[发明专利]曲枝机器人装置及方法

权利要求书

1.一种曲枝机器人装置，其特征在于，包括：

装置主体，所述装置主体包括底盘，所述底盘上设有升降立柱，所述升降立柱上设有图像采集装置，所述升降立柱沿高度方向依次设有多个伸缩机械手和与所述伸缩机械手一一对应连接的平移机构，所述平移机构用于驱动所述伸缩机械手沿所述升降立柱的宽度方向移动，所述伸缩机械手沿水平方向伸缩设置，所述伸缩机械手的端部设有机械爪；

定型组件，所述定型组件包括支撑臂，所述支撑臂的一端与所述底盘连接、另一端远离所述底盘设置，所述支撑臂远离所述底盘的一端设有支撑立柱，所述支撑立柱上设有第一横梁和第二横梁，所述第一横梁沿长度方向依次悬挂有多个固定支架，所述固定支架上依次设有多个用于打入铆钉的固定孔，所述第二横梁上设有拨动机构，所述拨动机构包括拨杆和用于驱动所述拨杆沿所述第二横梁的长度方向移动的电动推杆，所述拨杆的一端与所述电动推杆连接，所述拨杆的另一端能够与所述固定支架抵靠，以拨动所述固定支架沿所述第一横梁的长度方向滑动，且所述固定支架能够从所述第一横梁的端部滑出；和

控制系统，所述控制系统与所述装置主体相连，用于根据所述图像采集装置采集的待曲枝的园艺作物的图像，设计出待曲枝的园艺作物的弯曲造型，并设定出每次需要弯曲的位移量，以及控制所述升降立柱、所述伸缩机械手和所述机械爪按照预先设定出的位移量对园艺作物进行弯曲。

2.根据权利要求1所述的曲枝机器人装置，其特征在于，还包括：铆钉机构，所述铆钉机构用于向所述固定孔内打入铆钉，以将所述固定支架固定在园艺作物上。

3.根据权利要求1所述的曲枝机器人装置，其特征在于，所述支撑臂的一端与所述底盘转动连接，所述支撑臂远离所述底盘的一端能够以所述底盘为中心转动预设角度。

4.根据权利要求1所述的曲枝机器人装置，其特征在于，所述图像采集装置包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头设于所述升降立柱的上部，所述第二摄像头设于所述升降立柱的下部。

5.根据权利要求1所述的曲枝机器人装置，其特征在于，所述平移机构包括丝杠和用于驱动所述丝杠转动的步进电机，所述伸缩机械手的一端套设在所述丝杠上并与所述丝杠螺纹配合，所述伸缩机械手的另一端设有所述机械爪。

6.根据权利要求1所述的曲枝机器人装置，其特征在于，所述机械爪包括相铰接的两个夹爪指，每个所述夹爪指包括相铰接的两段夹爪段，两个所述夹爪指共同构造成圆弧形状；

所述机械爪还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动两个所述夹爪指相对转动，以使两个所述夹爪指构造成的圆弧的开口减小或闭合。

7.根据权利要求6所述的曲枝机器人装置，其特征在于，两个所述夹爪指通过第一转轴铰接，每个所述夹爪指的两段所述夹爪段通过第二转轴铰接；

所述驱动机构包括驱动电机和两个拉绳，每个所述第二转轴和所述第一转轴之间设有一所述拉绳，所述驱动电机用于以所述第一转轴为支点拉动两个所述拉绳，以带动两个所述夹爪指相对转动。

8.根据权利要求1至7任一项所述的曲枝机器人装置，其特征在于，所述曲枝机器人装置包括对称设置的两个所述装置主体，两个所述装置主体的所述底盘通过连接件连接；

所述曲枝机器人装置包括两个所述定型组件，两个所述定型组件与两个所述装置主体的所述底盘一一对应连接。

9.一种应用如权利要求1至8任一项所述的曲枝机器人装置对园艺作物进行曲枝的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用图像采集装置采集待曲枝的园艺作物的图像，并根据采集的图像设计出待曲枝的园艺作物的弯曲造型；

将图像采集装置采集的待曲枝的园艺作物的图像，与设计出的弯曲造型图像相对比，设定出每次需要弯曲的位移量；

通过升降立柱、伸缩机械手以及机械爪的动作，使多个所述机械爪从下向上逐一抓住待曲枝的园艺作物，并对园艺作物进行第一次弯曲造型；

利用拨动机构拨动固定支架到预设位置，通过向所述固定支架的固定孔内打入铆钉将所述固定支架固定在园艺作物上，使园艺作物保持弯曲造型；

在第一次弯曲造型的基础上，每隔预设时长，按照预先设定出的位移量对园艺作物进行弯曲，逐步位移，反复进行，直到园艺作物达到预先设计出的弯曲造型。