CN109581900A - 一种基于移动建筑的智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动建筑的智能化控制系统，包括轨道支撑架，悬空轨道、控制操作舱，以及地面上的中央控制台；所述控制操作舱中设置有检测仪器、水泵、颗粒播撒吸收器、采集机械手；控制操作舱前部具有一个多节可调节长度和弯曲角度的伸展栈桥，用于操作人员进行农业操作。本发明可以更好保持生态环境，采用空中作业的方式，进行各种农业情况监控和智能化的大面积农业操作，节省人力，提高了经济效益。

Description

一种基于移动建筑的智能化控制系统

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种基于移动建筑实现智能化农业管理的系统。

背景技术

新农业生产现在是采用大面积耕种或养殖，不再是很多人工去精耕细做，需要在保持生态环境的基础上，采用智能化农业管理技术才能提高产量，节省成本。

新农业生产需要大面积智能管理农作物生长，或进行大数量的动物饲养，广泛运用现代科技手段进行农业种植或动物饲养，农业种植新技术包括运用于育种、育苗阶段、物流传送、信息技术等等，比如田间管理、农产品运输、精准定位智能播种、洒水施肥，收割传送；果林需要针对每棵树修剪枝条、打药、采摘果实，达到全面智能化控制管理，实现不占用路面道路，节省人力劳作，节省水和肥料，成本降低经济效率高。

新农业对农业生产效率提出了更高的要求，这其中对于收获农作物以及饲养家禽的日常管理，以及采用不同农用器械的快速高效修剪果树枝条，采摘果实也是其中的重要一环。但目前来看，有各种的播种机，收割机，田里埋的灌溉水管，人工洒农药，采摘果实这些方式都功能单一，投入大量人力成本高，不利于高效全面监控和田间管理，操作效率依然十分低下，甚至还在依赖人力，这是发展新农业不可忽视和迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明提出一种基于移动建筑的智能化控制系统，可以更好保持生态环境，采用空中作业的方式，进行各种农业情况监控和智能化的农业操作，节省人力，提高了经济效益。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于移动建筑的智能化控制系统，包括轨道支撑架，悬空轨道、控制操作舱，以及地面上的中央控制台；所述控制操作舱前部具有一个多节可调节长度和弯曲角度的伸展栈桥，所述伸展栈桥的最前端一节通过转盘可作180度转动，用于人员进行农业操作；所述中央控制台通过无线网络与所述控制操作舱双向互联，所述控制操作舱通过转动盘与滑座连接，转动盘上有步进电机可控制所述控制操作舱进行360度自转，所述滑座通过至少两个滑轮与悬空轨道连接，并通过驱动装置在所述悬空轨道上前后运动；所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置，所述控制操作舱中设置有操作台、检测仪器、水泵、颗粒播撒吸收器、采集机械手。

进一步，所述滑座两侧设置有至少2个用于卡紧悬空轨道的保护稳定勾脚，当使用伸展栈桥时，为保证所述控制操作舱平衡防止翻车，通过液压设备放下所述保护稳定勾脚卡紧悬空轨道。

进一步，所述控制操作舱顶部是透明有机玻璃构成，上面设置有太阳能电池板和太阳能跟踪控制器，通过电线、蓄电池与转动盘上的步进电机连接，控制太阳能电池板实时朝向太阳运动。

进一步，操作人员通过所述采集机械手采集下方土地或水塘样品，并用检测仪器检测土壤和水体质量；操作人员通过操作伸长所述伸展栈桥到果树林中，实现悬空定位修剪枝条、采摘果实、喷洒农药。

进一步，所述悬空轨道包括轨道和柔性轨道转向构件，柔性轨道转向构件包括一个转盘底座，转盘底座上的外圆弧导轨里套接有内圆弧导轨，外圆弧导轨连接有一个进入端头和一个导向块，内圆弧导轨两侧设置有齿条带，可在外圆弧导轨里按刻度旋转，所述内圆弧导轨连接有至少一个出口端头和一个限位块。

进一步，所述内圆弧导轨连接有第二出口端头形成岔道，通过控制所述限位块移动连通其它的轨道。

进一步，所述滑座上还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述滑座下部连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述控制操作舱的触摸显示屏连接。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1、本发明的一种基于移动建筑的智能化控制系统可以在田间、山林、鱼塘上方架设轨道，离地2-4米，不占用太多土地，也不影响农作物生长。特别适合上百亩的农田和果林管理，管理人员不用携带沉重的农用器械在地面上走动，可在悬空的控制操作舱中选择水泵、颗粒播撒吸收器、采集机械手进行播种、洒水施肥，剪枝，果实采摘，稻谷收割传送等各种农业劳作，省时省力，而且还能遮风挡雨，效率提高十几倍。

2、控制操作舱前部具有一个多节可调节长度和弯曲角度的伸展栈桥，用于操作人员进行农业操作，并采用保护稳定勾脚，当使用伸展栈桥时，通过液压设备放下卡紧悬空轨道，保证控制操作舱平衡防止翻车。这样对于高大果树的采摘，可以不用人在地面架梯子，直接定位某个空间点，用伸展栈桥送操作人员悬空采摘，更加高效；当然也可以当吊车使用，利用吊绳移栽高大的园林树木。

3、为了实时监控农业土壤和水质变化，操作人员通过所述采集机械手采集下方土地或水塘样品，并用检测仪器检测土壤和水体质量，现场就能非常科学直观的知道结果进行应对措施，不用将采集样品送科研院所检测，延误农作物和动物病害的救治时间。

4、所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置， 悬空轨道包括轨道和柔性轨道转向构件，所述液压装置顶部设置所述柔性轨道转向构件将两根轨道连接一起。这样方便根据地形高低，灵活单独调节每根轨道支撑架的高低，统筹规划整个轨道布局，而不是采用现有的水泥浇筑成型的支架或拼接的多根钢管；采用柔性轨道转向构件可以小范围转弯，使用性大大增强。

5、所述滑座上还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述滑座下部连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，这样可以及时检测出恶劣天气导致的轨道变形脱节，提高控制操作舱行驶的安全性，避免翻车高空坠落。

6、所述控制操作舱包括有导航芯片、无线信号接收发射电路、存储器，检测与北斗卫星和固定在地面上的所述中央控制台交换数据，采用卫星差分算法结合地形图矫正算法定位。让人们可以在所述中央控制台远程与不同轨道上的控制操作舱进行双向联系，以及精准定位进行农业作业。

附图说明

图1为本发明实施例的一种基于移动建筑的智能化控制系统的结构示意图；

图2为本发明中柔性轨道转向构件结构示意图。

图中：轨道支撑架1、悬空轨道2、控制操作舱3、液压装置4、转动盘5、滑座6 、伸展栈桥7、旋转支臂台8、保护稳定勾脚9 、太阳能电池板10、太阳能跟踪控制器11、滑轮12、转盘底座30、外圆弧导轨31、内圆弧导轨32、进入端头33、导向块34、出口端头35、限位块36。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种基于移动建筑的智能化控制系统，包括轨道支撑架1，悬空轨道2、控制操作舱3，以及地面上的中央控制台（图中没画）；所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置4， 悬空轨道包括轨道和柔性轨道转向构件，所述液压装置顶部设置所述柔性轨道转向构件将两根轨道连接一起；所述中央控制台通过无线网络与所述控制操作舱双向互联，所述控制操作舱通过转动盘5与滑座6连接，转动盘上有步进电机可控制控制操作舱进行360度自转，所述滑座通过至少两个滑轮12与悬空轨道连接，并通过驱动装置在所述悬空轨道上前后运动；所述控制操作舱中设置有操作台、蓄电池、检测仪器、水泵、颗粒播撒吸收器、采集机械手；控制操作舱前部具有一个多节可调节长度和弯曲角度的伸展栈桥7，所述伸展栈桥的最前端一节通过转盘可作180度转动，用于操作人员进行农业操作。通过操作台控制液压系统伸缩来操作伸展栈桥，最前端一节有个旋转支臂台8可站人，可在180度范围内转向，直接定位某个空间点，方便用伸展栈桥送操作人员悬空采摘果实和修剪树枝，更加灵活高效；当然也可以当吊车使用，移栽园林树木。

为了安全操作，所述滑座两侧设置有至少两个用于卡紧轨道的保护稳定勾脚9，当使用伸展栈桥时，通过液压设备放下卡紧轨道，保证控制操作舱平衡防止翻车。不使用时通过液压设备收起保护稳定勾脚9。所述轨道可以是单轨道，也可以采用平行的双轨道结构，根据田间林地实际高低地形灵活架设。

所述控制操作舱是一个作业平台，通过操作台进行农用器械操作，可以匹配颗粒播撒吸收器，两侧接好连通播种管道，便可在宽度20-30米的轨道两边进行播种；换装水泵和洒水管道，并可大面积洒水施肥，非常适合上百亩的农田机械化耕种。

为了及时监控农业土壤和水质变化，操作人员通过所述采集机械手采集下方土地或水塘样品，并用检测仪器检测土壤和水体质量，检测仪器包括有化学物质分析仪、水溶氧量检测器，现场就能非常科学直观的知道结果，不用将采集样品送科研院所检测，比如采集控制操作舱下方某一区域的土壤样品，及时得出缺何种成分的养料，施肥是否均匀等。

所述控制操作舱顶部是透明有机玻璃构成，上面设置有太阳能电池板10和太阳能跟踪控制器11，通过电线、蓄电池与转动盘上的步进电机连接，控制太阳能电池板实时朝向太阳运动，获得最强太阳能。这样方便利用绿色能源在田野上进行农业管理，蓄电池也具有外接电源插头，到达基地时可连接电线外接电源充电。所述控制操作舱也可以当作旅馆房间，沿着轨道移动进行自转和移动，让游客欣赏不同地点风景。所述控制操作舱配备有移动式楼梯方便人员上下。

所述控制操作舱包括有导航芯片、无线信号接收发射电路、存储器，检测与北斗卫星和固定在地面上的所述中央控制台交换数据，采用卫星差分算法结合地形图矫正算法定位。具体的，通过接收所述中央控制台的移动通信差分数据和接收卫星导航信号，将移动通信差分数据与接收的导航卫星差分数据进行差分定位解算。差分定位解算具体是指将3G移动通信差分数据与单频伪距差分数据进行差分定位解算，得出单频伪距差分定位解算结果；将3G移动通信差分数据与单频载波相位差分数据进行差分定位解算，得出单频载波相位差分定位解算结果；得出的上述两种差分定位解算结果，再结合地形图矫正算法定位，取矫正后的值即可得到准确的所述控制操作舱位置坐标。

空间定位计算过程如下：

步骤1：控制操作舱与北斗卫星进行同步获取定位数据；步骤2：中央控制台与北斗卫星进行同步获取定位数据；步骤3：中央控制台与控制操作舱进行差分定位算法；步骤4：对控制操作舱实时定位量进行校准；步骤5：将控制操作舱数据通过差分定位解算，校准达到误差小于2米；步骤6：将解算的控制操作舱数据通过无线网络传输到后端服务器平台，中央控制台根据存储的地形图定位点变化计算矫正偏移量，取矫正后的平均值即可得到准确的所述控制操作舱位置坐标。步骤7：将控制操作舱位置坐标记录至数据中心，将轨迹点显示在中央控制台的屏幕上；所述控制操作舱的人员也能及时知道自身目前位置，方便沟通，比如告知中央控制台人员第3号位置区域田地已完成喷药，第2号位置区域田地已完成施肥，电子地图上网格化管理并标记作业结果，高效准确适合新农业大规模管理。

如图2所示，为了便于在田间或山林布局轨道路线，小范围转弯，本发明人采用了独特的轨道柔性转向构件。所述柔性轨道转向构件包括一个转盘底座30，转盘底座上的外圆弧导轨31里套接有内圆弧导轨32，外圆弧导轨连接有一个进入端头33和一个导向块34，进入端头连接一根轨道，内圆弧导轨两侧设置有齿条带（没画出），可在外圆弧导轨里按刻度步进旋转，所述内圆弧导轨连接有至少一个出口端头35和一个用于限定运行方向的限位块36，可以精准确定转弯角度，出口端头连接另一根轨道。这样箱体的滑座轮从进入端头前进，沿导向块34限定方向的外圆弧导轨运行，从出口端头出来完成小范围转向控制，避免需要定制一条大长度的弯曲轨道，轨道安装更灵活轻便。

这样方便根据地形高低，灵活单独调节每根轨道支撑架的高低，统筹规划整个轨道布局，而不是采用现有的水泥浇筑成型的支架或拼接的多根钢管；采用柔性轨道转向构件可以小范围转弯，使用灵活性大大增强，建筑成本也降低了。

所述内圆弧导轨连接有第二出口端头形成岔道，通过所述限位块连通其它的轨道。这样田野上可以布设多条轨道，用具有岔道控制功能的柔性轨道转向构件让所述控制操作舱驶入不同轨道。

为防止冬天轨道结冰影响滑轮平稳运行，所述滑座上还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述滑座下部连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述控制操作舱的触摸显示屏连接。这样可以及时检测出恶劣天气导致的轨道变形脱节，提高行驶的安全性，避免翻车高空坠落。

本发明提出一种基于移动建筑实现智能化农业管理的系统，可以更好保持生态环境，采用空中作业的方式，进行各种农业情况监控和智能化的农业操作，节省人力，提高了经济效益。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，包括轨道支撑架，悬空轨道、控制操作舱，以及地面上的中央控制台；所述控制操作舱前部具有一个多节可调节长度和弯曲角度的伸展栈桥，所述伸展栈桥的最前端一节通过转盘可作180度转动，用于人员进行农业操作；所述中央控制台通过无线网络与所述控制操作舱双向互联，所述控制操作舱通过转动盘与滑座连接，转动盘上有步进电机可控制所述控制操作舱进行360度自转，所述滑座通过至少两个滑轮与悬空轨道连接，并通过驱动装置在所述悬空轨道上前后运动；所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置，所述控制操作舱中设置有操作台、检测仪器、水泵、颗粒播撒吸收器、采集机械手。

2.根据权利要求1所述一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，所述滑座两侧设置有至少2个用于卡紧悬空轨道的保护稳定勾脚，当使用伸展栈桥时，为保证所述控制操作舱平衡防止翻车，通过液压设备放下所述保护稳定勾脚卡紧悬空轨道。

3.根据权利要求1所述一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，所述控制操作舱顶部是透明有机玻璃构成，上面设置有太阳能电池板和太阳能跟踪控制器，通过电线、蓄电池与转动盘上的步进电机连接，控制太阳能电池板实时朝向太阳运动。

4.根据权利要求1所述一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，操作人员通过所述采集机械手采集下方土地或水塘样品，并用检测仪器检测土壤和水体质量；操作人员通过操作伸长所述伸展栈桥到果树林中，实现悬空定位修剪枝条、采摘果实、喷洒农药。

5.根据权利要求1所述一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，所述悬空轨道包括轨道和柔性轨道转向构件，所述柔性轨道转向构件包括一个转盘底座，转盘底座上的外圆弧导轨里套接有内圆弧导轨，外圆弧导轨连接有一个进入端头和一个导向块，内圆弧导轨两侧设置有齿条带，可在外圆弧导轨里按刻度旋转，所述内圆弧导轨连接有至少一个出口端头和一个限位块。

6.根据权利要求5所述一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，所述内圆弧导轨连接有第二出口端头形成岔道，通过控制所述限位块移动连通其它的轨道。

7.根据权利要求1所述一种基于移动建筑的智能化控制系统，其特征在于，所述滑座上还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述滑座下部连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述控制操作舱的触摸显示屏连接。