模块化作业系统,所述轨道式移动作业系统与模块化作业系统连接;
所述轨道式移动作业系统包括轨道和移动作业平台,所述移动作业平台安设在轨道上;
所述模块化作业系统采用割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人中的任意一个,根据作业需求进行选择;
所述割胶机器人用于橡胶林割胶作业,所述自动化收胶与运输机器人用于对橡胶进行收集与运输作业,所述自动化滴灌与喷药机器人用于橡胶林的滴灌与喷药作业;
所述远程作业调度控制系统根据轨道式移动作业系统和模块化作业系统反馈的作业信息,进行作业完成记录、作业路线规划以及进行割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人的选择。
作为优选的技术方案,所述割胶机器人包括多自由度第一机械臂、割胶装置和第一视觉摄像头,所述割胶装置和第一视觉摄像头均与多自由度第一机械臂连接。
作为优选的技术方案,所述自动化收胶与运输机器人包括多自由度第二机械臂、第二视觉摄像头、胶液收集装置、机械臂抓取装置、装运容器和计量装置;
所述胶液收集装置设于橡胶树上,所述第二视觉摄像头和机械臂抓取装置均与多自由度第二机械臂连接,所述机械臂抓取装置将胶液收集装置收集的橡胶液倾倒至装运容器,所述装运容器与计量装置连接,所述计量装置用于计量每棵橡胶树收集胶液的质量,并将质量数据传输至远程作业调度控制系统。
作为优选的技术方案,所述自动化滴灌与喷药机器人包括多自由度第三机械臂、第三视觉摄像头、滴灌装置、喷药装置和药液储存箱;
所述第三视觉摄像头、滴灌装置和喷药装置均与多自由度第三机械臂连接,所述药液储存箱与所述喷药装置连接。
作为优选的技术方案,所述轨道上还设有多个工作站,所述工作站用于停放模块化作业系统,所述工作站设有充电系统,所述充电系统用于向远程作业调度控制系统、轨道式移动作业系统和模块化作业系统供电。
作为优选的技术方案,所述工作站及移动作业平台均设有照明装置,所述照明装置用于夜晚作业区域的照明作业。
作为优选的技术方案,所述移动作业平台还设有摄像头和激光雷达传感器,所述轨道上设有定位二维码;所述摄像头用于识别所述定位二维码的信息,所述移动作业平台根据定位二维码运行至所定位的橡胶树位置;
所述激光雷达传感器用于识别轨道上的障碍物信息,所述移动作业平台根据障碍物信息进行躲避。
作为优选的技术方案,所述移动作业平台和模块化作业系统采用滑轨、卡扣、铰链或定位栓任意一种方式活动连接。
本发明还提供一种橡胶林智能作业控制系统的控制方法,包括下述步骤:
远程作业调度控制系统根据有作业需求的区域,按照橡胶树编码规划作业方案;
远程作业调度控制系统将作业控制信号传输至移动作业平台,所述移动作业平台运行至作业需求区域,同时将作业控制信号传输至模块化作业系统;
模块化作业系统接收作业控制信号,执行对应的割胶机器人作业、自动化收胶与运输机器人作业、或者自动化滴灌与喷药机器人作业;
完成作业任务后,移动作业平台将作业信息传输至远程作业调度控制系统;
远程作业调度控制系统进行作业完成记录、作业路线规划以及割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人作业的选择。
作为优选的技术方案,所述执行对应的割胶机器人作业、自动化收胶与运输机器人作业、或者自动化滴灌与喷药机器人作业,具体步骤如下:
所述割胶机器人作业的具体步骤为:割胶机器人根据获取的橡胶树编码信息,启动多自由度第一机械臂达到指定作业需求区域,同时开启第一视觉摄像头,识别定位割胶位置;
根据割胶位置,多自由度第一机械臂将割胶装置移动至割胶位置开始割胶作业,完成割胶作业后,多自由度第一机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一作业需求区域;
所述自动化收胶与运输机器人作业的具体步骤为:自动化收胶与运输机器人根据获取的橡胶树编码信息,启动多自由度第二机械臂达到指定作业需求区域,同时开启第二视觉摄像头,识别胶液收集位置;
胶液收集装置根据胶液收集位置进行胶液收集作业,多自由度第二机械臂控制机械臂抓取装置夹持胶液收集装置,将收集的胶液汇集至装运容器,计量装置计量每棵橡胶树收集胶液的质量,将质量数据传输至远程作业调度控制系统;
完成收胶作业后,多自由度第二机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一作业需求区域;
所述自动化滴灌与喷药机器人作业的具体步骤为:自动化滴灌与喷药机器人根据获取的橡胶树编码信息,启动多自由度第三机械臂达到指定作业需求区域,同时开启第三视觉摄像头,识别定位滴灌与喷药作业位置;
根据滴灌与喷药作业位置,多自由度第三机械臂将滴灌装置和喷药装置移动至滴灌与喷药作业位置开始滴灌与喷药作业,完成滴灌与喷药作业后,多自由度第三机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一作业需求区域。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
(1)本发明可以适应复杂地形的橡胶林作业需求,尤其是突破智能装备在种植园区全地形适应性、导航定位等难题。
(2)本发明采用远程作业调度控制系统实现作业系统的无人化自主运行和远程监测干预,提高橡胶林作业自动化程度,降低人力资源成本。
(3)本发明采用模块化设计,以轨道式移动作业平台为操作平台,通过装配多种作业模块,支持割胶、收胶、滴灌和喷药等功能,可以根据作业需求,轨道式移动作业平台单独搭载对应的作业模块,不需要搭载全部的作业模块,降低远程作业调度控制系统的复杂程度和能源消耗。
(4)本发明针对橡胶种植园大规模集约化生产特点,系统地发展智能装备与信息化系统,解决单一的智能装备在工程应用与推广中的实用性瓶颈,提出了机械化作业替代传统人工作业的技术方案。
(5)本发明基于在运行过程中的海量数据挖掘,如设备运行状态信息、园区产量统计数据、生长环境信息和每棵橡胶树的健康状态监测信息,实现橡胶林作业优化、数据管理优化和精准作业。
(6)本发明的轨道式移动作业平台与作业模块采用活动连接,可以快速替换故障的作业模块,不影响作业进度,方便检修。
附图说明
图1为本实施例橡胶林智能作业系统的结构示意图;
图2为本实施例轨道式移动作业系统控制流程图;
图3为本实施例割胶机器人控制流程图;
图4为本实施例自动化收胶与运输机器人控制流程图;
图5为本实施例自动化滴灌与喷药机器人控制流程图;
图6为本实施例橡胶林智能作业方法的流程示意图;
图7为本实施例橡胶林轨道铺设示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例
如图1所示,本实施例提供一种橡胶林智能作业控制系统,包括:轨道式移动作业系统、模块化作业系统、通用接口系统和对上述各系统进行统筹运行的远程作业调度控制系统,轨道式移动作业系统包括铺设在橡胶林内的轨道和在轨道上运行的移动作业平台;模块化作业系统包括割胶机器人、自动化收胶与运输机器人和自动化滴灌与喷药机器人三个作业模块,可以进行橡胶林的割胶、收胶、滴灌与喷药作业;模块化作业系统中的任一作业模块都可单独通过通用接口系统与轨道式移动作业系统连接,包括机械连接、数据交互和电源传输。
如图2所示,在本实施例中,轨道式移动作业系统包括轨道和移动作业平台,轨道根据橡胶树的布局和间距,在满足全部橡胶树作业要求的前提下,优化排布路径,以最短的轨道长度铺设在橡胶林中。在大规模橡胶种植园区,按照轨道长度划分,每隔三公里设置一个的工作站。工作站与轨道连接,用于停放各模块化作业系统,同时提供充电系统。移动作业平台通过工作站的充电系统获取轨道运行及各模块化作业系统的电力。移动作业平台携带照明装置,用于夜晚作业区域的照明作业,移动作业平台在远程作业调度控制系统的支持下在轨道上运行,可以实现自主运行、人工远程监控和人工干预控制,同时具备精确定位、障碍识别和行人保护功能,其中,精确定位依靠摄像头识别并读取安装在轨道上的定位二维码中的信息,能精确运行至所定位的橡胶树位置,通过激光雷达传感器识别轨道上的障碍物及妨碍运行的行人,实现安全运行。
如图3所示,在本实施例中,模块化作业系统中的割胶机器人,设计有多自由度第一机械臂、第一视觉摄像头和割胶装置。自由度第一机械臂安装在上述移动作业平台,并可以自动对接安装与脱离,其末端安装有割胶装置和第一视觉摄像头,在机器视觉的反馈控制下,依靠多自由度第一机械臂的运动控制,实现割胶位置的精确作业定位。割胶装置是一机多树类型,可以适应多种树杆树姿,依靠机第一视觉摄像头精准控制切割深度与厚度,单棵树割胶作业时间低于人工作业,在轨道式移动作业系统和多自由度第一机械臂协同作用下,高效率地完成一棵接一棵的割胶任务。
如图4所示,在本实施例中,模块化作业系统中的自动化收胶与运输机器人,设计有多自由度第二机械臂、第二视觉摄像头、胶液收集装置、机械臂抓取装置、装运容器和计量装置。多自由度第二机械臂可以适应不同的收胶位置,多自由度第二机械臂末端安装机械臂抓取装置和第二视觉摄像头,在机器视觉的反馈控制下,实现收胶位置定位、胶液收集装置的布置和抓取、胶液收集装置识别、胶液质量称量、胶液存储与运输等作业。
如图5所示,在本实施例中,模块化作业系统中的自动化滴灌与喷药机器人,设计有多自由度第三机械臂、第三视觉摄像头、滴灌装置、喷药装置和药液储存箱,多自由度第三机械臂可以适应不同地形和空间的滴灌与喷药需求。滴灌装置、喷药装置和第三视觉摄像头安装在多自由度第三机械臂末端,在机器视觉的反馈控制下,实现精准滴灌和喷药作业。
在本实施例中,通用接口系统包括安装在移动作业平台上的机械连接接口、数据交互接口和电源传输接口,其中机械连接接口可以将模块化作业系统中的作业模块快速安装、连接在移动作业平台上,跟随移动作业平台在轨道上运行,同时实现作业完成后的分离。数据交互接口可以实现轨道式移动作业系统和模块化作业系统中作业模块之间的数据信息交互,实现两个系统之间的协同作业。电源传输接口可以为模块化作业系统中作业模块提供电力。
在本实施例中,远程作业调度控制系统根据轨道式移动作业系统和模块化作业系统反馈的信息,反馈的信息包括作业完成情况,如哪棵橡胶树完成了割胶,收胶作业等,对各系统运行状态进行远程监控、管理和作业调度,同时对园区全面环境监测监控,确保作业顺利实施,实现作业全过程的信息化管理。同时,该系统基于在运行过程中的海量数据挖掘,如设备运行状态信息、园区产量统计数据、生长环境信息和每棵橡胶树的健康状态监测信息等,设备运行状态信息通过检测程序,如果完成一个作业,返回一个指令;产量统计表示在收胶系统中的称量装置所称量的质量就是产量,每棵橡胶树的健康状态检测通过产量来分析,设置健康状态判断的阈值,有一个大概的健康的产量,低于这个阈值为不健康,橡胶树的健康程度反映生长环境,发展协同作业与作业效率优化技术,实现橡胶林作业优化、科学化管理和精准作业。
在本实施例中,橡胶林中的每一棵橡胶树都有对应的编码,远程作业调度控制系统根据编码对每一棵橡胶树的信息进行记录,包括橡胶树位置、割胶时间、割胶方位、收胶时间、收胶方位、收胶质量、滴灌时间、喷药时间等信息,作业信息都会被记录和反馈,比如一颗橡胶树完成割胶作业了,系统进行作业完成记录并自动计算下一次割胶的时间,并将在同一时间都可以割胶的橡胶树信息进行汇总,结合以上信息自动计算并规划作业方案,规划好作业的路径,实现智能化作业和信息化管理。
如图6所示,本实施例还提供一种橡胶林智能作业控制方法,包括下述步骤:
(1)橡胶林有割胶、收胶和滴灌与喷药等作业需求,远程作业调度控制系统根据有作业需求的橡胶树或橡胶林区域,按照橡胶树编码自动规划作业方案,经工作人员确认后,生成作业指令;
(2)远程作业调度控制系统将作业指令传输至移动作业平台,移动作业平台带动通过通用接口系统连接的模块化作业系统从工作站出发,精确运行至第一棵需要作业的橡胶树或第一片需要作业的橡胶林区域,同时将相关作业信息传输至模块化作业系统,即作业模块;
(3)作业模块根据作业信息,执行对应的作业操作,完成第一个作业任务后,移动作业平台将作业信息传输至远程作业调度控制系统,工作人员实时监测作业信息,必要时可人工介入作业调整或操作,如无介入,作业系统将直接进行下一个作业操作;
(4)完成所有作业任务后,移动作业平台和模块化作业系统将返回至工作站。
本实施例从橡胶林作业需求出发,针对传统橡胶林作业存在的缺陷,重点解决人工作业中对劳动力依赖程度高、从业人员短缺等问题,在本发明方法的运行过程中,可以实现自动化割胶作业、自动化收胶作业和自动化滴灌与喷药作业,同时可以对橡胶林的健康进行监测,实现橡胶林的智能化作业与信息化科学管理。
结合图2和图3所示,在本实施例中,自动化割胶作业步骤包括:
①远程作业调度控制系统根据有割胶作业需求橡胶树,按照编码自动规划割胶作业方案,将割胶指令传输至移动作业平台,移动作业平台带动通过通用接口系统连接的割胶机器人精确运行至第一棵需要割胶作业的橡胶树,同时将所定位的橡胶树信息传输至割胶机器人;
②割胶机器人根据获取的橡胶树信息,包括割胶位置、割胶深度等,启动多自由度第一机械臂达到指定方位,同时开启多自由度第一机械臂末端的第一视觉摄像头,由于割胶环境为黑暗环境,应同步开启照明装置,对需要割胶的位置进行精确识别定位,校核割胶位置,实现准确割胶;
③根据第一视觉摄像头反馈的信息,多自由度第一机械臂进一步运动,精确将末端的割胶装置放置在割胶位置,开始割胶作业;
④完成割胶作业后,多自由度第一机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一棵橡胶树,重复上述过程,完成整个割胶作业任务。
结合图2和图4所示,在本实施例中,自动化收胶作业步骤包括:
①远程作业调度控制系统根据有收胶作业需求橡胶树,按照编码自动规划收胶作业方案,将收胶指令传输至移动作业平台,移动作业平台带动通过通用接口系统连接的自动化收胶与运输机器人精确运行至第一棵需要收胶作业的橡胶树,同时将所定位的橡胶树信息传输至自动化收胶与运输机器人。
②自动化收胶与运输机器人根据获取的胶液收集装置位置,启动多自由度第二机械臂达到指定方位(该多自由度第二机械臂根据最大工作空间进行设计),同时开启多自由度第二机械臂末端的第二视觉摄像头,对胶液收集装置的位置进行精确识别定位和校核。
③根据第二视觉摄像头反馈的信息,多自由度第二机械臂进一步运动,利用多自由度第二机械臂末端的机械臂抓取装置(可以是夹持机械)精确夹持胶液收集装置,多自由度第二机械臂运行将胶液汇集至装运容器,计量装置计量每棵橡胶树收集胶液的质量,为后续的橡胶林健康监测作数据参考。
④将胶液收集装置中的胶液倾倒干净后,多自由度第二机械臂将胶液收集装置放回原位置(如胶液收集位置需要更改,根据第二视觉摄像头的位置信息,重新布置胶液收集装置的放置位置)。
⑤完成收胶作业后,多自由度第二机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一棵橡胶树,重复上述过程,完成整个收胶作业任务。
结合图2和图5所示,在本实施例中,自动化滴灌与喷药作业包括:
①远程作业调度控制系统根据有滴灌与喷药需求橡胶林区域,按照橡胶树编码自动规划滴灌与喷药作业方案,该作业方案应包括单次作业区域范围,具体作业路径规划,此时可能存在小面积重复作业区域,但是最终全部作业区域应完全覆盖所规划的橡胶林区域。将滴灌与喷药作业指令传输至移动作业平台,移动作业平台带动通过通用接口系统连接的自动化滴灌与喷药机器人精确运行至橡胶林区域,同时将所定位的橡胶林信息传输至自动化滴灌与喷药机器人;
②自动化滴灌与喷药机器人根据获取的橡胶林信息,启动多自由度第三机械臂运行所规划的作业路径(多自由度第三机械臂根据最大工作空间进行设计),开启多自由度第三机械臂末端的滴灌装置或喷药装置(营养液和药液由药液储存箱提供),同时开启第三视觉摄像头,识别定位滴灌与喷药作业位置进行滴灌与喷药作业;
③完成滴灌与喷药作业后,多自由度第三机械臂回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一橡胶林区域,重复上述过程,完成整个滴灌与喷药作业任务。
如图7所示,轨道在橡胶林中铺设,以最短的轨道铺设实现整个橡胶林区的覆盖;本实施例的移动作业平台和模块化作业系统活动连接,可采用滑轨、卡扣、铰链或定位栓连接,可以实现自动化连接和脱离,可以快速替换故障的作业模块,不影响作业进度,方便检修。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,包括:远程作业调度控制系统、轨道式移动作业系统和模块化作业系统,所述远程作业调度控制系统用于远程调度控制轨道式移动作业系统和模块化作业系统,所述轨道式移动作业系统与模块化作业系统连接;
所述轨道式移动作业系统包括轨道和移动作业平台,所述移动作业平台安设在轨道上;
所述模块化作业系统包括割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人中的任意一个,根据作业需求进行选择;
所述割胶机器人用于橡胶林割胶作业,所述自动化收胶与运输机器人用于对橡胶进行收集与运输作业,所述自动化滴灌与喷药机器人用于橡胶林的滴灌与喷药作业;
所述远程作业调度控制系统根据轨道式移动作业系统和模块化作业系统反馈的作业信息,进行作业完成记录、作业路线规划以及割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人的选择;
远程作业调度控制系统将作业控制信号传输至移动作业平台,所述移动作业平台运行至作业需求区域,同时将作业控制信号传输至模块化作业系统;
完成作业任务后,移动作业平台将作业信息传输至远程作业调度控制系统。
2.根据权利要求1所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述割胶机器人包括多自由度第一机械臂、割胶装置和第一视觉摄像头,所述割胶装置和第一视觉摄像头均与多自由度第一机械臂连接。
3.根据权利要求1所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述自动化收胶与运输机器人包括多自由度第二机械臂、第二视觉摄像头、胶液收集装置、机械臂抓取装置、装运容器和计量装置;
所述胶液收集装置设于橡胶树上,所述第二视觉摄像头和机械臂抓取装置均与多自由度第二机械臂连接,所述机械臂抓取装置将胶液收集装置收集的橡胶液倾倒至装运容器,所述装运容器与计量装置连接,所述计量装置用于计量每棵橡胶树收集胶液的质量,并将质量数据传输至远程作业调度控制系统。
4.根据权利要求1所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述自动化滴灌与喷药机器人包括多自由度第三机械臂、第三视觉摄像头、滴灌装置、喷药装置和药液储存箱;
所述第三视觉摄像头、滴灌装置和喷药装置均与多自由度第三机械臂连接,所述药液储存箱与所述喷药装置连接。
5.根据权利要求1所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述轨道上还设有多个工作站,所述工作站用于停放模块化作业系统,所述工作站设有充电系统,所述充电系统用于向远程作业调度控制系统、轨道式移动作业系统和模块化作业系统供电。
6.根据权利要求5所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述工作站及移动作业平台均设有照明装置,所述照明装置用于夜晚作业区域的照明作业。
7.根据权利要求1所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述移动作业平台还设有摄像头和激光雷达传感器,所述轨道上设有定位二维码;所述摄像头用于识别所述定位二维码的信息,所述移动作业平台根据定位二维码运行至所定位的橡胶树位置;
所述激光雷达传感器用于识别轨道上的障碍物信息,所述移动作业平台根据障碍物信息进行躲避。
8.根据权利要求1所述的橡胶林智能作业控制系统,其特征在于,所述移动作业平台和模块化作业系统采用滑轨、卡扣、铰链或定位栓任意一种方式活动连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的橡胶林智能作业控制系统的控制方法,其特征在于,包括下述步骤:
远程作业调度控制系统根据有作业需求的区域,按照橡胶树编码规划作业方案;
远程作业调度控制系统将作业控制信号传输至移动作业平台,所述移动作业平台运行至作业需求区域,同时将作业控制信号传输至模块化作业系统;
模块化作业系统接收作业控制信号,执行对应的割胶机器人作业、自动化收胶与运输机器人作业、或者自动化滴灌与喷药机器人作业;
完成作业任务后,移动作业平台将作业信息传输至远程作业调度控制系统;
远程作业调度控制系统进行作业完成记录、作业路线规划以及割胶机器人、自动化收胶与运输机器人、自动化滴灌与喷药机器人作业状态的切换。
10.根据权利要求9所述橡胶林智能作业控制系统的控制方法,其特征在于,所述执行对应的割胶机器人作业、自动化收胶与运输机器人作业、自动化滴灌与喷药机器人作业,具体步骤如下:
所述割胶机器人作业的具体步骤为:割胶机器人根据获取的橡胶树编码信息,启动多自由度第一机械臂达到指定作业需求区域,同时开启第一视觉摄像头,识别定位割胶位置;
根据割胶位置,多自由度第一机械臂将割胶装置移动至割胶位置开始割胶作业,完成割胶作业后,多自由度第一机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一作业需求区域;
所述自动化收胶与运输机器人作业的具体步骤为:自动化收胶与运输机器人根据获取的橡胶树编码信息,启动多自由度第二机械臂达到指定作业需求区域,同时开启第二视觉摄像头,识别胶液收集位置;
胶液收集装置根据胶液收集位置进行胶液收集作业,多自由度第二机械臂控制机械臂抓取装置夹持胶液收集装置,将收集的胶液汇集至装运容器,计量装置计量每棵橡胶树收集胶液的质量,将质量数据传输至远程作业调度控制系统;
完成收胶作业后,多自由度第二机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一作业需求区域;
所述自动化滴灌与喷药机器人作业的具体步骤为:自动化滴灌与喷药机器人根据获取的橡胶树编码信息,启动多自由度第三机械臂达到指定作业需求区域,同时开启第三视觉摄像头,识别定位滴灌与喷药作业位置;
根据滴灌与喷药作业位置,多自由度第三机械臂将滴灌装置和喷药装置移动至滴灌与喷药作业位置开始滴灌与喷药作业,完成滴灌与喷药作业后,多自由度第三机械臂运动回初始状态,跟随移动作业平台运动至下一作业需求区域。
CN202010124220.0A 2020-02-27 2020-02-27 一种橡胶林智能作业系统和方法 Active CN111296225B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010124220.0A CN111296225B (zh) 2020-02-27 2020-02-27 一种橡胶林智能作业系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010124220.0A CN111296225B (zh) 2020-02-27 2020-02-27 一种橡胶林智能作业系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111296225A CN111296225A (zh) 2020-06-19
CN111296225B true CN111296225B (zh) 2022-01-04

Family

ID=71145275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010124220.0A Active CN111296225B (zh) 2020-02-27 2020-02-27 一种橡胶林智能作业系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111296225B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115494768A (zh) * 2022-09-21 2022-12-20 海南时空科技股份公司 橡胶割收胶控制方法、系统、前端及服务器

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982001117A1 (en) * 1980-10-06 1982-04-15 G Semene Mechanical method for tapping latex trees by means of manual or automatic devices
CN105494031A (zh) * 2016-02-02 2016-04-20 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种基于图像识别的一体化自动割胶收胶方法及装置
CN105532104A (zh) * 2016-02-23 2016-05-04 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种作业平台
CN207022783U (zh) * 2017-05-27 2018-02-23 福建农林大学 一种用于葡萄种植的自动水肥机
CN108029500A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种橡胶园索道式自动割胶收胶装置及方法
CN207460850U (zh) * 2017-11-30 2018-06-08 广州大学 一种摘取及储存菠萝的设备
CN108738436A (zh) * 2018-07-12 2018-11-06 湖北工业大学 一种棚室旋耕播种株间除草的模块化多功能农业机器人
CN109328973A (zh) * 2018-10-25 2019-02-15 湘潭大学 一种橡胶树智能割胶系统及其控制方法
CN109429598A (zh) * 2018-12-10 2019-03-08 江门市蓬江区联诚达科技发展有限公司 农业种植辅助机器人及其自动作业方法
CN109874506A (zh) * 2019-04-08 2019-06-14 济南大学 一种可喷药或采摘的模块化仿生四足机器人
CN110122256A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 中国农业大学 一种割胶机器人系统及割胶方法
CN110651686A (zh) * 2019-10-12 2020-01-07 北京理工华汇智能科技有限公司 一种基于割胶机械臂的割胶方法及系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105766551B (zh) * 2016-03-04 2019-01-25 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种基于无人驾驶系统的自动割胶收胶系统
CN107466801B (zh) * 2017-08-15 2020-05-12 中国农业大学 一种悬挂式割胶装置及机械化割胶方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982001117A1 (en) * 1980-10-06 1982-04-15 G Semene Mechanical method for tapping latex trees by means of manual or automatic devices
CN105494031A (zh) * 2016-02-02 2016-04-20 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种基于图像识别的一体化自动割胶收胶方法及装置
CN105532104A (zh) * 2016-02-23 2016-05-04 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种作业平台
CN207022783U (zh) * 2017-05-27 2018-02-23 福建农林大学 一种用于葡萄种植的自动水肥机
CN207460850U (zh) * 2017-11-30 2018-06-08 广州大学 一种摘取及储存菠萝的设备
CN108029500A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 中国热带农业科学院橡胶研究所 一种橡胶园索道式自动割胶收胶装置及方法
CN108738436A (zh) * 2018-07-12 2018-11-06 湖北工业大学 一种棚室旋耕播种株间除草的模块化多功能农业机器人
CN109328973A (zh) * 2018-10-25 2019-02-15 湘潭大学 一种橡胶树智能割胶系统及其控制方法
CN109429598A (zh) * 2018-12-10 2019-03-08 江门市蓬江区联诚达科技发展有限公司 农业种植辅助机器人及其自动作业方法
CN109874506A (zh) * 2019-04-08 2019-06-14 济南大学 一种可喷药或采摘的模块化仿生四足机器人
CN110122256A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 中国农业大学 一种割胶机器人系统及割胶方法
CN110651686A (zh) * 2019-10-12 2020-01-07 北京理工华汇智能科技有限公司 一种基于割胶机械臂的割胶方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种移动机器人自主避障与导航方法;文桂林等;《计算机科学》;20160503(第6期);939-945 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111296225A (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109917770B (zh) 一种大型结构件自动化生产线智能管控系统
CN108490929A (zh) 一种agv小车的调度监控系统及方法
CN205942347U (zh) 一种玉米收获机智能控制系统
CN106078208A (zh) 一种基于工业机器人的智能制造系统
CN109571403B (zh) 一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法
CN105956739A (zh) 用于自动导引车调度演示与算法验证的三维仿真系统
CN105634815A (zh) 应用于光纤配线网络的智能odn设备管理系统及方法
CN112414457A (zh) 一种基于变电站工作的自动智能巡检方法
CN102393742A (zh) 一种设施农业用轮式智能运输车
CN205798934U (zh) 一种基于工业机器人的智能制造系统
CN111179457A (zh) 一种工业设备的巡检系统及巡检方法
CN109572842B (zh) 一种爬杆机构、爬杆智能巡检机器人及其变电站爬杆方法
CN111296225B (zh) 一种橡胶林智能作业系统和方法
CN114139949A (zh) 基于边缘计算与机器学习的轨道交通智能运维系统及方法
CN111133395B (zh) 一种智能制造系统
CN111734324A (zh) 一种基于视觉的钻井平台管柱转运实时监测方法和系统
CN113894765A (zh) 火车自动摘钩机器人及系统
CN111487936A (zh) 一种agv小车的在线调度系统
CN113359842A (zh) 10kV配电网无线充电无人机的智能巡检控制分析系统
CN114301954A (zh) 一种移动机器人工业互联网控制系统
CN109597382A (zh) 煤机制造智能下料生产系统
CN115432086B (zh) 一种使用柔性接口的可变工位汽车产线和汽车生产方法
CN114104630B (zh) 一种农机生产总装线的控制系统
CN115393116A (zh) 一种智能制造平台
CN205334125U (zh) 一种智能轨道运载装置和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant