CN108739723A - 基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人 - Google Patents

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高巧明
张伟伟
黄贵东
曾业峰
肖志科
宁业烈
黎华
周立群
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Liuzhou Bo Shi Wei Car Polytron Technologies Inc
Shanghai University of Engineering Science
Guangxi University of Science and Technology
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Liuzhou Bo Shi Wei Car Polytron Technologies Inc
Shanghai University of Engineering Science
Guangxi University of Science and Technology
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Abstract

本发明研究了一种基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，包括主控、行驶、动力、液压、喷药和机载电气控制六大系统。机器人以一台柴油机为动力源驱动履带底盘行驶，并为其他系统提供动力。机载电气控制系统包括中央处理单元、摄像头、GPS定位器、电子罗盘、超声波雷达等。一方面机载电气系统将其上各传感器检测的信息通过中央处理器分析处理后传回主控系统并智能执行预设的动作；另一方面操作员通过主控系统发出命令信号控制机器人行动，且主控指令级别高于中央处理器，从而实现自动与遥控双重智能。本机可检测药物及燃料余量，达到阀值时将发出警报并发往主控系统。本发明实现了自动作业、智能控制、精准施药，解放了劳动力。

Description

基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人
技术领域
本发明涉及农用机械与电气控制技术领域，是基于传统履带底盘上通过电气控制与通信技术实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人。
背景技术
在农业发展中，人工成本越来越高，为解放生产力，农业发展向着机械化、智能化方向发展。并且农业作业环境较恶劣，特别是在农药喷洒作业中，有毒气雾会对作业者造成伤害，所以智能化的农业机械可以实现减少用药量、减少劳动力并避免作业中多尘、潮湿、高温、有毒的环境对人体的伤害。
发明内容
本发明的目的是在现有履带底盘机械基础上，通过电气控制与通信技术，对喷药机器人进行双向数据交流，精准智能控制，自动作业，从而实现智能安全作业，解放生产力。
为达到上述技术功能，本发明通过以下技术方案实现：基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人包括主控、行驶、动力单元、液压、喷药和机载电气控制六大系统。主控系统由一台工业计算机和通信单元组成，实现对喷药机器人的数据接收和控制。行驶系统包括橡胶履带、车架和变速箱。动力系统包括柴油机、皮带轮，皮带。液压系统包括液压油箱，液压油泵，液压阀块和液压油缸。喷药系统包括：药液柱塞泵、储药箱、溢流阀、管路、风扇系统、药液喷头。机载电器控制系统包括中央处理单元、发电机、电池、遥控控制器、继电器、摄像头、GPS定位器、电子罗盘、超声波雷达。柴油机为整机动力源，发电机为蓄电池组充电，蓄电池向机载电控系统电气设备供电。一方面机载计算单元具有自动判断能力，实现无人监控自动作业，并可将传感器测量值进行反馈或报警。另一方面，传感器将各种检测信号通过wifi传递回控制平台，操作员也可以在控制平台通过wifi通信对机器人进行人为监控，实现双层智能。
本机通过wifi将传感器监测信号与控制台的指令信号进行双向通信。
GPS可提供与喷药机器人的坐标位置；电子罗盘提供喷药机器人的机头朝向、运行姿态，可自动判断航向，不受天气、遮蔽影响；超声波雷达可实现测量与障碍物间的距离，实现自动防碰撞功能；360°环视系统可提供喷药机器人的周围视频信息。
本机的机载计算单元与图像单元可自动分析各传感器监测信号，具备智能规划路径识别作业对象，实现自动工作。并可对传感器检测信号进行处理，达到设置的危险值如药量低，与障碍物距离近，通过wifi给控制台发送危险警报或预警短信，实现安全作业。
中央处理单元负责与主控系统通信，对自身收集的信息进行判断并执行预设的相应动作，但主控单元发出的指令高于机载中央处理单元的级别。操作者可通过主控系统实时监控机器人工作与接收报警信息，对危险情况进行及时处理，实现无人自动工作与远程监控双层智能。
操作员可通过控制台观察机器的实时工况，并根据工况进行及时有效的操作，达到远程控制的目的。
附图说明
为更清楚地说明本发明与运用的技术方案，下面将对本发明与技术方案描述中所使用的附图做简单介绍。
如图1所示为本发明的结构示意图。
图1中，1-蓄电池，2-变速器，3-履带底盘，4-车架，5-三轴电子罗盘，6-GPS定位器，7-超声波雷达，8-摄像头，9-中央处理器，10-液压油缸，11-液压阀块，12-电磁阀，13-控制信号接收器，14-发电机，15-发射天线，16-柴油机，17-药液泵，18-储药箱，19-药液喷头，20-吹药风机，21-控制台
具体实施方式
以下加结合本发明中的附图，对本发明所采用的技术方案进行清晰、完整的描述。
如图1所示，该基于履带底盘可实现智能遥控的喷药机器人，包括1-蓄电池，2-变速器，3-履带底盘，4-车架，5-三轴电子罗盘，6-GPS定位器，7-超声波雷达，8-摄像头，9-中央处理器，10-液压油缸，11-液压阀块，12-电磁阀，13-控制信号接收器，14-发电机，15-发射天线，16-柴油机，17-药液泵，18-储药箱，19-药液喷头，20-吹药风机，21-控制台。柴油机为整机动力源，驱动履带底盘行驶并为发电机、液压泵、药液泵和喷药风扇提供动力，发电机为蓄电池组充电，蓄电池向机载电控系统电气设备供电。利用发射天线通过wifi信号实现与主控系统的双向通信。GPS可提供喷药机器人的坐标位置；电子罗盘提供喷药机器人的机头朝向、运行姿态；超声波雷达可实现测量与障碍物间的距离；四个摄像头组成的360°环视系统可提供喷药机器人的周围视频信息。一方面机载计算单元具有自动判断能力，分析处理传感器监测的信号，实现无人监控自动作业，并可将传感器测量值进行反馈或报警。另一方面，传感器将各种检测信号通过wifi传递回控制平台，操作员也可以在控制平台通过wifi通信对机器人进行人为监控，实现双层智能。从而实现智能安全作业与解放生产力。
本发明的目的是在现有履带底盘机械基础上，通过电气控制与通信技术实现实时信息与命令信号的双向通信，精准智能控制喷药，自动作业，避免恶劣、有毒环境对作业者的伤害与降低劳动强度。

Claims (8)

1.基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：包括主控、行驶、动力、液压、喷药和机载电气控制六大系统；主控系统由一台工业计算机和通信单元组成，实现对喷药机器人的数据收发和控制；行驶系统包括橡胶履带、车架和变速箱；动力系统包括柴油机、皮带轮，皮带；液压系统包括液压油箱，液压油泵，液压阀块和液压油缸；喷药系统包括：药液柱塞泵、储药箱、溢流阀、管路、风扇系统、药液喷头；机载电气控制系统包括中央处理单元、发电机、电池、遥控控制器、继电器、摄像头、GPS定位器、电子罗盘、超声波雷达；柴油机为整机动力源，发电机为蓄电池组充电，蓄电池向机载电控系统电气设备供电。
2.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：一方面机载中央处理单元按照主控系统预设的阀值具有自动判断能力，实现无人监控自动作业，并可将传感器测量值进行反馈或报警；另一方面，操作员也可以在主控系统通过wifi通信对机器人进行人为监控，其指令级别高于机载中央处理单元，实现双层智能。
3.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：GPS可提供与喷药机器人的坐标位置；电子罗盘提供喷药机器人的机头朝向、运行姿态；超声波雷达可实现测量与障碍物间的距离；由四个摄像头组成的360°环视系统可提供喷药机器人的周围工作环境视频信息；以上信号都通过wifi将信息信号反馈回主控系统。
4.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：机载计算单元及图像单元，可以通过分析车载各传感器及摄像头的数据图像信号，智能规划喷药路径并识别植被的存在，定点定向喷药，不浪费药物，具有智能判断能力，实现无人监控自动工作。
5.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：三轴电子罗盘具有智能判断航向，不受天气及遮挡的影响，并可以在车身倾斜超过预设阀值时报警。
6.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：超声波雷达可实时测量车身轮廓与障碍物距离，当与障碍物距离较近时，可实现智能停止工作，并向控制台报警，待控制台指令，再进行下一步工作，实现智能安全工作。
7.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：车载电控系统，可实时智能监测电量，药量，油量及动力系统障碍，并及时向控制台发送声光报警或报警短信，实现智能及时报警。
8.根据权利要求1所述的基于履带底盘可实现双向数据交流遥控的智能喷药机器人，其特征在于：主控系统由一台工业计算机和通信单元组成，通过wifi接收机器人各传感器检测信号及警报，通过预设程序进行处理分析后下发机器人执行相应操作，操作员也可以在控制台将命令信号通过wifi发送到机器，实现远程操作。
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