CN108925538B - 一种自走式智能喷雾施药小车 - Google Patents

Abstract

一种自走式智能喷雾施药小车，属于机器人技术领域，结构上由行走机构、支撑平台、电动伸缩杆组、驱动装置、电源箱、工作平台、控制箱、药箱、管路、液泵、气泵和可拆卸喷杆组连接构成，结构新颖，通过控制箱内的无线接收模块来控制施药小车的移动、工作平台的升降以及药液的喷出，工作原理清晰；与传统的人工施药作业相比，本发明自动化程度高，操作简易，效率更高，适应多种工况作业需求，适应多种作物喷施高度要求，避免了因人体与药剂直接接触后导致的中毒现象。

Description

一种自走式智能喷雾施药小车

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种施药机器人，具体的说是涉及一种自走式智能喷雾施药小车。

背景技术

目前，设施农业受到人们越来越多的关注，温室高效生产已经成为发展现代农业面临的一个重大课题，在温室的湿、热、闷的作业环境下，采用人工施药不仅效率低，成本高，而且对人体健康造成了威胁。如何进行高效施药，使其既能满足病虫害控制要求，又能提高工作效率，成为现代化农业发展中急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对温室作业环境下，传统的人工施药效率低、成本高、对人体健康存在威胁等不足，提出一种自走式智能喷雾施药小车，自动化程度高，操作简易，可适应多种工况作业需求，可适应多种作物喷施高度要求，还可避免因人体与药剂直接接触后导致的中毒现象。

本发明的技术方案是：一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述自走式智能喷雾施药小车由行走机构、支撑平台、电动伸缩杆组、驱动装置、电源箱、工作平台、控制箱、药箱、管路、液泵、气泵和可拆卸喷杆组连接构成；所述行走机构上设有弹簧张紧机构，所述弹簧张紧机构由弹簧缸、张紧轮、上固定座、下固定座、连接杆、弹簧、螺杆和固定螺母构成；所述上固定座和下固定座固定设置在行走机构的侧壁上，所述连接杆固定设置在两个张紧轮之间，所述固定螺母固定设置在连接杆的顶部，所述螺杆穿过固定螺母后活动连接在上下固定座之间，所述螺杆的底部设有调节螺母，所述弹簧套置在所述螺杆上，所述弹簧缸套置在所述弹簧的外侧；所述支撑平台固定设置在所述行走机构的上方，所述驱动装置、电源箱和电动伸缩杆组均连接设置在支撑平台上；所述电动伸缩杆组由电机、传动齿轮组、推杆、双向螺杆和筒体构成，所述传动齿轮组的输入齿轮与电机的输出轴相连接，所述传动齿轮组的输出端设置在所述筒体内，所述筒体内连接设有固定块，所述固定块内设有轴承，所述双向螺杆设置在轴承内，所述双向螺杆的中部与传动齿轮组的输出齿轮相连接，所述筒体的上端内部滑动设有上推杆，所述上推杆与双向螺杆形成螺纹传动连接，所述筒体的下端内部滑动设有下推杆，所述下推杆与双向螺杆形成螺纹传动连接，所述下推杆的底部与所述支撑平台固定相接，所述工作平台连接固定在所述上推杆的顶部，所述控制箱、药箱、液泵和气泵依次设置在所述工作平台上，所述控制箱分别与驱动装置和电机控制连接，所述液泵与药箱通过管路连接，所述气泵连接设置在液泵上；所述可拆卸喷杆组由喷头、纵向喷杆和横向喷杆组成，所述纵向喷杆与所述工作平台前方的两侧支架活动连接，所述横向喷杆与工作平台前方的支架活动连接，所述喷头与所述纵向喷杆和横向喷杆连通设置，所述液泵通过管路分别与所述横向喷杆、纵向喷杆连接。

所述行走机构为履带式行走机构，履带为橡胶履带，弹簧张紧机构中张紧轮在螺杆的转动下张紧作用在履带的内侧。

所述电动伸缩杆组的数量为4组，分别设置在支撑平台的四角落，每组电动伸缩杆组中的双向螺杆是由一端为左旋梯形螺纹，另一端为右旋梯形螺纹构成的螺杆，通过电机驱动螺杆后带动螺杆上的上推杆和下推杆形成相对或相背移动，从而带动工作平台进行升降，升降行程为50～100mm。

所述喷头螺旋设置在横向喷杆和纵向喷杆上，喷头为可更换式结构，喷头的数量可根据施药现场进行增减。

所述控制箱内设有用于控制工作平台升降、行走机构运动、液泵气泵启停的无线接收模块。

所述驱动装置由驱动电机和链传动机构组成，驱动电机的输出轴与链传动机构的主动轮相连接，链传动机构的从动轮与行走机构中的驱动轮连接，驱动装置的数量为2个，对称设置在支撑平台的前后两侧。

所述传动齿轮组由主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮组成，主动齿轮的齿数小于中间齿轮和从动齿轮的齿数。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种自走式智能喷雾施药小车，结构上由行走机构、支撑平台、电动伸缩杆组、驱动装置、电源箱、工作平台、控制箱、药箱、管路、液泵、气泵和可拆卸喷杆组连接构成，结构新颖，通过控制箱内的无线接收模块来控制施药小车的移动、工作平台的升降以及药液的喷出，工作原理清晰；与传统的人工施药作业相比，本发明自动化程度高，操作简易，效率更高，适应多种工况作业需求，适应多种作物喷施高度要求，避免了因人体与药剂直接接触后导致的中毒现象。

附图说明

图1 为本发明整体结构示意图。

图2 为本发明中可拆卸喷杆组的结构示意图。

图3 为本发明中电动伸缩杆组的结构示意图。

图4 为本发明中弹簧张紧机构的结构示意图。

图中：行走机构1、支撑平台2、电动伸缩杆组3、传动齿轮组3-1、上推杆3-2、双向螺杆3-3、固定块3-4、轴承3-5、筒体3-6、下推杆3-7、电机4、电源箱5、驱动装置6、工作平台7、控制箱8、药箱9、管路10、液泵11、气泵12、可拆卸喷杆组13、喷头14、弹簧张紧机构15、弹簧缸15-1、张紧轮15-2、上固定座15-3、固定螺母15-4、连接杆15-5、弹簧15-6、螺杆15-7、调节螺母15-8、下固定座15-9、纵向喷杆16、横向喷杆17。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种自走式智能喷雾施药小车，由行走机构1、支撑平台2、电动伸缩杆组3、驱动装置6、电源箱5、工作平台7、控制箱8、药箱9、管路10、液泵11、气泵12和可拆卸喷杆组13连接构成；行走机构1上设有弹簧张紧机构15。

如图1-2所示，控制箱8、药箱9、液泵11和气泵12依次设置在工作平台7上，控制箱8分别与驱动装置6和电机4控制连接，液泵11与药箱9通过管路10连接，气泵12连接设置在液泵11上；可拆卸喷杆组13由喷头14、纵向喷杆16和横向喷杆17组成，纵向喷杆16与工作平台7前方的两侧支架活动连接，横向喷杆17与工作平台7前方的支架活动连接，喷头14与纵向喷杆16和横向喷杆17连通设置，液泵11通过管路10分别与横向喷杆17、纵向喷杆16连接。喷头14螺旋设置在横向喷杆17和纵向喷杆16上，喷头14为可更换式结构，喷头14的数量可根据施药现场进行增减。控制箱8内设有用于控制工作平台7升降、行走机构1运动、液泵11气泵12启停的无线接收模块。行走机构1为履带式行走机构，履带为橡胶履带，弹簧张紧机构15中张紧轮15-2在螺杆15-7的转动下张紧作用在履带的内侧。驱动装置6由驱动电机和链传动机构组成，驱动电机的输出轴与链传动机构的主动轮相连接，链传动机构的从动轮与行走机构中的驱动轮连接，驱动装置的数量为2个，对称设置在支撑平台2的前后两侧。

如图1和图3所示，支撑平台2固定设置在行走机构1的上方，驱动装置6、电源箱5和电动伸缩杆组3均连接设置在支撑平台2上；电动伸缩杆组3由电机4、传动齿轮组3-1、推杆、双向螺杆3-3和筒体3-6构成，传动齿轮组3-1的输入齿轮与电机4的输出轴相连接，传动齿轮组3-1的输出端设置在筒体3-6内，筒体3-6内连接设有固定块3-4，固定块3-4内设有轴承3-5，双向螺杆3-3设置在轴承3-5内，双向螺杆3-3的中部与传动齿轮组3-1的输出齿轮相连接，筒体3-6的上端内部滑动设有上推杆3-2，上推杆3-2与双向螺杆3-3形成螺纹传动连接，筒体3-6的下端内部滑动设有下推杆3-7，下推杆3-7与双向螺杆3-3形成螺纹传动连接，下推杆3-7的底部与支撑平台2固定相接，工作平台7连接固定在上推杆3-2的顶部。电动伸缩杆组3的数量为4组，分别设置在支撑平台2的四角落，每组电动伸缩杆组3中的双向螺杆3-3是由一端为左旋梯形螺纹，另一端为右旋梯形螺纹构成的螺杆，通过电机4驱动螺杆3-3后带动螺杆上的上推杆3-2和下推杆3-7形成相对或相背移动，从而带动工作平台7进行升降，升降行程为50～100mm。传动齿轮组3-1由主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮组成，主动齿轮的齿数小于中间齿轮和从动齿轮的齿数。

如图4所示，弹簧张紧机构15由弹簧缸15-1、张紧轮15-2、上固定座15-3、下固定座15-9、连接杆15-5、弹簧15-6、螺杆15-7和固定螺母15-4构成；所述上固定座15-3和下固定座15-9固定设置在行走机构1的侧壁上，连接杆15-5固定设置在两个张紧轮15-2之间，固定螺母15-4固定设置在连接杆15-5的顶部，螺杆15-7穿过固定螺母15-4后活动连接在上下固定座之间，螺杆15-7的底部设有调节螺母15-8，弹簧15-6套置在螺杆15-7上，弹簧缸15-1套置在弹簧15-6的外侧。

如图1-4所示，一种自走式智能喷雾施药小车的工作原理如下：用户在温室外通过无线发射控制器连接至控制箱8内的无线接收模块，通过信号转化为控制工作平台2的升降，驱动履带式行走机构1的行进转向，以及施药的启停；纵向喷杆16与工作平台7前方两侧支架活动相连，主要用于温室中藤蔓植物等喷施高度要求较高的作物，横向喷杆15固定于工作平台7前方支架上，主要用于大棚中地面作物的喷施，两种喷杆不同时安装使用；工作前，先依据施药作物种类更换好可拆卸喷杆组13和喷头14；由小车遥控器发出信号，控制箱8接收信号并传递给两侧驱动装置6，实现设备的行进转向，在行进的同时利用电机4调节工作平台7的高度以适应作业工况，待小车进入作业区域后，存储在药箱9中的药液通过管路10，进入液泵11，通过气泵12雾化后，由喷头14喷出。

本发明结构新颖，工作原理清晰；与传统的人工施药作业相比，本发明自动化程度高，操作简易，效率更高，适应多种工况作业需求，适应多种作物喷施高度要求，避免了因人体与药剂直接接触后导致的中毒现象。

Claims (7)

1.一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述自走式智能喷雾施药小车由行走机构(1)、支撑平台(2)、电动伸缩杆组(3)、驱动装置(6)、电源箱(5)、工作平台(7)、控制箱(8)、药箱(9)、管路(10)、液泵(11)、气泵(12)和可拆卸喷杆组(13)连接构成；所述行走机构(1)上设有弹簧张紧机构(15)，所述弹簧张紧机构(15)由弹簧缸(15-1)、张紧轮(15-2)、上固定座(15-3)、下固定座(15-9)、连接杆(15-5)、弹簧(15-6)、螺杆(15-7)和固定螺母(15-4)构成；所述上固定座(15-3)和下固定座(15-9)固定设置在行走机构(1)的侧壁上，所述连接杆(15-5)固定设置在两个所述张紧轮(15-2)之间，所述固定螺母(15-4)固定设置在连接杆(15-5)的顶部，所述螺杆(15-7)穿过固定螺母(15-4)后活动连接在上下固定座之间，所述螺杆(15-7)的底部设有调节螺母(15-8)，所述弹簧(15-6)套置在所述螺杆(15-7)上，所述弹簧缸(15-1)套置在所述弹簧(15-6)的外侧；所述支撑平台(2)固定设置在所述行走机构(1)的上方，所述驱动装置(6)、电源箱(5)和电动伸缩杆组(3)均连接设置在支撑平台(2)上；所述电动伸缩杆组(3)由电机(4)、传动齿轮组(3-1)、推杆、双向螺杆(3-3)和筒体(3-6)构成，所述传动齿轮组(3-1)的输入齿轮与电机(4)的输出轴相连接，所述传动齿轮组(3-1)的输出端设置在所述筒体(3-6)内，所述筒体(3-6)内连接设有固定块(3-4)，所述固定块(3-4)内设有轴承(3-5)，所述双向螺杆(3-3)设置在轴承(3-5)内，所述双向螺杆(3-3)的中部与传动齿轮组(3-1)的输出齿轮相连接，所述筒体(3-6)的上端内部滑动设有上推杆(3-2)，所述上推杆(3-2)与双向螺杆(3-3)形成螺纹传动连接，所述筒体(3-6)的下端内部滑动设有下推杆(3-7)，所述下推杆(3-7)与双向螺杆(3-3)形成螺纹传动连接，所述下推杆(3-7)的底部与所述支撑平台(2)固定相接，所述工作平台(7)连接固定在所述上推杆(3-2)的顶部，所述控制箱(8)、药箱(9)、液泵(11)和气泵(12)依次设置在所述工作平台(7)上，所述控制箱(8)分别与驱动装置(6)和电机(4)控制连接，所述液泵(11)与药箱(9)通过管路(10)连接，所述气泵(12)连接设置在液泵(11)上；所述可拆卸喷杆组(13)由喷头(14)、纵向喷杆(16)和横向喷杆(17)组成，所述纵向喷杆(16)与所述工作平台(7)前方的两侧支架活动连接，所述横向喷杆(17)与工作平台(7)前方的支架活动连接，所述喷头(14)与所述纵向喷杆(16)和横向喷杆(17)连通设置，所述液泵(11)通过管路(10)分别与所述横向喷杆(17)、纵向喷杆(16)连接。

2.根据权利要求1所述的一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述行走机构(1)为履带式行走机构，履带为橡胶履带，弹簧张紧机构(15)中张紧轮(15-2)在螺杆(15-7)的转动下张紧作用在履带的内侧。

3.根据权利要求1所述的一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述电动伸缩杆组(3)的数量为4组，分别设置在支撑平台(2)的四角落，每组电动伸缩杆组(3)中的双向螺杆(3-3)是由一端为左旋梯形螺纹，另一端为右旋梯形螺纹构成的螺杆，通过电机(4)驱动螺杆(3-3)后带动螺杆上的上推杆(3-2)和下推杆(3-7)形成相对或相背移动，从而带动工作平台(7)进行升降，升降行程为50～100mm。

4.根据权利要求1所述的一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述喷头(14)螺旋设置在横向喷杆(17)和纵向喷杆(16)上，喷头(14)为可更换式结构，喷头(14)的数量可根据施药现场进行增减。

5.根据权利要求1所述的一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述控制箱(8)内设有用于控制工作平台(7)升降、行走机构(1)运动、液泵(11)气泵(12)启停的无线接收模块。

6.根据权利要求1所述的一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述驱动装置(6)由驱动电机和链传动机构组成，驱动电机的输出轴与链传动机构的主动轮相连接，链传动机构的从动轮与行走机构中的驱动轮连接，驱动装置的数量为2个，对称设置在支撑平台(2)的前后两侧。

7.根据权利要求1所述的一种自走式智能喷雾施药小车，其特征在于：所述传动齿轮组(3-1)由主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮组成，主动齿轮的齿数小于中间齿轮和从动齿轮的齿数。

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