[发明专利]一种割胶机器人系统及割胶方法

说明书

本发明涉及天然橡胶割胶技术领域，公开了一种割胶机器人系统及割胶方法，其中系统包括：移动车体；移动车体上设有机械臂和控制器；移动车体上设有与橡胶树对应的标签相匹配的读写器，机械臂的末端设有割胶刀，控制器分别与移动车体、机械臂和读写器相连，控制器用于根据读写器识别的标签所对应橡胶树的树木信息来调整机械臂带动割胶刀进行割胶的移动参数。本发明提供的一种割胶机器人系统及割胶方法，可具体针对每棵橡胶树生成特定的较适应的割胶轨迹，保证自动割胶精度，提高割胶的自动化和智能化；整个系统操作稳定可控，可代替人工割胶，减轻劳动强度。

技术领域

本发明涉及天然橡胶割胶技术领域，特别是涉及一种割胶机器人系统及割胶方法。

背景技术

天然橡胶是一种由异戊二烯聚合而成的天然高分子化合物，性能优良，因其良好的回弹性、绝缘性、隔水性和可塑性广泛应用于各个领域。世界上约有2000种不同的植物产胶，但真正有实用价值的只有三叶橡胶树。橡胶树表面的树皮被割开，乳管被割断流出胶乳，经过处理即可得到天然橡胶。

割胶生产属于劳动密集型产业，对劳动力的数量和技术要求都很高。割胶过程对胶工技术要求较高，稍有不慎就容易伤树，割胶过深会切断营养物质和水分的运输通道，破坏橡胶树的生长，形成死皮，影响产胶。因此，胶园每年会投入大量的人力物力来人工现场检查并及时对破坏的胶树进行治理。

目前割胶操作基本依赖人工，作业强度大，精度要求高，而且为了依靠橡胶树的“内压力”流胶，只能在凌晨两三点钟时割胶，工作环境恶劣，生产效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种割胶机器人系统及割胶方法，用于解决或部分解决现有割胶操作基本依赖人工，作业强度大，精度要求高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明第一方面，提供一种割胶机器人系统，包括：移动车体；所述移动车体上设有机械臂和控制器；所述移动车体上设有与橡胶树对应的标签相匹配的读写器，所述机械臂的末端设有割胶刀，所述控制器分别与所述移动车体、机械臂和读写器相连，所述控制器用于根据所述读写器识别的标签所对应橡胶树的树木信息来调整所述机械臂带动割胶刀进行割胶的移动参数。

在上述方案的基础上，所述控制器内设有本地数据存储模块，所述本地数据存储模块用于存储每个标签所对应的树木信息；所述树木信息包括橡胶树的位置、直径、割线斜度、割胶深度、横滚角、俯仰角、偏航角、割胶时间、割胶次数以及耗皮量中的至少一种；所述机械臂带动割胶刀进行割胶的移动参数包括运动轨迹、割线斜度、割胶深度、横滚角、俯仰角以及偏航角中的至少一种。

在上述方案的基础上，所述橡胶树与所述机械臂之间存在间距；所述机械臂的末端设有深度相机，所述深度相机通过接口与所述机械臂相连，所述深度相机用于获取割胶刀与所述橡胶树之间的距离以及割胶刀割胶过程中的割胶深度。

在上述方案的基础上，所述移动车体的底部与两排橡胶树之间的导轨滚动连接；在所述移动车体的移动路径上、与橡胶树对应的位置处设有定位装置。

在上述方案的基础上，所述移动车体上设有可旋转升降的支座，所述读写器与所述支座转动连接；所述标签位于所述移动车体移动过程中所述读写器能够识别的范围内。

在上述方案的基础上，所述标签包括RFID无源标签；所述机械臂为六自由度串联机械臂；所述控制器为工控机；所述定位装置包括相匹配的光电开关和反光板，所述光电开关设置在所述移动车体的底部，所述反光板设置在移动车体的移动路径上与橡胶树对应的位置处。

根据本发明的第二方面，提供一种利用上述任一方案所述割胶机器人系统的割胶方法，包括：利用读写器对橡胶树上的标签进行识别；获取标签对应橡胶树的树木信息，根据树木信息生成割胶移动参数；控制机械臂按照割胶移动参数移动进行割胶。