CN101480126A - 一种温室变量施肥机器人 - Google Patents

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沈明卫
何勇
冯雷
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    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Abstract

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种温室变量施肥机器人。这种温室变量施肥机器人，包括自走式机器人和施肥单元，在自走式机器人内设置有单板机，在自走式机器人外部设有GPS接收模块和变量控制器，GPS接收模块与单板机连接，用于确定施肥机器人当前所处的位置；单板机与变量控制器连接，变量控制器与施肥单元连接，用于控制施肥单元的施肥量。本发明的有益效果主要体现在：1)本发明功能强大，可实现精确变量施肥作业，提高肥料的利用率，提高肥效；2)自动化程度高，在输入施肥处方图后可自行完成作业过程；3)结构简单、使用方便，只需将各部件组装起来即可进行作业；4)具有良好的经济效益和生态环境效益。

Description

一种温室变量施肥机器人
(一)技术领域
本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种用于温室内的粉状或粒状固体肥料的自动化、精确变量施用的温室变量施肥机器人。
(二)背景技术
目前，化学肥料作为农作物生长营养的主要来源之一，其施用量巨大。在温室生产中，为追求高产量，很少考虑土壤或栽培基质的肥料和肥效水平以及作物生长所需要的量，往往过度施用，这不仅导致肥料的浪费，而且还会造成地下水资源的污染，特别在温室高投入高产出的栽培生产系统中，这一矛盾显得尤为突出。
符合栽培生产的有效方法是根据土壤中已有的肥料水平和栽培作物的营养需求确定每小块土地的施肥需求和施肥量，使肥料的施用和利用率达到最佳状态，然而这种施肥方法目前还未见有自动可控的施肥装置，只能靠人工来操作，工作效率和质量低下。
(三)发明内容
本发明为解决背景技术中存在的问题，目的在于提供一种温室变量施肥机器人，本发明能根据预先设定的土壤(或栽培基质)施肥处方图对温室栽培区土壤进行自动化、精确变量施肥，解决了温室内固体肥料的按需变量施用问题。
本发明为达到上述目的采用的技术方案是：一种温室变量施肥机器人，包括自走式机器人和施肥单元，在自走式机器人内设置有单板机，在自走式机器人外部设有GPS接收模块和变量控制器，GPS接收模块与单板机连接，用于确定施肥机器人当前所处的位置；单板机与变量控制器连接，变量控制器与施肥单元连接，用于控制施肥单元的施肥量。
施肥单元包括肥料箱，排肥轮，调速减速电机，转速传感器；肥料箱设置在自走式机器人上方，排肥轮设置在肥料箱的出肥口处，变量控制器控制调速减速电机带动排肥轮的转动，转速传感器与变量控制器连接。
肥料箱分三格设置在自走式机器人上方，排肥轮，调速减速电机，转速传感器都为三个，与三格肥料箱的出肥口对应设置。
施肥单元所施肥料为固体粒状或粉状的肥料。
作为优选，一种温室变量施肥机器人还包括测距系统和视频采集系统，测距系统和视频采集系统分别与单板机连接。
本发明的有益效果主要体现在：1)本发明功能强大，可实现精确变量施肥作业，提高肥料的利用率，提高肥效；2)自动化程度高，在输入施肥处方图后可自行完成作业过程；3)结构简单、使用方便，只需将各部件组装起来即可进行作业；4)具有良好的经济效益和生态环境效益，这主要体现在一方面减少了肥料的浪费，另一方面减轻了环境污染。
(四)附图说明
图1是一种温室变量施肥机器人的结构示意图；
图2是一种温室变量施肥机器人的功能原理图；
图3是一种温室变量施肥机器人的电路控制部分的原理框图；
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：如图1、2、3所示，一种温室变量施肥机器人，包括自走式机器人1和施肥单元，自走式机器人1采用上海广茂达伙伴机器人有限公司生产的AS-RE轮式或履带式机器人，我们在自走式机器人内设置有单板机，在自走式机器人外部设有GPS接收模块2和变量控制器3，测距系统9，视频采集系统10；变量控制器3为Raven Industrial Inc公司生产的SCS4400系列的变量控制器；GPS接收模块2、测距系统9和视频采集系统10分别与单板机连接，单板机与变量控制器3连接；施肥单元包括三格肥料箱41、肥料箱42、肥料箱43，排肥轮61、排肥轮62、排肥轮63，调速减速电机51、调速减速电机52、调速减速电机53，转速传感器81、转速传感器82、转速传感器83；三格肥料箱41、肥料箱42、肥料箱43设置在自走式机器人上方，排肥轮61、排肥轮62、排肥轮63分别设置在分别地三格肥料箱的出肥口7处，调速减速电机51、调速减速电机52、调速减速电机53，转速传感器81、转速传感器82、转速传感器83与三格肥料箱41、肥料箱42、肥料箱43的出肥口对应设置，变量控制器3控制调速减速电机51、调速减速电机52、调速减速电机53带动排肥轮的转动，用于控制施肥单元的施肥量，转速传感器81、转速传感器82、转速传感器83与变量控制器3连接，用于将排肥轮的转速反馈给变量控制器3；肥料箱内装的是一种固体粒状或粉状的肥料。
本发明的使用过程如下：将内置有单板机小型自走式机器人1、GPS接收模块2、测距系统9、视频采集系统10、变量控制器3、施肥单元等装配在一起成为一个智能小型专用机器人。工作前，先将施肥处方图通过无线网络输入机器人1，自走式机器人1内置的单板机，通过编程可以接收施肥处方图的数据、GPS定位数据、测距系统数据，并在此基础上，将施肥指令输出到SCS4400系列变量控制器3中，机器人1根据GPS的定位数据、施肥处方图及行走速度自动进行变量施肥，其附带的超声和红外测距系统用来精确修正机器人所处的位置以及避免与其它设施碰撞；变量控制器3根据先前标定的数据，对三个排肥轮的转速进行调节，以达到变量精确施肥的目的，排肥轮的转速通过三个转速传感器反馈确定。机器人采用电动式，由温室内铺设的滑线槽供电，作业过程中无污染；通过控制排肥轮的转速进行施肥量的控制。
以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (5)

1、一种温室变量施肥机器人，包括自走式机器人(1)和施肥单元，其特征在于还在自走式机器人(1)内设置有单板机，在自走式机器人(1)外部设有GPS接收模块(2)和变量控制器(3)，GPS接收模块(2)与单板机连接，用于确定施肥机器人当前所处的位置；单板机与变量控制器(3)连接，变量控制器(3)与施肥单元连接，用于控制施肥单元的施肥量。
2、根据权利要求1所述的一种温室变量施肥机器人，其特征在于施肥单元包括肥料箱(4)，排肥轮(6)，调速减速电机(5)，转速传感器(8)；肥料箱(4)设置在自走式机器人(1)上方，排肥轮(6)设置在肥料箱(4)的出肥口(7)处，变量控制器(3)控制调速减速电机(5)，调速减速电机(5)带动排肥轮(6)的转动，转速传感器(8)与变量控制器(3)连接。
3、根据权利要求2所述的一种温室变量施肥机器人，其特征在于肥料箱(4)分三格设置在自走式机器人(1)上方，排肥轮(6)，调速减速电机(5)，转速传感器(8)都为三个，与三格肥料箱(4)的出肥口(7)对应设置。
4、根据权利要求2所述的一种温室变量施肥机器人，其特征在于施肥单元所施肥料为固体粒状或粉状的肥料。
5、根据权利要求1或2所述的一种温室变量施肥机器人，其特征在于还包括测距系统(9)和视频采集系统(10)，测距系统(9)和视频采集系统(10)分别与单板机连接。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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