ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение при обрезке и фигурной стрижке фруктовых и декоративных деревьев и кустарников, цветов, живых изгородей. Изобретение может быть использовано в области топиарного искусства для создания топиарных фигур.

Изобретение может быть с успехом использовано при стрижке газонов, разметке участка специальными маркерами и/или колышками под посадку саженцев, для посадки саженцев, формирования фигур из льда, а также для ухода за садом (для раскалывания и уборки льда и снега) и покраски плоских и объемных поверхностей, например, стволов и веток растений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время известное с древних времен и возрождавшееся в эпоху Ренессанса топиарное искусство получает большую популярность. Созданию ландшафтного стиля придается все большее значение. Разрабатываются новые способы и технологии формирования кроны.

Однако процесс создания топиарных фигур является кропотливым и трудоемким. Растения формируются постепенно, затем эти формы поддерживают в течение многих лет постоянными стрижками, что требует больших трудозатрат квалифицированных специалистов.

До настоящего времени фигурная обрезка растений осуществлялась вручную, а формы и методы формирования крон определялись опытом и квалификацией садовника. Объемы топиарных работ, поэтому ограничивались небольшими композициями или отдельными растениями.

Отсутствовали автоматизированные или роботизированные средства, которые можно было бы использовать для создания ландшафтных композиций в больших садах и парках. Известные роботизированные средства для обработки объемных объектов имеют множество недостатков, которые затрудняют их применение в реальных условиях и не позволяют полностью и качественно обработать объект без дополнительного использования ручных операций.

В уровне техники имеется информация о специализированных роботизированных устройствах и реализуемых ими способах обработки объемных объектов сельскохозяйственного назначения. Эти устройства и способы имеют дело только с определенными видами объектов - фруктовыми деревьями и цветущими кустарниками и используются с целью удаления лишних веток и формирования кроны.

Так, в опубликованной заявке US2012096823 раскрыто робототехническое устройство для обрезки плодовых деревьев и сборки фруктов и реализуемый им способ обрезки плодовых деревьев. Устройство включает мобильное шасси с платформой, установленные на платформе многочисленные специализированные манипуляторы с инструментами для обрезки, модуль управления, систему позиционирования. Однако перемещение известного устройства происходит по определенному, не корректируемому маршруту, траектория перемещения рабочих инструментов заранее запрограммирована. Возможность внесения коррекций, связанных с рельефом местности, изменением области обработки и внезапными препятствиями не предусмотрена.

Устройство используется только для ухода за плодовыми деревьями, возможна лишь работа с объектами ограниченного размера, не возможна перенастройка для выполнения иных функций. Устройство сложно и имеет большие размеры, неприемлемые для работы с миниатюрными объектами и в загущенных садах.

В публикации CN 103749163 раскрыт гуманоидный садовый робот для стрижки цветов и деревьев. Робот характеризуется тем, что включает человекоподобные конечности, систему двухсторонней связи человек-машина, навигационную систему и 3D систему визуализации, в котором гуманоидные конечности, система двухсторонней связи человек-машина, навигационная система и 3D система визуализации соответственно и независимо связаны и выполняют двунаправленную передачу данных с модулем обработки данных. Садовый робот обеспечивает автоматизацию и эффективность обрезки цветов и деревьев. Однако он имеет невысокую производительность и может работать только с небольшими растениями. Операции по замене инструментов могут проводиться только в режиме ручного управления. Робот не приспособлен для работы на больших участках.

В патентном документе ЕР0786201 раскрыт способ обработки крон деревьев с помощью роботизированного устройства, включающего мобильное шасси, перемещаемое в режиме полного автодвижения или с помощью трактора, многозвенный манипулятор с рабочим режущим инструментом на конце, дистанционные средства управления и позиционирования, систему управления и позиционирования. Этот способ применим только для вьшолнения обрезки деревьев в соответствии с заложенной программой по заданной траектории, не учитывает изменяющиеся условия произрастания растений, имеет небольшую зону действия, не позволяет производить обработку всей поверхности кроны, используется при обработке объектов ограниченной высоты. Роботизированное устройство включает мобильное шасси, перемещаемое в режиме полного автодвижения или с помощью трактора, многозвенный манипулятор с рабочим режущим инструментом на конце, дистанционные средства управления и позиционирования. Это устройство выполняет единственную операцию обрезки по заданной траектории, не может перенастраиваться, имеет небольшую зону действия и позволяет обрабатывать деревья ограниченной высоты.

Выполнение топиарных работ известным устройствам по существу недоступно.

Анализ уровня техники показал, что имеется потребность в создании универсального способа формообразования зеленых насаждений и реализующего его роботизированного устройства, работающего в полностью автоматическом режиме или под управлением оператора, применимого для широкого круга задач по фигурному формообразованию растений различной высоты и имеющих различную структуру древесной и зеленой массы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретения направлены на устранение недостатков известных способов и устройств для формообразования растений.

Техническая задача, решаемая изобретениями, состоит в получении геометрически сложных форм зеленых насаждений, недостижимых с использованием традиционных методов обработки, в полностью автоматическом режиме с высокой производительностью, точностью или при минимальном участии оператора с учетом реальных условий произрастания объекта обработки.

Другая задача состоит в обеспечении обработки растений с высокой производительностью .

Дополнительно расширяются функциональные возможности.

Обеспечивается комплексная и автоматическая обработка больших территорий с разнообразной растительностью.

Имеется возможность обработки с учетом прогнозируемого роста растений. 15 000866

4

Повышается точность формообразования.

Повышается удобство обслуживания.

Поставленные задачи достигаются за счет того, что роботизированное устройство для формообразования зеленых насаждений включает:

мобильное шасси,

установленный на нем манипулятор с адаптером рабочих инструментов,

модуль позиционирования и

модуль управления,

отличающееся тем, что дополнительно содержит позиционируемый адаптер манипулятора и модуль хранения рабочих инструментов,

при этом позиционируемый адаптер манипулятора снабжен механизмом перемещения основания манипулятора в горизонтальной и вертикальной плоскостях по командам модуля управления и выполнен с возможностью электромеханического соединения основания манипулятора с мобильным шасси и передачи управляющих воздействий для функционирования манипулятора.

Обеспечение полностью автоматической обработки растений достигается за счет того, что модуль хранения рабочих инструментов установлен на мобильном шасси или позиционируемом адаптере манипулятора и содержит рабочие инструменты, снабженные средствами для установки, совместимыми с адаптером рабочих инструментов манипулятора.

Расширение функциональных возможностей достигается за счет того, что в одном из вариантов вьшолнения модуль хранения рабочих инструментов включает триммер для стрижки газонов. Дополнительно модуль хранения рабочих инструментов включает садовые ножницы, секатор, сучкорез и пилу. Дополнительно модуль хранения рабочих инструментов включает инструмент для колки льда.

Возможность обработки растений с учетом прогнозируемого их роста, а также повышение точности соответствия заданному образу растения обеспечивается наличием в устройстве датчиков для сканирования объекта формообразования, например, лазерного и/или ультразвукового датчиков, соединенных с модулем управления, а также за счет того, что модуль управления включает блок памяти с набором программ формообразования, моделей рабочего участка, баз данных описателей произрастающих на рабочем участке зеленых насаждений и работ по заданному моделью формообразованию зеленых насаждений. Удобство обслуживания обеспечивается тем, что все модули устройства установлены на платформе с возможностью съема и замены, а также наличием в устройстве заменяемого модуля электропитания.

Обеспечение комплексной и автоматической обработки больших территорий с разнообразной растительностью обеспечивается тем, что модуль позиционирования включает систему ближнего радиолокационного действия, лазерную систему измерения расстояния, инерциальную систему и систему технического зрения, связанные с возможностью комплексирования информации для определения местоположения роботизированного устройства в пространстве рабочего участка.

Модуль позиционирования и модуль управления установлены на мобильном шасси, при этом модуль позиционирования связан с модулем управления, а модуль управления через позиционируемый адаптер связан с системой приводов манипулятора и приводом мобильного шасси.

Поставленные задачи решаются также за счет того, что при осуществлении способа обработки объемных объектов используется роботизированное устройство для формообразования объемных насаждений, манипулятор которого удерживает съемный рабочий инструмент, и способ включает этапы, на которых:

а) последовательно перемещают роботизированное устройство, включающее мобильное шасси, установленный на нем манипулятор с адаптером рабочих инструментов, систему позиционирования и систему управления, для обработки на заранее рассчитанные или произвольно выбранные дискретные рабочие места в непосредственной близости от объемного объекта,

б) на каждом занятом роботизированньм устройством рабочем месте с помощью системы позиционирования определяют реальные координаты и ориентацию роботизированного устройства,

в) для каждого занятого рабочего места с учетом размеров рабочего инструмента и мобильного шасси и определенных на этапе б) реальных координат и ориентации определяют возможность достижения рабочим инструментом из данного занятого рабочего места по крайней мере части области обработки объемного объекта,

при отсутствии такой области перемещают роботизированное устройство в новое рабочее место,

этапы а) - в) повторяют для нового рабочего места,

рассчитывают траекторию движения рабочего инструмента для части области обработки объемного объекта, достижимой из занятого рабочего места, и осуществляют обработку части области обработки объемного объекта,

при этом при определении возможности достижения рабочим инструментом по крайней мере части области обработки из данного занятого рабочего места и расчете траектории движения рабочего инструмента исключают ранее обработанные части области обработки.

В качестве объемных объектов для обработки используют зеленые насаждения, а в качестве рабочих инструментов - по крайней мере один из инструментов для формообразования: совместимые с адаптером рабочих инструментов мобильного роботизированное устройства садовые ножницы, секатор, фрезу для садовых насаждений, кусторез или пилу.

В качестве рабочего инструмента используют инструмент для нанесения покрытия.

Система позиционирования включает по крайней мере одну из следующих систем: систему ближнего радиолокационного действия, лазерную систему измерения расстояния, инерциальную систему, систему технического зрения и систему фотограмметрии.

Используют роботизированное устройство, включающее инструмент для обследования объекта обработки.

ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее сущность изобретений и возможность достижения технического результата будут более подробно раскрыты на примере варианта конкретного выполнения роботизированного устройства для фигурного формообразования зеленых насаждений со ссылками на позиции чертежей, где:

на ФИГ.1 схематически изображено роботизированное устройство,

на ФИГ.2 представлен аксонометрический вид роботизированного устройства, на ФИГ.З схема алгоритма работы устройства по формообразованию одного типичного объекта обработки, а

на ФИГ.4 представлена блок-схема осуществления способа обработки объемных объектов.

При описании устройства и способа формообразования используются следующие термины и определения:

Формообразование - придание заданной формы объекту (подрезание). 5 000866

7

Позиционирование - перемещение объекта с заданной ориентацией в точку с заданными координатами. Система (модуль) позиционирования - система средств для осуществления ориентации и перемещений.

Рабочий инструмент, инструмент - оборудование, предназначенное для выполнения воздействия на объект обработки, либо его исследования. К инструментам относятся различные режущие инструменты, триммеры для стрижки газонов, датчики для сканирования формы растений, средства для нанесения покрытий и окрашивания.

Автодвижение - автономное движение роботизированного устройства на рабочем участке в одном из следующих режимов: полного автодвижения - автономного движения, при котором обеспечиваются следующие возможности:автоматическое движение в рабочие места с заданной ориентацией в соответствии с маршрутной картой; автоматическое построение траектории перемещения во время движения; автоматический объезд статических и динамических препятствий.

Частичное автодвижение - автономное движение, при котором обеспечиваются следующие возможности: автоматическое движение в рабочие места с заданной ориентацией без объезда препятствий в соответствии с маршрутной картой; остановка в случае возникновения препятствия на пути с последующей выдачей сигнала оператору.

Ручное управление - управление, при котором движение осуществляется только по командам оператора.

Модель данных - абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих способ доступа к данным, с которыми взаимодействует пользователь.

Адаптер рабочих инструментов - средство связи, которое обеспечивает электромеханическое соединение инструмента с манипулятором и измерительного инструмента с мобильным шасси и/или манипулятором, а также передачу управляющих воздействий, необходимых для функционирования инструментов.

Адаптер манипулятора - средство связи, обеспечивает электромеханическое соединение манипулятора с мобильным шасси, а также передачу управляющих воздействий, необходимых для функционирования манипулятора. Адаптер манипулятора выполнен как позиционируемый адаптер манипулятора, имеющий собственную систему позиционирования, служащую для расширения рабочей области обработки на рабочем месте. Адаптер манипулятора позволяет дополнительно перемещать манипулятор в горизонтальной и вертикальной плоскостях для расширения охватываемой рабочей области. Рабочее место - место расположения роботизированного устройства, где доступно выполнение операций инструментом.

Рабочий участок - участок местности, содержащий все рабочие места, объекты обработки и пространство между ними.

Объект обработки - объект, подлежащий формообразованию (растения). При этом в контексте данного изобретения под объемными объектами понимают трехмерные пространственные объекты, а также их частный случай - объекты, имеющие протяженные размеры по двум осям, т.е. практически плоские.

Комплексирование - совместное использование данных нескольких навигационных приборов для повышения точности и достоверности определения положения роботизированного устройства.

Роботизированное устройство - роботизированный комплекс, обеспечивающий операции перемещения по рабочему участку между рабочими местами и обработки объемного объекта как в полностью автоматическом режиме, так и с участием оператора.

Мобильное шасси - устройство для размещения на нем подсистем роботизированного устройства и позиционирования его на рабочем участке.

Рабочий инструмент - оборудование, предназначенное для выполнения воздействия на объект обработки либо его исследования.

Манипулятор - устройство, имеющее не менее шести степеней свободы, предназначенное для точного позиционирования инструмента.

Область обработки - зона достижимости роботизированного устройства на рабочем месте и при движении к рабочему месту.

Определение положения и ориентации - получение координат и векторов ориентации.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Роботизированное устройство для формообразования зеленых насаждений упрощенно изображено на ФИГ.1 и ФИГ.2. Оно включает мобильное шасси 1 с установленными на нем манипулятором 2 с адаптером 4 рабочих инструментов, модулем позиционирования и модулем управления (не показаны), позиционируемым адаптером 3 манипулятора и модулем 6 хранения рабочих инструментов. Мобильное шасси 1 представляет собой самоходное транспортное средство с платформой, возможно исполнение мобильного шасси в гусеничном и колесном вариантах. Позиционируемый адаптер 3 манипулятора обеспечивает электромеханическое соединение манипулятора 2 с мобильным шасси 1, а также передачу управляющих воздействий, необходимых для функционирования манипулятор 2. Главная функция позиционируемого адаптера 3 - увеличение рабочей зоны манипулятора. Адаптер 3 манипулятора имеет собственную систему позиционирования, служащую для расширения рабочей области обработки на рабочем месте. Позиционируемый адаптер 3 манипулятора снабжен механизмом перемещения основания манипулятора в горизонтальной - вдоль мобильного шасси и в вертикальной плоскостях по командам модуля управления и выполнен с возможностью электромеханического соединения основания манипулятора 2 с мобильным шасси 1 и передачи управляющих воздействий от модуля управления для функционирования манипулятора 2.

Механизм перемещения основания манипулятора может иметь различное выполнение. Например, он может быть выполнен в форме дополнительной платформы, на которой жестко закреплено основание манипулятора. Дополнительная платформа по направляющим перемещается в горизонтальной плоскости, а перемещение по вертикали обеспечивается за счет развертывания телескопической направляющей.

Привода перемещения позиционируемого адаптера 3 по осям - независимые, могут быть в электрическом и гидравлическом исполнениях. В гидравлическом исполнении для совмещения движений в различных направлениях один из золотников соответствующей рабочей секции гидрораспределителя переводится в рабочее положение одновременно, или с небольшой задержкой по времени, с золотником другой рабочей секции того же гидрораспределителя, обязательно разделенных между собой промежуточной секцией. Регулирование скоростей перемещений может быть комбинированное: изменением частоты вращения вала насоса и дросселированием рабочей жидкости в каналах гидрораспределителя. В электрическом исполнении для каждого управления перемещением возможно использование независимых электродвигателей. Управление электродвигателями осуществляется блоками управления приводом по соответствующим осям. Позиционирование адаптера происходит с заданной точностью. Управление движениями адаптера осуществляется модулем управления роботизированного устройства.

Модуль хранения 6 рабочих инструментов установлен на мобильном шасси и содержит сменные садовые инструменты 7, снабженные средствами для установки, совместимыми с адаптером 4 рабочих инструментов. Средства для установки могут быть выполнены в виде ответной части адаптера 4 рабочих инструментов, соединяемых с ним люеровским соединением, например. Возможны иные типы соединений, которые хорошо известны специалистам. Адаптер 4 рабочих инструментов и совместимые с ним ответные части средств для установки рабочих инструментов 7 обеспечивают электромеханическое соединение рабочего инструмента с манипулятором 2 и измерительного инструмента с мобильным шасси 1 и/или с манипулятором 2, а также передачу управляющих воздействий, необходимых для функционирования инструментов. Электрическое соединение этих средств обеспечивается через миниатюрные разъемы, установленные на совмещаемых частях.

Адаптер 4 рабочих инструментов обеспечивает использование как специализированного инструмента, так и обычного ручного (использование которого обычно непосредственно осуществляется человеком) с минимальной конструктивной доработкой инструмента или без таковой.

Модуль 6 хранения инструментов обеспечивает хранение инструментов, необходимых для проведения тех или иных операций по формообразованию объектов или измерений. Модуль хранения 6 выполнен в виде закрепленного на мобильном шасси или на позиционируемом адаптере 3 блока. В модуле 6 хранения инструментов в посадочных гнездах размещены различные сменные рабочие инструменты: триммер для стрижки газонов, садовые ножницы, секаторы, сучкорезы и пилы, а также инструменты для колки льда, разметки участка специальными маркерами и/или колышками под посадку саженцев, посадки саженцев, формирования фигур из льда. Набор инструментов не ограничен, определяется только поставленными задачами обработки участка. Кроме того, здесь же могут быть размещены лазерный и ультразвуковой датчики для сканирования объекта формообразования, соединяемые с модулем управления для передачи изображения объекта формообразования, если эти датчики выполнены сменными, а не размещены стационарно на адаптере 4 рабочих инструментов.

Благодаря наличию на мобильном шасси 1 модуля 6 хранения инструментов, роботизированное устройство может в автоматическом режиме оснащаться необходимым типом режущего инструмента, в зависимости от типа зеленых насаждений и характера работы, 2D или 3D лазерным датчиком, ультразвуковым датчиком в зависимости от поставленной задачи. Работа комплекса возможна как в автоматическом режиме, так и при непосредственном участии оператора.

Модуль управления включает блок памяти с набором программ формообразования, моделей рабочего участка, баз данных описателей произрастающих на рабочем участке зеленых насаждений, и работ по заданному моделью формообразованию зеленых насаждений. Все модули устройства установлены на платформе мобильного шасси 1 с возможностью съема и замены. Модуль позиционирования включает систему ближнего радиолокационного действия, лазерную систему измерения расстояния, инерциальную систему и систему технического зрения, связанные с возможностью комплексирования информации для определения местоположения роботизированного устройства в пространстве рабочего участка. На мобильном шасси 1 установлен заменяемый модуль электропитания, служащий для питания всех электронных и электромеханических потребителей роботизированного устройства.

Роботизированное устройство для формообразования зеленых насаждений работает в режиме формообразования растений в соответствии с алгоритмом, приведенным на ФИГ.З.

Во-первых, с помощью модуля позиционирования определяется местоположение роботизированного устройства в пространстве. Для этого модуль позиционирования включает систему 3D позиционирования. Данная система осуществляет комплексирование информации, полученной от различных подсистем: система ближнего радиолокационного действия, лазерные системы измерения расстояния, системы технического зрения. Комплексирование информации обеспечивает сантиметровую точность определения положения комплекса в пространстве. При задачах, требующих повышенной точности, используются специальные реперные метки. На основе полученных данных при помощи специальных программных решений, запомненных в памяти модуля управления, осуществляется составление модели окружающего пространства в трех измерениях. Полученная модель данных позволяет создавать и прогнозировать формы растений, которые будут получены после цикла или спустя несколько циклов обработки, с учетом перспектив роста.

Далее устройство в режиме полного или частичного автодвижения осуществляет перемещение к рабочему месту, где находится объект обработки. Роботизированное устройство, имеющее в адаптере 4 инструмента лазерный датчик, сканирует объект, тем самым определяя форму растения. Далее с помощью программного обеспечения, хранящего требуемый образ объекта обработки, созданный дизайнером-технологом, происходит выбор программы обработки и режущего инструмента 7, который по команде с модуля управления устанавливается манипулятором в адаптер 4 рабочих инструментов. Рабочий инструмент 7 выбирается с учетом структуры кроны объекта. По траектории, рассчитанной программой, манипулятор 2, а при необходимости манипулятор 2 и позиционируемый адаптер 3 (в случае высоких или объемных крон), осуществляет перемещение рабочего инструмента 5 для формообразования объекта.

Анализ полученного результата также проводится в соответствии с программным обеспечением (сканирование результата и сравнение его с образом), как изображено на ФИГ.З. В случае несоответствия полученной формы и модели подается команда на повторную обработку.

Если из занятого рабочего места часть обработки объекта недостижима, устройство снова перемещается, как более подробно описано при раскрытии способа.

Режим фигурной стрижки газонов. Роботизированное устройство позволяет проводить стрижку газонов в полностью автоматическом режиме с высокой производительностью, точностью и минимальным участием оператора. Возможно с высокой точностью выстригать сложные контуры газонов, которые нельзя получить традиционными методами стрижки.

Роботизированное устройство определяет свое местоположение в пространстве с помощью модуля позиционирования. Комплексирование информации от различных систем позиционирования обеспечивает высокую точность определения положения устройства в пространстве. При задачах, требующих повышенной точности, используются специальные реперные метки. Определив свое текущее положение с требуемой точностью, осуществив установку в адаптер 4 соответствующего выполняемой операции рабочего инструмента 5, устройство приступает к стрижке газона по траектории в соответствии с заданной программой, заложенной в модуле управления. Сканирование объекта обработки после окончания стрижки в этом случае не требуется.

По аналогичному сценарию производится уборка рабочей области ото льда или снега, разметка участка специальными маркерами и/или колышками под посадку саженцев, посадка саженцев, формирование фигур из льда, нанесение защитного покрытия на стволы и ветви деревьев. Отличия заключаются в выборе инструмента и траектории движения манипулятора и/или позиционируемого адаптера, что определяется программными средствами, не являющимися предметом данной работы.

Способ реализуется согласно алгоритму, представленному на ФИГ.4, следующим образом.

Во-первых, роботизированное устройство в автоматическом режиме или под управлением оператора перемещают на рабочем участке в заранее рассчитанное или произвольно выбранное рабочее место в непосредственной близости от объемного

объекта обработки - дерева, которому необходимо придать определенную форму. Эта форма запомнена в блоке памяти системы управления. Начальное положение устройства определено как раскрыто выше при описании работы устройства.

В связи с тем, что роботизированное устройство перемещается в условиях реальной местности, которая имеет уклоны и препятствия, возможно отклонение его от рассчитанного рабочего места, и, следовательно, изменение условий обработки. Для компенсации таких отклонений на занятом рабочем месте с помощью системы позиционирования определяют реальные координаты и ориентацию, например по осям трехмерной системы координат.

Система позиционирования включает средства позиционирования, которые выбраны из системы ближнего радиолокационного действия, лазерной системы измерения расстояния, инерциальной системы, системы технического зрения и системы фотограмметрии. Эти средства позволяют определить местоположение и ориентацию устройства в пространстве. Они подробно раскрыты, например, в патентных документах SU 1412459, RU 2506157, RU 2457946, RU2316399 .

Данные о реальных координатах и ориентации роботизированного устройства поступают в систему управления. Затем по заложенной в программном блоке системы управления программе и на основе данных о требуемой форме объекта обработки, с учетом размеров рабочего инструмента 5, размеров мобильного шасси 1, определенных реальных координат и ориентации роботизированного устройства определяют возможность достижения рабочим инструментом 5 из данного занятого рабочего места хотя бы части области обработки - в данном случае части кроны дерева.

В случае положительного результата роботизированное устройство остается на занятом рабочем месте. Производится расчет траектории движения рабочего инструмента в части области обработки, достижимой с данного рабочего места (формируется список точек обработки). Перед этим лазерный датчик, расположенный в адаптере рабочего инструмента, сканирует объект, определяя реальную форму растения, а траектория рассчитывается с учетом состояния реального объекта. Далее от оператора или из системы управления поступает команда на привод манипулятора 2, который осуществляет перемещение рабочего инструмента 5 по расчетной и теперь запомненной в блоке памяти системы управления траектории и производит обрезку части кроны дерева. Одновременно производится формирование списка точек обработки (для последующего вычитания этого списка, характеризующего уже обработанную часть области обработки объекта из общей области обработки).

Роботизированное устройство дискретно автоматически или в ручном режиме оператором перемещается в следующее расчетное или выбранное рабочее место. Процесс повторяется.

В случае если расчеты показали невозможность достижения рабочим инструментом с данного рабочего места хотя бы части объекта, подается команда на перемещение роботизированного устройства в новое рабочее место, которое в общем случае может отличаться от следующего расчетного или выбранного дискретного рабочего места. Для этого нового рабочего места посредством системы позиционирования определяют координаты и ориентацию роботизированного устройства, снова рассчитывают возможность достижения уже из этой новой позиции кроны дерева и снова рассчитывают траекторию движения рабочего инструмента.

При обсчете второго и последующих рабочих мест (возможности достижения области кроны и траектории перемещения рабочего инструмента) из полной области обработки исключают ранее обработанные части. Соответствующая информация о них уже записана в блок памяти системы управления на предыдущих этапах. Перемещение роботизированного устройства в новые рабочие места и обрезка дерева осуществляется до полного завершения обработки, о чем свидетельствует полное соответствие полученной формы запомненному в блоке памяти цифровому образу.

В качестве инструментов для обработки кроны могут использоваться садовые ножницы, секатор, различные пилы, фрезы для садовых насаждений. Эти инструменты заменяются автоматически манипулятором по команде системы управления или вручную оператором.

Способ также применим для нанесения на объемные объекты различных красящих покрытий. Для этого используются специальные инструменты - кисти, распылители красок.

Возможно использовать такой способ и для обследования сложных штучных или габаритных объектов, например, в процессе проведения дефектоскопии летательных аппаратов, трубопроводов, сосудов высокого давления, контроля теплозащитных характеристик зданий и сооружений. Для этого используются ультразвуковые, тепловые датчики, средства голографической интерферометрии, вихревые фазовые преобразователи и т.д. Обработка таких объектов производится по сценарию, аналогичному описанному выше для процессов формообразования растений. Средства неразрушающего контроля также удерживаются и перемещаются манипулятором роботизированного устройства.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Роботизированное устройство может быть осуществлено с помощью известных специалистам электронных блоков, измерительных систем и датчиков, с использованием известных садовых режущих, стригущих или колющих инструментов. Части роботизированного устройства могут быть изготовлены из широко применяемых в промышленности материалов и на известном технологическом оборудовании. Поэтому раскрытое роботизированное устройство промышленно применимо.

Изобретение не ограничивается приведенными в описании и показанными на чертежах конкретными примерами выполнения, но может быть реализовано во всех возможных видах вариантов без отступления от сущности и объема пунктов формулы.