[发明专利]一种基于柔性平台的刀具位姿调整机构及方法

说明书

本发明涉及一种基于柔性平台的刀具位姿调整机构及方法，该机构包括柔性姿态调整机构、四个电磁阀、控制器和气泵组成，所述柔性姿态调整机构由刀具、惯性传感器、刀具安装平台、四个密封柔性管和固定安装板组成，所述刀具和惯性传感器安装于刀具安装平台上，所述刀具安装平台经所述四个密封柔性管安装于固定安装板上，所述气泵分别连接四个电磁阀的进气端，所述四个电磁阀的出气端分别连通所述四个密封柔性管，所述控制器分别与四个电磁阀的控制端电性连接，以控制四路电磁阀的通断，通过控制密封柔性管中气压来控制其伸展，进而控制刀具安装平台及其上刀具的姿态。该机构及方法有利于灵活调整刀具的姿态。

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种基于柔性平台的刀具位姿调整机构及方法。

背景技术

除草作业是农业生产中必不可少的一项作业，杂草的去除可以促进农作物的生长，增加农作物的产量。农田中的杂草生长的离农作物很近，很多时候甚至藏在农作物下方。对于这样的杂草，普通的不具有姿态调整的除草机构无法去除，因为会伤害到农作物。因此，设计一种能调整除草刀具位姿的机构就很有必要，通过这样的机构后可以避开农作物，去除藏匿于农作物下的杂草。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于柔性平台的刀具位姿调整机构及方法，该机构及方法有利于灵活调整刀具的姿态。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于柔性平台的刀具位姿调整机构，包括柔性姿态调整机构、四个电磁阀、控制器和气泵组成，所述柔性姿态调整机构由刀具、惯性传感器、刀具安装平台、四个密封柔性管和固定安装板组成，所述刀具和惯性传感器安装于刀具安装平台上，所述刀具安装平台经所述四个密封柔性管安装于固定安装板上，所述气泵分别连接四个电磁阀的进气端，所述四个电磁阀的出气端分别连通所述四个密封柔性管，所述控制器分别与四个电磁阀的控制端电性连接，以控制四路电磁阀的通断，通过控制密封柔性管中气压来控制其伸展，进而控制刀具安装平台及其上刀具的姿态。

进一步地，所述密封柔性管为波纹软管，四个密封柔性管均布于刀具安装平台与固定安装板之间，一端安装于刀具安装平台上，另一端安装于固定安装板上。

进一步地，所述固定安装板上分别开设有四个与密封柔性管密封连通的通气孔，所述四个电磁阀的出气端分别经导气管连接四个通气孔；四个电磁阀控制四个密封柔性管中空气流量的开关，决定四个密封柔性管中是否填充气体以及充气量的多少。

进一步地，所述固定安装板固定安装于相应的工作机构上。

进一步地，所述惯性传感器的安装方向与刀具的轴向一致，以使惯性传感器获取的姿态数据即为刀具的姿态；所述惯性传感器与控制器连接，以将获取的姿态数据传输给控制器。

进一步地，所述控制器分别经铜缆导线连接四个电磁阀的控制端，以传输电信号控制电磁阀的开关。

进一步地，所述密封柔性管在靠近刀具安装平台的一侧部开设有一放气孔，所述放气孔通过密封件堵住密封。

本发明还提供了一种基于上述机构的刀具位姿调整方法，包括以下步骤：

1）给定目标姿态数据TH1和允许误差e；

2）通过惯性传感器获取刀具当前的姿态数据TH2；

3）判断是否满足|TH1-TH2|e，是则转下一步，否则结束刀具姿态调整；

4）计算四个密封柔性管的充气量，然后分别控制四个控制阀的通断，向四个密封柔性管分别填充相应量的气体；

5）更新惯性传感器获取的姿态数据TH2，并返回步骤3）。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种基于柔性平台的刀具位姿调整机构及方法，该机构通过控制固定平台上不同密封柔性管的充其量，来调整其上刀具安装平台的姿态，从而实现了一种姿态调节灵活的柔性平台，将刀具安装其上，实现了刀具姿态的灵活调节。此外，该机构结构简单，易于实现。因此，本发明具有很强的实用性和广阔的应用前景。