CN116806570A - 一种基于图像识别的农用修剪机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于图像识别的农用修剪机器人。该基于图像识别的农用修剪机器人，包括水平金属下支板，所述水平金属下支板的下表面设置有电动滚轮，所述水平金属下支板的上表面设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括第一硬质直线导轨、第二硬质直线导轨、电磁铁、第一电机与橡胶轮，所述第一硬质直线导轨与第二硬质直线导轨滑动连接。通过设计防撞装置与摄像头之间进行配合，实现避免机器人对正面的植物造成碾压，增加对植物进行保护的作用，通过设计缓冲装置实现装置在移动的过程中，可以对可拆卸式金属保护箱左右位置进行移动避免造成侧面植物的破坏，并通过电磁铁在保证固定的基础上可以实现前进方向的缓冲。
Description
技术领域
本发明涉及修剪机器人技术领域，具体为一种基于图像识别的农用修剪机器人。
背景技术
基于图像识别的农用修剪机器人是一种能够自主执行农业修剪任务的智能机器人。该机器人通过搭载摄像头、传感器等设备，对农田中的植株进行图像识别和分析，该机器人可以根据植株的生长情况和修剪需求，自主地执行修剪任务。它可以通过机械臂、电动剪刀等工具，实现对植株的准确修剪。在执行任务过程中，机器人还可以实时监测修剪效果，以便进行调整和优化。基于图像识别的农用修剪机器人具有许多优点。它可以减少人工修剪的需求，节省人力成本；同时，它可以快速、准确地执行修剪任务，提高修剪效率和质量。机器人还可以在艰苦的作业环境下工作，如高温、高湿度或有毒气体等环境。
基于图像识别的农用修剪机器人需要具备高精度的图像识别和分析能力，以确保对植株的准确判断和修剪；同时，机器人还需要具备自主导航和避障能力，以规避障碍物和保证安全，因此，根据申请人的发明，发明了基于图像识别的农用修剪机器人，解决了机器人避障的能力不佳，避免造成植株本身出现损坏的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于图像识别的农用修剪机器人，解决了机器人避障的能力不佳，避免造成植株本身出现损坏的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于图像识别的农用修剪机器人，包括：
水平金属下支板，所述水平金属下支板的下表面设置有电动滚轮，所述水平金属下支板的上表面设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括第一硬质直线导轨、第二硬质直线导轨、电磁铁、第一电机与橡胶轮，所述第一硬质直线导轨与第二硬质直线导轨滑动连接，所述第二硬质直线导轨的侧表面与第一电机固定连接，所述第一电机的输出端与橡胶轮固定连接，所述第一电机的外表面与水平金属下支板的上表面接触，所述电磁铁与第二T形限位滑动槽滑动连接；
所述电磁铁的上表面固定连接有可拆卸式金属保护箱，所述可拆卸式金属保护箱的上表面设置有开关，所述可拆卸式金属保护箱的侧表面设置有通风孔，所述可拆卸式金属保护箱的内表面固定连接有电池，所述电池的上表面固定连接有处理器，所述处理器包括主控板、电机控制器、通信模块，所述主控板与电机控制器电性连接，所述通信模块与主控板电性连接；
所述可拆卸式金属保护箱的前表面固定连接有侧向板，所述侧向板的前表面固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有连接板，所述连接板的外表面螺纹连接有升降块，所述升降块的左表面固定连接有支撑板，所述支撑板的左表面固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定连接有连接板，所述连接板远离电动伸缩杆的一端固定连接有电锯；
所述可拆卸式金属保护箱的侧表面固定连接有支撑杆，所述支撑杆的上端固定连接有顶杆，所述支撑杆的侧表面固定连接有第一摄像头，所述顶杆的下表面固定连接有第二摄像头，所述顶杆远离支撑杆的一端固定连接有支撑环，所述支撑环的内表面固定连接有压力传感器，所述压力传感器的上表面设置有绳子。
优选的：所述第一电机的外表面与水平金属下支板的上表面滚动连接，所述第一电机的数量为多个且矩形阵列分布，所述缓冲装置的下表面与水平金属下支板的上表面固定连接。
优选的：所述缓冲装置还包括第一T形限位滑动槽、第二T形限位滑动槽，所述第一T形限位滑动槽位于第一硬质直线导轨的上侧，所述第二T形限位滑动槽位于第二硬质直线导轨的上侧，所述第二硬质直线导轨的材质为不锈铁，用于与电磁铁之间进行吸附。
优选的：所述主控板、电机控制器、通信模块、电动滚轮、电磁铁、第一电机、第一摄像头、第二摄像头、第二电机、电动伸缩杆、电锯、压力传感器均与电池电性连接，所述第一摄像头为红外摄像头，所述第二摄像头为智能摄像头。
优选的：所述支撑板的侧表面固定连接有支撑块，所述支撑块的上表面与电动伸缩杆滑动连接。
优选的：所述绳子的两端均与水平金属下支板的上表面固定连接，所述绳子呈倾斜分布，所述绳子、支撑环、压力传感器、顶杆形成防撞装置，用于通过物理的方式检测正面是否有障碍物。
优选的：所述可拆卸式金属保护箱的后表面设置有充电口，所述可拆卸式金属保护箱的上表面设置有旋钮，用于对本装置进行调节。
优选的：所述电动伸缩杆的数量为两个且上下分布，用于增加对电锯的支撑能力。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于图像识别的农用修剪机器人。具备以下有益效果：
1、该基于图像识别的农用修剪机器人，通过设计防撞装置与摄像头之间进行配合，实现避免机器人对正面的植物造成碾压，增加对植物进行保护的作用。
2、该基于图像识别的农用修剪机器人，通过设计缓冲装置实现装置在移动的过程中，可以对可拆卸式金属保护箱左右位置进行移动避免造成侧面植物的破坏，并通过电磁铁在保证固定的基础上可以实现前进方向的缓冲。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为图1中A处结构放大示意图；
图3为本发明缓冲装置结构示意图；
图4为本发明的侧视图；
图5为图4中B处结构放大示意图；
图6为本发明部分结构示意图。
其中，1、水平金属下支板；2、电动滚轮；3、可拆卸式金属保护箱；4、缓冲装置；5、第一硬质直线导轨；6、第一T形限位滑动槽；7、第二硬质直线导轨；8、第二T形限位滑动槽；9、电磁铁；10、第一电机；11、橡胶轮；12、支撑杆；13、第一摄像头；14、顶杆；15、第二摄像头；16、防撞装置；17、绳子；18、第二电机；19、侧向板；20、升降块；21、支撑板；22、电动伸缩杆；23、支撑块；24、连接板；25、电锯；26、支撑环；27、压力传感器；28、开关；29、通风孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明实施例提供一种基于图像识别的农用修剪机器人，包括，水平金属下支板1，水平金属下支板1的下表面设置有电动滚轮2，水平金属下支板1的上表面设置有缓冲装置4，缓冲装置4还包括第一T形限位滑动槽6、第二T形限位滑动槽8，用于限位，第一T形限位滑动槽6位于第一硬质直线导轨5的上侧，第二T形限位滑动槽8位于第二硬质直线导轨7的上侧，第二硬质直线导轨7的材质为不锈铁，用于与电磁铁9之间进行吸附，缓冲装置4包括第一硬质直线导轨5、第二硬质直线导轨7、电磁铁9、第一电机10与橡胶轮11，第一硬质直线导轨5与第二硬质直线导轨7滑动连接，第二硬质直线导轨7的侧表面与第一电机10固定连接，第一电机10的外表面与水平金属下支板1的上表面滚动连接，第一电机10的数量为多个且矩形阵列分布，缓冲装置4的下表面与水平金属下支板1的上表面固定连接，第一电机10的输出端与橡胶轮11固定连接，第一电机10的外表面与水平金属下支板1的上表面接触，电磁铁9与第二T形限位滑动槽8滑动连接。
电磁铁9的上表面固定连接有可拆卸式金属保护箱3，用于对内部的装置进行固定，可拆卸式金属保护箱3的上表面设置有开关28，用于开启或者关闭本装置，可拆卸式金属保护箱3的侧表面设置有通风孔29，用于增加散热的效果，可拆卸式金属保护箱3的内表面固定连接有电池，电池的上表面固定连接有处理器，处理器包括主控板、电机控制器、通信模块，主控板与电机控制器电性连接，通信模块与主控板电性连接，主控板、电机控制器、通信模块、电动滚轮2、电磁铁9、第一电机10、第一摄像头13、第二摄像头15、第二电机18、电动伸缩杆22、电锯25、压力传感器27均与电池电性连接，第一摄像头13为红外摄像头，用于在光线较暗的环境下使用本装置，第二摄像头15为智能摄像头，用于智能识别。
可拆卸式金属保护箱3的前表面固定连接有侧向板19，侧向板19的前表面固定连接有第二电机18，第二电机18的输出端固定连接有连接板24，连接板24的外表面螺纹连接有升降块20，升降块20的左表面固定连接有支撑板21，支撑板21的侧表面固定连接有支撑块23，支撑块23的上表面与电动伸缩杆22滑动连接，支撑板21的左表面固定连接有电动伸缩杆22，用于对电锯25的位置进行调节，电动伸缩杆22的数量为两个且上下分布，用于增加对电锯25的支撑能力，电动伸缩杆22的输出端固定连接有连接板24，连接板24远离电动伸缩杆22的一端固定连接有电锯25，用于修剪植物。
可拆卸式金属保护箱3的侧表面固定连接有支撑杆12，用于对顶杆14进行支撑，可拆卸式金属保护箱3的后表面设置有充电口，可拆卸式金属保护箱3的上表面设置有旋钮，用于对本装置进行调节，支撑杆12的上端固定连接有顶杆14，支撑杆12的侧表面固定连接有第一摄像头13，顶杆14的下表面固定连接有第二摄像头15，顶杆14远离支撑杆12的一端固定连接有支撑环26，支撑环26的内表面固定连接有压力传感器27，压力传感器27的上表面设置有绳子17，绳子17的两端均与水平金属下支板1的上表面固定连接，绳子17呈倾斜分布，绳子17、支撑环26、压力传感器27、顶杆14形成防撞装置16，用于通过物理的方式检测正面是否有障碍物。
工作原理：根据需要修剪的方向将本装置放置在田垄中，打开电锯25、电动滚轮2，实现转至沿着田垄进行移动，在移动的过程中荣国第一摄像头13、第二摄像头15对农田的环境进行检测并记录，并通过通信模块将数据上传，再根据数据库中的数据进行对比，当检测到无需修剪的植物时，通过第一电机10带动可拆卸式金属保护箱3以及与其固定的装置沿着第一硬质直线导轨5左右移动，避免造成误剪，当前方出现障碍物，首先通过摄像头进行检测，当出现未检测出的情况，绳子17与障碍物接触，即可增加压力传感器27的压力，主控板接收到信号后，将电动滚轮2停止，并可以调节电磁铁9与第二硬质直线导轨7之间的吸附力，当冲击力大于吸附力时，电磁铁9与第二硬质直线导轨7之间滑动增加进一步的保护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于，包括：
水平金属下支板(1)，所述水平金属下支板(1)的下表面设置有电动滚轮(2)，所述水平金属下支板(1)的上表面设置有缓冲装置(4)，所述缓冲装置(4)包括第一硬质直线导轨(5)、第二硬质直线导轨(7)、电磁铁(9)、第一电机(10)与橡胶轮(11)，所述第一硬质直线导轨(5)与第二硬质直线导轨(7)滑动连接，所述第二硬质直线导轨(7)的侧表面与第一电机(10)固定连接，所述第一电机(10)的输出端与橡胶轮(11)固定连接，所述第一电机(10)的外表面与水平金属下支板(1)的上表面接触，所述电磁铁(9)与第二T形限位滑动槽(8)滑动连接；
所述电磁铁(9)的上表面固定连接有可拆卸式金属保护箱(3)，所述可拆卸式金属保护箱(3)的上表面设置有开关(28)，所述可拆卸式金属保护箱(3)的侧表面设置有通风孔(29)，所述可拆卸式金属保护箱(3)的内表面固定连接有电池，所述电池的上表面固定连接有处理器，所述处理器包括主控板、电机控制器、通信模块，所述主控板与电机控制器电性连接，所述通信模块与主控板电性连接；
所述可拆卸式金属保护箱(3)的前表面固定连接有侧向板(19)，所述侧向板(19)的前表面固定连接有第二电机(18)，所述第二电机(18)的输出端固定连接有连接板(24)，所述连接板(24)的外表面螺纹连接有升降块(20)，所述升降块(20)的左表面固定连接有支撑板(21)，所述支撑板(21)的左表面固定连接有电动伸缩杆(22)，所述电动伸缩杆(22)的输出端固定连接有连接板(24)，所述连接板(24)远离电动伸缩杆(22)的一端固定连接有电锯(25)；
所述可拆卸式金属保护箱(3)的侧表面固定连接有支撑杆(12)，所述支撑杆(12)的上端固定连接有顶杆(14)，所述支撑杆(12)的侧表面固定连接有第一摄像头(13)，所述顶杆(14)的下表面固定连接有第二摄像头(15)，所述顶杆(14)远离支撑杆(12)的一端固定连接有支撑环(26)，所述支撑环(26)的内表面固定连接有压力传感器(27)，所述压力传感器(27)的上表面设置有绳子(17)。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述第一电机(10)的外表面与水平金属下支板(1)的上表面滚动连接，所述第一电机(10)的数量为多个且矩形阵列分布，所述缓冲装置(4)的下表面与水平金属下支板(1)的上表面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述缓冲装置(4)还包括第一T形限位滑动槽(6)、第二T形限位滑动槽(8)，所述第一T形限位滑动槽(6)位于第一硬质直线导轨(5)的上侧，所述第二T形限位滑动槽(8)位于第二硬质直线导轨(7)的上侧，所述第二硬质直线导轨(7)的材质为不锈铁。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述主控板、电机控制器、通信模块、电动滚轮(2)、电磁铁(9)、第一电机(10)、第一摄像头(13)、第二摄像头(15)、第二电机(18)、电动伸缩杆(22)、电锯(25)、压力传感器(27)均与电池电性连接，所述第一摄像头(13)为红外摄像头，所述第二摄像头(15)为智能摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述支撑板(21)的侧表面固定连接有支撑块(23)，所述支撑块(23)的上表面与电动伸缩杆(22)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述绳子(17)的两端均与水平金属下支板(1)的上表面固定连接，所述绳子(17)呈倾斜分布，所述绳子(17)、支撑环(26)、压力传感器(27)、顶杆(14)形成防撞装置(16)。
7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述可拆卸式金属保护箱(3)的后表面设置有充电口，所述可拆卸式金属保护箱(3)的上表面设置有旋钮。
8.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的农用修剪机器人，其特征在于：所述电动伸缩杆(22)的数量为两个且上下分布。
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