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一种基于机械手的挖藕船及挖藕方法

阅读:2发布:2021-07-27

专利汇可以提供一种基于机械手的挖藕船及挖藕方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 机械臂 的挖藕船,包括船式底盘、主动 叶轮 、从动 舵 轮、高压 水 喷头组、第一机械臂和第二机械臂;第一机械臂用于夹取莲藕,夹取机械手机械爪上设置六维 传感器 反馈给安装高压水喷头的机械臂,安装高压水喷头的机械臂用于对准莲藕进行冲刷,通过双机械臂协同对莲藕精准冲洗并采出。本发明设置的基于机械臂的挖藕船的挖藕方法协同作业进行挖藕,并具有自走功能,是一种切实可行、高效的挖藕装置,能大幅减轻人工劳动强度,提高挖净率。,下面是一种基于机械手的挖藕船及挖藕方法专利的具体信息内容。

1.一种基于机械臂的挖藕船的挖藕方法,其特征在于,所述挖藕船船头并排固定两个机械臂,所述挖藕船内还设有控制机械臂的控制器,第一机械臂前端装配机械爪,第二机械臂前端装配高压喷头,所述第一机械臂、第二机械臂包括前端机械臂和后端机械臂,所述前端机械臂和机械爪之间还连接有六维传感器,后端机械臂通过基盘安装于所述挖藕船船头,所述后端机械臂和基盘之间、后端机械臂和前端机械臂之间均通过可180°转动的转动机构连接;所述基盘内、所述前端机械臂和六维传感器之间均安装可360°旋转的旋转机构;
所述机械爪包括基座、固定爪和活动爪,基座固定在六维传感器背向前端机械臂一侧,固定爪后端与基座固定连接,固定爪前端沿六维传感器轴线方向延伸,活动爪与固定爪后端通过销轴转动连接,基座内还安装有传动机构,可驱动活动爪绕销轴90°旋转,所述六维传感器用于测量三个轴向Fx、Fy、Fz和绕轴向的力矩Mx、My、Mz,三个轴向分别被定义为平行于固定爪的z轴,分布于活动爪旋转面的x轴,垂直于活动爪旋转面的y轴;
所述挖藕方法包括以下步骤:
S1.挖藕船驶入作业区间;
S2.控制器选择第一机械臂,并初始化;
S3.控制器命令第一机械臂按以下方式动作:传动机构驱动活动爪相对固定爪张开,前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构驱动活动爪指向挖藕船正前方,基盘内的旋转机构旋转使固定爪绕基盘旋转至挖藕船一侧,使机械爪位于初始位置
S4.转动机构旋转使固定爪插入土壤中且沿直线向远离或靠近挖藕船方向运动,直至Fx达到阈值时停止;同时控制器命令第二机械臂按以下方式动作:保持高压水喷头靠近并位于机械爪正上方,高压水喷头随固定爪同步同向运动;
S5.传动机构驱动活动爪与固定爪闭合,然后转动机构旋转使机械爪上移;
S6.若Fz小于阈值下限,则机械爪未夹住莲藕,转动机构旋转使机械爪下移回到原位,传动机构驱动活动爪相对固定爪张开;前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构驱动基座旋转90~180度后停止;
S7.重复步骤S5~S6直至Fz不小于阈值下限,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,并使高压水喷头冲水5秒,否则则将莲藕夹出后放下;
S8.转动机构驱动机械爪上移,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,传动机构驱动活动爪相对固定爪张开,否则则将莲藕夹出后放下;
S9.基盘内的旋转机构驱动固定爪绕基盘旋转,若Fy大于设定常数,则驱动固定爪按相反方向绕基盘旋转3~10度,驱动固定爪沿步骤S4中Fx的反方向直线运动,直至步骤S7状态下的六维传感器检测到的Fx达到阈值;若Fy不大于设定常数,则驱动固定爪绕基盘旋转3~
10度后停止,驱动固定爪沿步骤S4中Fx的反方向直线运动,直至步骤S7状态下的六维传感器检测到的Fx达到阈值;
S10.重复步骤S5,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,并使高压水喷头冲水5秒,重复步骤S8~S9,直至Fz介于阈值下限与阈值上限之间,机械爪将莲藕夹出后张开机械爪放下莲藕;
S11.前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构及基盘内的旋转机构驱动机械爪回到步骤S3中的初始位置,再驱动固定爪绕基盘向挖藕船另一侧旋转3~10度,重复步骤S4~S10再次抓取莲藕。
2.根据权利要求1所述挖藕方法的基于机械臂的挖藕船,其特征在于,所述挖藕船还包括:
驱动电机,设置于所述机械臂中,包括电池、安装于所述基盘内用于驱动位于基盘内的旋转机构进行旋转的旋转电机、安装于所述转动机构上用于驱动位于基盘和后端机械臂之间的和后端机械臂和前端机械臂之间的转动机构进行转动的第二步进电机、以及安装于所述前端机械臂上用于驱动位于前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构进行旋转的旋转电机;
,所述水泵连接有一出水管,该出水管的出水端连通所述高压水喷头,随高压水喷头的指向处移动,所述水泵受水泵电机驱动;
电机驱动器,设置于挖藕船内,电性连接并驱动旋转电机、第二步进电机、旋转电机、水泵电机正反转和停止;
所述控制器用于控制电机驱动器。
3.根据权利要求2所述的基于机械臂的挖藕船,其特征在于,所述挖藕船还包括高压水喷头组,设置在所述挖藕船船头,包括分水器、进水弯头、喷头,所述分水器的进水口通过进水弯头连通所述水泵,所述分水器设有等距排列成排的分水口,每个分水口上安装一个喷头,有所喷头喷出方向指向所述机械臂前端下方。
4.根据权利要求2所述的基于机械臂的挖藕船,其特征在于,所述挖藕船船头安装有可翻转的安装板,安装板底通过转轴与船头上的一对转轴座转动连接,安装板底面远离转轴处还与伸缩机构的一端铰接,伸缩机构的另一端与船头铰接,所述伸缩机构中设有驱动伸缩机构伸缩的第三步进电机,所述机械臂安装在安装板底顶面。
5.根据权利要求2所述的基于机械臂的挖藕船,其特征在于,所述旋转电机、第二步进电机、旋转电机、以及水泵电机均由所述蓄电池进行供电。
6.根据权利要求2所述的基于机械臂的挖藕船,其特征在于,所述第三步进电机与所述电机驱动器电性连接,并由所述蓄电池进行供电。
7.根据权利要求2所述的基于机械臂的挖藕船,其特征在于,所述挖藕船船头两侧对称装配有受动力机构驱动旋转的主动叶轮,所述挖藕船另一端装配有从动轮,从动舵轮与挖藕船之间连接可360°旋转的轮架。

说明书全文

一种基于机械手的挖藕船及挖藕方法

技术领域

[0001] 本发明涉及农业机械中的挖藕机技术领域,具体涉及一种基于机械手的挖藕装置,主要用于对莲藕实现收获,还涉及一种挖藕方法,控制机械手协同挖藕。

背景技术

[0002] 莲藕是一种生经济作物,用途广泛,可以食用、药用和观赏等,是一种易种难收的重要水生蔬菜和特色农产品,一直深受人们喜爱,经济价值可观。但我国目前对莲藕的挖掘主要靠人劳动,人在挖掘过程中消耗体力过大,不能及时将藕挖出,每年都有大量莲藕烂在田里,经济损失较大。
[0003] 莲藕生长在水下深淤泥中,长期以来主要由人工用藕锨等工具挖出藕田表层淤泥,采挖莲藕前需要将藕田中的水排干,挖掘过程中需要持续弯腰操作,经验不丰富的藕农挖掘易损伤莲藕,采挖劳动强度大,作业条件恶劣,效率低下。虽然藕农现在利用高压水枪协助人工挖藕,降低了莲藕损伤率,提高了莲藕商品质量,但仍需持续弯腰操作,挖掘效率低,劳动强度大等问题依然存在,莲藕的收获环节已成为制约莲藕生产发展的瓶颈问题。
[0004] 目前市场上已经出现多种挖藕机,比如华中农业大学研制的挖藕机,以浮筒为底盘,结合汽油机水、管路、高压喷嘴进行纯水力冲刷,虽然结构轻便,但存在一定的局限性,在黏性土壤中挖藕效果不理想。相比浮筒式纯水力冲刷挖藕机,船式机械手挖藕机更能提高挖藕机自走能力和挖藕效率,能有效改善南方黏性土壤环境下挖藕难问题。
[0005] 因此,本领域技术人员致力于设计出一种,船式机械手挖藕机,改善了挖藕机在田间难以实现自走的问题,解决了靠纯水力冲刷难以实现挖藕的困难。

发明内容

[0006] 针对现有技术中存在的上述问题,本发明旨在提供一种基于双机械臂协同,将水力冲刷与机械采取两者结合,针对莲藕在土壤中埋藏深,单纯依靠冲刷挖法挖去的问题,增加了机械臂协同挖去,并通过叶轮驱动实现自走的挖藕。并设计了机械臂和冲刷协同挖藕的控制方法,挖净率高,并解决了莲藕难以寻找,仅使用机械臂易折断莲藕的问题。
[0007] 为实现上述目的,本发明所采取的技术手段是:一种基于机械臂的挖藕船的挖藕方法,所述挖藕船船头并排固定两个机械臂,所述挖藕船内还设有控制机械臂的控制器,第一机械臂前端装配机械爪,第二机械臂前端装配高压水喷头,所述第一机械臂、第二机械臂包括前端机械臂和后端机械臂,所述前端机械臂和机械爪之间还连接有六维传感器,后端机械臂通过基盘安装于所述挖藕船船头,所述后端机械臂和基盘之间、后端机械臂和前端机械臂之间均通过可 转动的转动机构连接;所述基盘内、所述前端机械臂和六维传感器之间均安装可 旋转的旋转机构;
[0008] 所述机械爪包括基座、固定爪和活动爪,基座固定在六维传感器背向前端机械臂一侧,固定爪后端与基座固定连接,固定爪前端沿六维传感器轴线方向延伸,活动爪与固定爪后端通过销轴转动连接,基座内还安装有传动机构,可驱动活动爪绕销轴 旋转,所述六维传感器用于测量三个轴向力Fx、Fy、Fz和绕轴向的力矩Mx、My、Mz,三个轴向分别被定义为平行于固定爪的z轴,分布于活动爪旋转面的 x轴,垂直于活动爪旋转面的y轴;
[0009] 所述挖藕方法包括以下步骤:
[0010] S1.挖藕船驶入作业区间;
[0011] S2.控制器选择第一机械臂,并初始化;
[0012] S3.控制器命令第一机械臂按以下方式动作:传动机构驱动活动爪相对固定爪张开,前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构驱动活动爪指向挖藕船正前方,基盘内的旋转机构旋转使固定爪绕基盘旋转至挖藕船一侧,使机械爪位于初始位置
[0013] S4.转动机构旋转使固定爪插入土壤中且沿直线向远离或靠近挖藕船方向运动,直至Fx达到阈值时停止;同时控制器命令第二机械臂按以下方式动作:保持高压水喷头靠近并位于机械爪正上方,高压水喷头随固定爪同步同向运动;
[0014] S5.传动机构驱动活动爪与固定爪闭合,然后转动机构旋转使机械爪上移;
[0015] S6.若Fz小于阈值下限,则机械爪未夹住莲藕,转动机构旋转使机械爪下移回到原位,传动机构驱动活动爪相对固定爪张开;前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构驱动基座旋转90~180度后停止;
[0016] S7.重复步骤S5~S6直至Fz不小于阈值下限,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,并使高压水喷头冲水5秒,否则则将莲藕夹出后放下;
[0017] S8.转动机构驱动机械爪上移,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,传动机构驱动活动爪相对固定爪张开,否则则将莲藕夹出后放下;
[0018] S9.基盘内的旋转机构驱动固定爪绕绕基盘旋转,若Fy大于设定常数,则驱动固定爪按相反方向绕基盘旋转3~10度,驱动固定爪沿步骤S4中Fx的反方向直线运动,直至步骤S7状态下的六维传感器检测到的Fx达到阈值;若Fy不大于设定常数,则驱动固定爪绕基盘旋转3~10度后停止,驱动固定爪沿步骤S4中Fx的反方向直线运动,直至步骤S7状态下的六维传感器检测到的Fx达到阈值;
[0019] S10.重复步骤S5,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,并使高压水喷头冲水5秒,重复步骤S8~S9,直至Fz介于阈值下限与阈值上限之间,机械爪将莲藕夹出后张开机械爪放下莲藕;
[0020] S11.前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构及基盘内的旋转机构驱动机械爪回到步骤S3中的初始位置,再驱动固定爪绕基盘向挖藕船另一侧旋转3~10度,重复步骤S4~S10再次抓取莲藕。
[0021] 进一步地,基于上述挖藕方法的基于机械臂的挖藕船,所述挖藕船还包括:
[0022] 驱动电机,设置于所述机械臂中,包括电池、安装于所述基座内用于驱动位于基座内的旋转机构进行旋转的旋转电机、安装于所述转动机构上用于驱动位于基座和后端机械臂之间的和后端机械臂和前端机械臂之间的转动机构进行转动的第二步进电机、以及安装于所述前端机械臂上用于驱动位于前端机械臂和基盘之间的旋转机构进行旋转的旋转电机;
[0023] 水泵,所述水泵连接有一出水管,该出水管的出水端连通所述高压水喷头,随高压水喷头的指向处移动,所述水泵受水泵电机驱动;
[0024] 电机驱动器,设置于挖藕船内,电性连接并驱动旋转电机、第二步进电机、旋转电机、水泵电机正反转和停止;
[0025] 所述控制器用于控制电机驱动器。
[0026] 优选地,所述挖藕船还包括高压水喷头组,设置在所述挖藕船船头,包括分水器、进水弯头、喷头,所述分水器的进水口通过进水弯头连通所述水泵,所述分水器设有等距排列成排的分水口,每个分水口上安装一个喷头,有所喷头喷出方向指向所述机械臂前端下方。
[0027] 优选地,所述挖藕船船头安装有可翻转的安装板,安装板底通过转轴与船头上的一对转轴座转动连接,安装板底面远离转轴处还与伸缩机构的一端铰接,伸缩机构的另一端与船头铰接,所述伸缩机构中设有驱动伸缩机构伸缩的第三步进电机,所述机械臂安装在安装板底顶面。
[0028] 优选地,所述旋转电机、第二步进电机、旋转电机、以及水泵电机均由所述蓄电池进行供电。
[0029] 优选地,所述第三步进电机与所述电机驱动器电性连接,并由所述蓄电池进行供电。
[0030] 优选地,所述挖藕船船头两侧对称装配有受动力机构驱动旋转的主动叶轮,所述挖藕船另一端装配有从动轮,从动舵轮与挖藕船之间连接可 旋转的轮架。
[0031] 本发明的工作原理为:将船式挖藕装置移动至田间,动力机构将转矩传递给主动叶轮,同时,由坐在挖藕装置船体上的操作者从动舵轮的转动,实现挖藕装置在田间的自走和转向功能。机械臂在田间在驱动电机的驱动下实现弯曲靠近藕,由机械爪上的力矩传感器的信号反馈给操作者控制安装高压水喷头的机械臂,协同实现安装高压水喷头的机械臂精准定位。水泵产生的高压水经管路被输送到高压水喷头组进水口和机械臂上的高压水喷头,由高压水喷头喷出,莲藕上的大部分泥层首先被高压水喷头组冲刷,再由机械臂前端的机械爪和安装高压水喷头的机械臂共同作业实现挖藕,挖藕后人工旋转机械臂的基座实现卸藕。
[0032] 本发明的有益效果是:本设备和目前市场上的挖藕机相比,改变了仅靠高压水冲刷挖藕效率低或仅靠机械式挖藕对莲藕损伤大的现状,通过高压水喷头组先将大部分泥层冲刷后,两机械臂协同工作再次对莲藕进行抓取和冲刷来实现挖藕,作业过程中工作效率高,提高了莲藕机械化收获水平。挖藕装置采用船式底盘,能有效减少在田间前进时的阻力,降低能耗;通过主动叶轮实现自走,仅需一人完全坐在船式底盘上的座位上操作运行,无需人体接触水面,操作者通过控制轮架的转动,实现挖藕装置的转向。相比目前市场上现有的挖藕机,解决了仍需人体下水的现状,改善了作业环境,有效减轻了劳动强度;通过双机械臂协同作业的方式,机械爪和高压水喷头往复运动范围大,作业灵活,高压水喷头组有效大范围的冲刷机械臂下方的黏性土壤,减少了安装有高压水喷头的机械手的工作量,提高了效率,有效改善南方黏性土壤环境下仅依靠高压水冲刷难以实现挖藕的现状。同时安装板可翻转,增加了机械臂的活动范围。
[0033] 本发明的双臂协同挖藕控制方法,通过六维传感器测量固定爪是否碰到莲藕可以判断莲藕分布的方向,自动抓取莲藕,在通过机械爪上提莲藕过程中的受力情况,自动控制高压喷水头喷射冲洗土壤,再通过调整机械爪抓取莲藕的位置,同步调整高压喷水头的冲洗莲藕的位置,逐步沿莲藕分布方向冲洗后,将莲藕取出。附图说明
[0034] 下面结合视图和实施对本发明做详细的描述;
[0035] 图1为本发明的挖藕船的总体结构图;
[0036] 图2为本发明的船式底盘结构示意图;
[0037] 图3为本发明的安装板结构示意图;
[0038] 图4为本发明的高压水喷头组结构示意图;
[0039] 图5为本发明的第一机械手结构示意图;
[0040] 图6为本发明的挖藕船侧视结构示意图;
[0041] 图7为本发明的挖藕船主视结构示意图;
[0042] 图8为本发明的第二机械臂结构示意图;
[0043] 图9为本发明的挖藕船挖藕示意图;
[0044] 图10为本发明的挖藕方法的流程图
[0045] 图中:1-第二机械臂、101-座椅、102-水泵、103-动力机构、104 轮架、106-底盘、107-主动叶轮传动轴、108-转轴座、2-第一机械臂、 201-伸缩机构、202-销轴、203-安装板、
3-高压水喷头组、301-喷头、 302-分水器、303-进水弯头、304-分水口、4-主动叶轮、401-旋转电机、 402-后端机械臂、403-销轴、404-机械爪、405-前端机械臂、406-六维传感器、407-转动机构、408-旋转机构、409-基盘、410-第二步进电机、441-基座、442-固定爪、443-活动爪、445-传动机构、5-从动舵轮、 504-高压水喷头、505-高压水喷头组、6-船式底盘。

具体实施方式

[0046] 面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0047] 如图1,基于机械手的船式挖藕船,由船式底盘6、主动叶轮4、从动舵轮5、高压水喷头组3、安装机械手的第一机械臂2和安装高压水喷头的第二机械臂1组成;
[0048] 如图2,船式底盘6是整个挖藕装置的载体,包括:底盘106、动力机构103、水泵102、一对转轴座108、座椅101、主动叶轮传动轴107和轮架104。动力机构103驱动主动叶轮传动轴107旋转,主动叶轮传动轴107轴梳连接主动叶轮4;座椅101通过焊接固定在底盘106上,为操作者提供驾驶空间;如图3,一对转轴座108对称安装在底盘106船头,安装板203底通过转轴与一对转轴座108转动连接,安装板203底面远离转轴处还与伸缩机构201的一端铰接,伸缩机构201的另一端与底盘船头铰接,伸缩机构201中设有驱动伸缩机构伸缩的第三步进电机,第二机械臂2和安装高压水喷头的第一机械臂1安装在安装板底203顶面。可翻转的安装板203扩大了夹取第二机械臂2和安装高压水喷头的第一机械臂1的作业度。
[0049] 轮架104通过轴承与从动舵轮5进行连接,轮架104可 的在底盘底部旋转,为整个挖藕装置提供导向。
[0050] 如图4,高压水喷头组3,将水泵102产出经管路过来的高压水喷出,用于先对覆盖在莲藕上的大部分泥层进行冲刷,焊接在底盘 106的尾部的下端。高压水喷头组包括:喷头301、分水器302、进水弯头303。所述分水器302进水口直径为120mm;分水口304有5 个,排列成排,直径为34mm;所述喷头301整体为锥形,长度为 120mm,分水口304直径为12mm,每个分水口304上安装一个喷头,有所喷头喷出方向指向所述机械臂前端下方。
[0051] 如图5、图6和图8,第一机械臂2前端装配机械爪404和第二机械臂1前端安装高压水喷头504,均包括机械臂,机械臂包括前端机械臂405和后端机械臂402,前端机械臂405和机械爪404之间还连接有六维传感器406,后端机械臂402通过基盘409安装于所述挖藕船船头即底盘,后端机械臂402和基盘409之间、后端机械臂402 和前端机械臂405之间均通过可转动的转动机构407连接;基盘 409内、前端机械臂405和六维传感器406之间均安装可旋转的旋转机构408,基盘409内安装用于驱动位于基盘内的旋转机构进行旋转的旋转电机,转动机构407上安装用于驱动位于基盘409和后端机械臂402之间的和后端机械臂402和前端机械臂405之间的转动机构407进行转动的第二步进电机410,前端机械臂405上安装用于驱动位于前端机械臂405和基盘406之间的旋转机构408进行旋转的旋转电机。水泵连接有一出水管,该出水管的出水端连通所述高压水喷头,随高压水喷头的指向处移动,通过上述结构使本发明的机械臂可在空间内任意角度移动,即机械爪404可达到底盘下的任何部位,便于无死角地对藕田中的藕进行挖取,也便于高压水喷头504无死角地对藕田中的藕进行清洗。
[0052] 所述机械爪404包括基座441、固定爪442和活动爪443,基座 441固定在六维传感器406背向前端机械臂405一侧,固定爪442后端与基座441固定连接,固定爪442前端沿六维传感器406轴线方向延伸,活动爪443与固定爪442后端通过销轴转动连接,基座441 内还安装有传动机构445,可驱动活动爪443绕销轴 旋转,六维力传感器406选用十字梁式结构,如图6和7,用于测量三个轴向力Fx、 Fy、Fz和绕轴向的力矩Mx、My、Mz,三个轴向分别被定义为平行于固定爪的z轴,分布于活动爪旋转面的x轴,垂直于活动爪旋转面的 y轴,当夹取机械手抓到莲藕后,将信号反馈传递给操作者,操作者根据力矩大小操控安装高压水喷头的机械臂用于对准莲藕进行冲刷,通过双机械臂协同作业对莲藕冲洗并采出。
[0053] 挖藕船还包括:电机驱动器,设置于挖藕船内,电性连接并驱动旋转电机、第二步进电机、旋转电机、水泵电机正反转和停止,蓄电池为旋转电机、第二步进电机、旋转电机、以及水泵电机供电。
[0054] 挖藕装置在田间的作业流程如下:将挖藕机移动至莲藕生长区,将水泵102的进水口和蓄水池放在合适位置,启动动力机构105,使挖藕装置开始运转,将田间水引入水泵102,从喷头301喷出,先对覆盖在莲藕上的大部分泥层进行冲刷,启动两个机械手臂,通过协同作用对莲藕再次冲洗并采出。
[0055] 如图9和图10具体过程如下:挖藕方法包括以下步骤:
[0056] S1.挖藕船驶入作业区间;
[0057] S2.控制器选择第一机械臂,并初始化;
[0058] S3.控制器命令第一机械臂按以下方式动作:传动机构驱动活动爪相对固定爪张开,前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构驱动活动爪指向挖藕船正前方,如图9a基盘内的旋转机构旋转使固定爪绕基盘旋转至挖藕船左侧,使机械爪位于初始位置;
[0059] S4.转动机构旋转使固定爪插入土壤中且沿直线向自远离挖藕船向靠近挖藕船方向运动,直至Fx达到阈值时停止,说明固定爪在土壤中碰到莲藕;同时控制器命令第二机械臂按以下方式动作:保持高压水喷头靠近并位于机械爪正上方,高压水喷头随固定爪同步同向运动;
[0060] S5.传动机构驱动活动爪与固定爪闭合,然后转动机构旋转使机械爪上移;
[0061] S6.若Fz小于阈值下限,说明机械爪未抓住莲藕,转动机构旋转使机械爪下移回到原位,传动机构驱动活动爪相对固定爪张开;前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构驱动基座旋转90~180度后停止,旋转的角度只是一个具体实施方式,旋转是为了使活动爪和固定爪位于莲藕的两侧,便于夹取;
[0062] S7.重复步骤S5~S6直至Fz不小于阈值下限,若Fz大于阈值上限,说明莲藕还有大部分被埋在土壤中,无法顺利拔出,若继续上移,将扯断莲藕,则停止驱使机械爪上移,并使第二机械臂上的高压水喷头冲水5秒,否则说明莲藕被拔出的阻力小,则将莲藕夹出后放下;
[0063] S8.转动机构驱动机械爪上移,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,传动机构驱动活动爪相对固定爪张开,否则说明莲藕被拔出的阻力小,则将莲藕夹出后放下;
[0064] S9.基盘内的旋转机构驱动固定爪绕绕基盘旋转,如向图9a中的左侧旋转,若Fy大于设定常数,则说明固定爪被斜向分布的莲藕7 阻挡,则驱动固定爪按相反方向,即向右绕基盘旋转3~10度,驱动固定爪沿步骤S4中Fx的反方向直线运动,向挖藕船靠近,直至步骤 S7状态下的六维传感器检测到的Fx达到阈值;若否,则驱动固定爪绕基盘旋转3~10度,驱动固定爪沿步骤S4中Fx的反方向直线运动,直至步骤S7状态下的六维传感器检测到的Fx达到阈值;
[0065] S10.重复步骤S5,若Fz大于阈值上限,则停止驱使机械爪上移,并使高压水喷头冲水5秒,重复步骤S8~S9,直至Fz介于阈值下限与阈值上限之间,机械爪将莲藕夹出后张开机械爪放下莲藕;
[0066] S11.前端机械臂和六维传感器之间的旋转机构及基盘内的旋转机构驱动机械爪回到步骤S3中的初始位置,再驱动固定爪绕基盘向挖藕船另一侧旋转3~10度至图9b的位置,重复步骤S4~S10再次抓取莲藕。
[0067] 以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
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