[发明专利]一种五自由度绿篱苗木修剪机

权利要求书

1.一种五自由度绿篱苗木修剪机，其特征在于：该修剪机的修剪机械手位姿调整台安装在承载车前方，旋转底座安装在修剪机械手位姿调整台上，升降机构固定安装在所述旋转底座上，伸缩机构固定安装在所述升降机构的升降架上并能随升降架一起上升或下降，能驱动修剪刀头进行360°旋转的修剪刀头旋转装置固定在伸缩机构前端，竖直起降机构安装在修剪刀头旋转装置上，修剪刀头倾斜度调整关节固定在竖直起降机构下端且随竖直起降机构上升或下降，修剪刀头安装在修剪刀头倾斜度调整关节输出轴端，摄像头安装在竖直起降机构顶端，摄像头与控制系统连接，触摸屏安装在承载车的驾驶座前，触摸屏与控制系统连接，水平传感器安装在修剪机械手位姿调整台上，升降机构限位传感器安装在升降机构的两端，伸缩机构限位传感器安装在伸缩机构两端，竖直起降机构限位传感器安装在竖直起降机构的两端，刀盘转速传感器安装在修剪刀头，所述水平传感器、升降机构限位传感器、伸缩机构限位传感器、竖直起降机构限位传感器、刀盘转速传感器与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的五自由度绿篱苗木修剪机，其特征在于：所述修剪机械手位姿调整台包括左推杆、右推杆、安装架以及十字关节，左推杆、右推杆通过上端球关节铰接到安装架，通过中间球关节铰接到承载车上，安装架通过十字关节与承载车连接。

3.根据权利要求1所述的五自由度绿篱苗木修剪机，其特征在于：所述竖直起降机构包括固定安装在外筒上端的外筒轴承座，竖直起降动力马达固定座固定在外筒轴承座上，竖直起降动力马达固定安装在竖直起降动力马达固定座上端，竖直起降机构第一级丝杠穿插过外筒轴承座，所述竖直起降机构第一级丝杠加工有导向键槽，竖直起降机构第一级丝杠通过起降机构联轴器与竖直起降动力马达固定连接，还包括由下至上套装在外筒内部的中筒，所述中筒开有中筒导向槽，所述中筒上端安装有中筒导向销，所述中筒导向销与所述外筒导向槽配合，中筒轴承座固定在中筒上端，竖直起降机构第一级移位螺母固定在中筒轴承座的安装孔内并由竖直起降机构第一级丝杠驱动，传动套轴承安装在中筒轴承座的安装孔内，加工有齿形孔的竖直起降机构传动套穿过竖直起降机构第一级丝杠，竖直起降机构传动套的下端与传动套轴承配合，竖直起降机构第一级齿轮固定在竖直起降机构传动套上，竖直起降机构传动套的齿形孔内的齿与竖直起降机构第一级丝杠的键槽配合，并将竖直起降机构第一级丝杠的旋转动力传递给竖直起降机构第一级齿轮，中筒上端轴承和中筒下端轴承安装在中筒轴承座的安装孔内，竖直起降机构第二级丝杠穿过所述中筒上端轴承和中筒下端轴承，竖直起降机构第二级齿轮固定在竖直起降机构第二级丝杠上端，所述竖直起降机构第二级齿轮与所述竖直起降机构第一级齿轮啮合，内筒由下至上套装在所述中筒内，所述内筒上端安装有内筒导向销，所述内筒导向销与所述中筒导向槽配合，内筒螺母座固定在内筒的上端，竖直起降机构第二级移位螺母与竖直起降机构第二级丝杠配合并固定在所述内筒螺母座的安装孔内。

4.一种适用于权利要求1所述的五自由度绿篱苗木修剪机的控制方法，其特征在于，包括如下四种方法：

（1）修剪机械手位姿调整台实现位姿调整的方法，

（2）实现树木对心的方法，

（3）修剪机械手的手动控制方法，

（4）修剪机械手按照预定轨迹进行自动修剪的轨迹控制方法。

5.根据权利要求4所述的五自由度绿篱苗木修剪机的控制方法，其特征在于，所述修剪机械手位姿调整台实现位姿调整的方法，包括如下步骤：

A、控制系统提取水平传感器检测到的修剪机械手位姿调整台的位姿状态参数，

B、控制系统根据所述的位姿状态参数计算所述修剪机械手位姿调整台的左推杆与右推杆所需的伸缩当量，并控制其进行相应的伸缩，完成修剪机械手位姿调整台的位姿调整运动。

6.根据权利要求4所述的五自由度绿篱苗木修剪机的控制方法，其特征为：所述实现树木对心的方法，包括如下步骤：

A、承载车开至欲修剪的绿篱苗木附近，将旋转装置移至树木的顶部，通过触摸屏输入对心指令，

B、摄像头拍取树木图像，控制系统根据摄像头捕捉到的树木图像计算树木的中心位置，若树木图像的中心位置与屏幕中心位置的偏差在相对误差的允许范围内，则不再进行对心控制，若树木中心位置与屏幕中心的偏差超过允许的误差，通过控制系统控制伸缩机构及旋转底座的位移方向及旋转底座的旋转方向，完成树木对心。