智能树木修剪机器人及设备的制作方法

本发明涉及园林工艺技术领域，具体涉及一种智能树木修剪机器人以及包含该智能树木修剪机器人的智能树木修剪设备。

背景技术：

为了城市的美观以及保证城市公共设施的安全，需要定期对一些树木进行修剪，以避免因树木过度生长而导致城市输电线路等公共设施遭到破坏，另外，对于一些观赏树木也需要进行园艺修剪。

目前，大多数的树木修剪技术很大程度上依赖于园艺工人使用修剪器进行修剪，但是对于较高树木，修剪器长度受限，因此需要园艺工人攀爬上树木进行修剪，但这种方式存在安全隐患。市面上现有大型树木修剪设备可以满足高大树木的这类修剪，但是由于此类设备体型较大，造成使用不便，不适合园艺观赏树木的精细修剪方式。此外，此类设备能耗大，不符合环保宗旨。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种智能树木修剪机器人以及包含该智能树木修剪机器人的智能树木修剪设备。

本发明提供了一种智能树木修剪机器人，具有这样的特征，包括：测量部，设置在所述壳体上，包含测高单元和测宽单元，所述测高单元用于测量所述智能树木修剪机器人与地面的当前高度，所述测宽单元用于测量树枝直径；微处理器，设置在所述壳体的内部，用于至少生成攀爬指令或修剪指令；攀爬部，包含两组爪足，所述两组爪足对应安装在所述壳体的所述两组安装孔中，根据所述攀爬指令攀爬树木；修剪部，设置在所述壳体的前端，根据所述修剪指令修剪树木；电源部，设置在所述壳体上，对所述测量部、所述微处理器、所述攀爬部以及所述修剪部进行供电。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还包括：四轴飞行器，用于带动智能树木修剪机器人飞行，其中，壳体上还设置有用于安装四轴飞行器的接口，微处理器还生成飞行指令，四轴飞行器根据飞行指令飞行。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还可以具有这样的特征：其中，壳体上设置有翅翼，翅翼为可收放结构，用于保持飞行时平衡，微处理器还生成翅翼收放指令，翅翼根据翅翼收放指令进行收放。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还可以具有这样的特征：其中，测高单元设置在翅翼上，根据当前波程计算得到当前高度数据，测宽单元设置在壳体的前端，根据当前接收波信号的范围计算得到树枝直径数据。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还可以具有这样的特征：其中，测量部为超声波测距传感器、红外测距传感器、激光测距传感器中任意一种。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还可以具有这样的特征：其中，爪足具有三节，该三节为一端与壳体连接的基肢节、一端与基肢节相连的胫肢节以及一端与胫肢节相连的趾肢节，趾肢节呈刀片状且趾肢节的末端呈45°夹角，用于插入树木表层固定。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还可以具有这样的特征：其中，电源部包含干电池单元、充电蓄电池单元以及太阳能电池单元。

在本发明提供的智能树木修剪机器人中，还包括：通信部，设置在所述壳体的尾端，用于收发指令信号。

本发明提供了一种智能树木修剪设备，具有这样的特征，包括：智能树木修剪机器人；以及遥控部，被使用者持有，用于人机互动，收发指令信号，其中，智能树木修剪机器人为上述的智能树木修剪机器人。

在本发明提供的智能树木修剪设备中，还可以具有这样的特征：其中，遥控部设置有天线单元、控键单元、显示单元以及电池单元，天线单元用于收发指令信号；控键单元设置有与测量部、攀爬部、修剪部以及翅翼对应的控键；显示单元为显示屏，用于至少显示当前控键操作信息；电池单元对天线单元、控键单元以及显示单元进行供电。发明的作用与效果

根据本发明所涉及的智能树木修剪机器人，因为包括测量部、微处理器、攀爬部、修剪部以及电源部，所以，本发明的智能树木修剪机器人可以测量智能树木修剪机器人与地面的当前高度以及树枝直径，微处理器生成攀爬指令或修剪指令，攀爬部根据攀爬指令攀爬树木，修剪部根据修剪指令修剪树木。此外，发明所涉及的智能树木修剪设备中包括遥控部，被使用者持有，可以进行人机互动，收发指令信号。因此，本发明所涉及的智能树木修剪设备更灵活、操作更便捷，避免了需要园艺工人攀爬上树木进行修剪作业带来的不安全隐患，而且适合于园艺观赏树木的精细修剪方式，适用性广。

附图说明

图1是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的俯视图；

图2是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的侧视图；

图3是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的仰视图；

图4是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的修剪部示意图；

图5是本发明的实施例中智能树木修剪设备的遥控部示意图；以及

图6是本实施例中的智能树木修剪设备的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明智能树木修剪设备作具体阐述。

本实施例的智能树木修剪设备包括：用于对树木进行修剪的智能树木修剪机器人100以及被使用者持有、用于人机互动的遥控部200。

图1是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的俯视图；图2是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的侧视图；以及图3是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的仰视图。

如图1～3所示，本实施例的智能树木修剪机器人100包括：壳体110、测量部120、微处理器130、攀爬部140、四轴飞行器(图中未示出)和四轴飞行器接口150、翅翼160、修剪部170、通信部180以及电源部190。

如图2所示，壳体110两侧对称设置有两组安装孔，每组包含多个安装孔111。

如图1～3所示，测量部120包含测高单元121和测宽单元122。测量部120为超声波测距传感器、红外测距传感器、激光测距传感器等中任意一种。在本实施例中测量部120采用超声波测距传感器。多个超声波测高单元121设置在翅翼160上，根据当前波程计算得到智能树木修剪机器人100与地面的当前高度数据。多个超声波测宽单元122设置在壳体110的前端，根据当前接收波信号的范围计算得到树枝直径数据。

如图2和图3所示，微处理器130设置在壳体110的内部，用于智能树木修剪机器人100中获取、储存、处理和生成各类指令。例如生成攀爬指令或修剪指令等。

如图1和图3所示，攀爬部140包含两组爪足，两组爪足对应安装在壳体110的两组安装孔中。攀爬部140根据攀爬指令攀爬树木。

每个爪足141均具有三节：与壳体110连接的基肢节141a、与基肢节141a相连的胫肢节141b以及与胫肢节141b相连的趾肢节141c。如图1中局部放大图所示，趾肢节141c呈刀片状且末端呈45°夹角，用于插入树木表层固定。

如图1所示，四轴飞行器接口150设置在壳体110上。四轴飞行器安装在四轴飞行器接口150中，根据微处理器130生成的飞行指令使智能树木修剪机器人100飞行。

翅翼160设置在壳体110上。翅翼160为可收放结构，根据微处理器130生成的翅翼160收放指令进行收放。如图1所示，翅翼160为放开状态，此时用于保持飞行时平衡，此外，超声波测高单元121工作时翅翼160也为放开状态；如图2和图3所示，翅翼160为收起状态，避免了翅翼160卡在树枝间而影响智能树木修剪机器人100的修剪作业。

图4是本发明的实施例中智能树木修剪机器人的修剪部示意图。

如图1和图3所示，修剪部170设置在壳体的前端，根据微处理器130生成的修剪指令修剪树木。如图4所示，修剪部170包含机械臂171和切割片172。

如图4所示，机械臂171由171a和171b两部分组成。修剪部170还设有内置于壳体中的电机，机械臂171、切割片172均与电机相连。电机根据微处理器130发送的指令进行运作，切割片172通过电机带动对树木进行修剪，171a和171b两部分通过电机带动进行折叠，在修剪完毕后收回至壳体110的前端。

如图1～3所示，通信部180设置在所述壳体110的尾端，用于收发指令信号。通信部180设置有USB连接单元，USB连接单元一端与微处理器130通信连接，另一端通过USB接口连接至电脑等智能终端，使用者通过该USB连接单元，可对微处理器130进行预订程序设计。

如图1和图3所示，电源部190设置在壳体上，对测量部120、微处理器130、攀爬部140、四轴飞行器、翅翼160、修剪部170、通信部180进行供电。电源部190包含干电池单元191、充电蓄电池单元192以及太阳能电池单元193。电源部190的三个供电单元提供了三种供电方式，以保证智能树木修剪机器人100运作时不会因为能源供给不足而发生意外。

如图3所示，干电池单元191和充电蓄电池单元192设置在壳体110的下底面上。充电蓄电池单元192设置有充电接口，通过充电接口连接到外部电路进行充电。

如图1所示，太阳能电池单元193设置在壳体110的上顶面上，包含多块太阳能电池板193a，以充分接收阳光。

遥控部200被使用者持有、用于人机互动，收发指令信号，以操控智能树木修剪机器人100。

图5是本发明的实施例中智能树木修剪设备的遥控部示意图。

如图5所示，遥控部200的壳体上设置有天线单元210、控键单元220、显示单元230以及电池单元240。

天线单元210用于收发指令信号。

控键单元220包含功能控键格221、水平方向控键222和垂直方向控键223。功能控键格221设置有与测量部120、攀爬部140、四轴飞行器、翅翼160、修剪部170等对应的操作控键。水平方向控键222和垂直方向控键223控制智能树木修剪机器人100飞行时的水平方向和垂直方向。

显示单元230为显示屏，用于至少显示当前控键操作信息。

电池单元240对天线单元210、控键单元220以及显示单元230进行供电。在本实施例中电池单元240采用干电池，其所占体积小且方便拆卸和更换。

图6是本实施例中的智能树木修剪设备的流程图。

本实施例中的智能树木修剪设备使用流程如下:

步骤S1：使用者在电脑中对微处理器130预设树枝直径数据和工作高度数据，以及满足这样条件树木的修剪程序，然后进入步骤S2。

步骤S2：使用者通过对遥控部200上的四轴飞行器、翅翼160、攀爬部140以及方向控制相关的控键进行操作，使智能树木修剪机器人100攀爬或飞行到待修剪的树木上，然后进入步骤S3。

步骤S3：使用者通过对遥控部200上的测量部120和翅翼160相关的控键进行操作，从而超声波测高单元121根据当前波程计算得到智能树木修剪机器人100与地面的当前高度数据，超声波测宽单元122根据当前接收波信号的范围计算得到树枝直径数据，然后进入步骤S4。

步骤S4：微处理器130对测量得到的树枝直径数据和当前高度数据进行判断处理，判断是否满足预设的树枝直径数据和工作高度数据，当判断结果为是时，进入步骤S5；当判断结果为否时，进入步骤S6。

步骤S5：通信部180将满足修剪条件的信号发送至遥控部200，此时显示屏230上显示满足修剪条件信息，使用者通过控键操作进行自动修剪确认，接着智能树木修剪机器人100按照预设修剪程序对待修剪的树木进行修剪，然后进入步骤S8。

步骤S6：通信部180将不满足修剪条件的信号发送至遥控部200，此时显示屏230上显示不满足修剪条件信息，使用者再对修剪部170的对应的控键进行操作，完成待修剪树木的手动修剪，然后进入步骤S7。

步骤S7：手动修剪完成后，通信部180将修剪完成信号发送至遥控部200，此时显示屏230上显示是否存储本次修剪操作，使用者再通过控键操作，对本次手动修剪操作程序进行存储确认，然后进入步骤S8。

步骤S8：使用者操作控键使智能树木修剪机器人100攀爬或飞行返回地面，接着进入结束状态。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的智能树木修剪机器人，因为包括测量部、微处理器、攀爬部、修剪部以及电源部，所以，本实施例的智能树木修剪机器人可以测量智能树木修剪机器人与地面的当前高度以及树枝直径，微处理器生成攀爬指令或修剪指令，攀爬部根据攀爬指令攀爬树木，修剪部根据修剪指令修剪树木。此外，实施例所涉及的智能树木修剪设备中包括遥控部，被使用者持有，可以进行人机互动，收发指令信号。因此，本实施例所涉及的智能树木修剪设备更灵活、操作更便捷，避免了需要园艺工人攀爬上树木进行修剪作业带来的不安全隐患，而且适合于园艺观赏树木的精细修剪方式，适用性广。

由于本实施例所涉及的智能树木修剪机器人，还包括四轴飞行器和翅翼，因此，能使智能树木修剪机器人更加快速的飞达待修剪树木上，节省了时间。而且使用者可以在本实施例所涉及的智能树木修剪机器人的微处理器中进行预设修剪程序，满足预设修剪条件时，可以进行自动修剪，提高了修剪的工作效率。另外，本实施例所涉及的智能树木修剪机器人的电源部具有多种供电方式，保证了智能树木修剪机器人运作时不会因为能源供给不足而发生意外，而且太阳能供电方式清洁环保。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

在上述实施例中所涉及的智能树木修剪机器人中，同时具有攀爬部和四轴飞行器，但根据实际树木修剪情况，也可以只具备此两者之一。在上述实施例中所涉及的智能树木修剪设备中，具有遥控部，但根据实际情况例如常年只需修剪同一种树木，此时，可以在微处理器中设定该种树木的修剪程序，进而可以不采用遥控部而实现对树木的修剪。