无人植保机器人的制作方法

文档序号:15051782发布日期:2018-07-31 17:39阅读:923来源:国知局

本实用新型涉及自动化设备技术领域,具体涉及一种智能化的无人植保机器人。



背景技术:

传统植保机械主要是人工背负式植保机械和人力驾驶的植保机械,前者工作效率低,操作者劳动强度大,操作人员容易中毒。

近年来,农业植保无人机在各地纷纷兴起,其在作物上方飞行,具有通过性好,施药效率高,避免人员中毒等优点,但也存在有效载重量小,超低空飞行容易从空中掉落,使用维护成本高,维修需要专业人员等缺点,制约了农业植保无人机的进一步发展。另外,植保飞机喷洒农药还会造成环境污染,欧洲国家已明令禁止飞机喷洒农药。

对于城市绿化以及农林果园这种面积广泛,施药量大的植保,需要一种大载重,超长续航的无人植保机器人。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无人植保机器人,解决传统植保机械,有人驾驶植保机械,人工成本高,容易中毒,无人植保机载重小,无法满足城市绿化与农林果园的植保要求。

为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:一种无人植保机器人,包括机身,位于机身左、右两侧的履带系统,设置于机身上部的工作台,沿行走方向设置于工作台前端的喷药机构,位于工作台后端的药箱,设置于药箱一侧的水泵;所述喷药机构包括下转盘、位于下转盘上的上转盘,设置于上转盘上的电动伸缩缸,可拆卸的设置于电动伸缩缸的伸缩杆端头上的喷杆;所述喷杆上设置有若干喷头,所述药箱通过管道串联水泵和喷杆。

进一步,所述机身包括设置有防水外壳的电源模块、控制系统,为转盘转动提供动力的转盘电机,所述电源模块为三元锂电供电模块。

进一步,所述喷杆上设置有测距传感器,所述机身前端设置有避障传感器,所述测距传感器与避障传感器与控制系统相连接。

进一步,所述履带系统由驱动电机提供驱动动力,所述转盘电机包括为上转盘提供动力的上转盘电机和为下转盘提供动力的下转盘电机。

进一步,所述控制系统采用嵌入式控制板作为核心控制装置,所述嵌入式控制板采用数字无线传输模块实现遥控器和机器人之间的信息传输,控制机器人的前进、后退、转向和喷药机架左右旋转,高度的调节等动作,完成机器人合理化喷药过程。

进一步,所述喷杆通过电动伸缩缸顶部设置的卡扣可拆卸的水平设置。

进一步,所述履带系统包括履带,设置于履带前端的撑紧轮,设置于履带后端的驱动轮,位于驱动轮与撑紧轮之间的承重轮。

本实用新型的有益效果在于:1、本实用新型采用全新的技术开启未来农业植保新的方向,采用自动化设置任务形式,自行完成植保任务,对于城市绿化保护、大面积果林植保具有很大的植保优势,能高效的满足以上植保任务。2、本实用新型伸缩杆能够伸缩高度最高可达2.5米植物高度,可一百八十度转弯喷洒液体,最大载重可达60公斤,超长续航能力,可装置多个喷头,每分钟可喷洒20升液体,植保效率高。

附图说明

图1是本实用新型无人植保机器人的结构示意图;

图2是本实用新型控制系统结构原理图。

附图标记:1为机身,2为履带系统,21为履带,22为撑紧轮,23为驱动轮,24为承重轮,3为工作台,4为喷药机构,41为下转盘,42为上转盘,43为电动伸缩缸,44为伸缩杆,45为喷杆,46为喷头,47为测距传感器,5为药箱,6为水泵。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型的具体实施方式,但以下实施例只是用来详细说明本实用新型,并不以任何方式限制本实用新型的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明,均为常规设备元件。

如图1所示,一种无人植保机器人,包括机身1,位于机身1左、右两侧的履带系统2,设置于机身1上部的工作台3,沿行走方向设置于工作台3前端的喷药机构4,位于工作台3后端的药箱5,设置于药箱5一侧的水泵6;所述喷药机构4包括下转盘41、位于下转盘41上的上转盘42,设置于上转盘42上的电动伸缩缸43,可拆卸的设置于电动伸缩缸43的伸缩杆44端头上的喷杆45;所述喷杆45上设置有若干喷头,所述药箱5通过管道串联水泵6和喷杆45。

本实用新型一实施例,所述机身1包括设置有防水外壳的电源模块、控制系统,为转盘转动提供动力的减速电机,所述电源模块为三元锂电供电电池。

所述喷杆44上设置有测距传感器46,所述机身1前端设置有避障传感器(图中未显示),所述测距传感器46与避障传感器与控制系统相连接。

如图2所示,所述控制系统采用嵌入式控制板作为核心控制装置,采用三元锂电电池供电,通过输入输出接口连接数字无线传输模块、驱动电机、水泵、喷头、电动伸缩缸、转盘电机、测距传感器、避障传感器;由测距传感器检测农作物高度,并将检测信息发送至核心控制板,控制板通过无线传输模块发送信息至遥控器,遥控器发送命令于控制板,控制板控制伸缩杆的伸缩,以达到喷洒药物需要高度。同时控制板通过无线传输模块实现遥控器于机器人之间写信息床底,通过遥控器控制,实现机器人的前进、后退、转向和喷药机架高度的调节等动作,完成机器人合理化喷药过程。

更具体的,机器人控制系统硬件部分主要包括嵌入式控制系统系统、电动升降杆、测距传感器等。伺服系统是机器人行走的关键;传感器是系统的“眼睛”,用于采集农作物高度信息;嵌入式控制系统是核心控制单元,根据传感器信息和触摸屏控制指令控制机器人的行走过程和喷药架高度调节过程。

本实用新型优选实施例,所述嵌入式控制板采用STM32F427嵌入式控制板,所述测距传感器采用HC-SR04超声波测距传感器,所述避障传感器采用E3JK-RR11-C7传感器。

本实用新型优选实施例,所述喷杆44通过电动伸缩缸43顶部设置的卡扣可拆卸的水平设置。

所述履带系统2包括履带21,设置于履带21前端的撑紧轮22,设置于履带21后端的驱动轮23,位于驱动轮23与撑紧轮22之间的承重轮24。

工作原理:工作时,启动驱动轮的驱动电机,带动驱动轮转动,驱动轮再带动履带。承重轮和撑紧轮作为从动轮,分别起到支承车体和撑紧履带的作用,车体受到地面对履带的反向摩擦力从而实现运动。车体到达指定位置时,水泵通过软管将水从药箱抽出,再通过软管使水泵与喷头相连,实现喷水动作。当需要调整喷头高度,实现不同高度的作业要求时,电动缸推动推杆上下移动,与之相连的喷头支架也跟着上下移动,安装在喷头支架上的喷头就调整至合适高度。当需要喷头支架转向以适应喷洒区域的角度时,下转盘电动推杆可推动下转盘绕其几何中心最大转动90度,上转盘电动推杆可推动上转盘绕其几何中心最大转动90度,两者叠加组合可使喷头支架最大旋转180度,从而实现转向动作要求。

上面结合实施例对本实用新型作了详细的说明,但是所属技术领域的技术人员能够理解,在不脱离本实用新型宗旨的前提下,还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更,形成多个具体的实施例,均为本实用新型的常见变化范围,在此不再一一详述。

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