(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210771453.9 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 中国农业科 学院都市农业研究所 地址 610020 四川省成 都市天府新区兴隆 街道蜡梓东 街36号 申请人 成都农业科技职业学院 (72)发明人 马伟　杨其长　张梅　 (74)专利代理 机构 北京开阳星知识产权代理有 限公司 1 1710 专利代理师 谢子奇 (51)Int.Cl. B25J 9/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装 置及方法 (57)摘要 本公开涉及农用外骨骼 技术领域， 尤其涉及 一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置及 方法。 本公开提供了一种机器视觉农用外骨骼机 器人探测器装置， 包括下肢外骨骼单元、 影像采 集装置以及分析控制装置， 下肢外骨骼单元大腿 外骨骼和小腿外骨骼， 大腿外骨骼通过膝关节助 力件与小腿外骨骼连接， 膝关节助力件用于在大 腿外骨骼和小腿外骨骼相对屈曲时提供助力； 影 像采集装置用于采集用户四周的影像并将影像 传送至控制装置， 影像采集装置包括探测器本体 和至少四个影像采集件， 影像采集件设置在探测 器本体上， 探测器本体通过关节 付与大腿外骨骼 连接， 关节 付用于在用户下肢的屈曲运动时提供 外助力。 通过上述技术方案， 可 以提高农业生产 效率、 降低作业强度。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115070732 A 2022.09.20 CN 115070732 A 1.一种机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在于， 包括下肢外骨骼单元 (1)、 影像采集装置(2)以及分析控制装置(3)， 其中， 所述下肢外骨骼单元(1)包括大腿外骨骼(11)和小腿外骨骼(13)， 所述大腿外骨骼 (11)通过所述膝关节助力件(12)与所述小腿外骨骼(13)连接， 所述膝关节助力件(12)用于 在所述大腿外骨骼(11)和所述小腿外骨骼(12)相对屈曲时提供助力， 所述膝关节助力件 (12)包括第一弹性连接杆(121)和第一压缩弹簧(122)， 所述第一弹性连接杆(121)一端设 置在所述大腿外骨骼(21)内， 另一端设置所述小腿外骨骼(23)内， 所述第一压缩弹簧(122) 设置在所述膝关节助力件(22)内， 且所述第一压缩弹簧(122)抵接在所述第一弹性连接杆 (121)与所述膝盖 外助力件(2 2)靠近所述下肢外骨骼单 元(1)的内壁之间； 所述影像采集装置(2)用于采集用户动作影像和/或四周的场景影像并将影像传送至 所述控制装置(3)， 所述影像采集装置(2)包括探测器本体(21)和至少四个影像采集件 (22)， 所述影像采集件(22)设置在所述探测器本体(21)上， 所述探测器本体(21)通过关节 付(A)与所述大腿外骨骼(1 1)连接； 所述关节付(A)用于在用户下肢运动时提供外助力， 所述关节付(A)包括驱动装置(41) 和转动部， 所述转动部包括主动齿轮(G)和从动齿轮(H)， 所述主动齿轮(G)设置在所述关节 付(A)内， 所述从动齿轮(H)设置在所述下肢外骨骼单元(1)内， 且所述主动齿轮(G)与所述 从动齿轮(H)啮合连接； 所述驱动装置(41)在所述分析控制装置发出运动指令后， 驱动所述主动齿轮(A)转动； 所述分析控制装置(3)用于将采集影像转化为多种运动指令， 多种所述运动指令分别 对应预设的扭力值控制所述驱动装置(41)提供外助力。 2.根据权利要求1所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在于， 所述探 测器本体(21)为环形， 且所述探测器本体(21)对应穿戴在用户腰部， 所述探测器本体(21) 上设置有安装槽， 四个所述安装槽沿所述探测器本体(21)周向设置， 所述影像采集装置 (22)设置在所述 安装槽内。 3.根据权利要求1所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在于， 所述运 动指令包括下蹲采摘指令、 弯腰采摘指令、 伸手采摘指令、 扭腰作业指令， 其中， 所述驱动装置(41)在接收所述下蹲采摘指令的扭力值 为2200N； 所述驱动装置(41)在接收所述弯腰采摘指令的扭力值 为2050N； 所述驱动装置(41)在接收所述伸手采摘指令的扭力值 为950N； 所述驱动装置(41)在接收所以扭腰作业指令的扭力值 为1980N。 4.根据权利要求1所述的机器农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在于， 所述影像采 集件(22)包括摄像头(C)和形变部(D)， 所述摄像头(C)通过所述形变部(D)与所述探测器本 体(1)连接 。 5.根据权利要求1所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在于， 所述影 像采集件(22)包括摄像头和微型云台， 所述摄像头通过所述微型云台与所述探测器本体 (1)连接。 6.根据权利要求1至5任一项所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在 于， 所述关节付(A)还包括连接组件， 所述连接组件包括第二弹性连接杆(E)和第二压缩弹 簧(F)， 所述关节付(4)和所述下肢外骨骼单元(1)通过所述第二弹性连接杆(E)连接， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115070732 A 2第二压缩弹簧(F)设置在所述关节付(4)内， 且所述第二压缩弹簧(F)抵接在所述第二弹性 连接杆(E)与所述关节付(A)靠 近所述下肢外骨骼单 元(1)的内壁之间。 7.根据权利要求1所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置， 其特征在于， 所述分 析控制装置(3)还设置有组队模块， 所述组队模块用于与其它用户进 行组队， 且能够将所述 影像采集装置(2)的采集的影 像信息彼此共享。 8.一种根据权利要求1至7任一项所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置的使 用方法， 其特 征在于， 包括以下步骤， 步骤一： 将3至5个机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置通过机器视觉算法形成小 组， 所述机器视 觉农用外骨骼机器人探测器装置与用户绑定实现装置与用户的配对； 步骤二： 按下组队按钮， 所述分析控制装置会搜索其它机器视觉农用外骨骼机器人探 测器装置进行组队， 此时其它的所述影像采集装置会为自己提供辅助决策， 获取自己的穿 戴人员的动作信息， 相互掩护、 彼此提供信息 。 9.根据权利要求8所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置的组网作业方法， 其 特征在于， 所述步骤一中， 多个所述机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置之间的网组网 络采用距离法， 以距离最近的视 觉为主。 10.根据权利要求8所述的机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置的组网作业方法， 其 特征在于， 在所述步骤二中， 当多个机器视觉农用外骨骼机器人探测器装置进行组队图像 共享后， 网组信号被遮挡超过两秒将会提示使用者， 多个农用外骨骼机器人探测器装置的 共享影像以最近的设备为共享目标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115070732 A 3