[发明专利]一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置

说明书

本发明公开了一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置，包括旋转平台机构、运动提升机构、夹持机构、刀具系统及视图识别处理决策系统，其特征在于：所述旋转平台机构、所述运动提升机构、所述夹持机构、所述刀具系统及所述视图识别处理决策系统均安装在支持底板，底板留有螺孔，可与履带式/轮式智能行走系统组合。本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置。本发明要解决的技术问题是提供一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置，方便实现自动扫描椒园路况障碍物等，之后实现避开所有障碍自动路径规划。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置。

背景技术

花椒是我国重要的调味食材，含有人体所需的维生素C、铜、铁、锌、锰、硒等多种微量元素，中医可入药，对慢性胃炎有显著疗效，深受人们的喜爱。青花椒是重庆市特色产业，种植区域广泛，种植面积达 7.30万公顷，年产量约43.5万吨。国内国际现阶段花椒的剪枝和采收基本是人工采摘或手持式机械采摘。人工采摘主要雇佣农民使用传统剪枝剪或气/电动剪刀进行人工剪枝，其中电动花椒采摘器主要通过电机驱动连杆机构进而带动刃口震动，将花椒细枝震断来达到采摘目的，但人工采摘劳动强度大、效率低，还存在花椒刺扎伤的情况，随着农村人口老龄化、劳动力短缺与花椒需求增大的矛盾日益加深，机械化智能剪枝和采收势在必行。

青花椒由于生长较快，一般采用二级主枝切断法，在达到采净率和确保不影响原来产量的情况下选择适当位置直接切断，后续配以适当工序处理。专利(一种枪式花椒采摘和剪枝器)为手持辅助式的剪断连接细枝的装置，但无法切断较粗的二级枝条和三级枝条；专利(一种花椒采摘装置及其所构成的花椒视觉采摘机器人)是一种针对花椒果柄剪切的自走式智能花椒采摘机器人，除了切断细枝之外还有负压收集的功能，但适用于红花椒，无法满足青花椒较粗枝干的切断。

在农业机器人技术的研究方面，移栽、喷药等方面技术相对成熟，但花椒剪枝与采收还有很大提升空间。结合目前机器视觉和图像处理技术的发展，本发明提出一种基于视觉路径规划的多自由度花椒枝自动切割方式，设计的机构可用于中期花椒枝条修剪，以及收获期的整杆采收。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置，方便实现自动扫描椒园路况障碍物等，之后实现避开所有障碍自动路径规划。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

1.一种基于路径规划的多自由度花椒枝自动切割装置，包括旋转平台机构、运动提升机构、夹持机构、刀具系统及视图识别处理决策系统，其特征在于：

所述旋转平台机构、所述运动提升机构、所述夹持机构、所述刀具系统及所述视图识别处理决策系统均安装在支持底板，底板留有螺孔，可与履带式/轮式智能行走系统组合；

所述运动提升机构包括丝杆滑块套装一和丝杆滑块套装二，所述丝杆滑块套装一和所述丝杆滑块套装二组成T型连接，所述丝杆滑块套装一与所述丝杆滑块套装二结构相同；

所述丝杆滑块套装一包括丝杆螺杆，所述丝杆螺杆上设置固定螺母，所述固定螺母内设置有钢球，所述丝杆螺杆上设置反向器，所述反向器上设置防尘器，所述丝杆滑块套装一还包括对称的挡板，对称的滑块导轨分别通过专用螺母固定连接对应的所述挡板，对称的所述滑块导轨上分别嵌套滑块一，所述运动提升机构还包括步进电机，所述步进电机通过联轴器一连接所述丝杆螺杆，所述丝杆滑块套装一固定连接所述步进电机；

所述丝杆滑块套装一中对称的所述滑块一分别固定连接丝杆滑块套装二，所述丝杆螺杆螺纹连接所述丝杆滑块套装二，所述运动提升机构还包括电机二，所述丝杆滑块套装二固定连接所述电机二，所述电机二连接轴，所述轴连接齿轮一，所述齿轮一连接传动带，所述传动带连接所述丝杆滑块套装二中丝杆螺杆，所述丝杆滑块套装二中所述丝杆螺杆螺纹连接所述夹持机构，所述丝杆滑块套装二中对称的所述滑块一分别固定连接所述夹持机构；