一种盆景智能定点造型机构的制作方法

本发明涉及园林艺术领域，尤其涉及一种盆景智能定点造型机构。

背景技术

盆栽是中国优秀传统艺术之一，是以植物和山石为基本材料在盆内表现自然景观的艺术品。盆栽以植物、山石、土、水等为材料，经过艺术创作和园艺栽培，在盆中典型、集中地塑造大自然的优美景色，达到缩地成寸、小中见大的艺术效果，同时以景抒怀，表现深远的意境，犹如立体的美丽的缩小版的山水风景区。

现有盆栽中植物的造型最常用的方法是金属丝缠绕法，这个方便取材简单，造型涉及样式比较多，但是该方法不容易学习，需要一定的园艺功底才能缠绕出比较好的造型。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种盆景智能定点造型机构，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盆景智能定点造型机构，包括位置调节机构、多自由度调节臂、绑扎件、工控电脑、3d相机和盆栽固定组件，固定组件包括底板、夹块和锁紧螺栓，位置调节机构设置在底板上，底板上呈圆形的设有多个夹块，每个夹块均通过锁紧螺栓与底板相连接，底板上设有多个指向由多个夹块所围成的圆的圆心的调节槽，夹块上设有过孔，锁紧螺栓穿过调节槽和过孔后将夹块固定在底板上，夹块与盆栽的花盆相接触的侧面呈弧形，多自由度调节臂设置在位置调节机构上，绑扎件的一端与多自由度调节臂的活动端相连接，绑扎件的另一端用于与盆栽的枝干相连接，位置调节机构、多自由度调节臂和3d相机分别与工控电脑电连接。

本发明的有益效果是：通过引入工控电脑、3d相机、位置调节机构和多自由度调节臂对整个造型进行监测及调节，这样操作人员仅需将绑扎件缠绕在对应的枝干上即可,降低了对操作人员园艺功底的要求，很大程度上减少了人力物力，另外易于对造型进行实时控制，提高了造型的准确性；盆栽固定组件的设置则能避免盆栽在造型过程中出现位置移动，同时也方便后期整体移动。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，位置调节机构包括基座、导轨、滑座、第一步进电机和驱动齿轮，导轨设置在基座上，滑座活动设置在导轨上，第一步进电机设置在滑座上，驱动齿轮设置在第一步进电机的输出轴上，基座上设有与驱动齿轮相啮合的齿槽；第一步进电机的信号输入端与工控电脑的信号输出端电连接；多自由度调节臂设置在滑座上。

采用上述进一步的有益效果是：能够实时调整多自由度调节臂的位置，且调节方便。

进一步，基座呈圆环形，基座的整个外圆周面上均设有齿槽，导轨呈圆环形。

采用上述进一步的有益效果是：方便对盆栽的枝干进行360°全方位造型。

进一步，多自由度调节臂包括安装架、第二步进电机、升降机构、角度调节机构和电控伸缩机构，安装架设置在滑座上，第二步进电机设置在安装架上，升降机构设置在第二步进电机的输出轴上，角度调节机构的一端与升降机构的升降端相连接，角度调节机构的另一端与电控伸缩机构相连接，绑扎件与电控伸缩机构的伸缩端相连接；第二步进电机的信号输入端与工控电脑的信号输出端电连接；升降机构的信号输入端、角度调节机构的信号输入端和电控伸缩机构的信号输入端分别与工控电脑的信号输出端电连接。

采用上述进一步的有益效果是：能够有效的实现多自由度的调节，以及可以造型多种不同大小的盆栽和对盆栽进行更为全面的造型。

进一步，多自由度调节臂还包括转盘，转盘的一端与第二步进电机的输出轴连接,另一端与所述升降机构连接。

采用上述进一步的有益效果是：能够提升升降机构与第二步进电机之间连接的稳定性。

进一步，角度调节机构包括第一安装座、第二安装座和第三步进电机，第一安装座设置在升降机构的升降端上，第三步进电机固定在第一安装座上，第二安装座的一端与第三步进电机的输出轴相连接，第二安装座的另一端与电控伸缩机构相连接，第三步进电机的信号输入端与工控电脑的信号输出端电连接。

采用上述进一步的有益效果是：能够有效调节电控伸缩机构与升降机构之间的夹角，调节方便，易于控制。

进一步，升降机构为电动推杆；电控伸缩机构为电动推杆。

采用上述进一步的有益效果是：结构简单、操作方便、稳定性好。

进一步，绑扎件包括牵引绳，牵引绳的一端缠绕在盆栽的枝干上，牵引绳的另一端与电控伸缩机构的伸缩端相连接。

进一步，绑扎件还包括保护套，保护套用于包裹盆栽的枝干，牵引绳远离电控伸缩机构的一端与保护套相连接。

采用上述进一步的有益效果是：可防止枝干上出现绕痕。

进一步，多自由度调节臂还包括拉力传感器，拉力传感器设置在电控伸缩机构的伸缩端上，牵引绳远离保护套的一端与拉力传感器相连接，拉力传感器的信号输出端与工控电脑的信号输入端电连接。

采用上述进一步的有益效果是：便于准确的了解弯曲造型枝干当前所受到的拉力大小，从而保证造型准确进行。

附图说明

图1为本发明所述盆景智能定点造型机构的部分结构的俯视图；

图2为本发明所述盆景智能定点造型机构的部分结构示意图；

图3为图2的部分结构示意图；

图4为本发明所述盆景智能定点造型机构所涉及到的电原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、图2、图3、图4所示，一种盆景智能定点造型机构，包括位置调节机构1、多自由度调节臂2、绑扎件3、工控电脑4、3d相机5和盆栽固定组件6，固定组件6包括底板610、夹块620和锁紧螺栓630，位置调节机构1设置在底板610上，底板610上呈圆形的设有多个夹块620，每个夹块620均通过锁紧螺栓630与底板610相连接，底板610上设有多个指向由所有夹块620所围成的圆的圆心的调节槽611，夹块620上设有贯穿整个夹块620的过孔，锁紧螺栓630穿过调节槽611和过孔后将夹块620固定在底板610上，夹块620与盆栽的花盆相接触的侧面呈弧形，多自由度调节臂2设置在位置调节机构1上，绑扎件3的一端与多自由度调节臂2的活动端相连接，绑扎件3的另一端用于与盆栽上的枝干相连接，位置调节机构1与工控电脑4电连接，多自由度调节臂2与工控电脑4电连接，3d相机5的信号输出端与工控电脑4的信号输入端电连接。

如图3所示，位置调节机构1的具体结构如下：

位置调节机构1包括基座110、导轨120、滑座130、第一步进电机140和驱动齿轮150，其中，导轨120设置在基座110上，导轨120既可与基座110一体成型，也可与基座110通过螺钉相连接，滑座130活动设置在导轨120上，第一步进电机140竖直设置在滑座130上，驱动齿轮150设置在第一步进电机140的输出轴上，基座110上设有与驱动齿轮150相啮合的齿槽111，第一步进电机140的信号输入端与工控电脑4的信号输出端电连接，工控电脑4控制第一步进电机140启动，第一步进电机140将带动驱动齿轮150转动，由于基座110上的齿槽111与驱动齿轮150相啮合，此时，滑座130将会沿着导轨120进行移动，滑座130移动后多自由度调节臂2将会跟随移动。在实际设计过程中，基座110可以呈长条状、弧形状或圆环形，在本实施例中，基座110优选为呈圆环形，基座110的整个外圆周面上均设有齿槽111，从而构成一个类似齿轮的结构，导轨120可以呈长条状、弧形状或圆环形，由于基座110呈圆环形，因此导轨120也设计成圆环形，导轨120与基座110同轴心布置。

由于基座110呈圆环形，因此底板610优选为成圆柱形，底板610的四周与基座110的内圈相连接，底板610上所设夹块620的数量为四个，每个夹块620均通过一个锁紧螺栓630与底板610相连接，在需要夹紧盆栽的花盆时，松开锁紧螺栓630，使锁紧螺栓630在调节槽611内移动，移动到合适位置后重新拧紧锁紧螺栓630，夹块620在锁紧螺栓630的作用下被锁在底板610上，多个夹块620共同配合能夹住盆栽的花盆。

如图3所示，多自由度调节臂2的具体结构如下：

多自由度调节臂2包括安装架210、第二步进电机220、升降机构230、角度调节机构240和电控伸缩机构250，安装架210通过螺钉固定在滑座130上，安装架210呈类n字型结构，第二步进电机220竖直设置在安装架210上，第二步进电机220与安装架210之间通过螺钉相连接，升降机构230设置在第二步进电机220的输出轴上，角度调节机构240的一端与升降机构230的升降端相连接，角度调节机构240的另一端与电控伸缩机构250相连接，绑扎件3与电控伸缩机构250的伸缩端相连接，第二步进电机220的信号输入端与工控电脑4的信号输出端电连接，升降机构230的信号输入端与工控电脑4的信号输出端电连接，角度调节机构240的信号输入端与工控电脑4的信号输出端电连接，电控伸缩机构250的信号输入端与工控电脑4的信号输出端电连接，其中，升降机构230优选为电动推杆，当然也可以为电缸或丝杆传动机构，电控伸缩机构250为电动推杆，当然也可以为电缸或丝杆传动机构。

另外，多自由度调节臂2还包括转盘260，转盘260设置在第二步进电机220的输出轴上，升降机构230设置在转盘260上。

如图3所示，角度调节机构240的具体结构如下：

角度调节机构240包括第一安装座241、第二安装座242和第三步进电机243，第一安装座241设置在升降机构230的升降端上，第三步进电机243固定在第一安装座241上，第二安装座242的一端与第三步进电机243的输出轴相连接，第二安装座242的另一端与电控伸缩机构250相连接，角度调节机构240中的第三步进电机243的信号输入端与工控电脑4的信号输出端电连接。

如图3所示，绑扎件3包括牵引绳320，牵引绳320的一端缠绕在盆栽的枝干上，牵引绳320的另一端与电控伸缩机构250的伸缩端相连接，为了防止枝干上出现绕痕，绑扎件3还包括用于包裹盆栽枝干的保护套310，保护套310采用海绵等棉性材料制成，保护套310为粘搭扣结构，可缠绕粘搭在需要造型的枝干上，使用保护套310缠绕粘搭在需要造型的枝干上可防止枝干上出现绕痕，牵引绳320的一端与保护套310相连接，牵引绳320的另一端与电控伸缩机构250的伸缩端相连接，牵引绳320长度尽量使用短的，从而保证在造型时能够自由控制方位。

另外，多自由度调节臂2还包括拉力传感器270，拉力传感器270设置在电控伸缩机构250的伸缩端上，牵引绳320远离保护套310的一端与拉力传感器270相连接，拉力传感器270的信号输出端与工控电脑4的信号输入端电连接。

一种盆栽造型方法，包括如下步骤：

s100、将需要进行弯曲造型的盆栽造型胚置于导轨120所围区域内，然后通过3d相机5获取盆栽造型胚的3d图像信息，并将3d图像信息传输至工控电脑4；

s200、工控电脑4根据所获取的3d图像信息以及用户输入的造型要求信息对盆栽造型胚进行模拟造型，并计算出需要弯曲造型枝干的受力点、受力方向及大小；

s300、工控电脑4控制位置调节机构1启动，位置调节机构1带动多自由度调节臂2运动，并通过3d相机5获取多自由度调节臂2相对于所计算出的弯曲造型枝干的实时相对位置；

s400、待多自由度调节臂2运动至指定位置后，操作人员将保护套310包裹在所计算出的弯曲造型枝干的受力点上，并利用牵引绳320对保护套310进行缠绕；

s500、工控电脑4根据所计算出的受力方向控制第二步进电机220、升降机构230、角度调节机构240、电控伸缩机构250启动，使牵引绳320对枝干的拉力方向与所计算出的受力方向重合，同时通过3d相机5和拉力传感器270进行实时监测，直至该弯曲造型枝干在当前受力点下的受力方向及大小达到造型要求，保持当前状态一定时间直至完成对该弯曲造型枝干的造型。

在本发明中所介绍的仅仅是对单根枝干的单个受力点进行处理，若需要对多根枝干的多个受力点同时进行处理，可以增设多个多自由度调节臂2、滑座130、第一步进电机140和驱动齿轮150来完成，其具体处理方法与单根枝干的单个受力点的处理方法相同，因此在此不进行详细赘述。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。