[发明专利]一种灌木整形机器人

说明书

本发明是一种灌木整形机器人，由垂直线性模组、水平线性模组、底座支架、垂直旋转机构、整形刀具总成、视觉装置等组成。能够通过视觉装置采集到待整形的球形或者蘑菇形灌木位置和外表形状，由控制器控制垂直线性模组、水平线性模组将整形刀具总成移动到待整形灌木位置，再由控制器调整整形刀具总成刀具的形状，进而调整灌木修整形状。

技术领域

本发明是涉及智能机械领域，具体的说是一种灌木整形机器人。

背景技术

高速公路绿化隔离带主要起着隔离炫目灯光、保障行车安全的作用，同时也改善了环境。为了美观，城市周边高速公路隔离带中的灌木常常需要修剪成为球形、蘑菇形等。目前，这些修剪工作都是由人工来完成。人工修剪，不仅工作量大，而且也存在安全隐患。

检索分析，申请号2016111124717的中国专利提出了“一种车载悬臂式球冠绿篱自动旋割成型装置”。该专利设有定刀片和旋转割刀，基于剪切原理修剪灌木；另外，该专利可以适用不同直径的球冠，但是需要手工调节相关机械结构。申请号2017104426469的中国专利提出了“一种能修剪圆锥体、锥台体的三维灌木造型修剪装置”。该专利对修剪形状的调节也是需要手工完成，不能在修剪过程中实现。总之，现有的修剪装置主要存在下列不足：其一，有些装置不能适应不同曲率半径的球冠；有些虽然可以调节，但是需要手动调节。其二，修剪装置（尤其是修剪刀具）与被修剪灌木的相对位置需要人工确定，即没有自动定位功能。因此，现有的修剪装置不能满足自动化修剪作业的需求。因为缺乏智能性，所以不能自动定位修剪刀具与被修剪目标之间的位置关系，也不能在面对不同形状不同尺寸的被修剪目标时实时调整修剪工具的曲率半径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种灌木整形机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种灌木整形机器人，其特征是：包括底座支架，底座支架内设置有步进电机，步进电机固定安装在电机固定板下表面，电机固定板水平设置固定安装在底座支架内，步进电机的输出轴穿过电机固定板通过轴承套杯与转台传动连接，所述的转台设置在底座支架上表面，转台可在步进电机的带动下转动；

转台的上方可拆卸的安装有垂直线性模组固定板，垂直线性模组固定板上固定安装有垂直线性模组，所述的垂直线性模组内安装的驱动块，水平线性模组通过三角形支架固定安装在驱动块上，驱动块在垂直线性模组内在竖直方向滑动进而带动水平线性模组在竖直方向运动；

所述的水平线性模组内安装有滑块，滑块上安装有支架，支架的底边水平向外伸出形成台面，台面上表面固定安装有旋转电机，旋转电机的输出轴穿过台面与竖直设置的垂直旋转机构的顶端传动连接，垂直旋转机构的底端通过连接件与整形刀具总成固定连接，所述的旋转电机能够通过垂直旋转机构带动整形刀具总成围绕垂直旋转机构的轴心转动；

所述的整形刀具总成由多个关节组组成，每个关节组内侧均设置有整形刀具，相邻关节组之间的夹角可调；

所述的水平线性模组远离垂直线性模组的一端设置有视觉装置，所述的视觉装置能够采集目标的三维轮廓信息。

为优化上述发明，采取的具体措施还包括：

所述的轴承套杯内安装有转轴，所述的转轴底端与步进电机的输出轴通过第一平键传递扭矩，转轴的上端面通过螺钉与转台固定连接，轴承套杯的顶部边缘通过法兰盖压紧并通过螺钉固定在底座支架上表面，法兰盖的内边缘紧压环形端面轴承，所述的轴承套杯内壁和转轴之间设置有两组向心球轴承，向心球轴承包括上向心球轴承和下向心球轴承，所述的上向心球轴承设置在轴承套杯内上边缘，所述的法兰盖内壁紧压上向心球轴承外壁，所述的下向心球轴承固定安装在轴承套杯内底部，上向心球轴承和下向心球轴承之间设置有限位套，转轴的底端外表面加工有外螺纹，外螺纹上安装有配适的垫片和螺母，所述的垫片与下向心球轴承外壁接触并通过螺母压紧。