一种高大树木修枝机械臂的控制装置及控制方法

摘要

本发明涉及一种高大树木修枝机械臂的控制装置及控制方法，包括视频图像采集单元和控制单元。所述的视频图像采集单元用于拍摄高大树木树枝视频图像，并传送至工业平板电脑。所述的控制单元根据视频图像采集单元拍摄的视频图像，操作人员通过视频图像确定修枝锯与树枝相对位置，控制修枝锯完成修枝工作。所述的视频图像采集单元包括数字无线摄像头和USB数字无线接收器。所述的控制单元包括触屏式工业平板电脑模块、升降台控制模块、转盘控制模块、机械臂控制模块和修枝锯控制模块。本发明采用无线视频图像系统和工业平板电脑控制，自动化程度、可靠性和安全性高，操作人员依据视频图像，控制机械臂、转盘与升降台的联动，实现修枝机末端修枝锯前后、左右、上下运动，完成高大树木的修枝工作。

主权项

一种高大树木修枝机械臂的控制装置，其特征在于包括视频图像采集单元和控制单元；所述的视频图像采集单元用于拍摄高大树木树枝视频图像，并传送至工业平板电脑；所述的控制单元根据视频图像采集单元拍摄的视频图像，操作人员通过视频图像确定修枝锯与树枝相对位置，控制修枝锯完成修枝工作；所述的视频图像采集单元包括数字无线摄像头和USB数字无线接收器；所述的数字无线摄像头固定在修枝锯前端进行拍摄，将视频图像通过无线信号传送至USB数字无线接收器；所述的USB数字无线接收器通过USB接口安装在工业平板电脑上，接收数字无线摄像头拍摄的视频图像，并在工业平板电脑上显示视频图像；所述的控制单元包括触屏式工业平板电脑模块、升降台控制模块、转盘控制模块、机械臂控制模块和修枝锯控制模块；所述的触屏式工业平板电脑模块用于显示视频图像，并通过RS485总线控制其它模块；所述的升降台控制模块包括升降台、升降台电磁换向阀和基于RS485总线升降台继电器；所述的升降台采用液压控制方式；所述的基于RS485总线的升降台继电器输入端通过RS485总线与工业平板电脑相连，其输出端连接电磁换向阀，操作人员操作工业平板电脑通过RS485总线控制基于RS485总线的升降台继电器，控制电磁换向阀换向，实现升降台的上下运动；所述的转盘控制模块包括基于RS485总线的PWM发生器、步进电机控制器和步进电机；所述的步进电机控制器输出端通过控制线和信号线连接步进电机；所述的基于RS485总线的PWM发生器输入端通过RS485总线与工业平板电脑相连，其输出端与步进电机控制器连接，操作人员操作工业平板电脑通过RS485总线配置基于RS485总线的PWM发生器，基于RS485总线的PWM发生器对步进电机控制器发出脉冲信号，通过步进电机控制器控制步进电机转动，实现转盘的旋转；所述的机械臂控制模块包括三个电动缸，每个电动缸由伺服电机驱动器、伺服电机和丝杠组成；所述的丝杠固定在伺服电机输出轴上；所述的伺服电机驱动器信号输入端通过RS485总线与工业平板电脑相连，其输出端连接伺服电机，操作人员操作工业平板电脑通过RS485总线控制伺服电机驱动器，伺服电机驱动器控制伺服电机旋转，带动丝杠传动，实现机械臂的运动；所述的修枝锯控制模块包括修枝锯驱动电机、摆动推杆驱动电机、径向推杆驱动电机和基于RS485总线的修枝锯继电器；所述的基于RS485总线的修枝锯继电器输入端通过RS485总线与工业平板电脑相连，其输出端分别连接修枝锯驱动电机、摆动推杆驱动电机和径向推杆驱动电机，操作人员操作工业平板电脑通过RS485总线控制基于RS485总线的修枝锯继电器，基于RS485总线的修枝锯继电器控制修枝锯驱动电机的启停、摆动推杆驱动电机和径向推杆驱动电机的启停和换向，实现修枝锯的启停、摆动推杆的摆动及径向推杆的伸缩，进行修枝工作。