技术领域
[0001] 本发明涉及农用机械技术领域，尤其是一种农用智能系统及农用智能系统的控制方法。
相关背景技术
[0002] 现有的农业机械化发展越来越快，科技种田、机械化种田、智能化种田的需求越来越高，
[0003] 农业自动化是一项技术范围广阔，技术工艺复杂的总和技术，我国当前的农业自动化主要还是以农机具代替人工，以能源动力代替畜力的半自动化方式，如使用耕地机、播种机、收割机等，这些农机具虽然能够完成促进农业机械化的发展，提高了农业生产率，但是，距离自动化的发展还有较大的差距，还不能完全脱离人而工作，而农用智能系统最重要的一方面就是要保持灵活的操作动作和科学的路径规划，现有技术主要通过算法控制机器人的动作，而对于机器人在行走中的自平衡技术、关节活动控制技术、故障自恢复技术还难以有效解决。
[0004] 因此，现有技术需要改进。
具体实施方式
[0055] 现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0056] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0057] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0058] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0059] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0060] 图1为本发明的农用智能系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的农用智能系统包括：
[0061] 多关节连接装置1，所述多关节连接装置1用于将机器人的四肢各部分进行连接，多关节连接装置1将相互连接的四肢部件进行不大于180度的活动；
[0062] 关节活动控制装置2，所述关节活动控制装置2与多关节连接装置1连接，用于控制多关节连接装置1按照设定的程序进行活动；
[0063] 动态自平衡装置3，所述动态自平衡装置3位于所述农用智能系统上，通过调节动态自平衡装置3的重心位置，使农用智能系统在执行运动指令时，不会发生倾倒；
[0064] 控制装置4，所述控制装置4与所述关节活动控制装置2和动态自平衡装置3连接，所述控制装置4通过向所述关节活动控制装置2和动态自平衡装置3发送控制指令，控制农用智能系统四肢各部件的运动，并确保农用智能系统在运动时保持直立；
[0065] 告警装置5，所述告警装置5与所述控制装置4连接，通过接收控制装置4的告警信号和工作状态指示信号，提供告警显示或工作状态指示；
[0066] 自动恢复装置6，所述自动恢复装置6与所述控制装置4连接，当农用智能系统的硬件系统或软件系统发生故障时，所述自动恢复装置6通过自动重启系统或自动修复或硬件工作参数恢复方式使农用智能系统正常工作；
[0067] 农用智能系统主体及多个活动控制关节。
[0068] 所述多关节连接装置1包括：
[0069] 机器人四肢的多个部件11，所述机器人四肢的多个部件11包括：上肢大臂部件、上肢小臂部件、手掌部件、手指部件、下肢大臂部件、下肢小臂部件、脚部件；
[0070] 关节连接件12，所述关节连接件12为将机器人四肢的多个部件连接的机械结构，所述关节连接件12包括多种，适应与多种机器人四肢部件11的连接，在机器人四肢的多个部件连接时，其相互连接与人体相应部位一致，所述关节连接件12与相互连接的两个关节部件相适应；
[0071] 活动位置控制件13，所述活动位置控制件13设置与所述关节连接件12上，所述活动位置控制件13用于控制关节连接件12的活动，所述活动位置控制件13设置多种，各活动位置控制件的工作参数不同，其控制参数与关节连接件12相对应。
[0072] 所述关节活动控制装置2包括：
[0073] 关节活动角控制单元21，所述关节活动角控制单元21接收所述控制装置4的指令，解析所述控制装置4的指令，按照控制装置4指令，将关节活动幅度解析为活动角度，控制相应的关节活动；
[0074] 关节活动角监控单元22，所述关节活动角监控单元22用于监控所在关节的活动幅度，使其不超过最大活动角度阈值；
[0075] 关节速度限制单元23，通过关节活动角控制单元21和关节活动角监控单元22计算出关节活动所能承载的最大速度，通过关节速度限制单元23限制关节活动的速度，使其不大于关节活动承载的最大速度；
[0076] 奇异点活动控制单元24，所述奇异点活动控制单元24为关节活动时，所在关节的运动角度转换点和运动速度变换点中的一个。
[0077] 所述动态自平衡装置3包括：
[0078] 重心计算单元31，所述重心计算单元31为农用智能系统在运动时，基于控制装置4的运动指令计算农用智能系统保持平衡所需重心位置的指令，在运动位置上计算农用智能系统中心实际位置的指令，所述重心计算单元计算得到机器人行走时的重心平衡阈值，当计算重心位置与实际重心位置超过平衡阈值时，需进行重心补偿，当计算重心位置与实际重心位置在平衡阈值内时，不需要进行重心补偿；
[0079] 重心调整单元32，所述重心调整单元32，通过将重心计算单元31计算的重心位置与农用智能系统保持平衡所需要的重心位置计算出的校正比率；
[0080] 重心补偿控制单元33，所述重心补偿控制单元33根据重心调整单元31计算的校正比率，计算农用智能系统的各部件位置调整幅度，并将计算的各位置调整幅度通过最优化算法优化后，生成控制指令发送至控制装置4，由控制装置4控制农用智能系统各部分调整位置。
[0081] 所述控制装置4包括：
[0082] 主控芯片41，存储并执行控制指令；
[0083] 多个第一控制部42，分别输出使农用智能系统的活动关节按照主控芯片41存储程序的指令运动；
[0084] 第二控制部43，用于执行动态自平衡装置3的算法生成指令，并调整农用智能系统的各部件位置，补偿因农用智能系统运动而产生的不平衡；
[0085] 第三控制部44，用于监测所述活动关节的工作参数和平衡状态，并生成告警指令和状态指示指令；
[0086] 第四控制部45，用于判断农用智能系统的告警信号等级和告警信号类型，生成自动恢复指令，控制农用智能系统的故障自动恢复。
[0087] 所述告警装置5包括：
[0088] 声音告警模块，用于在接收到故障信息后，播放告警音；
[0089] 灯光告警模块，用于显示工作状态，在接收到故障信息后，显示灯光告警。
[0090] 图2为本发明的农用智能系统的控制方法的一个实施例的流程图，如图2所示，所述农用智能系统的控制方法，包括：
[0091] 10，控制装置4设置多个关节中的各个关节的关节活动角指令，所述关节活动角指令用于基于所运动命令驱动所述农用智能系统；
[0092] 20，关节活动控制装置2接收控制装置4的指令，解析控制装置4的指令信息转化为关节活动角信息，并计算关节活动速度，和奇异点活动控制；
[0093] 30，动态自平衡装置3计算重心位置，并判断是否需要重心补偿，如果需要，则将重心补偿信息发送至控制装置4；
[0094] 40，控制装置4按照重心补偿信息控制农用智能系统各部分调整位置。
[0095] 在基于本发明上述农用智能系统的控制方法的另一个实施例中，所述关节活动角指令包括：
[0096] 基于农用智能系统的运动轨迹计算活动关节的关节活动角指令；
[0097] 基于农用智能系统的重心平衡阈值计算活动关节的关节活动角指令；
[0098] 计算中心调整单元的校正比率，所述校正比率是根据在机器人的关节活动角指令计算的重心位置与保持机器人平衡的中心位置之间的差值，所述校正比率大于重心平衡阈值时，需调整关节活动角指令值；
[0099] 通过将在校正所述位置指令中校正的所述位置指令变换为临时关节活动角指令，来进行逆向运动学计算；
[0100] 通过根据所述临时关节活动角指令和前一关节角指令计算关节活动角偏差，并且以所述关节活动角偏差不超过所述活动速度的方式使所述临时关节活动角指令更小，计算下一关节活动角指令；
[0101] 通过根据在计算所述下一关节活动角指令中计算出的所述下一关节活动角偏差计算下一位置，通过将所述前一校正比率与所述下一位置和所述位置命令之差相加，来计算下一校正比率。
[0102] 本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0103] 本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
