CN110402627A - 一种农业翻土灌溉协同工作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机器人技术领域，尤其为一种农业翻土灌溉协同工作机器人，包括：底板；移动机构，所述移动机构设置在底板上以用于带动底板移动；翻土机构，所述翻土机构设置在底板上以用于对土地进行翻土工作；灌溉机构，所述灌溉机构设置在底板上以用于对作物进行灌溉工作。本发明通过翻土机构和灌溉机构的设计，可以对种植农产品的土地进行翻土操作，可以对种植后的农产品进行灌溉工作，具有两种作业能力，适用性和实用性强，并且通过移动机构带动底板上的翻土机构和灌溉机构在土地上进行移动，自动化机械化程度高，一方面无须人为进行灌溉和翻土操作，降低了农业人员的劳动强度并提高了工作效率。

Description

一种农业翻土灌溉协同工作机器人

技术领域

本发明涉及农业机器人技术领域，具体为一种农业翻土灌溉协同工作机器人。

背景技术

随着科技的发展，农业的发展逐渐往自动化，智能化方向发展，由于现在将农业用地进行统一集中，农业作业工作逐渐往集体化和规范化方向靠近，并且农业的发展离不开各种机械设备，因此农业机器人的出现有利于改善农业生产模式，缓解劳动力压力，对发展精准农业、绿色农业，提高农业生产效率，推进农业科技创新具有重要意义。

目前农业机械人的种类繁多，主要按照作业工种可以分为锄草机器人、施药施肥机器人、釆摘机器人和灌溉机器人等，按照处理作物不同可以分为大型农业机器人、中型农业机器人和小型农业机器人等，同时还可以按照是否可驾驶划分、也可以按照行进方式划分等。

但目前对于青菜、白菜和青椒等植株矮小的农业产品的灌溉工作主要还是通过人工方式进行灌溉操作，主要分为人工背负水箱灌溉和手持水管进行灌溉，但两种方式都存在大面积灌溉效率低、无法进行精准灌溉，造成部分水资源浪费，同时需要背负水箱灌溉需要经常补充水源，进一步降低灌溉效率，同时采用水管灌溉容易受水管长度影响，同样造成灌溉工作不便，同时每次种植这些农业产品需要进行翻土操作，由于这些农业产品的种植需要按照合理的布局种植，采用大型的翻土机不适合这种农业产品种植的翻土需求，因此大多数还是采用人工翻土方式，因此提出一种适合矮小植株农业产品的灌溉和翻土需求的农业机器人，具有灌溉工作效率高、降低水资源浪费、翻土效率高和适用性强等优点。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种农业翻土灌溉协同工作机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农业翻土灌溉协同工作机器人，包括：底板；移动机构，所述移动机构设置在底板上以用于带动底板移动；翻土机构，所述翻土机构设置在底板上以用于对土地进行翻土工作；灌溉机构，所述灌溉机构设置在底板上以用于对作物进行灌溉工作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动机构由转向机构和动力行进机构组成，所述转向机构固定底板的一侧以用于带动底板转向，所述动力行进机构固定在底板的另一侧以用于带动底板行进。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转向机构包括两个转向轴，两个所述转向轴的一端均通过轴承座固定在底板的底部，两个所述转向轴的另一端均固定安装有车轮架，两个所述车轮架的内部均通过轴承固定安装有前轮，所述转向机构还包括两个转向电机，两个所述转向电机均固定在底板的顶部，两个所述转向电机的输出轴均通过联轴器与相对应的转向轴固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述动力行进机构包括双轴电机、两个车轮板和动力轴，所述双轴电机固定在底板的顶部，两个所述车轮板均固定在底板的底部，两个所述动力轴均通过轴承座固定在底板的顶部，所述双轴电机的两个输出轴均通过联轴器与相对应的动力轴固定连接，两个所述动力轴上均固定安装有驱动齿轮，两个所述车轮板之间通过轴承座固定连接有车轮轴，所述车轮轴上固定安装有两个后轮和传动齿轮，每个所述驱动齿轮与相对应传动齿轮之间均设置有同步带，每个所述驱动齿轮与相对应的传动齿轮之间均通过同步带传动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述翻土机构包括液压推杆和两个滑杆，所述液压推杆固定在底板的顶部，两个所述滑杆均固定在底板的底部，两个所述滑杆上滑动连接有支座，所述液压推杆的活塞杆与支座的顶部固定连接，所述支座上通过轴承固定连接有翻转轴，所述翻转轴的表面固定安装有翻土桨，所述支座上固定安装有翻土电机，所述翻土电机的输出轴通过联轴器与翻转轴的一端固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述滑杆远离底板的一端均固定安装有挡块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述灌溉机构包括水箱和两个固定板，所述水箱固定在底板的顶部，两个所述固定板均固定在底板的底部，两个所述固定板之间通过轴承固定连接有调节轴，所述调节轴上固定安装有支板，所述支板上固定安装有喷淋管，其中一个所述固定板上固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴通过联轴器与调节轴的一端固定连接，所述水箱的顶部固定安装有水泵，所述水泵的进水口通过管道与水箱的内部相连通，所述水泵的出水口通过管道与喷淋管的内部相连通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水箱上固定安装有与其内部相连通的加水管和排水管，所述加水管和排水管上均设置有阀门。

作为本发明的一种优选技术方案，所述喷淋管上设置有与其内部相连通的灌溉喷头。

作为本发明的一种优选技术方案，所述管道为橡胶软管。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种农业翻土灌溉协同工作机器人，具备以下有益效果：

该农业翻土灌溉协同工作机器人，通过翻土机构和灌溉机构的设计，可以对种植农产品的土地进行翻土操作，可以对种植后的农产品进行灌溉工作，具有两种作业能力，适用性和实用性强，并且通过移动机构带动底板上的翻土机构和灌溉机构在土地上进行移动，自动化机械化程度高，一方面无须人为进行灌溉和翻土操作，降低了农业人员的劳动强度并提高了工作效率，一方面直接采用灌溉机构可以保证精准灌溉，降低了水资源的浪费，由于降低了水资源的浪费，可以减少补充水源的次数，提高了一次性可灌溉的农产品的面积，对发展精准农业、绿色农业，提高农业工作效率，推进科技农业的发展具有重要意义。

附图说明

图1为本发明结构立体左视图；

图2为本发明结构立体仰视图；

图3为本发明结构立体右视图。

图中：1、底板；2、移动机构；21、转向机构；2101、转向轴；2102、车轮架；2103、前轮；2104、转向电机；22、动力行进机构；2201、双轴电机；2202、车轮板；2203、动力轴；2204、驱动齿轮；2205、车轮轴；2206、后轮；2207、传动齿轮；2208、同步带；3、翻土机构；31、液压推杆；32、滑杆；33、支座；34、翻转轴；35、翻土桨；36、翻土电机；4、灌溉机构；41、水箱；42、固定板；43、调节轴；44、支板；45、喷淋管；46、旋转电机；47、水泵；48、加水管；49、排水管。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种农业翻土灌溉协同工作机器人，包括：底板1；移动机构2，移动机构2设置在底板1上以用于带动底板1移动；翻土机构3，翻土机构3设置在底板1上以用于对土地进行翻土工作；灌溉机构4，灌溉机构4设置在底板1上以用于对作物进行灌溉工作。

本实施方案中，通过翻土机构3和灌溉机构4的设计，可以对种植农产品的土地进行翻土操作，可以对种植后的农产品进行灌溉工作，具有两种作业能力，适用性和实用性强，并且通过移动机构2带动底板1上的翻土机构3和灌溉机构4在土地上进行移动，自动化机械化程度高，一方面无须人为进行灌溉和翻土操作，降低了农业人员的劳动强度并提高了工作效率，一方面直接采用灌溉机构4可以保证精准灌溉，降低了水资源的浪费，由于降低了水资源的浪费，可以减少补充水源的次数，提高了一次性可灌溉的农产品的面积，对发展精准农业、绿色农业，提高农业工作效率，推进科技农业的发展具有重要意义。

具体的，移动机构2由转向机构21和动力行进机构22组成，转向机构21固定底板1的一侧以用于带动底板1转向，动力行进机构22固定在底板1的另一侧以用于带动底板1行进。

本实施例中，底板1的移动需要通过转向机构21和动力行进机构22的配合，动力行进机构22为底板1的移动提供动力，通过转向机构21可以实现底板1移动过程中的转向操作，从而保证底板1在土地上进行顺利的移动，既保证了翻土机构3和灌溉机构4的移动。

具体的，转向机构21包括两个转向轴2101，两个转向轴2101的一端均通过轴承座固定在底板1的底部，两个转向轴2101的另一端均固定安装有车轮架2102，两个车轮架2102的内部均通过轴承固定安装有前轮2103，转向机构21还包括两个转向电机2104，两个转向电机2104均固定在底板1的顶部，两个转向电机2104的输出轴均通过联轴器与相对应的转向轴2101固定连接。

本实施例中，通过动力行进机构22为底板1的移动提供动力时，依靠两个转向电机2104带动两个转向轴2101发生相同方向的转动，从而实现了底板1的转向工作，并且两个转向轴2101是通过轴承座固定在底板1上的，可以保证两个转向轴2101的稳定性，保证两个前轮2103在土地上移动时的稳定性。

具体的，动力行进机构22包括双轴电机2201、两个车轮板2202和动力轴2203，双轴电机2201固定在底板1的顶部，两个车轮板2202均固定在底板1的底部，两个动力轴2203均通过轴承座固定在底板1的顶部，双轴电机2201的两个输出轴均通过联轴器与相对应的动力轴2203固定连接，两个动力轴2203上均固定安装有驱动齿轮2204，两个车轮板2202之间通过轴承座固定连接有车轮轴2205，车轮轴2205上固定安装有两个后轮2206和传动齿轮2207，每个驱动齿轮2204与相对应传动齿轮2207之间均设置有同步带2208，每个驱动齿轮2204与相对应的传动齿轮2207之间均通过同步带2208传动连接。

本实施例中，通过动力行进机构22为底板1的移动提供动力驱动，依靠双轴电机2201带动两个动力轴2203转动，从而两个驱动齿轮2204通过两个同步带2208带动两个传动齿轮2207转动，既带动车轮轴2205转动，从而两个后轮2206转动，当根据双轴电机2201的正转或反转，从而带动底板1前进或后退，为底板1的移动提供了动力，主要确保灌溉机构3和翻土机构4可以在土地上顺利的移动进行灌溉和翻土操作。

具体的，翻土机构3包括液压推杆31和两个滑杆32，液压推杆31固定在底板1的顶部，两个滑杆32均固定在底板1的底部，两个滑杆32上滑动连接有支座33，液压推杆31的活塞杆与支座33的顶部固定连接，支座33上通过轴承固定连接有翻转轴34，翻转轴34的表面固定安装有翻土桨35，支座33上固定安装有翻土电机36，翻土电机36的输出轴通过联轴器与翻转轴34的一端固定连接。

本实施例中，不需要进行翻土作业时，为了保证底板1的顺利移动，通过液压推杆31的设计，可以保证翻土桨35与地面保持一定距离，同样对矮小植株进行灌溉作业时，同样保证翻土桨35不会与作物接触对作物造成损坏，需要进行翻土作业时，通过液压推杆31将翻土桨35沿着滑杆32放下并与土地接触，且翻土桨35的一部分位于土地内部，通过移动机构2带动底板1移动过程中，通过启动翻土电机36带动翻转轴34转动，从而带动翻土桨35转动，既通过不断转动的翻土桨35对土地进行翻土操作。

具体的，两个滑杆32远离底板1的一端均固定安装有挡块。

本实施例中，挡块的设计是为了避免支座33从两个滑杆32上滑脱造成结构稳定性差。

具体的，灌溉机构4包括水箱41和两个固定板42，水箱41固定在底板1的顶部，两个固定板42均固定在底板1的底部，两个固定板42之间通过轴承固定连接有调节轴43，调节轴43上固定安装有支板44，支板44上固定安装有喷淋管45，其中一个固定板42上固定安装有旋转电机46，旋转电机46的输出轴通过联轴器与调节轴43的一端固定连接，水箱41的顶部固定安装有水泵47，水泵47的进水口通过管道与水箱41的内部相连通，水泵47的出水口通过管道与喷淋管45的内部相连通。

本实施例中，需要进行灌溉作业时，将翻土机构3调整好，同样通过通过移动机构2带动底板1进行移动，此农作物位于底板1的下方，由于不同的矮小作业灌溉的方式不同，有些需要从根部进行灌溉，有些直接从头部灌溉即可，因此可以通过旋转电机46带动调节轴43转动，从而对喷淋管45的角度进行调整，从而适用不同的灌溉方式，灌溉过程中直接通过水泵47将水箱41内的水通过管道抽出送入进喷淋管45内即可，直接通过喷淋管45对作物进行灌溉工作，可以减少水资源的浪费，并且灌溉的更加精准。

具体的，水箱41上固定安装有与其内部相连通的加水管48和排水管49，加水管48和排水管49上均设置有阀门。

本实施例中，加水管48的设计是为了方便往水箱41内添加水源，排水管49是为了将灌溉结束后未使用完的水源排出，避免水源长期在水箱41内积累滋生细菌。

具体的，喷淋管45上设置有与其内部相连通的灌溉喷头。

本实施例中，通过增加灌溉喷头的设计可以进一步提高精准灌溉的效果。

具体的，管道为橡胶软管。

本实施例中，由于喷淋管45可以旋转，因此采用橡胶管作为管道，更加的合理。

本发明的工作原理及使用流程：本发明的在土地上进行移动时，通过双轴电机2201带动两个动力轴2203转动，从而两个驱动齿轮2204通过两个同步带2208带动两个传动齿轮2207转动，既带动车轮轴2205转动，从而两个后轮2206转动，当根据双轴电机2201的正转或反转，从而带动底板1前进或后退，为底板1的移动提供了动力，通过两个前轮2103和后轮2206带动底板1在土地上行进，需要进行转向操作时，依靠两个转向电机2104带动两个转向轴2101发生相同方向的转动，从而实现了底板1的转向工作，需要进行翻土作业时，通过液压推杆31将翻土桨35沿着滑杆32放下并与土地接触，且翻土桨35的一部分位于土地内部，通过移动机构2带动底板1移动过程中，通过启动翻土电机36带动翻转轴34转动，从而带动翻土桨35转动，既通过不断转动的翻土桨35对土地进行翻土操作，需要进行灌溉作业时，此时翻土桨35通过液压推杆31与土地保持一定的距离，通过旋转电机46带动调节轴43转动，从而对喷淋管45的角度进行调整，对灌溉的角度进行调整，灌溉过程中直接通过水泵47将水箱41内的水通过管道抽出送入进喷淋管45内，然后经过灌溉喷头直接将水源喷射到作物上即可。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：包括：

底板（1）；

移动机构（2），所述移动机构（2）设置在底板（1）上以用于带动底板（1）移动；

翻土机构（3），所述翻土机构（3）设置在底板（1）上以用于对土地进行翻土工作；

灌溉机构（4），所述灌溉机构（4）设置在底板（1）上以用于对作物进行灌溉工作。

2.根据权利要求1所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述移动机构（2）由转向机构（21）和动力行进机构（22）组成，所述转向机构（21）固定底板（1）的一侧以用于带动底板（1）转向，所述动力行进机构（22）固定在底板（1）的另一侧以用于带动底板（1）行进。

3.根据权利要求2所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述转向机构（21）包括两个转向轴（2101），两个所述转向轴（2101）的一端均通过轴承座固定在底板（1）的底部，两个所述转向轴（2101）的另一端均固定安装有车轮架（2102），两个所述车轮架（2102）的内部均通过轴承固定安装有前轮（2103），所述转向机构（21）还包括两个转向电机（2104），两个所述转向电机（2104）均固定在底板（1）的顶部，两个所述转向电机（2104）的输出轴均通过联轴器与相对应的转向轴（2101）固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述动力行进机构（22）包括双轴电机（2201）、两个车轮板（2202）和动力轴（2203），所述双轴电机（2201）固定在底板（1）的顶部，两个所述车轮板（2202）均固定在底板（1）的底部，两个所述动力轴（2203）均通过轴承座固定在底板（1）的顶部，所述双轴电机（2201）的两个输出轴均通过联轴器与相对应的动力轴（2203）固定连接，两个所述动力轴（2203）上均固定安装有驱动齿轮（2204），两个所述车轮板（2202）之间通过轴承座固定连接有车轮轴（2205），所述车轮轴（2205）上固定安装有两个后轮（2206）和传动齿轮（2207），每个所述驱动齿轮（2204）与相对应传动齿轮（2207）之间均设置有同步带（2208），每个所述驱动齿轮（2204）与相对应的传动齿轮（2207）之间均通过同步带（2208）传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述翻土机构（3）包括液压推杆（31）和两个滑杆（32），所述液压推杆（31）固定在底板（1）的顶部，两个所述滑杆（32）均固定在底板（1）的底部，两个所述滑杆（32）上滑动连接有支座（33），所述液压推杆（31）的活塞杆与支座（33）的顶部固定连接，所述支座（33）上通过轴承固定连接有翻转轴（34），所述翻转轴（34）的表面固定安装有翻土桨（35），所述支座（33）上固定安装有翻土电机（36），所述翻土电机（36）的输出轴通过联轴器与翻转轴（34）的一端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：两个所述滑杆（32）远离底板（1）的一端均固定安装有挡块。

7.根据权利要求1所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述灌溉机构（4）包括水箱（41）和两个固定板（42），所述水箱（41）固定在底板（1）的顶部，两个所述固定板（42）均固定在底板（1）的底部，两个所述固定板（42）之间通过轴承固定连接有调节轴（43），所述调节轴（43）上固定安装有支板（44），所述支板（44）上固定安装有喷淋管（45），其中一个所述固定板（42）上固定安装有旋转电机（46），所述旋转电机（46）的输出轴通过联轴器与调节轴（43）的一端固定连接，所述水箱（41）的顶部固定安装有水泵（47），所述水泵（47）的进水口通过管道与水箱（41）的内部相连通，所述水泵（47）的出水口通过管道与喷淋管（45）的内部相连通。

8.根据权利要求7所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述水箱（41）上固定安装有与其内部相连通的加水管（48）和排水管（49），所述加水管（48）和排水管（49）上均设置有阀门。

9.根据权利要求7所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述喷淋管（45）上设置有与其内部相连通的灌溉喷头。

10.根据权利要求7所述的一种农业翻土灌溉协同工作机器人，其特征在于：所述管道为橡胶软管。