CN110864928A - 一种项目化的机器人实验平台及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种项目化的机器人实验平台及实验方法，包括机器人小车本体，所述机器人小车本体顶部连接有处理信号的中央处理器，所述中央处理器一侧连接有伸缩件，所述伸缩件上连接有可记录植物生长的记录导航仪，所述记录导航仪上连接有多个可检测植物生长情况的探头，且探头将探测的植物生长信号传递中央处理器，所述伸缩件一端设有松土件，且松土件一端连接在中央处理器侧壁，所述中央处理器顶部连接有施肥件，本发明通过记录导航仪记录植物种植的第一的处理情况通过探头检测植物的生长情况，并将测的信号传递至中央处理器，通过中央处理器对比分析记录导航仪之前的记录数据，判断该植物是否需要进行松土或施肥。

Description

一种项目化的机器人实验平台及实验方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种项目化的机器人实验平台及实验方法。

背景技术

随着人工智能产业的进一步扩大，业级和消费级应用产品。利用人工智能改变传统农业，成为现代农业的发展方向,“人工智能十农业”方向有望成为新业态,而人才储备将成为制约农业在人工智能领域发展的重要因素，涉农人工智能移动机器人实验平台的建设将有助于培养高端农业人才,而社会需要应用型人才，具备服务区域经济社会发展和创新驱动发展能力,导致学生进入工作岗位无法做到“知行合一”，涉农机器人实验平台旨在培养应用型高端人才,与社会需求相匹配。

现有的涉农机器人实验平台通过在温室大棚内对农作物进行采摘或施肥实验，大棚内种植的农作物产品各不相同，不同植物的生长不同，且种植的位置也不尽相同，传统涉农机器人对种植的农作物做出判断需要施肥后，需要重新采取肥料对农作物进行施肥，当两种不同农作物需要施肥或者浇水等时，涉农机器人需分两次不同的位置取料判断，农作物种植位置和生长周期的差异性，容易导致涉农机器人对错位的植物进行的浇水施肥动作，不便于在同时对不同需求的施肥或浇水的农作物做出相应的判断操作，不利于学生对农作物种植、施肥做出系统的归纳统计，为此，我们提出了一种项目化的机器人实验平台及实验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种项目化的机器人实验平台及实验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种项目化的机器人实验平台及实验方法，包括机器人小车本体，所述机器人小车本体顶部连接有处理信号的中央处理器，所述中央处理器一侧连接有伸缩件，所述伸缩件上连接有可记录植物生长的记录导航仪，所述记录导航仪上连接有多个可检测植物生长情况的探头，且探头将探测的植物生长信号传递中央处理器，所述伸缩件一端设有松土件，且松土件一端连接在中央处理器侧壁，所述中央处理器顶部连接有施肥件，通过探头和记录导航仪可以对植物进行生长情况的对比分析，并通过所设的松土件和施肥件对植物进行相应的松土或施肥。

优选的，所述伸缩件包括第一电动推杆，所述第一电动推杆输出端连接有安装板，所述记录导航仪连接在安装板上，便于将记录导航仪在植物处进行伸缩放置。

优选的，所述第一电动推杆底部设有限位板，且限位板连接在中央处理器侧壁上，所述限位板上设有限位滑槽，且安装板底部两侧滑动连接在限位滑槽内部，有利于记录导航仪运动的平稳。

优选的，所述松土件包括机器手臂，所述机器手臂连接在中央处理器一端，所述机器手臂远离中央处理器的一端连接有梯形板，所述梯形板底部连接有多个松土刮爪，所述梯形板上连接有散土件，便于将植物周边的土壤松开。

优选的，所述散土件包括散土杆和第二电动推杆，所述散土杆滑动贯穿梯形板，且散土杆外侧套接有旋土叶片，所述第二电动推杆输出端与散土杆顶部连接，且第二电动推杆顶部连接有推杆座，所述推杆座连接在梯形板顶部，有利于提前将植物四周的土壤打撒，便于对植物的松土。

优选的，所述施肥件包括施肥泵和安装箱，所述安装箱连接在中央处理器顶部，所述安装箱内部设有溶液区和混料区，且溶液区与混料区之间设有挡板，所述挡板上设有出料口，且出料口出连接有导料板，所述导料板顶部设有隔板，且隔板顶部连接有连接板，所述连接板底部两端连接有顶出件，所述顶出件连接在挡板内部有利于将混合肥料与溶液进行区分。

优选的，所述顶出件包括顶杆和弹簧，所述挡板内部设有两个安装槽，所述顶杆滑动贯穿挡板，所述顶杆顶部与连接板连接，且顶杆底部连接有金属板，所述弹簧套接在金属板与安装槽壁之间，所述安装槽底部连接有电磁铁，且电磁铁与金属板吸附，所述电磁铁与中央处理器电性连接，所述安装槽内部连接有导向杆，且导向杆滑动贯穿金属板，便于控制混合肥料进入溶液区。

优选的，所述混料区内部设有推料板，且推料板两端连接有电动推棒，有利于将混合肥料推动至溶液区。

优选的，实验方法：

a、将机器人小车本体推动种植物旁，通过记录导航仪4记录植物第一次的种植情况。

b、在种植周期之后启动机器人小车本体在大棚植物处进行巡航，通过探头检测植物生产情况，并通过测量数据和记录数据相互对比，判断该植物的之前生长情况。

c、在中央处理器处理信号后，通过松土件和施肥件对植物进行相应的松土或施肥。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明,通过记录导航仪记录植物种植的第一的处理情况，在对大棚内部的植物进行周期性检查时，通过探头检测植物的生长情况，并将测的信号传递至中央处理器，通过中央处理器对比分析记录导航仪之前的记录数据，判断该植物是否需要进行松土或施肥，可通过所设的松土件或施肥件对植物进行松土或者施肥。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为取出施肥件后结构示意图；

图4为伸缩件连接记录导航仪结构示意图；

图5为松土件建构示意图；

图6为散土件结构示意图；

图7为混料区与溶液区正面结构示意图；

图8为混料区与溶液区背面结构示意图；

图9为本方案中电路模块示意图。

图中：1-机器人小车本体；2-中央处理器；3-伸缩件；4-记录导航仪；5-探头；6-松土件；7-施肥件；8-第一电动推杆；9-安装板；10-限位板；11-限位滑槽；12-机器手臂；13-梯形板；14-松土刮爪；15-散土件；16-散土杆；17-第二电动推杆；18-旋土叶片；19-推杆座；20-施肥泵；21-安装箱；22-溶液区；23-混料区；24-挡板；25-出料口；26-导料板；27-隔板；28-连接板；29-顶出件；30-顶杆；31-弹簧；32-安装槽；33-金属板；34-电磁铁；35-导向杆；36-推料板；37-电动推棒。

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种项目化的机器人实验平台及实验方法，本方案中主要针对于农业种植周期性检测时对植物生产情况的判断，包括机器人小车本体1，所述机器人小车本体1顶部连接有处理信号的中央处理器2，所述中央处理器2一侧连接有伸缩件3，所述伸缩件3上连接有可记录植物生长的记录导航仪4，此处的记录导航仪4采用《中国农机化学报》中一篇《农业机器人实验平台构建与探索》，提出的记录导航装置，该文献中提出的导航记录装置可对种植过程中的路径进行记录导航，所述记录导航仪4上连接有多个可检测植物生长情况的探头5，且探头5将探测的植物生长信号传递中央处理器2，所述伸缩件3一端设有松土件6，且松土件6一端连接在中央处理器2侧壁，所述中央处理器2顶部连接有施肥件7。

在实验时，首次对各个植物进行种植后，通过记录导航仪记录4第一次植物种植的情况，在对植物生长进行周期性检测时，启动机器人小车本体1，机器人小车本体1在大棚内部进行巡视，机器人小车本体1上的探头5检测植物生长情况，并将该信号传递至中央处理器2，中央处理器2通过将该信号与记录导航仪4记录的数据对比，判断该植物的具体生产情况，并通过所设的施肥件7和松土件6对植物进行松土和施肥处理。

本方案中伸缩件3包括第一电动推杆8，所述第一电动推杆8输出端连接有安装板9，所述记录导航仪4连接在安装板9上，通过第一电动推杆8推动，便于将记录导航仪4伸缩至探测植物附近。

本方案中第一电动推杆8底部设有限位板10，且限位板10连接在中央处理器2侧壁上，所述限位板10上设有限位滑槽11，且安装板9底部两侧滑动连接在限位滑槽11内部，通过安装板9滑动连接在限位滑槽11内部，有利于提高安装板9和记录导航仪4在运行方向上的平稳运行。

本方案中松土件6包括机器手臂12，所述机器手臂12连接在中央处理器2一端，所述机器手臂12远离中央处理器2的一端连接有梯形板13，所述梯形板13底部连接有多个松土刮爪14，所述梯形板13上连接有散土件15，在探头5探测到植物的生长情况后，将探测的情况以电信号的形式传递至中央处理器2处，中央处理器2通过对比该信号与记录导航仪4记录的信号，判断该植物在生长周期之前的处理情况，是否需要进行松土，在中央处理器2判断需要进行松土后，启动机器手臂12，通过机器手臂12带动梯形板13至种植处，并通过松土刮爪14对土壤进行松土。

本方案中的散土件15包括散土杆16和第二电动推杆17，所述散土杆16滑动贯穿梯形板13，且散土杆16外侧套接有旋土叶片18，所述第二电动推杆17输出端与散土杆16顶部连接，且第二电动推杆17顶部连接有推杆座19，所述推杆座19连接在梯形板13顶部，在启动机器手臂12后，首先可通过启动第二电动推杆17，在第二电动推杆17的推力作用下，将散土杆16向下运动，散土杆16带动旋土叶片18进行转动，将表面土壤散开，便于松土刮爪14对土壤进行松土。

本方案中施肥件7包括施肥泵20和安装箱21，所述安装箱21连接在中央处理器2顶部，所述安装箱21内部设有溶液区22和混料区23，混料区23的高度约高于溶液区22，且溶液区22与混料区23之间设有挡板24，所述挡板24上设有出料口25，且出料口25出连接有导料板26，该出料口25靠近混料区23有倒圆结构，便于导料，所述导料板26顶部设有隔板27，且隔板27顶部连接有连接板28，所述连接板28底部两端连接有顶出件29，所述顶出件29连接在挡板24内部，在探头5检测信号需要进行施肥时，中央处理器2控制顶出件29，将挡板24推动至出料口25处，便于将混合肥料积攒后进入溶液区22混合便于施肥，当溶液区22混合完成后，通过施肥泵20将混合肥料抽出进行施肥。

本方案中顶出件29包括顶杆30和弹簧31，所述挡板24内部设有两个安装槽32，所述顶杆30滑动贯穿挡板24，所述顶杆30顶部与连接板28连接，且顶杆30底部连接有金属板33，所述弹簧31套接在金属板33与安装槽32壁之间，所述安装槽32底部连接有电磁铁34，且电磁铁34与金属板33吸附，所述电磁铁34与中央处理器2电性连接，所述安装槽32内部连接有导向杆35，且导向杆35滑动贯穿金属板33，通过中央处理器2控制电磁铁34的通断电，在电磁铁34断电后，顶杆30在弹簧31的弹力作用下，将挡板24抽出导料板26，在电磁铁34通电后，电磁铁34与金属板33相互吸附，将挡板24压在导料板26处。

本方案中混料区23内部设有推料板36，且推料板36两端连接有电动推棒37，在混料时，通过电动推棒37推动推料板36，将混合肥料从混料区23推入溶液区22混合。

实验方法：

a、将机器人小车本体1推动种植物旁，通过记录导航仪4记录植物第一次的种植情况。

b、在种植周期之后启动机器人小车本体1在大棚植物处进行巡航，通过探头5检测植物生产情况，并通过测量数据和记录数据相互对比，判断该植物的之前生长情况。

c、在中央处理器2处理信号后，通过松土件6和施肥件7对植物进行相应的松土或施肥。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种项目化的机器人实验平台及实验方法，包括机器人小车本体（1），其特征在于：所述机器人小车本体（1）顶部连接有处理信号的中央处理器（2），所述中央处理器（2）一侧连接有伸缩件（3），所述伸缩件（3）上连接有可记录植物生长的记录导航仪（4），所述记录导航仪（4）上连接有多个可检测植物生长情况的探头（5），且探头（5）将探测的植物生长信号传递中央处理器（2），所述伸缩件（3）一端设有松土件（6），且松土件（6）一端连接在中央处理器（2）侧壁，所述中央处理器（2）顶部连接有施肥件（7）。

2.根据权利要求1所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述伸缩件（3）包括第一电动推杆（8），所述第一电动推杆（8）输出端连接有安装板（9），所述记录导航仪（4）连接在安装板（9）上。

3.根据权利要求2所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述第一电动推杆（8）底部设有限位板（10），且限位板（10）连接在中央处理器（2）侧壁上，所述限位板（10）上设有限位滑槽（11），且安装板（9）底部两侧滑动连接在限位滑槽（11）内部。

4.根据权利要求1所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述松土件（6）包括机器手臂（12），所述机器手臂（12）连接在中央处理器（2）一端，所述机器手臂（12）远离中央处理器（2）的一端连接有梯形板（13），所述梯形板（13）底部连接有多个松土刮爪（14），所述梯形板（13）上连接有散土件（15）。

5.根据权利要求4所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述散土件（15）包括散土杆（16）和第二电动推杆（17），所述散土杆（16）滑动贯穿梯形板（13），且散土杆（16）外侧套接有旋土叶片（18），所述第二电动推杆（17）输出端与散土杆（16）顶部连接，且第二电动推杆（17）顶部连接有推杆座（19），所述推杆座（19）连接在梯形板（13）顶部。

6.根据权利要求1所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述施肥件（7）包括施肥泵（20）和安装箱（21），所述安装箱（21）连接在中央处理器（2）顶部，所述安装箱（21）内部设有溶液区（22）和混料区（23），且溶液区（22）与混料区（23）之间设有挡板（24），所述挡板（24）上设有出料口（25），且出料口（25）出连接有导料板（26），所述导料板（26）顶部设有隔板（27），且隔板（27）顶部连接有连接板（28），所述连接板（28）底部两端连接有顶出件（29），所述顶出件（29）连接在挡板（24）内部。

7.根据权利要求6所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述顶出件（29）包括顶杆（30）和弹簧（31），所述挡板（24）内部设有两个安装槽（32），所述顶杆（30）滑动贯穿挡板（24），所述顶杆（30）顶部与连接板（28）连接，且顶杆（30）底部连接有金属板（33），所述弹簧（31）套接在金属板（33）与安装槽（32）壁之间，所述安装槽（32）底部连接有电磁铁（34），且电磁铁（34）与金属板（33）吸附，所述电磁铁（34）与中央处理器（2）电性连接，所述安装槽（32）内部连接有导向杆（35），且导向杆（35）滑动贯穿金属板（33）。

8.根据权利要求6所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：所述混料区（23）内部设有推料板（36），且推料板（36）两端连接有电动推棒（37）。

9.根据权利要求8所述的一种项目化的机器人实验平台及实验方法，其特征在于：

实验方法：a、将机器人小车本体（1）推动种植物旁，通过记录导航仪（4）记录植物第一次的种植情况。

b、在种植周期之后启动机器人小车本体（1）在大棚植物处进行巡航，通过探头（5）检测植物生产情况，并通过测量数据和记录数据相互对比，判断该植物的之前生长情况。

c、在中央处理器（2）处理信号后，通过松土件（6）和施肥件（7）对植物进行相应的松土或施肥。

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