智能化自动测树机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种智能化自动测树机器人，包括攀爬装置、测量装置和控制器；攀爬装置上连接有测量装置，测量装置包括固定在攀爬装置上的支撑杆，支撑杆上设有可开合的卡箍一和卡箍二，卡箍一和卡箍二的连接处设有螺杆螺母，两者通过螺杆螺母连接并调节大小；在卡箍一的内壁上设置有弧形气囊一，弧形气囊一与卡箍一的内壁贴合；在卡箍二的内壁上设置有弧形气囊二，弧形气囊二与卡箍二的内壁贴合；在弧形气囊一的中间位置外壁上设有压力传感器一和距离传感器；在弧形气囊二的中间位置外壁上设有压力传感器二和距离传感器接收端；本实用新型专利技术能够自动化测量树干的高度和周长，无需人工操作，提高工作效率，减轻野外工作强度。

【技术实现步骤摘要】
智能化自动测树机器人
本技术属于林业测量学
，具体涉及一种智能化自动测树机器人。
技术介绍
长期以来，我国林业资源管理的机械化程度较低，自动化水平不高，在进行森林资源调查管理时通常还是采用轮尺和围尺进行样地调查，并靠人工进行测量和记录，再将数据输入到计算机。同时这种人工的调查方式不仅会在调查过程中对林地造成破坏，而且对工作人员来说也会有潜在的危险，如对于较高部位的树干信息，需要工作人员爬上树才能获取时，这不但会消耗工作者很大的体力和时间，还存在着极大的危险性。目前树木测量仪器大多功能单一，分为树木测径仪、树木测高仪及GPS定位仪，国内技术落后，大多以结构和功能简单，笨重不利于便携的直尺、弯轮尺进行测量，造成生产力落后，工作效率低下的状况。为了减轻野外工作强度，提高工作效率，在现有的爬树机器人的基础上，提出智能化自动化的树木测量机器人，无需人工攀爬树干即能测量树木不同高度处的树干直径。
技术实现思路
技术目的：针对现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种智能化自动测树机器人，实现对树干高度及树干截面直径或周长的自动化测量，代替人工操作，提高工作效率，减轻野外工作强度。技术方案：为了实现上述技术目的，本技术采用的技术方案如下：智能化自动测树机器人，包括攀爬装置、测量装置和控制器；所述攀爬装置和测量装置均和控制器连接；所述攀爬装置上连接有测量装置，测量装置包括固定在攀爬装置上的支撑杆，支撑杆上设有可开合的卡箍一和卡箍二，卡箍一和卡箍二与支撑杆铰接，卡箍一和卡箍二的连接处设有螺杆螺母，两者通过螺杆螺母连接并调节大小；在卡箍一的内壁上设置有弧形气囊一，弧形气囊一与卡箍一的内壁贴合；在卡箍二的内壁上设置有弧形气囊二，弧形气囊二与卡箍二的内壁贴合；在弧形气囊一的中间位置外壁上设有压力传感器一和距离传感器；在弧形气囊二的中间位置外壁上设有压力传感器二和距离传感器接收端；所述压力传感器一、压力传感器二和距离传感器均与控制器连接；所述支撑杆上设置有为弧形气囊充气的充气装置，弧形气囊一和弧形气囊二上均设有电子气阀开关，所述充气装置和电子气阀开关与控制器连接。进一步地，所述支撑杆与卡箍连接处设置有高度测量器，高度测量器与控制器连接。进一步地，所述攀爬装置包括设置在测量装置下的伸缩部件和触脚装置，支撑杆与伸缩部件为一体结构；触脚装置设置在卡箍一和卡箍二上，触脚装置包括机械臂，机械臂上端通过连接电机控制机械臂的伸展，机械臂的端头设有爪片；触脚装置具有7个，3个设置在卡箍一上，3个设置在卡箍二上，1个设置在卡箍一和卡箍二的连接处，触脚装置之间角度为45°，卡箍一边缘与卡箍二边缘的两个触脚装置之间为90°；相隔的4个触脚装置朝下，相隔的3个触脚装置朝上。进一步地，测量装置上任意平面的四个方向内设置横竖水平仪各两个，八个水平仪与控制器连接。进一步地，卡箍一和卡箍二在支撑杆一端连接有弹簧，弹簧将卡箍一与卡箍二进行了连接。进一步地，所述弧形气囊一长度为卡箍一长度的1/2-2/3，弧形气囊二长度为卡箍二长度的1/2-2/3。进一步地，所述弧形气囊一的长度等于卡箍一的长度；弧形气囊二的长度等于卡箍二的长度；所述压力传感器一的数量有三个，分别设置在弧形气囊一的两端和中间位置；所述压力传感器二的数量有三个，分别设置在弧形气囊二的两端和中间位置；所述距离传感器的数量有三个，设置位置和三个压力传感器一的位置相同；对应的距离传感器接收端数量有三个，位置和三个压力传感器二的位置一致。有益效果：与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术能够自动化测量树干的高度和周长，无需人工操作，提高工作效率，减轻野外工作强度。本技术能够自动调节弧形气囊与树干的接触松紧程度，配合压力传感器和距离传感器最大程度的测量出贴合树干表面时的截面周长或直径；弧形气囊三对压力传感器和距离传感器最大程度的精确测量扁平树干的周长；水平仪的设置可以测量树干的倾斜度；并且测量装置与攀爬装置分开设置，两者互不干扰，保证测量工作的精准度；通过对攀爬装置的改进，触脚装置和测量装置设为一体，减少整个机器人的体积，实现快速爬树。附图说明图1是本技术的结构图；图2是图1测量装置的俯视剖面图；图3是本技术的侧视图；图4是图3的俯视结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。如图1和2所示，本技术公开一种智能化自动测树机器人，包括攀爬装置1、测量装置2和控制器3。攀爬装置1和测量装置2均和控制器3连接。攀爬装置1上连接有测量装置2，测量装置2包括固定在攀爬装置1上的支撑杆21，支撑杆21上设有可开合的卡箍一22和卡箍二23，卡箍一22和卡箍二23与支撑杆21铰接，卡箍一22和卡箍二23的连接处设有螺杆螺母7，两者通过螺杆螺母7连接并调节大小；在卡箍一22的内壁上设置有弧形气囊一24，弧形气囊一24与卡箍一22的内壁贴合；在卡箍二23的内壁上设置有弧形气囊二25，弧形气囊二25与卡箍二23的内壁贴合；在弧形气囊一24的中间位置外壁上设有压力传感器一26和距离传感器27；在弧形气囊二25的中间位置外壁上设有压力传感器二28和距离传感器接收端29；压力传感器一26、压力传感器二28和距离传感器27均与控制器3连接；支撑杆21上设置有为弧形气囊充气的充气装置4，弧形气囊一24和弧形气囊二25上均设有电子气阀开关(图中未标示)，充气装置4和电子气阀开关与控制器3连接。支撑杆21与卡箍连接处设置有高度测量器，高度测量器与控制器3连接。本技术的攀爬装置可以选择现有的爬树机器人，为了减少整体装置的体积，本技术对现有的攀爬装置1进行了改进，具体结构如图3和4所示，包括设置在测量装置2下的伸缩部件11，支撑杆21与伸缩部件11为一体结构；在卡箍一22和卡箍二23上设有触脚装置，触脚装置包括机械臂12，机械臂12上端通过连接电机控制机械臂12的伸展，实现与树干的接触和分离，机械臂12的端头设有爪片14。电机与控制器连接，整个触脚装置与现有的机械臂12一致，采用轻量合金构件，减轻整个触脚装置的重量，且体积微小。爪片14采用若干弯刀状齿，能够更好的抓紧树干表面。伸缩部件11为现有的爬树机器人中的电动伸缩杆或者液动伸缩杆，配合触脚装置爬树。如图4所示，触脚装置具有7个(分别为触脚装置30、31、32、33、34、35、36)，3个设置在卡箍一22上，3个设置在卡箍二23上，1个设置在卡箍一22和卡箍二23的连接处，7个触脚装置之间角度为45°，触脚装置31、32(即卡箍一22边缘的触脚装置31和卡箍二23边缘的触脚装置32)之间角度为90°；其中触脚装置30、31、32、33朝下，触脚装置34、35、36朝上，7个触脚装置和伸缩部件11配合，实现快速爬树，并且整体装置体积较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能化自动测树机器人，其特征在于：包括攀爬装置、测量装置和控制器，所述攀爬装置和测量装置均和控制器连接，所述攀爬装置上连接有测量装置，所述测量装置包括固定在攀爬装置上的支撑杆，支撑杆上设有可开合的卡箍一和卡箍二，卡箍一和卡箍二与支撑杆铰接，卡箍一和卡箍二的连接处设有螺杆螺母，两者通过螺杆螺母连接并调节大小；在卡箍一的内壁上设置有弧形气囊一，弧形气囊一与卡箍一的内壁贴合；在卡箍二的内壁上设置有弧形气囊二，弧形气囊二与卡箍二的内壁贴合；在弧形气囊一的中间位置外壁上设有压力传感器一和距离传感器；在弧形气囊二的中间位置外壁上设有压力传感器二和距离传感器接收端；所述压力传感器一、压力传感器二和距离传感器均与控制器连接；所述支撑杆上设置有为弧形气囊充气的充气装置，弧形气囊一和弧形气囊二上均设有电子气阀开关，所述充气装置和电子气阀开关与控制器连接。/n

【技术特征摘要】
1.智能化自动测树机器人，其特征在于：包括攀爬装置、测量装置和控制器，所述攀爬装置和测量装置均和控制器连接，所述攀爬装置上连接有测量装置，所述测量装置包括固定在攀爬装置上的支撑杆，支撑杆上设有可开合的卡箍一和卡箍二，卡箍一和卡箍二与支撑杆铰接，卡箍一和卡箍二的连接处设有螺杆螺母，两者通过螺杆螺母连接并调节大小；在卡箍一的内壁上设置有弧形气囊一，弧形气囊一与卡箍一的内壁贴合；在卡箍二的内壁上设置有弧形气囊二，弧形气囊二与卡箍二的内壁贴合；在弧形气囊一的中间位置外壁上设有压力传感器一和距离传感器；在弧形气囊二的中间位置外壁上设有压力传感器二和距离传感器接收端；所述压力传感器一、压力传感器二和距离传感器均与控制器连接；所述支撑杆上设置有为弧形气囊充气的充气装置，弧形气囊一和弧形气囊二上均设有电子气阀开关，所述充气装置和电子气阀开关与控制器连接。


2.根据权利要求1所述的智能化自动测树机器人，其特征在于：所述支撑杆与卡箍连接处设置有高度测量器，高度测量器与控制器连接。


3.根据权利要求1所述的智能化自动测树机器人，其特征在于：所述攀爬装置包括设置在测量装置下的伸缩部件和触脚装置，支撑杆与伸缩部件为一体结构；触脚装置设置在卡箍一和卡箍二上，触脚装置包括机械臂，机械臂上端通过连接电机控制机械臂的伸展...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨德钰，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32