CN109090080A - 一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，包括如下步骤：步骤一、将配液罐内的药液输送入缓存药液箱；步骤二、将输液管依次穿过升降导轨、横向导轨、机器人手臂的导槽与机器人手臂的喷液口连通；步骤三、将横向导轨与收放转轴同时升降以调节喷药高度；步骤四、驱动外缠绕输液管的收放转轴转动以配合机器人手臂沿横向导轨运动，调节机器人手臂的喷药口到灌木的距离；步骤五、启动喷灌车，将缓存药液箱内的药液经过收放转轴底端的输液管进口导入，通过机器人手臂的喷液口喷出对灌木喷药。本发明便于针对不同高度的绿化带进行调节喷药高度，同时能避免输液管打结。

Description

一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法

技术领域

本发明属于喷灌车喷药技术领域，具体涉及一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城镇化建设也飞速前进，更多的人开始涌入城市，人们在追求城市物质生活的同时，也越来越重视城市生活的精神享受。伴随着道路绿化带的大量建设，道路绿化浇灌机械化程度也越来越高，对于道路两旁的绿化树木和一些成排种植的园林灌木，在一定的时间需要喷药杀虫，以维持树木和园林灌木的健康生长。目前的喷灌车要么是工人随车协助喷药，要么是车体上固定一个喷灌头，无法高度调节，无法针对不同高度的绿化带和灌木进行喷洒药剂。此外，喷灌车上若堆叠过多的输液管时，易缠绕打结。

发明内容

本发明提供一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，目的是便于针对不同高度的绿化带进行调节喷药高度，同时能避免输液管打结。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，包括如下步骤：

步骤一、将配液罐内的药液输送入缓存药液箱；

步骤二、将输液管依次穿过升降导轨、横向导轨、机器人手臂的导槽与机器人手臂的喷液口连通；

步骤三、将横向导轨与收放转轴同时升降以调节喷药高度；

步骤四、驱动外缠绕输液管的收放转轴转动以配合机器人手臂沿横向导轨运动，调节机器人手臂的喷药口到灌木的距离；

步骤五、启动喷灌车，将缓存药液箱内的药液经过收放转轴底端的输液管进口导入，通过机器人手臂的喷液口喷出对灌木喷药。

所述配液罐内的药液是通过配药罐进水口先加入药剂，之后加入水，通过搅拌叶片搅拌后得到。

所述步骤二中横向导轨通过升降滑块与升降导轨安装连接，通过液压缸带动升降滑块沿升降导轨升降运动。

所述机器人手臂通过横移滑块与横向导轨安装连接，通过第一电动推杆带动横移滑块沿横向导轨运动。

所述收放转轴通过缓存药液箱沿辅转盘的滑道滑动以进行正反转运动，通过第二电动推杆带动辅转盘及缓存药液箱的升降伸缩运动以调整收放转轴的高度。

所述机器人手臂带动输液管沿升降导轨上升运动时，收放转轴同步上升运动，之后机器人手臂带动输液管沿横向导轨伸长运动，收放转轴同步顺时针转动的同时继续上升以使外绕于收放转轴的输液管逐渐脱离；机器人手臂带动输液管沿升降导轨下降运动时，收放转轴同步下降运动，机器人手臂带动输液管沿横向导轨回缩运动时，收放转轴同步逆时针转动以使输液管缠绕于收放转轴上。

本发明的有益效果：本发明通过机器人手臂带动输液管升降及横向伸缩运动到不同高度绿化带及灌木喷药高度位置，启动输送泵，通过输液管内将药液输送到机器人手臂喷水口进行浇灌。在机器人手臂运动向浇灌点时，通过本发明卷曲供水机构的独创性合理结构设置，使得收放转轴上升的同时输液管展开随着机器人手臂同步运动，在机器人手臂回收时，收放转轴下降的同时输液管缠绕于收放转轴上，直至回到最初的位置。本发明够有效避免输液管在浇灌后收放易出现散乱或打结的现象。不用人工拿着浇灌头喷药，安全性高。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明的结构示意图；

图2是横向伸缩机构的结构示意图；

图3是卷曲供液机构及升降辅转机构的结构示意图。

图中标记为：

1、车体，2、配药罐，3、进水口，4、机器人手臂，5、输液管，6、喷液口，7、送液管，8、第一承重座，9、第二承重座，10、搅拌电机，11、搅拌轴，12、搅拌叶片，13、出水口，14、升降导轨，15、第一导槽，16、横向导轨，17、横移滑块，18、第二导槽，19、第一电动推杆，20、第一输送泵，21、缓存药液箱，22、收放转轴，23、螺旋收放导槽，24、第二电动推杆，25、辅转盘，26、滑道，27、滚轮，28、固定座。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

本发明涉及一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，包括如下步骤：

步骤一、将配液罐2内的药液输送入缓存药液箱；

步骤二、将输液管5依次穿过升降导轨14、横向导轨16、机器人手臂4的导槽与机器人手臂的喷液口6连通；

步骤三、将横向导轨16与收放转轴22同时升降以调节喷药高度；

步骤四、驱动外缠绕输液管的收放转轴转动以配合机器人手臂沿横向导轨运动，调节机器人手臂的喷药口到灌木的距离；

步骤五、启动喷灌车，将缓存药液箱内的药液经过收放转轴底端的输液管进口导入，通过机器人手臂的喷液口喷出对灌木喷药。

上述方法中配液罐内的药液是通过配药罐进水口先加入药剂，之后加入水，通过搅拌叶片搅拌后得到。横向导轨通过升降滑块与升降导轨安装连接，通过液压缸带动升降滑块沿升降导轨升降运动。机器人手臂通过横移滑块与横向导轨安装连接，通过第一电动推杆带动横移滑块沿横向导轨运动。收放转轴通过缓存药液箱沿辅转盘的滑道滑动以进行正反转运动，通过第二电动推杆带动辅转盘及缓存药液箱的升降伸缩运动以调整收放转轴的高度。机器人手臂带动输液管沿升降导轨上升运动时，收放转轴同步上升运动，之后机器人手臂带动输液管沿横向导轨伸长运动，收放转轴同步顺时针转动的同时继续上升以使外绕于收放转轴的输液管逐渐脱离；机器人手臂带动输液管沿升降导轨下降运动时，收放转轴同步下降运动，机器人手臂带动输液管沿横向导轨回缩运动时，收放转轴同步逆时针转动以使输液管缠绕于收放转轴上。

上述方法中采用的机器人手臂喷药的喷灌车如图1至图3所示，包括车体1和设于车体1上的配药罐2，配药罐2设有进水口3，该喷灌车还包括用于对配药罐2内的液体进行搅拌的搅拌机构，车体1上设有机器人手臂4、带动机器人手臂4横纵向伸缩运动的横纵向伸缩机构和用于配合输液管5跟随机器人手臂运动进行卷曲收放输液管且对输液管供给药液的卷曲供液机构，输液管的出水口与机器人手臂4的喷液口6连接，卷曲供液机构通过送液管7与配药罐2连接。在车体上设置固定脚29，用以通过紧固件固定安装配药罐，避免配药罐晃动。进水口上设置有密封盖体，打开密封盖体，可以通过进水口加水。喷液口6设有雾化喷头，便于雾化喷药。为了便于在车体上布置上述横纵向伸缩机构和卷曲供水机构，在车体上设置固定用龙骨支架，在固定龙骨支架上分别设置第一承重座8和第二承重座9，第一承重座8上用于安装横纵向伸缩机构，第二称重座9上用于安装卷曲供水机构，第一承重座和第二承重座均可以通过紧固螺栓与龙骨支架紧固连接，便于安装拆卸。机器人手臂侧壁设置安装输液管的卡槽，且输液管可沿在卡槽内移动，避免机器人手臂移动时，输液管散乱在外，造成不必要的麻烦。

搅拌机构包括搅拌电机10、设于配药罐2内的搅拌轴11和搅拌叶片12，搅拌叶片12通过搅拌轴11与设于配药罐2上的搅拌电机10连接。将药剂通过进水口3加入配药罐内，之后将水通过进水口加入配药罐内，然后启动搅拌电机，通过搅拌叶片搅拌使储液罐内的药剂与水混合均匀。搅拌机构设置多个，即在配药罐的长度方向设置多个搅拌电机、搅拌轴及搅拌叶片，便于较快的将配药罐内的药剂与水混合均匀。可以设置三个搅拌机构，上搅拌机构均布在配药罐的长度方向上。在配药罐2底端还设有出水口13和密封出水口的盖体。喷药结束后，打开密封出水口的盖体，将剩余的药液通过排出管导出处理，在配药罐内单独加入水之后，通过启动搅拌电机，搅拌后打开密封出水口的盖体，将清洗液导出，之后反复几次，达到清洗配药罐的目的。

横纵向伸缩机构包括用于带动机器人手臂4横向伸缩运动的横向伸缩机构和用于带动横向伸缩机构升降运动的升降机构，升降机构包括升降导轨14、升降滑块、第一驱动机构和设于升降导轨侧壁且沿升降导轨的高度方向从底端延伸到顶端的第一导槽15，第一导槽15朝向横向伸缩机构的一侧设有开口槽，输液管5可沿第一导槽导向移动，横向伸缩机构通过升降滑块与升降导轨连接，第一驱动机构可驱动升降滑块沿升降导轨升降运动。第一驱动机构可以采用电动推杆、气缸或液压缸，比如采用电动推杆，电动推杆设于升降导轨内部，升降导轨内部沿升降方向设置导向通道，电动推杆的伸缩端与升降滑块连接，当电动推杆的伸缩端沿着导向通道升降运动，升降滑块沿着升降导轨作升降运动。

横向伸缩机构包括横向导轨16、横移滑块17、第二驱动机构和设于横向导轨16侧壁且沿横向导轨的长度方向从一端延伸向另一端的第二导槽18，输液管通过第一导槽的开口槽导入第二导槽内且可沿第二导槽导向移动，机器人手臂4通过横移滑块17与横向导轨16连接，第二驱动机构可驱动横移滑块沿横向导轨运动。横移滑块上设置安装孔，机器人手臂的底端通过紧固螺栓安装于横移滑块上，便于安装拆卸。第二驱动机构可以采用电动推杆、气缸或液压缸，比如采用第一电动推杆19，第一电动推杆19设于横向导轨的一端，横向导轨内部沿设置横向导向通道，电动推杆的伸缩端与升降滑块连接，当电动推杆的伸缩端沿着横向导向通道伸缩运动，横移滑块沿着横向导轨作伸缩运动。第一导槽15和第二导槽18可以为半圆形槽、方形槽或者柱形导槽，若采用半圆形槽，半圆形槽半包围输液管，避免输液管从槽内脱离出来。优选采用柱形导槽，输液管穿入柱形导槽内，并可在柱形导槽内移动。柱形导槽一侧设置开口槽，便于输液管穿入横向伸缩机构内可以随着横向伸缩机构一起沿着升降导轨升降，避免干涉。

卷曲供液机构包括第一输送泵20、缓存药液箱21、分别设于缓存药液箱21上下两侧的收放转轴22和用于带动收放转轴22转动的第三驱动机构，第一输送泵20将缓存药液箱22内的水通过第一导出管导入输液管的进液口。第一输送泵可以采用潜水泵，潜水泵设置于缓存药液箱的内部底端面上，潜水泵的出水口通过第一导出管穿过缓存药液箱的顶部端面与外绕于收放转轴的输液管进液口连通；当然也可以在缓存药液箱顶部设置供水泵，供水泵进水口与延伸入缓存药液箱内的导入管连接，出水口通过第一导出管与输液管的进水口连通。第三驱动机构包括驱动电机和固定驱动电机的电机座，驱动电机的输出端与缓存药液箱的底端的固定座固定连接，固定座的设置，起到过渡及连接的作用，避免对缓存药液箱造成磨损。需要供水时，启动第一输送泵，缓存药液箱内的水导入输液管内，之后输送到机器人手臂的喷水口进行浇灌操作。

收放转轴22的外周向侧壁设有螺旋收放导槽23，第二承重座9上设有用于辅助缓存药液箱转动及带动收放转轴升降以使输液管沿螺旋收放导槽收放运动的升降辅转机构。升降辅转机构包括设于第二承重座9上的第二电动推杆24和设于第二电动推杆伸缩端上的辅转盘25，辅转盘25上设有滑道26，滑道26内设有滚轮27，缓存药液箱21通过连杆与滚轮27的旋转轴连接，第三驱动机构的驱动电机设于辅转盘25上。第二电动推杆优选为多个，多个第二电动推杆均布于辅转盘的周向方向，此处的多个电动推杆通过升降运动，便于承担上部的压力，对辅转盘起到辅助定位的作用。具体设置时，电动推杆可以设置为三个，三个电动推杆成三角形布置于辅转盘的周向底面，增加支撑的稳定性。通过设置第二输送泵28将水罐2内的水经送水管泵入缓存药液箱21。

缓存药液箱21的底部设有液位传感器，车体上设有控制器，液位传感器和第二输送泵均匀控制器电连接。液位传感器用于采集缓存药液箱内的液位信号，当缓存药液箱内的液位过低时，液位传感器采集此时的信号，并将此信号传递给控制处理单元，控制处理单元对此信号处理后，通过控制第二输送泵将水罐内的水经送水管输送入缓存药液箱内。

采用喷灌车对绿化带进行喷药时，首先调节机器人手臂所在的横向导轨的高度到绿化带近似高度，此时收放转轴转动使外缠绕的输液管展开进入升降导轨的第一导槽，以适配输液管在高度方向的拉伸需求，之后调节纵向导轨的翻转角度以使机器人手臂的喷水口指向需要浇灌的地方，然后调节机器人手臂靠近绿化带位置，此时同样使得收放转轴外缠绕的输液管继续展开以适应输液管在横向方向的拉伸需求，喷液口到达设定位置后，启动第一输送泵，药液通过输液管导入机器人手臂的喷液口喷出，进而实现喷药操作，当缓存药液箱内的药液较少时，第二输送泵将配药罐内的药液经送液管输送入缓存药液箱内，进而实现可持续的浇灌操作。其中，收放转轴上升的同时输液管展开随着机器人手臂同步运动，在机器人手臂回收时，收放转轴下降的同时输液管缠绕于收放转轴上，直至回到最初的位置。同一区域的绿化带高度类似，只需要将机器人手臂调节到一个合适的喷药位置即可；当喷灌车驶入到下一个绿化带，根据此时绿化带的高度重新调整一个合适的喷药位置即可。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将配液罐内的药液输送入缓存药液箱；

步骤二、将输液管依次穿过升降导轨、横向导轨、机器人手臂的导槽与机器人手臂的喷液口连通；

步骤三、将横向导轨与收放转轴同时升降以调节喷药高度；

步骤四、驱动外缠绕输液管的收放转轴转动以配合机器人手臂沿横向导轨运动，调节机器人手臂的喷药口到灌木的距离；

步骤五、启动喷灌车，将缓存药液箱内的药液经过收放转轴底端的输液管进口导入，通过机器人手臂的喷液口喷出对灌木喷药。

2.根据权利要求1所述喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，其特征在于，所述配液罐内的药液是通过配药罐进水口先加入药剂，之后加入水，通过搅拌叶片搅拌后得到。

3.根据权利要求1所述喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，其特征在于，所述步骤二中横向导轨通过升降滑块与升降导轨安装连接，通过液压缸带动升降滑块沿升降导轨升降运动。

4.根据权利要求1所述喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，其特征在于，所述机器人手臂通过横移滑块与横向导轨安装连接，通过第一电动推杆带动横移滑块沿横向导轨运动。

5.根据权利要求1所述喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，其特征在于，所述收放转轴通过缓存药液箱沿辅转盘的滑道滑动以进行正反转运动，通过第二电动推杆带动辅转盘及缓存药液箱的升降伸缩运动以调整收放转轴的高度。

6.根据权利要求5所述喷灌车采用机器人手臂喷药的方法，其特征在于，所述机器人手臂带动输液管沿升降导轨上升运动时，收放转轴同步上升运动，之后机器人手臂带动输液管沿横向导轨伸长运动，收放转轴同步顺时针转动的同时继续上升以使外绕于收放转轴的输液管逐渐脱离；机器人手臂带动输液管沿升降导轨下降运动时，收放转轴同步下降运动，机器人手臂带动输液管沿横向导轨回缩运动时，收放转轴同步逆时针转动以使输液管缠绕于收放转轴上。