[发明专利]一种仿生林木病虫害巡检爬树机器人

说明书

本发明属于机器人技术领域，涉及到一种仿生林木病虫害检测的爬树机器人。一种仿生林木病虫害巡检爬树机器人结构包括：底板、机械臂、电推杆、驱动机构和检测机构，其中机械臂包含前机械臂、中机械臂以及后机械臂。其技术方案是：电推杆带动左底板进行移动，此时右底板保持初始位置，当左底板移动到确定的位置时，中机械臂根据树杆的粗细程度调整环抱的位置和角度并实施抱紧，前机械臂随即对树杆进行二次抱紧；右底板以同样的方式完成移动和抱紧。遇到攀爬障碍时，机械臂可沿着转轴旋转一定的角度，从而绕开障碍。在指定区域装有视觉识别系统的升降式云台升起对病虫害进行检测。该装置可提高病虫害检测效率从而减少人力资源的投入。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及到一种仿生林木病虫害检测的爬树机器人。

背景技术

在现代林业生态环境建设中，林木病虫害被称作是“不冒烟的森林火灾”。我国林木病虫害发生面积较大，每年发生面积达870万hm²以上，造成木材生长量减少1700多万m³，经济损失超过880亿元，因此对林木病虫害进行有效的检测是非常有必要的。然而目前的巡检方式多为传统的人工巡检，不仅效率低而且还造成大量人力资源的浪费。专利CN201921683485.3公开了一种爬树机器人，采用四个弧形板根据电动杆的伸缩来抱紧树杆。通过履带的运动以及弧形板上的滑珠来实现机器人的移动。但是这种装置无法根据树杆的粗细来调整环抱角度，且通过滑珠来完成移动不具有稳定性，滑珠极易磨损严重，对环境的适应性不强。因此需要能根据树杆粗细选择合适的抱紧角度，且移动稳定的爬树结构，以完成病虫害的巡检工作。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，为了使病虫害巡检任务高效的完成，进而提出了一种仿生林木病虫害巡检爬树机器人。仿生林木病虫害巡检爬树机器人在工作时，电推杆带动左底板进行上、下、左、右移动，此时右底板保持初始位置；在前机械臂和中机械臂之间以及中机械臂和后机械臂之间都安装有电机，当左底板移动到确定的位置时，中机械臂沿机械臂转轴运动，根据树杆的粗细程度调整环抱的位置和角度并实施抱紧；前机械臂在中机械臂实现对树木的抱紧后，在电机的驱动下对树杆进行抱紧。在左底板完成移动和抱紧后，右底板以同样的方式完成移动和抱紧，完成仿生林木病虫害检测爬树机器人在树木上整体的移动。另外在后机械臂与底板之间安装有电机，当遇到攀爬障碍时，机械臂可沿着转轴旋转一定的角度，从而绕开树枝障碍。最后，移动到指定的位置时，装载有视觉识别系统的折叠式升降式云台升起对病虫害进行识别检测。

方案：一种仿生林木病虫害巡检爬树机器人包括左底板、右底板、左上机械臂、左下机械臂、右上机械臂、右下机械臂、上电推杆、下电推杆、电机、外壳体、升降式云台、控制室、备用电源，其中机械臂由三个关节组成，包含前机械臂、中机械臂以及后机械臂。林木病虫害巡检爬树机器人在工作时有五种状态：

第一种状态：上电推杆、下电推杆处于初始状态，左底板和右底板处于平齐位置，左机械臂、左机械臂、右机械臂、右机械臂对树杆处于抱紧状态；

第二种状态：左上机械臂、左下机械臂在电机的驱动下沿着机械臂转轴张开，右上机械臂、右下机械臂保持抱紧状态，上电推杆带动左底板进行上下左右移动，移动到确定位置后，中机械臂在电机的驱动下根据树杆的粗细调整环抱的位置和角度并进行抱紧。随后前机器臂在电机的驱动下再次对树杆进行抱紧；

第三种状态：右上机械臂、右下机械臂打开，下电推杆带动右底板进行上下左右移动，移动到确定位置后，中机械臂在电机的驱动下根据树杆的粗细调整环抱的位置和角度并进行抱紧；随后前机器臂在电机的驱动下再次对树杆进行抱紧，完成仿生林木病虫害巡检爬树机器人在树木上整体的移动；