CN113575555A - 无人打药车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人打药车，包括行走车架和装配在行走车架上的风送式打药装置、药箱、打药电机、水泵、控制系统、电池箱及增程器，打药电机与风送式打药装置连接，水泵输入端通过管路和药箱连通，水泵输出端通过管路与风送式打药装置上的喷头相连；电池箱内设有锂电池组，增程器与锂电池组连接并用于对锂电池组充电，锂电池组用于为打药电机、水泵、控制系统以及行走车架供电；所述控制系统包括自主导航控制器、RTK模块和车辆控制器，以实现自动驾驶功能；控制系统还包括车载遥控天线及接收机，进而能实现遥控驾驶功能。本发明同时具有无人驾驶和遥控功能，可以避免人驾驶打药车时接触农药引起中毒，完全解放人员操作。

Description

无人打药车

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种无人化自动作业的无人打药车。

背景技术

在果园、田间等场合需要对植物进行打药来对其保护，打药又称为植保，目前的打药车多为人开，近年来又出现了遥控式的打药车。人工驾驶的打药车需要驾驶员驾驶，耗费人工，且驾驶员离喷药装置太近，容易被药污染，甚至农药中毒。遥控式的打药车虽然不需要人工驾驶，但还是需要人来遥控操纵，并不能使人完全解放出来。因此，能够实现无人驾驶的可以自主打药的无人打药车为市场迫切需要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种无人打药车，同时具备无人驾驶和遥控两种功能，无人驾驶用于打药作业，遥控功能用于转场和进入仓库等特殊环节的作业，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的无人打药车，包括行走车架和装配在行走车架上的风送式打药装置、药箱、打药电机、水泵、控制系统、电池箱以及增程器，打药电机的输出轴通过联轴器与风送式打药装置内的风机连接，水泵输入端通过管路和药箱连通，水泵输出端通过管路与风送式打药装置上的喷头相连；所述电池箱内设有锂电池组，增程器与锂电池组连接并用于对锂电池组充电，锂电池组用于为打药电机、水泵、控制系统以及行走车架供电；所述控制系统包括自主导航控制器以及与自主导航控制器连接的RTK模块、车辆控制器，车辆控制器分别与打药电机以及行走车架上的驱动电机相连；自主导航控制器通过RTK模块获取定位信息，并通过车辆控制器实现对行走车架行走路线和行走速度的控制，以实现自动驾驶功能；所述控制系统包括车载遥控天线以及与车载遥控天线相连的接收机，接收机通过车载遥控天线接收遥控器发送的信号，接收机将接收的信号输送至自主导航控制器，自主导航控制器根据该信号通过车辆控制器控制行走车架移动，以实现遥控驾驶功能；所述行走车架的前端设有摄像头，摄像头用于采集图像信息并将该图像信息无线传送至智能终端，智能终端与自主导航控制器无线通信连接。

进一步的，行走车架包括车架和固定在该车架两侧的行走机构，行走机构为履带行走机构，履带行走机构由所述驱动电机驱动。

进一步的，车辆控制器通过打药电机驱动器与打药电机相连；车辆控制器通过电机驱动器与驱动电机相连。

进一步的，药箱上设有加药口。

进一步的，智能终端为手机、平板电脑或计算机。

进一步的，还包括电量显示屏，该电量显示屏设置在行走车架上，电量显示屏与锂电池组电性连接从而获取其剩余电量。

进一步的，还包括充电口，充电口设置在行走车架上，充电口与锂电池组连接。

进一步的，还包括按钮开关，按钮开关设置在行走车架上，按钮开关与锂电池组电性连接，用于无人打药车的正常上电和下电。

进一步的，还包括急停开关，急停开关设置在行走车架上，急停开关与锂电池组的电能输出端电性连接，用于在无人打药车故障时实现紧急断电。

进一步的，增程器设于在行走车架的内部前端，行走车架的前端设有散热过滤网，散热过滤网用于散发增程器的热量。

借由上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有下列优点：本发明同时具有无人驾驶功能和遥控驾驶功能，其中遥控驾驶是辅助功能，可用于转场和进仓库时的灵活操作；无人驾驶功能实现自主作业，可以避免人工驾驶打药车时接触农药引起的中毒，完全解放人员操作，节省人力。

附图说明

图1为本发明无人打药车的外观结构图；

图2为本发明无人打药车去掉外壳后的内部结构图；

图3为本发明无人打药车的电控原理图一；

图4为本发明无人打药车的电控原理图二。

【主要元件符号说明】

1-风送式打药装置

2-行走机构

3-充电口

4-散热过滤网

5-排气筒

6-摄像头

7-电量显示屏

8-急停开关

9-按钮开关

10-车载遥控天线

11-多星多频GNSS天线

12-装饰灯

13-驱动轮

14-电池箱

15-增程器

16-药箱

17-电气柜

18-加药口

19-打药电机

20-车架

21-底盘

22-外壳

23-水泵

24-自主导航控制器

25-RTK模块

26-车辆控制器

27-数传电台A1

28-第一数传天线

29-数传电台B

30-第二数传天线

31-智能终端

32-接收机

33-遥控天线

34-遥控器

35-数传电台A2

36-电机驱动器

37-驱动电机

38-电机驱动器

39-第三数传天线

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的无人打药车其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1至图4，无人打药车包括行走车架和装配在行走车架上的风送式打药装置1、药箱16、打药电机19、水泵23、控制系统、电池箱14及增程器15；其中所述行走车架包括车架20和固定在车架两侧的行走机构2，行走机构2为履带行走机构，履带行走机构由驱动电机驱动，驱动电机设有两个，每个驱动电机与一侧履带行走机构中的驱动轮13连接实现驱动对应侧履带，车架包括外壳22和底盘21，驱动电机安装在底盘上。

风送式打药装置1为现有技术，其内设有风机以及若干个喷头，打药电机19输出轴通过联轴器与风机连接并驱动其旋转，风机安装在风送式打药装置1后端，水泵23的输入端通过管路和药箱16连通，水泵23的输出端通过管路与喷头相连，多个喷头沿周向分布在风送式打药装置的侧部，喷头的出口优选垂直于打药车的行进方向，工作时风机将外界风抽入风送式打药装置内，药水通过喷头朝四周喷出，风机产生的气流带动喷头喷出的药水进一步朝四周加速喷射，从而扩大喷射区域和雾化效果；本实施例中，喷头选用雾化喷头，其喷出的药水呈雾状，且喷射覆盖范围大。当药箱内药水不足时，可以通过药箱上设置加药口18补药。

电池箱14内设有锂电池组，增程器15与锂电池组连接并用于对锂电池组充电，从而提高无人打药车的行驶里程；锂电池组用于为控制系统以及行走车架等整车所有电器供电。

控制系统包括自主导航控制器24以及与自主导航控制器连接的RTK模块25、车辆控制器26，自主导航控制器、RTK模块、车辆控制器均设置在电气柜17内，电气柜17设置在药箱16上方。车辆控制器26一方面通过电机驱动器36与驱动电机37连接，另一方面还通过打药电机驱动器38与打药电机19连接，从而控制打药及整车运动；RTK模块25与多星多频GNSS天线11连接，自主导航控制器通过RTK模块获取定位信息，并通过车辆控制器实现对行走车架行走路线和行走速度的控制，以实现自动驾驶功能，此种模式用于打药作业。

自主导航控制器24通过数传电台A1 27将无人打药车的状态数据经数传电台A1上的第一数传天线28传送至控制室的智能终端31，该智能终端通过数传电台B 29及数传电台B上的第二数传天线30接收无人打药车端的数传电台A1传递的状态数据，且在智能终端31上还可以为无人打药车设计作业点或作业路线，并将相关数据经数传电台B发送至自主导航控制器。

进一步的，控制系统还包括车载遥控天线10以及与车载遥控天线相连的接收机32，接收机32通过车载遥控天线10接收遥控器34上的遥控天线33发出的信号，接收机32将该接收的信号输送至自主导航控制器24，自主导航控制器24再通过车辆控制器26控制行走车架移动以及风送式打药装置打药，以实现遥控驾驶功能。摄像头6设置在行走车架的外壳前端两侧，摄像头6用于采集图像信息并将该图像信息经数传电台A2 35无线传送至智能终端32，便于实时在控制室观看行车情况，以便于人工远程观看作业场景的同时通过遥控器进行无人打药车的遥控作业，此种模式用于转场和进入仓库等特殊作业环节。

在车架的外壳上还设有按钮开关9、急停开关8、电量显示屏7、充电口3以及装饰灯12，其中按钮开关与锂电池组连接，用于无人打药车的正常上电和下电；急停开关连接在锂电池组的电能输出端，该急停开关能够在整车出现失控或其他意外情况下进行紧急断电，其在停车存放时保持断电，在整机正常运行时保持连通；在急停开关连通的情况下，按下按钮开关，整车通电，再按按钮开关，则整车断电。电量显示屏与锂电池组连接，用于显示电池的剩余电量。充电口用于通过充电器给锂电池组充电，在正常情况下是由增程器给锂电池充电，增设充电口是为了在增程器发生故障时仍具有充电功能。装饰灯12由锂电池组供电，锂电池组输出输出的电压经过DC/DC模块的变压后方可为装饰灯及控制系统等低压模块供电，DC/DC模块设于电气柜内。

本实施例中，增程器15设于在行走车架的内部前端，行走车架的外壳前端设有散热过滤网4，散热过滤网4用于将增程器15的热量散发出去；增程器15的排气口延伸至外壳22外侧从而形成排气筒5。

结合图2，为了尽可能保证车体小型化以及各零部件的布局合理化，电池箱设置在行走车架的前端，增程器设于电池箱上方，风送式打药装置设于车架后端，药箱位于风送式打药装置与增程器之间，电气柜设于药箱上。打药电机通过机架安装，水泵靠近风送式打药装置设置，遥控天线、多星多频GNSS天线设于外壳上方，按钮开关、电量显示屏、充电口及装饰灯等设于外壳前端。

本发明在使用时，急停开关8为通电闭合状态，打开按钮开关9，整车上电。此时可以通过遥控功能把整车开入作业场地，从RTK模块获取GPS数据，等待进入固定解状态，通过智能终端规划作业场景及作业航点，执行作业任务，执行运动控制指令。作业过程中，自主导航控制器24根据获取的RTK数据控制车辆控制器26运行，车辆控制器26根据获取的信息控制电机驱动器36运行进而使驱动电机37运转，按照规划路线作业，风机和泵启动，喷头喷出雾化药水，风机吹动雾化药水从出药口喷出。指定区域打药作业完成后，根据摄像头6获取的图像信息依次经过数传电台A2 35、车载端的第三数传天线39、控制端的第二数传天线30及数传电台B 29后到达智能终端进行显示，人工根据该图像信息操控遥控器实现人工控制，遥控器发出的控制数据通过控制端处的遥控天线无线传递至车载遥控天线，接收机将该控制数据进一步传递至自主导航控制器，自主导航控制器将控制数据传递至车辆控制器，从而关闭打药电机，并控制驱动电机使无人打药车转场作业或驶入仓库。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。此外，本发明未详细描述之处，均为现有技术。

Claims (10)

1.无人打药车，其特征在于：包括行走车架和装配在行走车架上的风送式打药装置、药箱、打药电机、水泵、控制系统、电池箱以及增程器，打药电机的输出轴通过联轴器与风送式打药装置内的风机连接，水泵输入端通过管路和药箱连通，水泵输出端通过管路与风送式打药装置上的喷头相连；所述电池箱内设有锂电池组，增程器与锂电池组连接并用于对锂电池组充电，锂电池组用于为打药电机、水泵、控制系统以及行走车架供电；

所述控制系统包括自主导航控制器以及与自主导航控制器连接的RTK模块、车辆控制器，车辆控制器分别与打药电机以及行走车架上的驱动电机相连；自主导航控制器通过RTK模块获取定位信息，并通过车辆控制器实现对行走车架行走路线和行走速度的控制，以实现自动驾驶功能；

所述控制系统包括车载遥控天线以及与车载遥控天线相连的接收机，接收机通过车载遥控天线接收遥控器发送的信号，接收机将接收的信号输送至自主导航控制器，自主导航控制器根据该信号通过车辆控制器控制行走车架移动，以实现遥控驾驶功能；

所述行走车架的前端设有摄像头，摄像头用于采集图像信息并将该图像信息无线传送至智能终端，智能终端与自主导航控制器无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：行走车架包括车架和固定在该车架两侧的行走机构，行走机构为履带行走机构，履带行走机构由所述驱动电机驱动。

3.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：车辆控制器通过打药电机驱动器与打药电机相连；车辆控制器通过电机驱动器与驱动电机相连。

4.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：药箱上设有加药口。

5.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：智能终端为手机、平板电脑或计算机。

6.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：还包括电量显示屏，该电量显示屏设置在行走车架上，电量显示屏与锂电池组电性连接从而获取其剩余电量。

7.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：还包括充电口，充电口设置在行走车架上，充电口与锂电池组连接。

8.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：还包括按钮开关，按钮开关设置在行走车架上，按钮开关与锂电池组电性连接，用于无人打药车的正常上电和下电。

9.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：还包括急停开关，急停开关设置在行走车架上，急停开关与锂电池组的电能输出端电性连接，用于在无人打药车故障时实现紧急断电。

10.根据权利要求1所述的无人打药车，其特征在于：增程器设于在行走车架的内部前端，行走车架的前端设有散热过滤网，散热过滤网用于散发增程器的热量。

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