CN110012821A - 一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人，包括水箱、进水管、连接盘和至少两个喷头，所述水箱内设有清水，所述进水管竖向设置，所述连接盘设置在水箱的上方，所述连接盘与进水管同轴设置，所述连接盘通过进水管与水箱连通，所述喷头周向均匀分布在连接盘的外周，所述喷头与连接盘连通，所述水箱内设有控制机构，所述连接盘内设有至少两个集水机构，所述集水机构与喷头一一对应，所述控制机构包括控制组件和两个升降组件，所述控制组件包括连接管、水泵、桨叶、固定轴、支撑盘、至少两个连杆和至少两个连接球，该灌溉均匀的用于农业生产的机器人通过控制机构提高了灌溉的均匀度，不仅如此，还通过集水机构实现了收集雨水的功能。

Description

一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人。

背景技术

智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉等，除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段,因其智能化程度高，在救援、运输、农业等领域得到广泛应用。

现有的农作物灌溉设备在运行时，灌溉的方向需要人工进行调节，且难免有无法灌溉到的区域，导致灌溉均匀度偏低，影响有些无法得到有效灌溉的农作物的正常生长，不仅如此，现有的农作物灌溉设备均需要专门的供水系统来提供其灌溉，且每次灌溉都需要大量的水资源，不利于节水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人，包括水箱、进水管、连接盘和至少两个喷头，所述水箱内设有清水，所述进水管竖向设置，所述连接盘设置在水箱的上方，所述连接盘与进水管同轴设置，所述连接盘通过进水管与水箱连通，所述喷头周向均匀分布在连接盘的外周，所述喷头与连接盘连通，所述水箱内设有控制机构，所述连接盘内设有至少两个集水机构，所述集水机构与喷头一一对应；

所述控制机构包括控制组件和两个升降组件，所述控制组件包括连接管、水泵、桨叶、固定轴、支撑盘、至少两个连杆和至少两个连接球，所述连接管与进水管同轴设置，所述进水管套设在连接管上，所述水泵设置在连接管的底 端，所述水泵固定在水箱内的底部，所述固定轴与进水管同轴设置，所述固定轴的顶端固定在连接盘内的顶部，所述桨叶安装在固定轴的底端，所述桨叶设置在进水管内，所述支撑盘设置在连接盘和水箱之间，所述支撑盘套设在进水管上，所述支撑盘与进水管过盈配合，所述连杆竖向设置，所述连杆周向均匀设置在进水管的外周，所述连杆的顶端固定在连接盘的底部，所述连接球固定在连杆的底端，所述支撑盘的顶部设有环形槽，所述环形槽套设在连接球上，所述连接球的球心设置在支撑盘内，两个升降组件分别设置在进水管的两侧；

所述集水机构包括集水组件和密封组件，所述集水组件包括驱动电机、第一丝杆、移动块和集水箱，所述第一丝杆水平设置在连接盘内，所述驱动电机与第一丝杆的一端传动连接，所述连接盘的内壁套设在第一丝杆的另一端，所述驱动电机固定在连接盘的内壁上，所述移动块套设在第一丝杆上，所述移动块的与第一丝杆的连接处设有与第一丝杆匹配的螺纹，所述集水箱设置在喷头的上方，所述集水箱顶部的一侧固定在移动块的底部，所述连接盘套设在集水箱上，所述集水箱的远离移动块的一侧与连接盘的外周处于同一平面，所述集水箱上设有至少两个进水孔，所述进水孔均匀设置在集水箱的顶部，所述集水箱的靠近移动块的一侧设有通孔。

作为优选，为了实现连接盘的升降，所述升降组件包括升降电机、传动轴、第二丝杆、升降块和两个支架，所述传动轴竖向设置，所述水箱的顶部套设在传动轴上，所述第二丝杆与传动轴同轴设置，所述升降电机与传动轴的顶端传动连接，所述传动轴的底端与第二丝杆的顶端固定连接，所述升降块套设在第二丝杆上，所述升降块的与第二丝杆的连接处设有与第二丝杆匹配的螺纹，所述升降块固定在进水管上，所述升降电机通过两个支架固定在水箱的顶部。

作为优选，为了避免收集雨水时雨水从喷头流出，所述密封组件包括密封 板和两个动力单元，所述密封板竖向设置，所述密封板与连接盘的内壁贴合，所述密封板与喷头正对设置，所述动力单元与密封板传动连接，两个动力单元分别设置在喷头的上方和下方。

作为优选，为了驱动密封板移动，所述动力单元包括电磁铁、磁性块、导杆和弹簧，所述导杆水平设置，所述导杆的一端固定在密封板的远离进水管的一侧，所述电磁铁固定在导杆的另一侧，所述连接盘套设在导杆上，所述磁性块套设在导杆上，所述磁性块固定在连接盘上，所述电磁铁通过弹簧与磁性块连接，所述弹簧套设在导杆上。

作为优选，为了实现智能化，所述连接盘上设有PLC,所述连接盘的顶部设有雨滴传感器，所述雨滴传感器、升降电机、驱动电机、水泵和电磁铁均与PLC电连接。

作为优选，为了提高驱动电机的使用寿命，所述驱动电机为防水电机。

作为优选，为了提高密封性，所述进水管的内壁上涂有密封脂。

作为优选，为了减小连接球与支撑盘之间的摩擦力，所述连接球上涂有润滑油。

作为优选，为了提高进水管的强度，所述进水管的制作材料为钛合金。

作为优选，为了节能，所述连接盘的顶部设有太阳能板。

本发明的有益效果是，该灌溉均匀的用于农业生产的机器人通过控制机构提高了灌溉的均匀度，与现有的控制机构相比，该控制机构结构巧妙，实用性更高，不仅如此，还通过集水机构实现了收集雨水的功能，与现有的集水机构相比，该集水机构结构简单，成本更低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的灌溉均匀的用于农业生产的机器人的结构示意图；

图2是本发明的灌溉均匀的用于农业生产的机器人的剖视图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明的灌溉均匀的用于农业生产的机器人的升降组件的结构示意图；

图5是图2的B部放大图；

图中：1.水箱，2.进水管，3.连接盘，4.喷头，5.连接管，6.水泵，7.桨叶，8.固定轴，9.支撑盘，10.连杆，11.连接球，12.驱动电机，13.第一丝杆，14.移动块，15.集水箱，16.升降电机，17.传动轴，18.第二丝杆，19.升降块，20.支架，21.密封板，22.电磁铁，23.磁性块，24.导杆，25.弹簧。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人，包括水箱1、进水管2、连接盘3和至少两个喷头4，所述水箱1内设有清水，所述进水管2竖向设置，所述连接盘3设置在水箱1的上方，所述连接盘3与进水管2同轴设置，所述连接盘3通过进水管2与水箱1连通，所述喷头4周向均匀分布在连接盘3的外周，所述喷头4与连接盘3连通，所述水箱1内设有控制机构，所述连接盘3内设有至少两个集水机构，所述集水机构与喷头4一一对应；

使用者将该机器人安装至农田中，使水箱1的顶部与农田齐平，该机器人通过控制机构提高了灌溉的均匀度，还通过集水机构实现了收集雨水的功能。

如图2所示，所述控制机构包括控制组件和两个升降组件，所述控制组件包括连接管5、水泵6、桨叶7、固定轴8、支撑盘9、至少两个连杆10和至少 两个连接球11，所述连接管5与进水管2同轴设置，所述进水管2套设在连接管5上，所述水泵6设置在连接管5的底端，所述水泵6固定在水箱1内的底部，所述固定轴8与进水管2同轴设置，所述固定轴8的顶端固定在连接盘3内的顶部，所述桨叶7安装在固定轴8的底端，所述桨叶7设置在进水管2内，所述支撑盘9设置在连接盘3和水箱1之间，所述支撑盘9套设在进水管2上，所述支撑盘9与进水管2过盈配合，所述连杆10竖向设置，所述连杆10周向均匀设置在进水管2的外周，所述连杆10的顶端固定在连接盘3的底部，所述连接球11固定在连杆10的底端，所述支撑盘9的顶部设有环形槽，所述环形槽套设在连接球11上，所述连接球11的球心设置在支撑盘9内，两个升降组件分别设置在进水管2的两侧；

当需要灌溉时，通过升降组件运行，使进水管2向上移动，进水管2的移动使支撑盘9向上移动，从而使连接球11通过连杆10带动连接盘3向上移动，通过水泵6抽取水箱1内清水，使清水依次通过连接管5和进水管2输送至连接盘3内，通过清水在进水管2的流通使桨叶7带动固定轴8转动，从而使转动盘在连接球11的支撑作用下转动，从而使喷头4绕着进水管2的轴线转动，通过连接盘3内的清水从喷头4喷出，达到了灌溉的效果，通过连接盘3的转动提高了灌溉的均匀度。

如图3所示，所述集水机构包括集水组件和密封组件，所述集水组件包括驱动电机12、第一丝杆13、移动块14和集水箱15，所述第一丝杆13水平设置在连接盘3内，所述驱动电机12与第一丝杆13的一端传动连接，所述连接盘3的内壁套设在第一丝杆13的另一端，所述驱动电机12固定在连接盘3的内壁上，所述移动块14套设在第一丝杆13上，所述移动块14的与第一丝杆13的连接处设有与第一丝杆13匹配的螺纹，所述集水箱15设置在喷头4的上方，所述集水箱15顶部的一侧固定在移动块14的底部，所述连接盘3套设在集水箱15上，所述集水箱15的远离移动块14的一侧与连接盘3的外周处于同一平面，所述集水箱15上设有至少两个进水孔，所述进水孔均匀设置在集水箱15的顶部，所述集水箱15的靠近移动块14的一侧设有通孔。

当处于雨天环境中时，驱动电机12运行，带动第一丝杆13转动，从而使移动块14带动集水箱15向远离进水管2方向移动，从而使雨水通过进水孔流入集水箱15中，再通过通孔流入连接盘3内，最后通过进水管2和连接管5进入水箱1内，达到了收集雨水的效果。

如图4所示，所述升降组件包括升降电机16、传动轴17、第二丝杆18、升降块19和两个支架20，所述传动轴17竖向设置，所述水箱1的顶部套设在传动轴17上，所述第二丝杆18与传动轴17同轴设置，所述升降电机16与传动轴17的顶端传动连接，所述传动轴17的底端与第二丝杆18的顶端固定连接，所述升降块19套设在第二丝杆18上，所述升降块19的与第二丝杆18的连接处设有与第二丝杆18匹配的螺纹，所述升降块19固定在进水管2上，所述升降电机16通过两个支架20固定在水箱1的顶部，通过升降电机16运行，使第二丝杆18转动，从而使升降块19带动进水管2升降，实现了驱动进水管2升降的功能。

如图5所示，所述密封组件包括密封板21和两个动力单元，所述密封板21竖向设置，所述密封板21与连接盘3的内壁贴合，所述密封板21与喷头4正对设置，所述动力单元与密封板21传动连接，两个动力单元分别设置在喷头4的上方和下方，当喷头4需要喷水时，通过动力单元运行，使密封板21向靠近进水管2方向移动，使连接盘3内清水可以从喷头4喷出，当雨天需要集水时，通过密封板21堵住喷头4，避免收集的雨水从喷头4流出。

作为优选，为了驱动密封板21移动，所述动力单元包括电磁铁22、磁性块23、导杆24和弹簧25，所述导杆24水平设置，所述导杆24的一端固定在密封板21的远离进水管2的一侧，所述电磁铁22固定在导杆24的另一侧，所述连接盘3套设在导杆24上，所述磁性块23套设在导杆24上，所述磁性块23固定在连接盘3上，所述电磁铁22通过弹簧25与磁性块23连接，所述弹簧25套设在导杆24上，当喷头4需要喷水时，电磁铁22通电，使电磁铁22与磁性块23之间产生相互吸引的作用力，从而使电磁铁22带动导杆24向靠近进水管2方向移动，从而使密封板21移动，使连接盘3的清水可以通过喷头4排出，灌溉完毕后，电磁铁22断电，密封板21在弹簧25的弹性作用下复位，使密封板21堵住喷头4，当雨天需要集水时，电磁铁22处于断电状态，密封板21堵住喷头4，避免收集的雨水从喷头4流出。

作为优选，为了实现智能化，所述连接盘3上设有PLC,所述连接盘3的顶部设有雨滴传感器，所述雨滴传感器、升降电机16、驱动电机12、水泵6和电磁铁22均与PLC电连接，通过使用者设定PLC，使PLC定期控制水泵6、升降电机16和电磁铁22运行，当雨滴传感器检测到下雨时，雨滴传感器给PLC发出信号，PLC控制驱动电机12运行，实现了智能化。

作为优选，为了提高驱动电机12的使用寿命，所述驱动电机12为防水电机，防水电机具有良好的防水性，可以避免驱动电机12进水而损坏，提高了驱动电机12的使用寿命。

作为优选，为了提高密封性，所述进水管2的内壁上涂有密封脂，通过密封脂可以减小进水管2与连接管5之间的空隙，提高了密封性。

作为优选，为了减小连接球11与支撑盘9之间的摩擦力，所述连接球11上涂有润滑油，润滑油具有润滑的功能，可以减小连接球11与支撑盘9之间的 摩擦力，提高连接球11移动的流畅性。

作为优选，为了提高进水管2的强度，所述进水管2的制作材料为钛合金，钛合金具有强度高、耐腐蚀等特点，从而提高了进水管2的强度。

作为优选，为了节能，所述连接盘3的顶部设有太阳能板，通过太阳能板可以实现光伏发电，达到了节能的效果。

该机器人通过控制机构提高了灌溉的均匀度，还通过集水机构实现了收集雨水的功能。

与现有技术相比，该灌溉均匀的用于农业生产的机器人通过控制机构提高了灌溉的均匀度，与现有的控制机构相比，该控制机构结构巧妙，实用性更高，不仅如此，还通过集水机构实现了收集雨水的功能，与现有的集水机构相比，该集水机构结构简单，成本更低。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种灌溉均匀的用于农业生产的机器人，包括水箱(1)、进水管(2)、连接盘(3)和至少两个喷头(4)，所述水箱(1)内设有清水，所述进水管(2)竖向设置，所述连接盘(3)设置在水箱(1)的上方，所述连接盘(3)与进水管(2)同轴设置，所述连接盘(3)通过进水管(2)与水箱(1)连通，所述喷头(4)周向均匀分布在连接盘(3)的外周，所述喷头(4)与连接盘(3)连通，其特征在于，所述水箱(1)内设有控制机构，所述连接盘(3)内设有至少两个集水机构，所述集水机构与喷头(4)一一对应；

所述控制机构包括控制组件和两个升降组件，所述控制组件包括连接管(5)、水泵(6)、桨叶(7)、固定轴(8)、支撑盘(9)、至少两个连杆(10)和至少两个连接球(11)，所述连接管(5)与进水管(2)同轴设置，所述进水管(2)套设在连接管(5)上，所述水泵(6)设置在连接管(5)的底端，所述水泵(6)固定在水箱(1)内的底部，所述固定轴(8)与进水管(2)同轴设置，所述固定轴(8)的顶端固定在连接盘(3)内的顶部，所述桨叶(7)安装在固定轴(8)的底端，所述桨叶(7)设置在进水管(2)内，所述支撑盘(9)设置在连接盘(3)和水箱(1)之间，所述支撑盘(9)套设在进水管(2)上，所述支撑盘(9)与进水管(2)过盈配合，所述连杆(10)竖向设置，所述连杆(10)周向均匀设置在进水管(2)的外周，所述连杆(10)的顶端固定在连接盘(3)的底部，所述连接球(11)固定在连杆(10)的底端，所述支撑盘(9)的顶部设有环形槽，所述环形槽套设在连接球(11)上，所述连接球(11)的球心设置在支撑盘(9)内，两个升降组件分别设置在进水管(2)的两侧；

所述集水机构包括集水组件和密封组件，所述集水组件包括驱动电机(12)、第一丝杆(13)、移动块(14)和集水箱(15)，所述第一丝杆(13)水平设置在连接盘(3)内，所述驱动电机(12)与第一丝杆(13)的一端传动连接，所述连接盘(3)的内壁套设在第一丝杆(13)的另一端，所述驱动电机(12)固定在连接盘(3)的内壁上，所述移动块(14)套设在第一丝杆(13)上，所述移动块(14)的与第一丝杆(13)的连接处设有与第一丝杆(13)匹配的螺纹，所述集水箱(15)设置在喷头(4)的上方，所述集水箱(15)顶部的一侧固定在移动块(14)的底部，所述连接盘(3)套设在集水箱(15)上，所述集水箱(15)的远离移动块(14)的一侧与连接盘(3)的外周处于同一平面，所述集水箱(15)上设有至少两个进水孔，所述进水孔均匀设置在集水箱(15)的顶部，所述集水箱(15)的靠近移动块(14)的一侧设有通孔。

2.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述升降组件包括升降电机(16)、传动轴(17)、第二丝杆(18)、升降块(19)和两个支架(20)，所述传动轴(17)竖向设置，所述水箱(1)的顶部套设在传动轴(17)上，所述第二丝杆(18)与传动轴(17)同轴设置，所述升降电机(16)与传动轴(17)的顶端传动连接，所述传动轴(17)的底端与第二丝杆(18)的顶端固定连接，所述升降块(19)套设在第二丝杆(18)上，所述升降块(19)的与第二丝杆(18)的连接处设有与第二丝杆(18)匹配的螺纹，所述升降块(19)固定在进水管(2)上，所述升降电机(16)通过两个支架(20)固定在水箱(1)的顶部。

3.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述密封组件包括密封板(21)和两个动力单元，所述密封板(21)竖向设置，所述密封板(21)与连接盘(3)的内壁贴合，所述密封板(21)与喷头(4)正对设置，所述动力单元与密封板(21)传动连接，两个动力单元分别设置在喷头(4)的上方和下方。

4.如权利要求3所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述动力单元包括电磁铁(22)、磁性块(23)、导杆(24)和弹簧(25)，所述导杆(24)水平设置，所述导杆(24)的一端固定在密封板(21)的远离进水管(2)的一侧，所述电磁铁(22)固定在导杆(24)的另一侧，所述连接盘(3)套设在导杆(24)上，所述磁性块(23)套设在导杆(24)上，所述磁性块(23)固定在连接盘(3)上，所述电磁铁(22)通过弹簧(25)与磁性块(23)连接，所述弹簧(25)套设在导杆(24)上。

5.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述连接盘(3)上设有PLC,所述连接盘(3)的顶部设有雨滴传感器，所述雨滴传感器、升降电机(16)、驱动电机(12)、水泵(6)和电磁铁(22)均与PLC电连接。

6.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述驱动电机(12)为防水电机。

7.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述进水管(2)的内壁上涂有密封脂。

8.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述连接球(11)上涂有润滑油。

9.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述进水管(2)的制作材料为钛合金。

10.如权利要求1所述的灌溉均匀的用于农业生产的机器人，其特征在于，所述连接盘(3)的顶部设有太阳能板。