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使用傳動齒輪來進行切割的方法.pdf

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使用 傳動 齒輪 進行 切割 方法
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摘要
申請專利號:

CN201710263897.0

申請日:

20170421

公開號:

CN106941872A

公開日:

20170714

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01D46/00 主分類號: A01D46/00
申請人: 金豐(寧波)精密機械科技有限公司
發明人: 涂美華
地址: 315221 浙江省寧波市鎮海經濟開發區A3區中官路888號
優先權: CN201710263897A
專利代理機構: 慈溪慈恒專利代理事務所(特殊普通合伙) 代理人: 劉世勇
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201710263897.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及包括傳動齒輪的切割平臺,其中所述傳動齒輪包括齒輪主體和套在所述齒輪主體上并能相對于齒輪軸轉動的齒輪套。

權利要求書

1.使用傳動齒輪來進行切割的方法,一種包括傳動齒輪的切割平臺,應用于城市道路兩側的景觀椰樹,包括椰樹高度檢測設備、作業底座、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備,椰樹高度檢測設備、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備都設置在作業底座上方,驅動控制設備設置在升降臺和作業底座之間,用于為升降臺的上下升降提供驅動動力,太陽能電源分別與椰樹高度檢測設備和驅動控制設備連接,用于為椰樹高度檢測設備和驅動控制設備提供動力,椰樹高度檢測設備用于識別待采摘椰樹的高度,驅動控制設備與椰樹高度檢測設備連接,用于基于待采摘椰樹的高度確定升降臺的上升高度,并基于確定的上升高度向升降臺發送第一驅動控制信號;其中,作業底座為可移動式底座,具有萬向輪、驅動電機和驅動輪,驅動電機與驅動輪連接,所述平臺還包括椰樹識別設備,用于識別城市道路兩側的景觀椰樹以作為待采摘椰樹,并基于識別的待采摘椰樹的位置向驅動電機發送第二驅動控制信號;所述升降臺中包括傳動齒輪,所述傳動齒輪包括齒輪主體和套在所述齒輪主體上并能相對于齒輪軸轉動的齒輪套。2.如權利要求1所述的切割平臺,其特征在于,所述平臺還包括:連接桿,一端連接升降臺,另一端連接機械手臂,用于將機械手臂維系到升降臺上;機械手臂,用于采摘待采摘椰樹上的椰果,其中,機械手臂具有多個預定采摘位;其中,椰樹識別設備在識別不到城市道路兩側的景觀椰樹時,向驅動電機發送停止采椰信號。3.如權利要求2所述的切割平臺,其特征在于,所述平臺還包括:手臂控制箱,設置在機械手臂上;椰果位置識別設備,嵌入在手臂控制箱的外殼側面,包括椰果圖像采集設備、椰果識別設備、甜度判斷設備、椰果位置分析設備和切割點分析設備,椰果圖像采集設備用于向待采摘椰樹的頂部進行圖像拍攝以獲得高清椰樹圖像,椰果識別設備與椰果圖像采集設備連接,用于接收高清椰樹圖像,并基于各種椰果類型的基準椰果圖案對高清椰樹圖像進行椰果識別以獲得椰果子圖像以及對應的椰果類型;在所述椰果位置識別設備中:甜度判斷設備與椰果識別設備連接,用于基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色,并基于椰果子圖像的顏色和椰果子圖像對應的椰果類型判斷椰果子圖像對應的椰果的水分甜度,當判斷的水分甜度大于等于預設甜度閾值時,發出椰果采摘信號,否則,發出椰果保留信號,椰果位置分析設備與甜度判斷設備連接,用于在接收到椰果采摘信號時,基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定當前椰果位置,切割點分析設備與椰果位置分析設備連接,用于基于椰果子圖像檢測出椰果的生長枝條,并將生長枝條與椰果連接點作為生長點,將在生長枝條上、生長點下方預設距離的位置作為椰果切割點,基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定椰果切割點的實際位置;手臂驅動設備,設置在手臂控制箱的外殼內,分別與椰果位置分析設備和切割點分析設備連接,用于基于當前椰果位置驅動機械手臂前往與當前椰果位置對應的預定采摘位,還用于基于椰果切割點的實際位置和機械手臂所在的預定采摘位確定切割驅動信號;切割執行設備,位于機械手臂上,與手臂驅動設備連接,用于接收切割驅動信號,基于切割驅動信號前往椰果切割點的實際位置以執行椰果生長枝條切割操作,并在完成切割操作后,發出切割結束信號;椰果收納設備,設置在機械手臂的下方、作業底座上方,分別與甜度判斷設備和切割執行設備連接,用于在接收到椰果采摘信號時,自動打開椰果收納板以接納切割執行設備切割到的椰果,還用于在接收到切割結束信號后預定時間間隔,自動關閉椰果收納板。4.如權利要求3所述的切割平臺,其特征在于:在甜度判斷設備中,基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色包括:獲取椰果子圖像中各個像素點的顏色分量,計算椰果子圖像中各個像素點的顏色分量的平均值以作為椰果子圖像的顏色。5.如權利要求3所述的切割平臺,其特征在于:在甜度判斷設備中,基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色包括:獲取椰果子圖像中各個像素點的顏色分量,計算每一個顏色分量數值的像素點出現頻率,對出現頻率進行排序,將出現頻率最高的顏色分量數值作為椰果子圖像的顏色。6.如權利要求4或5所述的切割平臺,其特征在于,還包括:數據存儲設備,分別與椰果位置識別設備和椰果收納設備連接,用于預先存儲各種椰果類型的基準椰果圖案,還用于預先存儲預設甜度閾值、預設距離和預定時間間隔。7.如權利要求6所述的切割平臺,其特征在于:數據存儲設備采用FLASH存儲器或SD存儲卡來實現,數據存儲設備被設置在手臂控制箱的外殼內。8.如權利要求7所述的切割平臺,其特征在于:在所述椰果位置識別設備中:在甜度判斷設備發出椰果保留信號后,甜度判斷設備對從椰果識別設備接收到的下一個椰果子圖像繼續進行相應的甜度判斷操作。9.如權利要求8所述的切割平臺,其特征在于:椰樹識別設備基于圖像識別模式對城市道路兩側的景觀椰樹進行識別,并在識別不到城市道路兩側的景觀椰樹時,向驅動電機發送停止采椰信號,驅動電機在接收到停止采椰信號時,驅動驅動輪向前移動,直到椰樹識別設備識別到城市道路兩側的景觀椰樹。

說明書

技術領域

本發明涉及齒輪領域,尤其涉及一種使用傳動齒輪來進行切割的方法。

背景技術

椰子,為棕櫚科椰子屬植物,植株高大,喬木狀,高15-30米,莖粗壯,有環狀葉痕,基部增粗,常有簇生小根。葉柄粗壯,花序腋生,果卵球狀或近球形,果腔含有胚乳(即“果肉”或種仁),胚和汁液(椰子水),花果期主要在秋季。

椰子原產于亞洲東南部、印度尼西亞至太平洋群島,中國廣東南部諸島及雷州半島、海南、臺灣地區及云南南部熱帶地區均有栽培。椰子為重要的熱帶木本油料作物。具有極高的經濟價值,全株各部分都有用途。

然而,對于人們來說,由于椰果生長的位置較高,采摘椰果是一個艱難的工種,當前,還采用原始的竹竿進行采摘,對于馬路兩側的椰果的采摘尤其要注意,因為,路上行人車輛眾多,掉下的椰果容易砸傷行人或車輛,而且這樣的采摘模式效率很低。

發明內容

為了解決上述問題,本發明提供了一種自動椰果切割平臺,首先搭建機械采摘平臺,然后通過圖像識別方式基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定椰果切割點的實際位置,最后基于當前椰果位置驅動機械手臂前往與當前椰果位置對應的預定采摘位,并基于椰果切割點的實際位置和機械手臂所在的預定采摘位確定切割驅動信號,還采用機械手臂下方的椰果收納設備進行椰果的收納,從而實現平坦道路上,尤其是馬路兩側椰果的快速采摘。

根據本發明的一方面,提供了一種包括傳動齒輪的切割平臺,應用于城市道路兩側的景觀椰樹,包括椰樹高度檢測設備、作業底座、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備,椰樹高度檢測設備、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備都設置在作業底座上方,驅動控制設備設置在升降臺和作業底座之間,用于為升降臺的上下升降提供驅動動力,太陽能電源分別與椰樹高度檢測設備和驅動控制設備連接,用于為椰樹高度檢測設備和驅動控制設備提供動力,椰樹高度檢測設備用于識別待采摘椰樹的高度,驅動控制設備與椰樹高度檢測設備連接,用于基于待采摘椰樹的高度確定升降臺的上升高度,并基于確定的上升高度向升降臺發送第一驅動控制信號;

其中,作業底座為可移動式底座,具有萬向輪、驅動電機和驅動輪,驅動電機與驅動輪連接,所述平臺還包括椰樹識別設備,用于識別城市道路兩側的景觀椰樹以作為待采摘椰樹,并基于識別的待采摘椰樹的位置向驅動電機發送第二驅動控制信號;

所述升降臺中包括傳動齒輪,所述傳動齒輪包括齒輪主體和套在所述齒輪主體上并能相對于齒輪軸轉動的齒輪套。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中,還包括:

連接桿,一端連接升降臺,另一端連接機械手臂,用于將機械手臂維系到升降臺上;

機械手臂,用于采摘待采摘椰樹上的椰果,其中,機械手臂具有多個預定采摘位;

其中,椰樹識別設備在識別不到城市道路兩側的景觀椰樹時,向驅動電機發送停止采椰信號。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中,還包括:

手臂控制箱,設置在機械手臂上;

椰果位置識別設備,嵌入在手臂控制箱的外殼側面,包括椰果圖像采集設備、椰果識別設備、甜度判斷設備、椰果位置分析設備和切割點分析設備,椰果圖像采集設備用于向待采摘椰樹的頂部進行圖像拍攝以獲得高清椰樹圖像,椰果識別設備與椰果圖像采集設備連接,用于接收高清椰樹圖像,并基于各種椰果類型的基準椰果圖案對高清椰樹圖像進行椰果識別以獲得椰果子圖像以及對應的椰果類型;

在所述椰果位置識別設備中:甜度判斷設備與椰果識別設備連接,用于基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色,并基于椰果子圖像的顏色和椰果子圖像對應的椰果類型判斷椰果子圖像對應的椰果的水分甜度,當判斷的水分甜度大于等于預設甜度閾值時,發出椰果采摘信號,否則,發出椰果保留信號,椰果位置分析設備與甜度判斷設備連接,用于在接收到椰果采摘信號時,基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定當前椰果位置,切割點分析設備與椰果位置分析設備連接,用于基于椰果子圖像檢測出椰果的生長枝條,并將生長枝條與椰果連接點作為生長點,將在生長枝條上、生長點下方預設距離的位置作為椰果切割點,基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定椰果切割點的實際位置;

手臂驅動設備,設置在手臂控制箱的外殼內,分別與椰果位置分析設備和切割點分析設備連接,用于基于當前椰果位置驅動機械手臂前往與當前椰果位置對應的預定采摘位,還用于基于椰果切割點的實際位置和機械手臂所在的預定采摘位確定切割驅動信號;

切割執行設備,位于機械手臂上,與手臂驅動設備連接,用于接收切割驅動信號,基于切割驅動信號前往椰果切割點的實際位置以執行椰果生長枝條切割操作,并在完成切割操作后,發出切割結束信號;

椰果收納設備,設置在機械手臂的下方、作業底座上方,分別與甜度判斷設備和切割執行設備連接,用于在接收到椰果采摘信號時,自動打開椰果收納板以接納切割執行設備切割到的椰果,還用于在接收到切割結束信號后預定時間間隔,自動關閉椰果收納板。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中:在甜度判斷設備中,基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色包括:獲取椰果子圖像中各個像素點的顏色分量,計算椰果子圖像中各個像素點的顏色分量的平均值以作為椰果子圖像的顏色。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中:在甜度判斷設備中,基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色包括:獲取椰果子圖像中各個像素點的顏色分量,計算每一個顏色分量數值的像素點出現頻率,對出現頻率進行排序,將出現頻率最高的顏色分量數值作為椰果子圖像的顏色。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中,還包括:數據存儲設備,分別與椰果位置識別設備和椰果收納設備連接,用于預先存儲各種椰果類型的基準椰果圖案,還用于預先存儲預設甜度閾值、預設距離和預定時間間隔。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中:數據存儲設備采用FLASH存儲器或SD存儲卡來實現,數據存儲設備被設置在手臂控制箱的外殼內。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中:在所述椰果位置識別設備中:在甜度判斷設備發出椰果保留信號后,甜度判斷設備對從椰果識別設備接收到的下一個椰果子圖像繼續進行相應的甜度判斷操作。

更具體地,在所述自動椰果切割平臺中:椰樹識別設備基于圖像識別模式對城市道路兩側的景觀椰樹進行識別,并在識別不到城市道路兩側的景觀椰樹時,向驅動電機發送停止采椰信號,驅動電機在接收到停止采椰信號時,驅動驅動輪向前移動,直到椰樹識別設備識別到城市道路兩側的景觀椰樹。

附圖說明

以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述,其中:

圖1為根據本發明實施方案示出的自動椰果切割平臺的結構方框圖。

附圖標記:1椰樹高度檢測設備;2作業底座;3升降臺;4太陽能電源;5驅動控制設備

具體實施方式

下面將參照附圖對本發明的自動椰果切割平臺的實施方案進行詳細說明。

椰子分為高種椰子和矮種椰子,其中高種椰子是目前世界上最大量種植的商品性椰子。高種椰子植株高15-30米,基部膨大,異株授粉,7-8年開始結果,含油率高,經濟壽命長達70-80年。矮種椰子按果實和葉片顏色分為紅矮、黃矮和綠矮三類。植株僅高5-15米,自花授粉,3-4年開始結果,果小而多,椰肉薄、軟,含油率低。經濟壽命30-40年。主要作水果、雜交親本和觀賞用。

由于高種椰子是椰子種植最多的品種,因而一般椰果的生長位置較高,采用人工的采摘方式很困難,為了克服上述不足,本發明搭建了一種自動椰果切割平臺,對于平坦道路,采用可移動式的機械設備作為采摘平臺,增加多個數據采集設備進行椰果及周圍環境的參數采集,從而準確找到采摘點,實現機械化的自動采摘。

一種包括傳動齒輪的切割平臺,應用于城市道路兩側的景觀椰樹,包括椰樹高度檢測設備、作業底座、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備,椰樹高度檢測設備、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備都設置在作業底座上方,驅動控制設備設置在升降臺和作業底座之間,用于為升降臺的上下升降提供驅動動力,太陽能電源分別與椰樹高度檢測設備和驅動控制設備連接,用于為椰樹高度檢測設備和驅動控制設備提供動力,椰樹高度檢測設備用于識別待采摘椰樹的高度,驅動控制設備與椰樹高度檢測設備連接,用于基于待采摘椰樹的高度確定升降臺的上升高度,并基于確定的上升高度向升降臺發送第一驅動控制信號;

其中,作業底座為可移動式底座,具有萬向輪、驅動電機和驅動輪,驅動電機與驅動輪連接,所述平臺還包括椰樹識別設備,用于識別城市道路兩側的景觀椰樹以作為待采摘椰樹,并基于識別的待采摘椰樹的位置向驅動電機發送第二驅動控制信號;

所述升降臺中包括傳動齒輪,所述傳動齒輪包括齒輪主體和套在所述齒輪主體上并能相對于齒輪軸轉動的齒輪套。

圖1為根據本發明實施方案示出的自動椰果切割平臺的結構方框圖,所述平臺包括椰樹高度檢測設備、作業底座、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備,椰樹高度檢測設備、升降臺、太陽能電源和驅動控制設備都設置在作業底座上方,驅動控制設備設置在升降臺和作業底座之間,用于為升降臺的上下升降提供驅動動力,太陽能電源分別與椰樹高度檢測設備和驅動控制設備連接,用于為椰樹高度檢測設備和驅動控制設備提供動力;

其中,椰樹高度檢測設備用于識別待采摘椰樹的高度,驅動控制設備與椰樹高度檢測設備連接,用于基于待采摘椰樹的高度確定升降臺的上升高度,并基于確定的上升高度向升降臺發送第一驅動控制信號;

其中,作業底座為可移動式底座,具有萬向輪、驅動電機和驅動輪,驅動電機與驅動輪連接,所述平臺還包括椰樹識別設備,用于識別城市道路兩側的景觀椰樹以作為待采摘椰樹,并基于識別的待采摘椰樹的位置向驅動電機發送第二驅動控制信號。

接著,繼續對本發明的自動椰果切割平臺的具體結構進行進一步的說明。

所述自動椰果切割平臺中還可以包括:

連接桿,一端連接升降臺,另一端連接機械手臂,用于將機械手臂維系到升降臺上;

機械手臂,用于采摘待采摘椰樹上的椰果,其中,機械手臂具有多個預定采摘位;

其中,椰樹識別設備在識別不到城市道路兩側的景觀椰樹時,向驅動電機發送停止采椰信號。

所述自動椰果切割平臺中還可以包括:

手臂控制箱,設置在機械手臂上;

椰果位置識別設備,嵌入在手臂控制箱的外殼側面,包括椰果圖像采集設備、椰果識別設備、甜度判斷設備、椰果位置分析設備和切割點分析設備,椰果圖像采集設備用于向待采摘椰樹的頂部進行圖像拍攝以獲得高清椰樹圖像,椰果識別設備與椰果圖像采集設備連接,用于接收高清椰樹圖像,并基于各種椰果類型的基準椰果圖案對高清椰樹圖像進行椰果識別以獲得椰果子圖像以及對應的椰果類型;

在所述椰果位置識別設備中:甜度判斷設備與椰果識別設備連接,用于基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色,并基于椰果子圖像的顏色和椰果子圖像對應的椰果類型判斷椰果子圖像對應的椰果的水分甜度,當判斷的水分甜度大于等于預設甜度閾值時,發出椰果采摘信號,否則,發出椰果保留信號,椰果位置分析設備與甜度判斷設備連接,用于在接收到椰果采摘信號時,基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定當前椰果位置,切割點分析設備與椰果位置分析設備連接,用于基于椰果子圖像檢測出椰果的生長枝條,并將生長枝條與椰果連接點作為生長點,將在生長枝條上、生長點下方預設距離的位置作為椰果切割點,基于椰果子圖像在高清椰樹圖像中的相對位置確定椰果切割點的實際位置;

手臂驅動設備,設置在手臂控制箱的外殼內,分別與椰果位置分析設備和切割點分析設備連接,用于基于當前椰果位置驅動機械手臂前往與當前椰果位置對應的預定采摘位,還用于基于椰果切割點的實際位置和機械手臂所在的預定采摘位確定切割驅動信號;

切割執行設備,位于機械手臂上,與手臂驅動設備連接,用于接收切割驅動信號,基于切割驅動信號前往椰果切割點的實際位置以執行椰果生長枝條切割操作,并在完成切割操作后,發出切割結束信號;

椰果收納設備,設置在機械手臂的下方、作業底座上方,分別與甜度判斷設備和切割執行設備連接,用于在接收到椰果采摘信號時,自動打開椰果收納板以接納切割執行設備切割到的椰果,還用于在接收到切割結束信號后預定時間間隔,自動關閉椰果收納板。

另外,所述自動椰果切割平臺中:在甜度判斷設備中,基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色包括:獲取椰果子圖像中各個像素點的顏色分量,計算椰果子圖像中各個像素點的顏色分量的平均值以作為椰果子圖像的顏色。

另外,所述自動椰果切割平臺中:在甜度判斷設備中,基于椰果子圖像中各個像素點的顏色分量確定椰果子圖像的顏色包括:獲取椰果子圖像中各個像素點的顏色分量,計算每一個顏色分量數值的像素點出現頻率,對出現頻率進行排序,將出現頻率最高的顏色分量數值作為椰果子圖像的顏色。

所述自動椰果切割平臺中還可以包括:數據存儲設備,分別與椰果位置識別設備和椰果收納設備連接,用于預先存儲各種椰果類型的基準椰果圖案,還用于預先存儲預設甜度閾值、預設距離和預定時間間隔。

另外,所述自動椰果切割平臺中:數據存儲設備采用FLASH存儲器或SD存儲卡來實現,數據存儲設備被設置在手臂控制箱的外殼內。

另外,所述自動椰果切割平臺中:在所述椰果位置識別設備中:在甜度判斷設備發出椰果保留信號后,甜度判斷設備對從椰果識別設備接收到的下一個椰果子圖像繼續進行相應的甜度判斷操作。

另外,所述自動椰果切割平臺中:椰樹識別設備基于圖像識別模式對城市道路兩側的景觀椰樹進行識別,并在識別不到城市道路兩側的景觀椰樹時,向驅動電機發送停止采椰信號,驅動電機在接收到停止采椰信號時,驅動驅動輪向前移動,直到椰樹識別設備識別到城市道路兩側的景觀椰樹。

同時,所述自動椰果切割平臺還可以包括時分雙工通訊設備,與切割執行設備連接,用于在接收到切割結束信號后,計算當前采摘數量,并將采摘數量通過時分雙工通訊鏈路發送到遠端的城市管理中心位置。

采用本發明的自動椰果切割平臺,針對現有技術中馬路兩側椰果采摘困難的技術問題,通過機械采摘平臺、基于高精度圖像處理的椰果切割點的識別以及椰果甜度的智能化判斷,聯合完成馬路兩側椰果的自動化采摘,從而解放了采摘人員,提高了椰果的采摘效率。

可以理解的是,雖然本發明已以較佳實施例披露如上,然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言,在不脫離本發明技術方案范圍情況下,都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾,或修改為等同變化的等效實施例。因此,凡是未脫離本發明技術方案的內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。

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