本发明涉及一种棉花打顶机器人系统及其工作方法，涉及农业机械领域。

背景技术：

棉花打顶是棉花生产中必不可少的一项作业，可以促进旁枝的发育和生长来达到提高棉花产量的目的。采用人工打顶的方式，将投入大量人力，提高了棉花的生产成本，因此研发可以用于棉花打顶的机械设备，可以实现有效打顶，有显著的增产增收效果。而现有的机械打顶装置大多不能切割植株侧面顶尖，面对生长状态不同的作物只能一刀切，会对作物造成损伤或漏打。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种棉花打顶机器人系统及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种棉花打顶机器人系统，包括移动车，移动车上设有机械手，机械手的执行端安装有打顶装置，打顶装置包括支架，支架上设有经电机驱动旋转的转轴，转轴上安装有绳索安装架，绳索安装架上绕设有绳索，绳索由位于中间的直段以及直段两端朝外斜扩的斜段组成。

优选的，电机通过联轴器与转轴相连接，支架与机械手的执行端相连接。

优选的，绳索安装架包括长绳索安装架与短绳索安装架，长绳索安装架的数量为两个且均中部与转轴可拆连接，短绳索安装架的数量为两个且均中部与转轴可拆连接，两短绳索安装架位于两长绳索安装架之间；绳索的数量为两根，并分别沿绳索安装架的同端侧绕设延伸，形成直段与斜段，绕设延伸的绳索整体呈“哑铃”状。

优选的，绳索安装架与转轴之间通过钢丝绑扎连接，绳索与绳索安装架之间绑扎连接。

优选的，移动车包括车架，车架的底部设有前轮、中间轮、后轮，后轮安装在独立的后轮架上，后轮架上铰接有两根相互平行的连杆，两根连杆的另一端均与车架铰接，使后轮架、两根连杆、车架之间形成平行四边形机构，后轮架顶部经减震弹簧与车架顶部相连；两个后轮设置为轮毂电机；两个后轮安装位置低于其它四个轮胎。

优选的，移动车的左右两侧对称设有敞口朝上的侧箱，侧箱的悬挂面顶部经敞口朝下的u形挂耳悬挂在移动车侧的横杆上，侧箱的悬挂面底部抵在移动车侧。

优选的，机械手固连在移动车的前方顶部。

一种棉花打顶机器人系统的工作方法，按以下步骤进行：（1）预先根据棉株大致生长情况调整绳索安装架、绳索的安装位置，调整直段与两斜段的长度、两斜段与直段间的夹角，使绳索的直段对应植株顶端顶尖，两斜段对应植株侧枝顶尖；（2）电机持续运转，转轴转动，绳索绕转轴回转，去除植株顶端顶尖、侧枝顶尖。

优选的，减震弹簧随地面路况的起伏而压缩，进而促使驱动轮随地面起伏而适应地形，最终实现移动车在复杂地形下的稳定移动。

优选的，移动车装载机械手与打顶装置行走，机械手带动打顶装置并实时调整其位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该棉花打顶机器人系统的结构简单，绳索的直段对应植株顶端顶尖，两斜段对应植株侧枝顶尖，打顶装置能实现对棉株顶尖与侧面顶尖的打顶。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的构造示意图（去除打顶装置）。

图2为移动车的侧视图（去除侧箱）。

图3为侧箱的构造示意图。

图4为机械手的构造示意图。

图5为打顶装置的构造简图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~5所示，一种棉花打顶机器人系统，包括移动车1，移动车上设有机械手2，机械手的执行端安装有打顶装置3，打顶装置包括支架4，支架上设有经电机5驱动旋转的转轴6，转轴上安装有绳索安装架，绳索安装架上绕设有绳索，绳索由位于中间的直段7以及直段两端朝外斜扩的斜段8组成。绳索的直段对应植株顶端顶尖，两斜段对应植株侧枝顶尖，打顶装置利用绳索进行打顶。机械手调整打顶装置位置以适应植株的实际生长情况，机械手为现有技术，采用水平多关节机器人。

在本发明实施例中，电机通过联轴器9与转轴相连接，支架与机械手的执行端相连接。

在本发明实施例中，绳索安装架包括长绳索安装架10与短绳索安装架11，长绳索安装架的数量为两个且均中部与转轴可拆连接，短绳索安装架的数量为两个且均中部与转轴可拆连接，两短绳索安装架位于两长绳索安装架之间；绳索的数量为两根，并分别沿绳索安装架的同端侧绕设延伸，形成直段与斜段，绕设延伸的绳索整体呈“哑铃”状。

在本发明实施例中，绳索安装架与转轴之间通过钢丝绑扎连接，绳索与绳索安装架之间绑扎连接。安装位置能进行调整。

在本发明实施例中，移动车包括车架，整体选用不锈钢型材焊接而成，车架的车身主体由中空不锈钢管焊接而成，车架的底部设有前轮12、中间轮13、后轮14，后轮安装在独立的后轮架15上，后轮架上铰接有两根相互平行的连杆16，两根连杆的另一端均与车架铰接，使后轮架、两根连杆、车架之间形成平行四边形机构，后轮架顶部经减震弹簧17与车架顶部相连，减震弹簧与后轮架顶部固设的支座铰接；可以根据实际地形或受力情况更换不同尺寸、性能的减震弹簧；前轮、中间轮和后轮可以选用定向轮或轮毂电机，本实施例中两个后轮设置为轮毂电机；两个后轮安装位置低于其它四个轮胎。

在本发明实施例中，车架在不同位置固设有多个支座20，用以与减震弹簧的顶端铰接。减震弹簧可以根据需要调整其铰接位置。

在本发明实施例中，移动车的左右两侧对称设有敞口朝上的侧箱18，侧箱的悬挂面顶部经敞口朝下的u形挂耳19悬挂在移动车侧的横杆上，侧箱的悬挂面底部抵在移动车侧。侧箱用以装载提供动力的汽油发电机或其他附属设备。

在本发明实施例中，机械手固连在移动车的前方顶部。支架安装在水平多关节机器人腕部丝杠21末端上。电机安装在支架上，电机输出轴通过联轴器与转轴连接，并将动力传递给转轴。

一种棉花打顶机器人系统的工作方法，按以下步骤进行：（1）预先根据棉株大致生长情况调整绳索安装架、绳索的安装位置，调整直段与两斜段的长度、两斜段与直段间的夹角，使绳索的直段对应植株顶端顶尖，两斜段对应植株侧枝顶尖；（2）电机持续运转，转轴转动，绳索绕转轴回转，去除植株顶端顶尖、侧枝顶尖。

在本发明实施例中，减震弹簧随地面路况的起伏而压缩，进而促使驱动轮随地面起伏而适应地形，最终实现移动车在复杂地形下的稳定移动。

在本发明实施例中，移动车装载机械手与打顶装置行走，机械手带动打顶装置并实时调整其位置。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的棉花打顶机器人系统及其工作方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。