(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 20221046426 0.9 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 徐军　吴瑞　 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 9/08(2006.01) G05B 19/042(2006.01) A01G 23/10(2006.01) (54)发明名称 一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人 系统实现方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于阿里云物联网的智 慧割胶机器人系统的实现方法， 其特征在于： 包 括割胶机器人控制系统、 数据采集系统、 数据远 程监控系统； 割胶机器人运动控制系统包括电机 控制模块、 电机限位模块， 电机控制模块与限位 模块连接； 数据采集系统包括温度采集模块、 电 压电流采集模块； 数据远程监控系统包括网页端 阿里云监控模块、 手机小程序监控模块， 小程序 和网页监控模块相连接， 电机控制模块和限位模 块一起与阿里云相连接。 本发明将阿里云物联网 平台与割胶机器人相结合， 实现了一种全新的割 胶机器人控制方式， 并且采用独特的数据采集系 统， 更加方便快捷的采集数据。 在存在网络的环 境下能够实现远程控制割胶机器人进行周期性 的割胶活动。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114654483 A 2022.06.24 CN 114654483 A 1.一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 其特 征在于： 包括割胶机器人控制系统、 数据采集系统、 数据远程监控系统； 所述割胶机器人运动控 制系统包括电机控制模块、 电机限位模块， 电机控制模块与限位模块连接； 所述数据采集系 统包括温度采集模块、 电压电流采集模块； 所述数据远程监控系统包括网页端阿里云监控 模块、 手机小程序监控模块， 所述手机小程序模块和所述网页端阿里云监控模块相连接， 所 述电机控制模块和所述电机限位模块 一起与阿里云相连接 。 2.根据权利要求1所述的一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 其特征在于： 电机控制模块利用电机的正反转控制割胶机器人割胶刀运动， 通过控制电机占空比进 行调速， 通过限位开关对割胶刀进行限制， 使电机完成机械式往返运动， 完成一次割胶周 期。 3.根据权利要求1所述的一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 其特征在于： 所述温度采集模块采用NTC(负温度系数)热敏电阻测量温度， NTC热敏电阻的温度使用 Steinhart‑Hart(菲利普 ‑斯特宁哈特)方程进行计算， 其公式为： 式中T代表温度， T0为标称温度， B为Beta系数， R是 热敏电阻的测量阻值， R0是标称电阻。 4.根据权利要求1所述的一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 其特征在于： 所述电压电流数据采集模块采用INA226电流电压监控器， 其监控分流器降压和总线电 压， 可编程校准值、 转换时间、 取平均值功能连同内置乘法器可以使其直接读出电流和电压 的数值。 5.根据权利要求1所述的一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 其特征在于： 使用ESP32的WiFi模块使其可以直连阿里云物联网平台。 6.根据权利要求1所述的一种基于阿里云物联网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 其特征在于： 所述割胶机器人通过所述数据远程监控系统将数据采集， 通过所述WiFi模块与所述阿 里云物联网平台相连接， 并将数据传送到所述阿里云物联网平台； 所述手机小程序和所述 阿里云物联网平台连接， 可以获取机器人采集到的各项 数据， 并且可以远程下达控制指 令， 控制所述割胶机器人 上面的电机进行割胶运动。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114654483 A 2一种基于阿里云物联网的智慧割胶机 器人系统实现方 法 技术领域 [0001]本发明属于割胶机器控制技术领域， 具体涉及一种基于阿里云物联网的智慧割胶 机器人系统实现方法。 背景技术 [0002]随着人类的发展， 天然橡胶已经被列为国家 战略物资， 广泛应用于国民经济建设 各个领域， 在现代社会中发挥着巨大作用。 21世纪， 橡胶工业的发展日新月异， 但是， 一直延 续的最为原始又落后的采胶方式， 五百年来始终都没有改变过， 目前国内外几乎都采用人 工割胶。 工人们使用手持式割胶工具进行采胶， 采集工作量大、 难度高、 安全性差、 效率低， 一直是制约其 发展的瓶颈。 现阶段， 橡胶树割胶制度已经较为成熟， 而割胶工具仍较为落后 着社会的发展和技 术的进步， 割胶技 术也在不断发展。 [0003]同时， 割胶工人们昼伏夜出的进行高强度劳动， 各种职业病高发， 其中眼睛疾病、 胃肠病、 风湿类疾病以及妇科病、 皮肤病、 高血压、 腰椎肩周疾病发病率高， 使现代胶工不断 从胶园中流失。 据统计， 2014年海南约有20％～30％民营橡胶园停割， 其中， 屯昌县南吕镇 达到50％以上。 割胶工人日趋 短缺， 老龄化问题日趋严重， 其中海胶集团割胶工短缺达5000 多人， 全世界割胶工缺失率已经超过40％。 [0004]传统割胶成为橡胶生产的瓶颈， 远远不能满足我国橡胶种植业的发展， 胶园生产 作业与管理的机械化、 智能化将是未来发展的必然趋势， 是改变橡胶产业现状的重要手段 之一。 基于以上内容， 针对橡胶意义重大、 割胶工具落后、 工人流 失严重等问题， 本文设计一 款基于物联网的智能割胶机器人系统， 使割胶工从艰苦的割胶环境中解放出来， 促使橡胶 产业积极快速发展， 具有巨大的实际应用价 值和良好的社会意 义。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题是针对当下形势研究基于物联网的智能割胶机器人 系统， 能够通过机器人本体结构在控制系统的支持下实现仿形割胶， 并且采集机器人控制 信息以及环境信息数据， 通过物联网传输数据到云端， 机器人也可以接 收云端命令启动不 同割胶运动。 通过机器人自身信息， 胶汁重量， 气候环 境等数据， 在云端进 行数据挖掘， 形成 一套完善的割胶策略， 进行智慧割胶。 [0006]本发明的一种基于阿里云物联 网的智慧割胶机器人系统的实现方法， 包括割胶机 器人控制系统、 数据采集系统、 数据远程监控系统； 割胶机器人运动控制系统包括电机控制 模块、 电机限位模块， 电机控制模块与限位模块连接； 数据采集系统包括温度采集模块、 电 压电流采集模块； 数据远程监控系统包括网页端阿里云监控模块、 手机小程序监控模块， 小 程序和网页监控 模块相连接， 电机控制模块和限位模块 一起与阿里云相连接 。 [0007]作为优选， 利用所述电机 的正反转控制割胶机器人割胶刀运动， 通过控制 所述电 机占空比进行调速， 通过所述限位开关对割胶刀进行限制， 使所述电机完成机械式往返运 动， 完成一次割胶周期。说　明　书 1/3 页 3 CN 114654483 A 3