具有机械臂自动标定功能的无人车的制作方法

1.本技术涉及农业自动化设备技术领域，尤其涉及一种具有机械臂自动标定功能的无人车。


背景技术：

2.无人车可应用于农业、工业等场景，在植保领域中，可以在无人车上安装各种作业装置，实现喷洒药剂、种子、粉剂等。相比于传统的人工操作，可大大降低劳动强度，提高作业效率。
3.无人车搭载机械臂在农田作业时，由于农田地面不平带来的车体晃动、机械臂运行误差累积等原因，机械臂标定好的零点会产生偏移，使得作业出现位置不准确的现象，因此需要在作业过程中经常标定校准，去保证机械臂作业的准确率，现有技术中对无人车机械臂进行标定校准时是每次通过人工将标定板放置在机械臂上，进行机械臂标定，人工操作标定板需要在无人车停车状态下进行，效率低且会占用无人车作业时间，同时无法解放人力，从而影响无人车的自动化做业。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的一个目的在于：提供一种具有机械臂自动标定功能的无人车，其能够实现机械臂位置标定的自动化。
5.本实用新型实施例的另一个目的在于：提供一种具有机械臂自动标定功能的无人车，其能够保证标定板的清洁，使得在较为恶劣环境下进行工作的无人车不会因标定板污染导致自动化标定无法正常进行。
6.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
7.提供一种具有机械臂自动标定功能的无人车，包括车体、机械臂以及标定板，机械臂一端固定安装于所述车体，另一端形成有机械臂动平台，所述标定板安装在所述机械臂动平台上，所述机械臂动平台上还设置有用于对所述标定板的标定表面进行清洁的标定板清洁装置。
8.可选的，所述标定板清洁装置为翻转装置，所述标定板通过所述翻转装置安装于所述机械臂动平台，以使所述标定板可随所述翻转装置进行翻转。
9.可选的，所述翻转装置包括翻转支架，所述翻转支架固定安装于所述机械臂动平台，所述标定板可转动的安装在所述翻转支架上。
10.可选的，还包括翻转驱动组件，所述翻转驱动件用于驱动所述标定板相对于所述翻转支架转动，所述翻转驱动组件包括翻转动力机构以及翻转传动机构，所述翻转动力机构相对于所述翻转支架固定设置，所述翻转动力机构的动力输出轴传动连接所述翻转传动机构。
11.可选的，所述翻转支架上设置有翻转轴，所述翻转轴传动连接所述翻转驱动机构，所述标定板固定安装于所述翻转轴。
12.可选的，所述翻转支架上设置有翻转轴，所述翻转轴传动连接所述翻转驱动机构，所述翻转轴上固定安装有安装板，所述标定板固定安装于所述安装板上。
13.可选的，所述标定板清洁装置为清扫装置，所述清扫装置被设置为可相对于所述标定表面移动以对所述标定表面进行清理。
14.可选的，所述清扫装置包括毛刷以及清扫驱动装置，所述清扫驱动装置传动连接所述毛刷用于驱动毛刷相对于所述标定表面移动。
15.可选的，所述清扫装置包括支撑座以及安装于所述支撑座的导杆，所述毛刷可移动安装在所述导杆上。
16.可选的，所述导杆上设置有滑块，所述毛刷固定安装于所述滑块上。
17.可选的，所述标定表面外还设置有保护板，所述保护板采用透明材料制成。
18.本技术的有益效果为：本技术中将作为机械臂位置标定参照的标定板设置在机械臂动平台上，在进行机械臂位置标定的过程中，无需人工进行标定板安装，使其安装位置更准确，同时提高了机械臂位置标定的效率，通过放置标定板清洁装置，可以防止无人车在农田环境下被弄脏、标定表面被遮挡导致无法标定的问题发生。
附图说明
19.下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
20.图1为本实用新型实施例的具有机械臂自动标定功能的无人车立体结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例所述的一种标定板清洁装置立体结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例所述的另一种标定板清洁装置立体结构示意图；
23.图中：
24.100、车体；200、机械臂；210、机械臂动平台；300、标定板；410、翻转装置；411、翻转支架；412、翻转轴；413、安装板；420、清扫装置；421、毛刷；422、支撑座；423、导杆；424、滑块；425、电动推杆。
具体实施方式
25.为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.参照图1-3所示，本技术提供一种具有机械臂自动标定功能的无人车，包括车体100、机械臂200以及标定板300，机械臂200一端固定安装于所述车体100，另一端形成有机械臂动平台210，所述标定板300安装在所述机械臂动平台210上，所述机械臂动平台210上还设置有用于对所述标定板300的标定表面进行清洁的标定板清洁装置。
29.本技术中将作为机械臂200位置标定参照的标定板300设置在机械臂动平台210上，在进行机械臂200位置标定的过程中，无需人工进行标定板300安装，使其安装位置更准确，同时提高了机械臂200位置标定的效率，通过放置标定板清洁装置，可以防止无人车在农田环境下被弄脏、标定表面被遮挡导致无法标定的问题发生。
30.在机器视觉、图像测量、摄影测量、三维重建等应用中，为校正镜头畸变、确定物理尺寸和像素间的换算关系以及确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相机成像的几何模型。通过相机拍摄带有固定间距图案阵列平板、经过标定算法的计算，可以得出相机的几何模型，从而得到高精度的测量和重建结果，而带有固定间距图案阵列的平板就是标定板300。
31.需要指出的是，本方案所述的机械臂动平台210是指机械臂200的末端用于连接机械卡爪、打顶装置的结构的平台，平台下表面用于安装机械卡爪、打顶装置等结构，平台上表面用于安装标定板清洁装置，本方案中，机械臂200带动机械臂动平台210进行水平及竖直运动，在运动过程中机械臂动平台210始终保持安装标定板清洁装置的表面朝上。
32.具体的，参照图2所示，本技术中所述标定板清洁装置为翻转装置410，所述标定板300通过所述翻转装置410安装于所述机械臂动平台210，以使所述标定板300可随所述翻转装置410进行翻转。
33.将标定板300设置在翻转装置410上并使其可随翻转装置410的翻转而同步翻转，在机械臂200正常工作时，翻转装置410带动标定板300处于倒置状态，标定表面朝下，此时无人车在农田中行走及工作产生的灰尘、树叶及砂石等不会在标定表面堆积，当无人车需要进行自动标定时，翻转装置410带动标定板300翻转，使得标定表面处于标定表面朝上的状态，以便完成机械臂200位置标定，标定完成后，翻转装置410再次带动标定板300翻转，标定板300继续处于倒置状态。
34.需要指出的是，本技术中的机械臂200位置标定采用相机标定的方式，在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定(或摄像机标定)，可以理解的是，在除了设置有标定板300结构外，在无人车上还应具有标定时所需要使用的相机等相关硬件结构，由于相机标定方式属于现有技术，本技术中不对其具体结构及实现方式进行具体阐述，本领域技术人员可根据实际情况将现有应用于相机标定系统的其余必要结构引用到本技术技术方案中，本技术仅侧重于保护标定板300的安装方式以及标定板清洁装置。
35.本技术提供了一种具体的翻转装置410结构，参照图2所示，所述翻转装置410包括翻转支架411，所述翻转支架411固定安装于所述机械臂动平台210，所述标定板300可转动
的安装在所述翻转支架411上。翻转支架411作为翻转装置410与机械臂动平台210的连接件，用于将标定板300安装在机械臂动平台210上，并保证在进行机械臂200位置标定的状态下，标定板300与机械臂动平台210始终保持固定的相对位置，从而保证标定效果。
36.可选的，为了实现标定板300的自动化翻转，本技术中所述的具有机械臂自动标定功能的无人车还包括翻转驱动组件(未图示)，所述翻转驱动件用于驱动所述标定板300相对于所述翻转支架411转动，所述翻转驱动组件包括翻转动力机构以及翻转传动机构，所述翻转动力机构相对于所述翻转支架411固定设置，所述翻转动力机构的动力输出轴传动连接所述翻转传动机构。
37.可选的，本实施例中翻转动力机构为驱动电机，翻转传动机构为变速箱。驱动电机的电机壳体固定安装在翻转支架411或机械臂动平台210上，驱动电机的输出轴传动连接变速箱输入端，变速箱输出端传动连接标定板300，驱动电机的转动可通过变速箱传递至标定板300，从而带动标定板300实现翻转。
38.本技术中翻转动力机构并不局限于采用驱动电机，在其他实施例中还可以采用液压缸或气压缸等直线驱动机构，通过直线驱动机构驱动齿条移动，并通过齿条带动传动齿轮旋转，从而带动标定板300进行翻转。
39.可选的，在本技术的另一个可选的实施例中，所述翻转支架411上设置有翻转轴412，所述翻转轴412传动连接所述翻转驱动机构，所述标定板300固定安装于所述翻转轴412，对于翻转轴412的驱动，可以采用上述驱动电机配合变速箱的方案或者采用直线驱动机构配合齿条、齿轮传动的方式，本技术中不对其进行具体的限制。
40.上述实施例中所采用的是将标定板300直接安装在翻转轴412上，由翻转轴412直接带动标定板300翻转，在本技术的其他实施例中还可以采用以下方案，在所述翻转支架411上设置有翻转轴412，所述翻转轴412传动连接所述翻转驱动机构，所述翻转轴412上固定安装有安装板413，所述标定板300固定安装于所述安装板413上，通过安装板413固定标定板300的结构有助于简化标定板300上的连接结构，标定板300可通过粘接的方式固定到安装板413上，甚至可以在不去除原本标定板300的情况下，在其表面粘接一层新的标定板300而达到更换标定板300的目的。
41.参照图3所示，本技术所述的具有机械臂自动标定功能的无人车，其标定板清洁装置还可以为清扫装置420，所述清扫装置420被设置为可相对于所述标定表面移动以对所述标定表面进行清理。
42.即，本实施例中可通过清扫标定表面使落在其上的灰尘、树叶、砂石等杂物被清除，避免标定图案被遮挡导致标定无法完成的情况发生。
43.具体的，所述清扫装置420包括毛刷421以及清扫驱动装置，所述清扫驱动装置传动连接所述毛刷421，用于驱动毛刷421相对于所述标定表面移动。毛刷421的运动轨迹平行于标定表面，且毛刷421上的刷毛能够接触到标定表面，从而实现对标定表面的清洁。
44.需要指出的是，采用毛刷421对标定表面进行清洁的方式来避免标定图案被遮挡，毛刷421工作的时机可以根据实际需要进行选择，即，毛刷421工作的时机可以是在无人车工作且不需要进行机械臂200位置标定的状态下持续进行的，在此情形下，每当有杂物落到标定表面，毛刷421的移动均可将其清除，从而始终保持标定表面清洁，而在需要进行机械臂200位置标定时，毛刷421停止运动，进行标定操作。
45.毛刷421工作的时机还可以为在无人车进行常规工作时毛刷421不移动，而仅当在需要对机械臂200进行位置标定前的特定时间段内毛刷421启动开始工作，将之前无人车工作过程中落在标定表面的杂物清除，之后再进行标定工作，依此方式进行循环，实现标定过程中保证标定表面的清洁。
46.具体的，本实施例中提供了一种清扫装置420的具体结构，所述清扫装置420包括支撑座422以及安装于所述支撑座422的导杆423，所述毛刷421可移动安装在所述导杆423上。本实施例中导杆423最为毛刷421移动的轨道，在所述导杆423上设置有滑块424，所述毛刷421固定安装于所述滑块424上随滑块424的移动毛刷421进行移动。
47.本实施例中所述清扫驱动装置为电动推杆425，电动推杆425一端与支撑座422铰接，另一端与滑块424铰接，在工作过程中，电动推杆425伸缩带动滑块424沿导杆423滑动，从而带动毛刷421对标定板300进行清洁。
48.由于毛刷421作为清扫装置420对标定表面进行清理的过程中会与标定表面接触，从而对标定表面造成损伤影响标定的进行，本实施例中在所述标定表面外还设置有保护板(未图示)，所述保护板采用透明材料制成，保护板能够避免毛刷421将标定图案损坏而影响标定的进行。
49.本实施例中所述无人车上设置有两个机械臂200，在每个机械臂200上设置有标定板300，需要指出的是，两个机械臂200并不作为对本技术的限制，在其他实施例中还可以采用具有一个机械臂200或三个、四个机械臂200的技术方案。
50.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
53.以上结合具体实施例描述了本技术的技术原理。这些描述只是为了解释本技术的原理，而不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本技术的保护范围之内。