[发明专利]一种割胶机器人的力反馈控制系统和方法以及割胶机器人

权利要求书

1.一种割胶机器人的力反馈控制系统，割胶机器人包括刀具(2)、机械臂(7)、底座(8)和机械臂控制柜；所述刀具(2)包括刀架(9)和刀片(10)，其特征在于，所述力反馈控制系统包括线激光传感器(3)、固定盘(4)、六维力传感器(5)、法兰(6)和上位机；

所述六维力传感器(5)通过法兰(6)与机械臂(7)的末端关节固接，所述刀具(2)的刀架(9)通过固定盘(4)与六维力传感器(5)连接；

所述线激光传感器(3)垂直固接在固定盘(4)上，线激光传感器(3)位于刀片(10)的割胶方向的前方；线激光传感器(3)的激光发射方向指向橡胶树(1)，且线激光传感器(3)的激光发射端与刀片(10)的端部齐平，用于实时检测刀片(10)与橡胶树(1)的切割面(11)之间的距离；

所述六维力传感器(5)能够检测到笛卡尔坐标系下XYZ三个方向上的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz；

所述上位机分别与线激光传感器(3)、六维力传感器(5)和机械臂控制柜连接，根据预先获得的橡胶树(1)的起割点、起割点的橡胶树半径和树干中心线信息，以及线激光传感器(3)和六维力传感器(5)的实时检测数据，向机械臂控制柜发出控制指令，控制机械臂(7)调整刀具(2)的运动轨迹，从而控制切割深度q和耗皮量p的均匀性。

2.根据权利要求1所述的割胶机器人的力反馈控制系统，其特征在于，所述六维力传感器(5)为套筒结构，包括外板、传感器主体以及内部芯片；外板和传感器主体连接；芯片具有应变检测功能，位于传感器主体内部。

3.一种包含权利要求1-2所述的力反馈控制系统的割胶机器人。

4.根据权利要求3所述的割胶机器人，其特征在于，所述机械臂(7)通过底座(8)安装在移动车体上，机械臂(7)为六自由度串联机械臂，机械臂控制柜控制机械臂(7)完成多维运动，实现刀具(2)在上橡胶树(1)沿割线(12)进行高精度割胶作业。

5.根据权利要求3所述的割胶机器人，其特征在于，所述刀片(10)与水平面夹角为30°，与割线(12)的螺旋升角一致；刀片(10)与橡胶树(1)的树干表面垂直。