CN110366952A - 一种微型履带农业机器人 - Google Patents

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刘开生
王真洪
陈德莉
刘胜锋
阳兴见
肖瑶
陈崇
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    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
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Abstract

本发明公开了一种微型履带农业机器人，包括车体、移动底盘、履带、驱动马达、主控制器、机械臂、第一伺服电机、伸缩杆、第二伺服电机、第一连接轴、L形连杆、第二连接轴、长臂、第三伺服电机、短臂、第四伺服电机、铰链、夹持器、第五伺服电机、电源、传感器；采用模块化设计，功能模块具有很好的扩展性，机器人通过外接传感器，可以实现半自主控制和红外遥控，具有体积小，重量轻，成本低，扩展性强，运行稳定可靠，动作灵敏，能够适应复杂果园环境的特点。

Description

一种微型履带农业机器人
技术领域
本发明涉及农业用具技术领域，尤指一种微型履带农业机器人。
背景技术
我国的农作物和果树种植面积的规模化逐步增长，加之农业劳动力供给呈下降趋势，而市场所需求农机具的通过性、适用性、配套性的机型较少，并且技术含量较低。高端农机研制还处于起步阶段，不能满足市场需求，目前果园采摘机器人研究重点大多集中在视觉系统对果实目标的识别和定位上，利用摄像头获取果实图片信息，通过复杂的图像信号处理算法，编制程序进行逻辑处理，实现果实判断，发出采摘命令。这种方式机器人目前相关技术不够成熟，投入较高，阻碍了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型履带农业机器人。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种微型履带农业机器人包括车体、移动底盘、履带、驱动马达、主控制器、机械臂、第一伺服电机、伸缩杆、第二伺服电机、第一连接轴、L形连杆、第二连接轴、长臂、第三伺服电机、短臂、第四伺服电机、铰链、夹持器、第五伺服电机、电源、传感器。
所述的车体的下部设置了移动底盘，移动底盘的外围设置了履带，驱动马达对移动底盘和履带进行驱动，车体的上部设置了主控制器和机械臂，机械臂上设置了第一伺服电机，机械臂内设置了伸缩杆，伸缩杆的顶部设置了第二伺服电机，第二伺服电机控制长臂进行左右移动，车体的上部还设置了电源和传感器，L形连杆的一端通过第一连接轴与长臂进行轴连接，L形连杆的另一端第二连接轴与第一伺服电机进行轴连接，第一伺服电机控制L形连杆进行上下移动，长臂的右端水平臂上设置了第三伺服电机，第三伺服电机控制短臂进行左右运动，短臂的右端设置了第四伺服电机，第四伺服电机控制夹持以铰链为轴进行旋转，夹持器的根部设置了第五伺服电机，第五伺服电机控制夹持器的张开和合并，电源对传感器、驱动马达、主控制器、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机和第五伺服电机提供电能，主控制器分别与传感器、驱动马达、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机和第五伺服电机进行电连接。
进一步的，所述的主控制器包括微处理器、红外接收模块、电机驱动模块、遥控编码模块和输入输出模块；所述的传感器采用雷达传感器。
一种微型履带农业机器人还包括红外遥控器。
本发明的工作原理是：使用时，红外遥控器发出控制信号给红外接收模块，通过红外接收模块将信号处理后传入主控制器的微处理器中，外界雷达传感器将感应信号处理后传入主控制器的微处理器中，其将各种输入信号进行处理分析后向执行器件发出控制信号，可以通过操作方向键控制机器人前后左右运动，还可以操作数字键和特殊键可实现不同的动作：第一伺服电机控制L形连杆进行上下移动，第二伺服电机控制长臂进行左右移动，第三伺服电机控制短臂进行左右运动，第四伺服电机控制夹持器以铰链为轴进行旋转，第五伺服电机控制夹持器的张开和合并，微处理器通过执行器件可以单独或联合执行第一伺服电机至第五伺服电机的控制动作。
本发明的有意效果是：本发明采用模块化设计，功能模块具有很好的扩展性，
机器人通过外接传感器，可以实现半自主控制和红外遥控，具有体积小，重量轻，成本低，扩展性强，运行稳定可靠，动作灵敏，能够适应复杂果园环境的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步描述。
附图1为本发明的结构示意图。
图中：1、车体，2、移动底盘，3、履带，4、驱动马达，5、主控制器，6、机械臂，7、第一伺服电机，8、伸缩杆，9、第二伺服电机，10、第一连接轴，11、L形连杆，12、第二连接轴，13、长臂，14、第三伺服电机，15、短臂，16、第四伺服电机，17、铰链，18、夹持器，19、第五伺服电机，20、电源，21、传感器。
具体实施方式
由附图所示，本发明一种微型履带农业机器人包括车体1、移动底盘2、履带3、驱动马达4、主控制器5、机械臂6、第一伺服电机7、伸缩杆8、第二伺服电机9、第一连接轴10、L形连杆11、第二连接轴12、长臂13、第三伺服电机14、短臂15、第四伺服电机16、铰链17、夹持器18、第五伺服电机19、电源20、传感器21。
所述的车体1的下部设置了移动底盘2，移动底盘2的外围设置了履带3，驱动马达4对移动底盘2和履带3进行驱动，车体1的上部设置了主控制器5和机械臂6，机械臂6上设置了第一伺服电机7，机械臂6内设置了伸缩杆8，伸缩杆8的顶部设置了第二伺服电机9，第二伺服电机9控制长臂13进行左右移动，车体1的上部还设置了电源20和传感器21，L形连杆11的一端通过第一连接轴10与长臂13进行轴连接，L形连杆11的另一端第二连接轴12与第一伺服电机7进行轴连接，第一伺服电机7控制L形连杆11进行上下移动，长臂13的右端水平臂上设置了第三伺服电机14，第三伺服电机14控制短臂15进行左右运动，短臂15的右端设置了第四伺服电机16，第四伺服电机16控制夹持18以铰链17为轴进行旋转，夹持器18的根部设置了第五伺服电机19，第五伺服电机19控制夹持器18的张开和合并，电源20对传感器21、驱动马达4、主控制器5、第一伺服电机7、第二伺服电机9、第三伺服电机14、第四伺服电机16和第五伺服电机19提供电能，主控制器5分别与传感器21、驱动马达4、第一伺服电机7、第二伺服电机9、第三伺服电机14、第四伺服电机16和第五伺服电机19进行电连接。
其中，所述的主控制器包括型号为ATmega32 16AU的微处理器、红外接收模块、电机驱动模块、遥控编码模块和输入输出模块；所述的传感器采用雷达传感器。
一种微型履带农业机器人还包括红外遥控器，所述的红外遥控器采用型号为BL35P12芯片作为红外发射遥控主控芯片。
使用时，红外遥控器发出控制信号给红外接收模块，通过红外接收模块将信号处理后传入主控制器的ATmega32 16AU微处理器中，外界雷达传感器21将感应信号处理后传入主控制器5的ATmega32 16AU微处理器中，ATmega32 16AU微处理器将各种输入信号进行处理分析后向执行器件发出控制信号，可以通过操作方向键控制机器人前后左右运动，还可以操作数字键和特殊键可实现不同的动作：第一伺服电机7控制L形连杆11进行上下移动，第二伺服电机9控制长臂13进行左右移动，第三伺服电机14控制短臂15进行左右运动，第四伺服电机16控制夹持器18以铰链17为轴进行旋转，第五伺服电机19控制夹持器18的张开和合并，ATmega32 16AU微处理器通过执行器件可以单独或联合执行
第一伺服电机7至第五伺服电机19的控制动作。
以上所述，实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明技术的精神的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种微型履带农业机器人，其特征是：所述的一种微型履带农业机器人一种微型履带农业机器人包括车体、移动底盘、履带、驱动马达、主控制器、机械臂、第一伺服电机、伸缩杆、第二伺服电机、第一连接轴、L形连杆、第二连接轴、长臂、第三伺服电机、短臂、第四伺服电机、铰链、夹持器、第五伺服电机、电源、传感器，所述的微型履带农业机器人还包括红外遥控器；
所述的车体的下部设置了移动底盘，移动底盘的外围设置了履带，驱动马达对移动底盘和履带进行驱动，车体的上部设置了主控制器和机械臂，机械臂上设置了第一伺服电机，机械臂内设置了伸缩杆，伸缩杆的顶部设置了第二伺服电机，第二伺服电机控制长臂进行左右移动，车体的上部还设置了电源和传感器，L形连杆的一端通过第一连接轴与长臂进行轴连接，L形连杆的另一端第二连接轴与第一伺服电机进行轴连接，第一伺服电机控制L形连杆进行上下移动，长臂的右端水平臂上设置了第三伺服电机，第三伺服电机控制短臂进行左右运动，短臂的右端设置了第四伺服电机，第四伺服电机控制夹持以铰链为轴进行旋转，夹持器的根部设置了第五伺服电机，第五伺服电机控制夹持器的张开和合并，电源对传感器、驱动马达、主控制器、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机和第五伺服电机提供电能，主控制器分别与传感器、驱动马达、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机和第五伺服电机进行电连接；
其中，所述的主控制器包括微处理器、红外接收模块、电机驱动模块、遥控编码模块和输入输出模块。
2.一种如权利要求1所述的微型履带农业机器人，其特征是：所述的传感器采用雷达传感器；
所述的微处理器采用型号为ATmega32 16AU的微处理器；
所述的红外遥控器采用型号为BL35P12芯片作为红外发射遥控主控芯片。
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