CN116530318A - 一种用于园林病虫害的清理装置 - Google Patents
一种用于园林病虫害的清理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116530318A CN116530318A CN202310537215.6A CN202310537215A CN116530318A CN 116530318 A CN116530318 A CN 116530318A CN 202310537215 A CN202310537215 A CN 202310537215A CN 116530318 A CN116530318 A CN 116530318A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cleaning
- movement
- trunk
- control unit
- cleaning roller
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 213
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 title claims abstract description 47
- 201000010099 disease Diseases 0.000 title claims abstract description 35
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 title claims abstract description 35
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 title claims description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 110
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 46
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 35
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G13/00—Protecting plants
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30181—Earth observation
- G06T2207/30188—Vegetation; Agriculture
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
本发明涉及病虫害清理领域，尤其涉及一种用于园林病虫害的清理装置，本发明通过设置环抱机构、若干移动机构、清理机构、采集模组以及中控处理模块，通过移动控制单元接收红外传感器信号判定前方障碍物情况，移动控制单元根据前方障碍物情况对移动机构行进方向进行调整，并通过数据分析单元确认矩形清理区域，移动控制单元基于矩形清理区域控制移动机构完成清理移动动作，在清理过程中，清理控制单元基于数据分析单元判定的清理滚筒与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节，进而避免障碍物阻碍移动机构移动，保证对病灶区域的清理效果，显著提高了病虫害清理的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及病虫害清理领域，尤其涉及一种用于园林病虫害的清理装置。
背景技术
随着我国对生态环境的保护力度加强，我国林业工程也在取得史无前例的发展，在园林绿化中人们普遍认识到要达到绿化和美化的效果只注重种植和造景是远远不够的，还应注重绿化植物的有效管护、进行病虫害防治，园林病虫害不仅影响到园林的建设且造成极大的经济损失，所以落实园林病虫害治理工作势在必行，科学有效的治理病虫害使园林能够正常生长，充分发挥其应有的绿化环境和美化市容功能。
中国专利公开号：CN110199713A，公开了一种用于园林去除林木病虫害的注射与清理系统，包括装置箱体，所述装置箱体顶面上设有开口向上的连杆空间，所述注射箱内设有注射腔，所述注射腔内滑动安装挤压药剂的推块，当启动第一液压杆时，第一液压杆推动连接杆绕下侧的铰接中心转动，连接杆转动可以带动注射箱向左侧移动，当进行注射时，启动吸泵，吸泵吸取药箱内的药剂，通过连接管传送到注射腔内，可以对树木进行药剂注射和腐烂的躯干进行清理，在进行注射时，注入速度快，注入的深度更深，可以使注入的药剂能够尽快的扩散，在进行腐烂的树干清理时，可以调节清理筒和清理齿的清理的角度，能够适应在不同高度的清理位置，清理的速度快。
但是，现有技术中还存在以下问题，
现有技术中的清理装置由于体积庞大不能实现在复杂树木环境中的灵活移动，对树干树皮的检测以及清理范围太小，且清理精确度较差。
发明内容
为解决现有技术中装置由于体积庞大不能实现在复杂树木环境中的灵活移动，对树干树皮的检测以及清理范围太小，且清理精确度较差的问题，本发明提供一种用于园林病虫害的清理装置，其包括：
环抱机构，其包括固定板以及通过活动关节分别设置在所述固定板两侧的环抱单元，以使所述环抱单元与所述固定板改变相对位置关系，以弧形姿态完成对树干的环抱；
若干移动机构，其设置在所述环抱机构上以带动所述环抱机构沿树干移动，其包括固定架以及通过舵机设置在所述固定架两端的驱动轮，以使所述驱动轮改变移动方向；
清理机构，其包括通过伸缩杆设置在所述固定板上用以刮除病虫害树干的清理滚筒，以通过控制伸缩杆的伸长量调整所述清理滚筒与树干的距离；
采集模组，其包括设置在固定板上用以采集树干表面图像的图像采集单元，设置在所述伸缩杆与固定板的连接处、用以采集伸缩杆的反馈压力的压力传感器以及设置在所述环抱机构上用以检测环抱机构移动方向上是否有障碍物的若干红外传感器；
中控处理模块，其包括相互连接的数据分析单元、移动控制单元以及清理控制单元，所述数据分析单元与所述采集模组连接，以基于所述图像采集单元采集的树干表面图像确定矩形清理区域，基于所述压力传感器采集伸缩杆的反馈压力值判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态；
所述移动控制单元与所述采集模组以及移动机构连接，用以基于所述环抱机构移动方向出现障碍物时的各所述红外传感器检测的信号调整各所述驱动轮的移动方向，以使环抱机构完成避障动作，以及基于数据分析单元确定矩形清理区域后控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构完成清理移动动作；
所述清理控制单元与所述清理机构连接，用以基于所述数据分析单元判定的所述清理滚筒与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节。
进一步地，各所述环抱单元包括通过活动关节连接的第一活动臂以及第二活动臂，以使所述第一活动臂以及第二活动臂改变相对位置关系以弧形姿态完成对树干的环抱，且所述第一活动臂以及第二活动臂上均设置有所述移动机构。
进一步地，所述移动控制单元还用以基于各所述红外传感器检测的信号判定所述移动机构前方是否有障碍物，其中，
若存在任一红外传感器有信号，则所述移动控制单元判定所述移动机构前方有障碍物；
若各所述红外传感器均无信号，则所述移动控制单元判定所述移动机构前方无障碍物。
进一步地，所述移动控制单元基于各所述红外传感器检测的信号调整各所述驱动轮的移动方向，以使环抱机构完成避障动作，其中，
所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向，使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述移动控制单元判定所述移动机构前方无障碍，则控制所述环抱机构停止旋转，并控制所述驱动轮改变移动方向，使所述移动机构沿所述树干向上移动，避过障碍物。
进一步地，所述数据分析单元基于所述树干表面图像确定病虫害树皮轮廓，并在所述树干表面图像中建立直角坐标系，基于病虫害树皮轮廓的最大横坐标、最小横坐标，最大纵坐标以及最小纵坐标确定矩形清理区域。
进一步地，所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构完成清理移动动作，其中，
所述清理移动动作包括单次清理位置初始化动作以及若干次横向清理移动动作，所述移动控制单元首先控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒移动至所述矩形清理区域左侧边缘，并且，所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干沿所述树干移动，直至所述清理滚筒移动至所述矩形清理区域的下侧边缘，以控制所述移动机构完成清理位置初始化动作。
进一步地，所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒从所述矩形清理区域左侧边缘移动至所述矩形清理区域的右侧边缘，再次控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒返回至所述矩形清理区域的左侧边缘，以控制所述移动机构完成单次横向清理移动动作。
进一步地，所述移动控制单元控制所述移动机构完成单次横向清理移动动作后，控制所述驱动轮改变移动方向，使所述移动机构环抱树干沿树干向上移动预设距离后再次控制所述移动机构完成横向清理移动动作，直至所述清理滚筒的清理路径覆盖全部矩形清理区域，其中，所述预设距离与所述清理滚筒的宽度相同。
进一步地，所述数据分析单元基于所述压力传感器采集伸缩杆的反馈压力值判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态，其中，
所述数据分析单元将反馈压力值P0与预设的第一压力参考值P01以及第二压力参考值P02进行对比，根据对比结果判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态，其中，
若P0＜P01，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触不足；
若P01≤P0≤P02，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触正常；
若P0＞P02，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触过度；
其中，P01＜P02。
进一步地，所述清理控制单元基于所述数据分析单元判定的所述清理滚筒与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节，其中，
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触不足，则所述清理控制单元对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸长调节；
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触正常，则所述清理控制单元不对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节；
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触过度，
则所述清理控制单元对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行缩短调节。
与现有技术相比，本发明通过设置环抱机构、若干移动机构、清理机构、采集模组以及中控处理模块，通过移动控制单元接收红外传感器信号判定前方障碍物情况，移动控制单元根据前方障碍物情况对移动机构行进方向进行调整，并通过数据分析单元确认病虫害清理区域，移动控制单元基于清理区域控制移动机构完成清理移动动作，在清理过程中，清理控制单元基于数据分析单元判定的清理滚筒与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节，进而避免障碍物阻碍移动机构移动，保证对病灶区域的清理效果，显著提高了病虫害清理的精确度。
尤其，本发明设置了红外传感器以及移动控制单元，在实际情况中，由于树干上会有树枝伸出，阻碍装置无法进行检测以及清理，本发明通过移动控制单元根据红外传感器采集的信号来判定前方是否有障碍物，并通过移动控制单元来调整移动机构行进方向，利用环抱机构的弧形结构特性避开路径上的障碍物，进而避免障碍物阻碍移动机构移动，实现对树干树皮的大范围检测以及清理。
尤其，本发明设置了数据分析单元，在实际情况中，由于树干表面平整度差且不规则，造成清理装置对病虫害区域清理不彻底，影响了清理效果，本发明通过数据分析单元基于树干表面图像确定病虫害树皮轮廓，并在所述树干表面图像中建立直角坐标系，基于病虫害树皮轮廓的最大横坐标、最小横坐标，最大纵坐标以及最小纵坐标确认矩形清理区域，进而显著提高了装置的清理精确度。
尤其，本发明在清理滚筒两端的伸缩杆上设置了压力传感器，在实际情况中，由于树干表面生长凹凸不平，平整度起伏较大，造成清理滚筒在树干表面的接触状态实时变化，清理滚筒对病虫害区域清理不完全或者过度清理，本发明通过清理控制单元获取压力传感器上的压力值对清理滚筒两端连接的伸缩杆进行伸缩调节，进而显著提高了对病虫害清理的精确度。
附图说明
图1为发明实施例的用于园林病虫害的清理装置的结构示意图；
图2为发明实施例的基于病虫害树皮轮廓确定的矩形清理区域示意图；
图3为发明实施例的清理位置初始化示意图；
图中，1：固定板，2：第一活动臂，3：第二活动臂，4：活动关节，5：固定架，6：驱动轮，7：伸缩杆，8：清理滚筒，9：图像采集单元，10：压力传感器，11：红外传感器，12：病虫害树皮轮廓图像，13：基于病虫害树皮轮廓确定的矩形清理区域图像，14：矩形清理区域左侧边缘，15：矩形清理区域右侧边缘，L：清理滚筒宽度。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例的用于园林病虫害的清理装置的结构示意图，本发明的用于园林病虫害的清理装置包括：
环抱机构，其包括固定板1以及通过活动关节4分别设置在所述固定板1两侧的环抱单元，以使所述环抱单元与所述固定板1改变相对位置关系，以弧形姿态完成对树干的环抱；
若干移动机构，其设置在所述环抱机构上以带动所述环抱机构沿树干移动，其包括固定架5以及通过舵机设置在所述固定架5两端的驱动轮6，以使所述驱动轮6改变移动方向；
清理机构，其包括通过伸缩杆7设置在所述固定板1上用以刮除病虫害树干的清理滚筒8，以通过控制伸缩杆7的伸长量调整所述清理滚筒8与树干的距离；
采集模组，其包括设置在固定板1上用以采集树干表面图像的图像采集单元9、设置在所述伸缩杆7与固定板1的连接处，用以采集伸缩杆7的反馈压力的压力传感器10以及设置在所述环抱机构上用以检测环抱机构移动方向上是否有障碍物的若干红外传感器11；
中控处理模块，其包括相互连接的数据分析单元、移动控制单元以及清理控制单元，所述数据分析单元与所述采集模组连接，以基于所述图像采集单元采集的树干表面图像确定矩形清理区域，基于所述压力传感器10采集伸缩杆7的反馈压力值判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态；
所述移动控制单元与所述采集模组以及移动机构连接，用以基于所述环抱机构移动方向出现障碍物时的各所述红外传感器11检测的信号调整各所述驱动轮6的移动方向，以使环抱机构完成避障动作，以及基于数据分析单元确定矩形清理区域后控制所述驱动轮6改变移动方向使所述移动机构完成清理移动动作；
所述清理控制单元与所述清理机构连接，用以基于所述数据分析单元判定的所述清理滚筒8与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆7进行伸缩调节。
具体而言，本发明对活动关节4的具体结构不做限定，当然，优选的，在本实施例中较佳的结构是通过舵机控制的铰接活动结构，此技术在机器人领域广泛应用，此处不再赘述。
具体而言，本发明中对图像采集单元9的具体结构不做限定，其可以是CCD相机，也可以是摄影机，当然，优选的，在本实施例中图像采集单元可以是广角摄像头与附带有图像处理装置的模组，此为现有技术此处不再赘述。
具体而言，本发明对压力传感器10的具体结构不做限定，当然，优选的，在本实施例中较佳的结构是由压力采集器以及数据发送模组组成，用以通过数据发送模组将压力采集器采集的数据传输至控制单元中，此为现有技术此处不再赘述。
具体而言，本发明对数据分析单元确定病虫害树皮轮廓的处理算法不做限定，在现有技术中，可以通过导入大量病虫害树皮轮廓模型进行训练，此为现有技术，此处不再赘述。
具体而言，本发明对中控处理模块中各功能单元的具体结构不做限定，其可以是一个计算机中的功能程序，只需能够实现对相应的数据以及信号进行分析处理即可，此处不再赘述。
具体而言，各所述环抱单元包括通过活动关节4连接的第一活动臂2以及第二活动臂3，以使所述第一活动臂2以及第二活动臂3改变相对位置关系以弧形姿态完成对树干的环抱，且所述第一活动臂2以及第二活动臂上3均设置有所述移动机构。
具体而言，所述移动控制单元还用以基于各所述红外传感器11检测的信号判定所述移动机构前方是否有障碍物，其中，
若存在任一红外传感器11有信号，则所述移动控制单元判定所述移动机构前方有障碍物；
若各所述红外传感器11均无信号，则所述移动控制单元判定所述移动机构前方无障碍物。
具体而言，所述移动控制单元基于各所述红外传感器11检测的信号调整各所述驱动轮6的移动方向，以使环抱机构完成避障动作，其中，
所述移动控制单元控制所述驱动轮6改变移动方向，使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述移动控制单元判定所述移动机构前方无障碍，则控制所述环抱机构停止旋转，并控制所述驱动轮6改变移动方向，使所述移动机构沿所述树干向上移动，避过障碍物。
具体而言，本发明设置了红外传感器以及移动控制单元，在实际情况中，由于树干上会有树枝伸出，阻碍装置无法进行检测以及清理，本发明通过移动控制单元根据红外传感器采集的信号来判定前方是否有障碍物，并通过移动控制单元来调整移动机构行进方向，利用环抱机构的弧形结构特性避开路径上的障碍物，进而避免障碍物阻碍移动机构移动，实现对树干树皮的大范围检测以及清理。
具体而言，请参阅图2所示，其为发明实施例的基于病虫害树皮轮廓确定的矩形清理区域示意图，所述数据分析单元基于所述树干表面图像确定病虫害树皮轮廓12，并在所述树干表面图像中建立直角坐标系，基于病虫害树皮轮廓的最大横坐标、最小横坐标，最大纵坐标以及最小纵坐标确定矩形清理区域13。
具体而言，本发明设置了数据分析单元，在实际情况中，由于树干表面平整度差且不规则，造成清理装置对病虫害区域清理不彻底，影响了清理效果，本发明通过数据分析单元基于树干表面图像确定病虫害树皮轮廓，并在所述树干表面图像中建立直角坐标系，基于病虫害树皮轮廓的最大横坐标、最小横坐标，最大纵坐标以及最小纵坐标确认矩形清理区域，进而显著提高了装置的清理精确度。
具体而言，请参阅图3所示，其为发明实施例的清理位置初始化示意图，所述移动控制单元控制所述驱动轮6改变移动方向使所述移动机构完成清理移动动作，其中，
所述清理移动动作包括单次清理位置初始化动作以及若干次横向清理移动动作，所述移动控制单元首先控制所述驱动轮6改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒8移动至所述矩形清理区域左侧边缘14，并且，所述移动控制单元控制所述驱动轮6改变移动方向使所述移动机构环抱树干沿所述树干移动，直至所述清理滚筒8移动至所述矩形清理区域13的下侧边缘，以控制所述移动机构完成清理位置初始化动作。
具体而言，所述移动控制单元控制所述驱动轮6改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒8从所述矩形清理区域左侧边缘14移动至所述矩形清理区域的右侧边缘15，再次控制所述驱动轮6改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒8返回至所述矩形清理区域的左侧边缘14，以控制所述移动机构完成单次横向清理移动动作。
具体而言，所述移动控制单元控制所述移动机构完成单次横向清理移动动作后，控制所述驱动轮6改变移动方向，使所述移动机构环抱树干沿树干向上移动预设距离后再次控制所述移动机构完成横向清理移动动作，直至所述清理滚筒8的清理路径覆盖全部矩形清理区域，其中，所述预设距离与所述清理滚筒的宽度L相同。
具体而言，所述数据分析单元基于所述压力传感器采集伸缩杆的反馈压力值判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态，其中，
所述数据分析单元将反馈压力值P0与预设的第一压力参考值P01以及第二压力参考值P02进行对比，根据对比结果判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态，其中，
若P0＜P01，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态为接触不足；
若P01≤P0≤P02，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态为接触正常；
若P0＞P02，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态为接触过度；
其中，P01＜P02，本发明中第一压力参考值P01以及第二压力参考值P02本领域技术人员可以根据具体需要进行设定，只需能使清理滚筒的按压力度保持在合理区间内即可，在本实施例中，可以控制伸缩杆处在不同长度并控制环抱机构沿树干旋转，记录伸缩杆在不用长度时压力传感器采集的反馈压力值，并确定环抱机构沿树干能平顺旋转时的压力区间，将该压力区间的区间上限作为第二压力参考值P02，将该压力区间的区间下限作为第一压力参考值P01。
具体而言，所述清理控制单元基于所述数据分析单元判定的所述清理滚筒8与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒8连接的伸缩杆7进行伸缩调节，其中，
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态为接触不足，则所述清理控制单元对所述清理滚筒8连接的伸缩7杆进行伸长调节；
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态为接触正常，则所述清理控制单元不对所述清理滚筒8连接的伸缩杆7进行伸缩调节；
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒8与树干表面的接触状态为接触过度，则所述清理控制单元对所述清理滚筒8连接的伸缩杆7进行缩短调节。
具体而言，本发明在清理滚筒两端的伸缩杆上设置了压力传感器，在实际情况中，由于树干表面生长凹凸不平，平整度起伏较大，造成清理滚筒在树干表面的接触状态实时变化，清理滚筒对病虫害区域清理不完全或者过度清理，本发明通过清理控制单元获取压力传感器上的压力值对清理滚筒两端连接的伸缩杆进行伸缩调节，进而显著提高了对病虫害清理的精确度。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，包括：
环抱机构，其包括固定板以及通过活动关节分别设置在所述固定板两侧的环抱单元，以使所述环抱单元与所述固定板改变相对位置关系，以弧形姿态完成对树干的环抱；
若干移动机构，其设置在所述环抱机构上以带动所述环抱机构沿树干移动，其包括固定架以及通过舵机设置在所述固定架两端的驱动轮，以使所述驱动轮改变移动方向；
清理机构，其包括通过伸缩杆设置在所述固定板上用以刮除病虫害树干的清理滚筒，以通过控制伸缩杆的伸长量调整所述清理滚筒与树干的距离；
采集模组，其包括设置在固定板上用以采集树干表面图像的图像采集单元，设置在所述伸缩杆与固定板的连接处、用以采集伸缩杆的反馈压力的压力传感器以及设置在所述环抱机构上用以检测环抱机构移动方向上是否有障碍物的若干红外传感器；
中控处理模块，其包括相互连接的数据分析单元、移动控制单元以及清理控制单元，所述数据分析单元与所述采集模组连接，以基于所述图像采集单元采集的树干表面图像确定矩形清理区域，基于所述压力传感器采集伸缩杆的反馈压力值判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态；
所述移动控制单元与所述采集模组以及移动机构连接，用以基于所述环抱机构移动方向出现障碍物时的各所述红外传感器检测的信号调整各所述驱动轮的移动方向，以使环抱机构完成避障动作，以及基于数据分析单元确定矩形清理区域后控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构完成清理移动动作；
所述清理控制单元与所述清理机构连接，用以基于所述数据分析单元判定的所述清理滚筒与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节。
2.根据权利要求1所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，各所述环抱单元包括通过活动关节连接的第一活动臂以及第二活动臂，以使所述第一活动臂以及第二活动臂改变相对位置关系以弧形姿态完成对树干的环抱，且所述第一活动臂以及第二活动臂上均设置有所述移动机构。
3.根据权利要求1所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述移动控制单元还用以基于各所述红外传感器检测的信号判定所述移动机构前方是否有障碍物，其中，
若存在任一红外传感器有信号，则所述移动控制单元判定所述移动机构前方有障碍物；
若各所述红外传感器均无信号，则所述移动控制单元判定所述移动机构前方无障碍物。
4.根据权利要求3所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述移动控制单元基于各所述红外传感器检测的信号调整各所述驱动轮的移动方向，以使环抱机构完成避障动作，其中，
所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向，使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述移动控制单元判定所述移动机构前方无障碍，则控制所述环抱机构停止旋转，并控制所述驱动轮改变移动方向，使所述移动机构沿所述树干向上移动，避过障碍物。
5.根据权利要求4所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述数据分析单元基于所述树干表面图像确定病虫害树皮轮廓，并在所述树干表面图像中建立直角坐标系，基于病虫害树皮轮廓的最大横坐标、最小横坐标，最大纵坐标以及最小纵坐标确定矩形清理区域。
6.根据权利要求5所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构完成清理移动动作，其中，
所述清理移动动作包括单次清理位置初始化动作以及若干次横向清理移动动作，所述移动控制单元首先控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒移动至所述矩形清理区域左侧边缘，并且，所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干沿所述树干移动，直至所述清理滚筒移动至所述矩形清理区域的下侧边缘，以控制所述移动机构完成清理位置初始化动作。
7.根据权利要求6所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述移动控制单元控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒从所述矩形清理区域左侧边缘移动至所述矩形清理区域的右侧边缘，再次控制所述驱动轮改变移动方向使所述移动机构环抱树干在水平面旋转，直至所述清理滚筒返回至所述矩形清理区域的左侧边缘，以控制所述移动机构完成单次横向清理移动动作。
8.根据权利要求7所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述移动控制单元控制所述移动机构完成单次横向清理移动动作后，控制所述驱动轮改变移动方向，使所述移动机构环抱树干沿树干向上移动预设距离后再次控制所述移动机构完成横向清理移动动作，直至所述清理滚筒的清理路径覆盖全部矩形清理区域，其中，所述预设距离与所述清理滚筒的宽度相同。
9.根据权利要求1所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述数据分析单元基于所述压力传感器采集伸缩杆的反馈压力值判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态，其中，
所述数据分析单元将反馈压力值P0与预设的第一压力参考值P01以及第二压力参考值P02进行对比，根据对比结果判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态，其中，
若P0＜P01，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触不足；
若P01≤P0≤P02，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触正常；
若P0＞P02，则所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触过度；
其中，P01＜P02。
10.根据权利要求9所述的用于园林病虫害的清理装置，其特征在于，所述清理控制单元基于所述数据分析单元判定的所述清理滚筒与树干表面的接触状态，对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节，其中，
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触不足，则所述清理控制单元对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸长调节；
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触正常，则所述清理控制单元不对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行伸缩调节；
若所述数据分析单元判定所述清理滚筒与树干表面的接触状态为接触过度，则所述清理控制单元对所述清理滚筒连接的伸缩杆进行缩短调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310537215.6A CN116530318B (zh) | 2023-05-14 | 2023-05-14 | 一种用于园林病虫害的清理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310537215.6A CN116530318B (zh) | 2023-05-14 | 2023-05-14 | 一种用于园林病虫害的清理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116530318A true CN116530318A (zh) | 2023-08-04 |
| CN116530318B CN116530318B (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=87453880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310537215.6A Active CN116530318B (zh) | 2023-05-14 | 2023-05-14 | 一种用于园林病虫害的清理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116530318B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103599905A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 360度变径气动清扫器 |
| CN105067909A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-18 | 国家电网公司 | 绝缘子带电检测与清扫一体化机器人 |
| CN105711669A (zh) * | 2014-11-30 | 2016-06-29 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 连杆欠驱动爬行机器人 |
| CN205511065U (zh) * | 2016-04-12 | 2016-08-31 | 山东国兴智能科技有限公司 | 一种树枝修剪机器人用可分离式修剪机构 |
| US20180370018A1 (en) * | 2010-10-19 | 2018-12-27 | White Puma Pty Limited | Device for Traversing an Object |
| WO2020064059A1 (de) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | Petra Jordan | Vorrichtung zum aufbringen eines behandlungsmittels auf den entasteten stamm eines stehenden, vorzugsweise lebenden baumes |
| CN112077858A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-15 | 胡建新 | 一种桥梁水下检测攀爬式机器人及工作方法 |
| CN114261456A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-01 | 广东省科学院智能制造研究所 | 爬升机器人 |
-
2023
- 2023-05-14 CN CN202310537215.6A patent/CN116530318B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180370018A1 (en) * | 2010-10-19 | 2018-12-27 | White Puma Pty Limited | Device for Traversing an Object |
| CN103599905A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 360度变径气动清扫器 |
| CN105711669A (zh) * | 2014-11-30 | 2016-06-29 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 连杆欠驱动爬行机器人 |
| CN105067909A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-18 | 国家电网公司 | 绝缘子带电检测与清扫一体化机器人 |
| CN205511065U (zh) * | 2016-04-12 | 2016-08-31 | 山东国兴智能科技有限公司 | 一种树枝修剪机器人用可分离式修剪机构 |
| WO2020064059A1 (de) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | Petra Jordan | Vorrichtung zum aufbringen eines behandlungsmittels auf den entasteten stamm eines stehenden, vorzugsweise lebenden baumes |
| CN112077858A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-15 | 胡建新 | 一种桥梁水下检测攀爬式机器人及工作方法 |
| CN114261456A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-01 | 广东省科学院智能制造研究所 | 爬升机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116530318B (zh) | 2024-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11042760B2 (en) | Mobile robot, control method and control system thereof | |
| EP3684159B1 (en) | Plant scanning vehicle | |
| EP2680097B1 (de) | Selbstfahrendes Reinigungsgerät und Verfahren zur Bedienung eines selbstfahrenden Reinigungsgeräts | |
| CN110915457A (zh) | 绿篱修剪装置及控制方法 | |
| US20160219786A1 (en) | Tree location sensing system and process for agricultural tree harvesting | |
| CN116530318B (zh) | 一种用于园林病虫害的清理装置 | |
| CN110915458B (zh) | 多功能绿篱修剪车及操作方法 | |
| KR20210137864A (ko) | 전방센서부를 이용한 장애물 회피기능을 가진 농업용 예초시스템 | |
| CN112034837A (zh) | 确定移动机器人工作环境的方法、控制系统及存储介质 | |
| CN208490670U (zh) | 融合视觉导航与北斗定位的植保无人车 | |
| JPH074097B2 (ja) | 果菜類収穫装置 | |
| CA3147012A1 (en) | System and method for de-plugging an agricultural implement by tripping ground-engaging tools of the implement | |
| EP3581016A1 (en) | Rake rotor height control | |
| US11521382B2 (en) | Machine vision plant tracking system for precision agriculture | |
| US20210352836A1 (en) | Agricultural raking system and method for automatic settings | |
| CN111813103B (zh) | 移动机器人的控制方法、控制系统及存储介质 | |
| CN112438109B (zh) | 自动割草机 | |
| EP4226751A1 (en) | Machine vision plant tracking system for precision agriculture | |
| US20220266801A1 (en) | Data acquisition module for an agricultural machine and related systems and assemblies | |
| JP2548828B2 (ja) | 果菜類収穫機の誘導装置 | |
| CN111887055A (zh) | 基于双目视觉果林产量及病害预测预报的可变形球壳装置 | |
| KR102663328B1 (ko) | 승용관리기용 복토기 가변장치 | |
| CN114903023A (zh) | 一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置及方法 | |
| US11903344B2 (en) | System and method for controlling unloading system position of an agricultural harvester | |
| CN221008308U (zh) | 基于深度学习的水培生菜病害检测及防治系统 |
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 |