CN113785812B - 一种基于人工智能的物联网智能喷药设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能农业设备技术领域，尤其涉及一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，包括暂存桶、升降板、滑套、螺纹旋钮、升降杆、摆动喷液组件、箱体、泵、第一输送管、行走机构、控制器和影像装置；箱体、泵和第一输送管依次连通，暂存桶一侧并排设置有多个进液孔，另一侧并排设置有多个与进液孔对应的出液孔，暂存桶通过进液孔与第一输送管连通；摆动喷液组件并排设置有多组，摆动喷液组件包括连接杆、连杆、喷嘴、支架和第二输送管，连接杆与升降杆连接，连杆两端分别与连接杆和喷嘴转动连接，第二输送管两端分别与出液孔和喷嘴连通；升降板贯穿暂存桶顶部并与暂存桶滑动连接。本发明能自动将药液充分混匀并全面喷洒至作物表面。

Description

一种基于人工智能的物联网智能喷药设备

技术领域

本发明涉及智能农业设备技术领域，尤其涉及一种基于人工智能的物联网智能喷药设备。

背景技术

在农业种植技术领域，为保障作物正常生长发育，需要对作物进行喷药处理，防止出现病虫害。中国专利公开号为CN213756400U的专利公开了一种农业病虫防治用喷药装置，包括车体、载药箱、抽水泵、蓄电池和喷药导管；车体上设有车轮和拉把，车体内部则设有朝上开口的置物腔，载药箱可摆动地安装在置物腔内；喷药导管安装在车体上，抽水泵安装在车体内部，且抽水泵的抽水端通过软管伸入载药箱内，抽水泵的排水端则通导管与喷药导管接通；蓄电池也安装在车体内部，且蓄电池与抽水泵电性连接，以向抽水泵供电；使用前，往载药箱内添加药剂和水溶液，然后来回摆动载药箱使得药剂和水溶液混合；接着，启动抽水泵，驱使载药箱内的药剂从喷药导管处喷出即可。

但是上述专利存在如下缺陷：

一、雾化喷头只能向下喷出药液，药液只能附着于作物上部，作物其它区域得不到有效喷药处理。

二、需要手动摆动载药箱来使药剂和水溶液混合，费时费力，且在装置行走过程中容易出现药液浓度分布不均情况。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，包括暂存桶、升降板、滑套、螺纹旋钮、升降杆、摆动喷液组件、箱体、泵、第一输送管、行走机构、控制器和影像装置；

行走机构设置在箱体底部，箱体、泵和第一输送管依次连通，暂存桶一侧并排设置有多个进液孔，另一侧并排设置有多个与进液孔对应的出液孔，暂存桶通过进液孔与第一输送管连通；摆动喷液组件并排设置有多组，摆动喷液组件与出液孔一一对应，摆动喷液组件包括连接杆、连杆、喷嘴、支架和第二输送管，连接杆与升降杆连接，连杆两端分别与连接杆和喷嘴转动连接，喷嘴转动设置在支架上，支架设置在暂存桶上，第二输送管为软管，第二输送管两端分别与出液孔和喷嘴连通；升降板贯穿暂存桶顶部并与暂存桶滑动连接，升降板上并排设置有多个能够遮挡进液孔和出液孔的挡板，升降板滑动设置在滑套上，螺纹旋钮与滑套螺纹连接，暂存桶上设置有用于驱动滑套和升降杆往复移动的驱动机构；箱体上设置有用于驱动控制器和影像装置升降的升降机构，控制器与泵、行走机构、驱动机构和升降机构分别控制连接。

优选的，挡板包括斜板部和侧板部，侧板部竖直设置，侧板部与暂存桶内壁接触，侧板部共设置有两个，两个侧板部分别与斜板部两端连接，斜板部顶端和连接的侧板部之间设置有第一流通通道，该侧板部位于进液孔所在一侧，斜板部底端和另一个侧板部之间设置有第二流通通道，该另一个侧板部位于出液孔所在一侧，第一流通通道的流通尺寸由下至上逐渐减小，第二流通通道的流通尺寸由下至上逐渐增大。

优选的，侧板部上设置有弹性密封板，弹性密封板与暂存桶滑动连接。

优选的，驱动机构包括机架、第一电机、凸轮、连接板、滑动杆、第一弹性件和固定架，机架和固定架均设置在暂存桶上，第一电机设置在机架上，第一电机与凸轮驱动连接，凸轮与连接板接触，连接板与滑套和升降杆连接，滑动杆竖直设置在连接板上，滑动杆贯穿固定架并与固定架滑动连接，第一弹性件两端分别与连接板和固定架连接。

优选的，滑动杆顶端连接有顶板，固定架和顶板之间连接有第二弹性件，第一弹性件和第二弹性件均为弹簧，第一弹性件和第二弹性件均套设在滑动杆外周侧。

优选的，箱体上设置有用于驱动暂存桶转动的转动驱动装置，第一输送管为软管，控制器与转动驱动装置控制连接。

优选的，影像装置包括安装台、前向摄像头、侧向摄像头和数据传输器，前向摄像头设置在安装台前侧表面上，侧向摄像头设置在安装台朝向暂存桶的一侧表面上，前向摄像头、侧向摄像头和数据传输器均与控制器通讯连接，控制器和数据传输器均设置在安装台上。

优选的，升降机构包括安装罩、安装板、第二电机、丝杆、丝杆螺母和滑杆，安装罩设置在箱体上，安装板位于安装罩内侧，第二电机设置在安装板上，第二电机与丝杆驱动连接，丝杆与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与安装罩连接，丝杆和滑杆均竖直设置，且均贯穿安装罩顶部，丝杆顶端与安装台转动连接，滑杆设置在安装板上，滑杆与安装罩滑动连接，滑杆顶端与安装台连接。

上述基于人工智能的物联网智能喷药设备的使用方法包括如下步骤：

S1、根据作物高度来调节升降板高度，以使挡板遮挡住高度高于作物的出液孔，并将螺纹旋钮端部抵紧在升降板上；

S2、利用控制器控制行走机构在田里行走；

S3、利用控制器控制泵，泵从箱体内抽出药液，并通过第一输送管输送至暂存桶内；

S4、利用控制器控制驱动机构，驱动机构驱动滑套和升降杆往复移动，滑套通过螺纹旋钮带动升降板移动，升降板带动挡板移动，挡板上下拨动暂存桶内的药液，挡板移动时仍能遮挡住对应的进液孔和出液孔，升降杆通过连接杆和连杆带动喷嘴往复摆动，喷嘴在摆动过程中喷洒药液。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明能充分的对药液进行混匀处理，并将混匀后的药液根据作物高度全面的喷洒至作物表面，喷药范围更加充分，有利于不同区域的作物均衡的生长发育，且节省人工，省时省力。在使用时，泵将箱体内的药液通过第一输送管输送至暂存桶内，根据作物高度调节升降板高度，并通过螺纹旋钮进行固定，使得升降板上的挡板能遮挡住高度高于作物高度的进液孔和出液孔，保证药液从下方的进液孔进入暂存桶内，并通过下方的出液孔排出至第二输送管，第二输送管将药液输送至喷嘴进行喷洒，此时，位于上方的喷嘴不会喷药，下方的喷嘴会喷洒药液，适应性更强，避免造成药液的浪费。通过驱动机构驱动滑套和升降杆往复移动，滑套通过螺纹旋钮带动升降板往复移动，升降板带动挡板往复移动，对于用于封堵进液孔和出液孔的挡板，能在往复移动过程中保持遮挡作用，其余挡板不会遮挡对应的进液孔和出液孔，多个挡板能在往复移动过程中对药液进行混匀处理，保证药液浓度分布均匀。升降杆通过连接杆和连杆带动喷嘴往复摆动，扩大喷嘴的药液喷洒范围，使得喷嘴能将药液充分的喷洒至作物各处，对于不同区域的作物，能均衡的被喷洒上浓度均匀的药液，从而使各区域的作物能均衡的生长发育。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1的局部结构剖视图；

图3为图2中A处的结构放大图；

图4为图2中B处的结构放大图；

图5为前向摄像头和侧向摄像头的升降原理结构剖视图。

附图标记：1、暂存桶；101、进液孔；102、出液孔；2、挡板；201、第一流通通道；202、第二流通通道；3、升降板；4、机架；5、第一电机；6、凸轮；7、连接板；8、滑动杆；9、顶板；10、第一弹性件；11、第二弹性件；12、固定架；13、滑套；14、螺纹旋钮；15、升降杆；16、连接杆；17、连杆；18、喷嘴；19、支架；20、第二输送管；21、箱体；22、泵；23、第一输送管；24、转动驱动装置；25、安装台；26、前向摄像头；27、侧向摄像头；28、数据传输器；29、安装罩；30、安装板；31、第二电机；32、丝杆；33、滑杆；34、行走机构。

具体实施方式

实施例一

如图1-4所示，本发明提出的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，包括暂存桶1、升降板3、滑套13、螺纹旋钮14、升降杆15、摆动喷液组件、箱体21、泵22、第一输送管23、行走机构34、控制器和影像装置；

行走机构34设置在箱体21底部，箱体21、泵22和第一输送管23依次连通，暂存桶1一侧并排设置有多个进液孔101，另一侧并排设置有多个与进液孔101对应的出液孔102，暂存桶1通过进液孔101与第一输送管23连通；摆动喷液组件并排设置有多组，摆动喷液组件与出液孔102一一对应，摆动喷液组件包括连接杆16、连杆17、喷嘴18、支架19和第二输送管20，连接杆16与升降杆15连接，连杆17两端分别与连接杆16和喷嘴18转动连接，喷嘴18转动设置在支架19上，支架19设置在暂存桶1上，第二输送管20为软管，第二输送管20两端分别与出液孔102和喷嘴18连通；升降板3贯穿暂存桶1顶部并与暂存桶1滑动连接，升降板3上并排设置有多个能够遮挡进液孔101和出液孔102的挡板2，升降板3滑动设置在滑套13上，螺纹旋钮14与滑套13螺纹连接，暂存桶1上设置有用于驱动滑套13和升降杆15往复移动的驱动机构；箱体21上设置有用于驱动控制器和影像装置升降的升降机构，控制器与泵22、行走机构34、驱动机构和升降机构分别控制连接。

挡板2包括斜板部和侧板部，侧板部竖直设置，侧板部与暂存桶1内壁接触，侧板部共设置有两个，两个侧板部分别与斜板部两端连接，斜板部顶端和连接的侧板部之间设置有第一流通通道201，该侧板部位于进液孔101所在一侧，斜板部底端和另一个侧板部之间设置有第二流通通道202，该另一个侧板部位于出液孔102所在一侧，第一流通通道201的流通尺寸由下至上逐渐减小，第二流通通道202的流通尺寸由下至上逐渐增大，当挡板2上下移动时，挡板2会上下拨动暂存桶1内的药液，而且，当挡板2上移时，挡板2下方的药液以通过第一流通通道201向上流通为主，以通过第二流通通道202向上流通为辅，当挡板2下移时，挡板2上方的药液以通过第二流通通道202向下流通为主，以通过第一流通通道201向下流通为辅，综上，在挡板2上下移动过程中，挡板2上下两侧的药液能充分地被混匀，保证了药液浓度的均匀性。侧板部上设置有弹性密封板，弹性密封板与暂存桶1滑动连接，通过设置弹性密封板，能避免侧板部与暂存桶1之间的刮擦，且能保证弹性密封板对进液孔101和出液孔102的密封遮挡效果。

箱体21上设置有用于驱动暂存桶1转动的转动驱动装置24，第一输送管23为软管，控制器与转动驱动装置24控制连接。通过转动驱动装置24能调节暂存桶1的倾斜角度，以便于调整多组摆动喷液组件的角度，从而能调整多个喷嘴18的高度和摆动方位，能根据作业喷药需求灵活调整，适用范围更大。

本实施例能充分的对药液进行混匀处理，并将混匀后的药液根据作物高度全面的喷洒至作物表面，喷药范围更加充分，有利于不同区域的作物均衡的生长发育，且节省人工，省时省力。在使用时，泵22将箱体21内的药液通过第一输送管23输送至暂存桶1内，根据作物高度调节升降板3高度，并通过螺纹旋钮14进行固定，使得升降板3上的挡板2能遮挡住高度高于作物高度的进液孔101和出液孔102，保证药液从下方的进液孔101进入暂存桶1内，并通过下方的出液孔102排出至第二输送管20，第二输送管20将药液输送至喷嘴18进行喷洒，此时，位于上方的喷嘴18不会喷药，下方的喷嘴18会喷洒药液，适应性更强，避免造成药液的浪费。通过驱动机构驱动滑套13和升降杆15往复移动，滑套13通过螺纹旋钮14带动升降板3往复移动，升降板3带动挡板2往复移动，对于用于封堵进液孔101和出液孔102的挡板2，能在往复移动过程中保持遮挡作用，其余挡板2不会遮挡对应的进液孔101和出液孔102，多个挡板2能在往复移动过程中对药液进行混匀处理，保证药液浓度分布均匀。升降杆15通过连接杆16和连杆17带动喷嘴18往复摆动，扩大喷嘴18的药液喷洒范围，使得喷嘴18能将药液充分的喷洒至作物各处，对于不同区域的作物，能均衡的被喷洒上浓度均匀的药液，从而使各区域的作物能均衡的生长发育。

实施例二

如图1、图2和图4所示，本发明提出的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，相较于实施例一，本实施例中，驱动机构包括机架4、第一电机5、凸轮6、连接板7、滑动杆8、第一弹性件10和固定架12，机架4和固定架12均设置在暂存桶1上，第一电机5设置在机架4上，第一电机5与凸轮6驱动连接，凸轮6与连接板7接触，连接板7与滑套13和升降杆15连接，滑动杆8竖直设置在连接板7上，滑动杆8贯穿固定架12并与固定架12滑动连接，第一弹性件10两端分别与连接板7和固定架12连接。滑动杆8顶端连接有顶板9，固定架12和顶板9之间连接有第二弹性件11，第一弹性件10和第二弹性件11均为弹簧，第一弹性件10和第二弹性件11均套设在滑动杆8外周侧，能稳定的伸缩，不会脱落，使用寿命长。

本实施例中，通过第一电机5驱动凸轮6转动，凸轮6能推动连接板7向上移动，此时第一弹性件10被压缩，随着凸轮6的继续转动，第一弹性件10推动连接板7下移，从而能实现连接板7的上下移动，连接板7带动滑套13和升降杆15上下移动，最终实现挡板2的上下移动和喷嘴18的摆动，以对药液进行混匀和均匀喷洒处理。

实施例三

如图1和图5所示，本发明提出的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，相较于实施例一或实施例二，本实施例中，影像装置包括安装台25、前向摄像头26、侧向摄像头27和数据传输器28，前向摄像头26设置在安装台25前侧表面上，侧向摄像头27设置在安装台25朝向暂存桶1的一侧表面上，前向摄像头26、侧向摄像头27和数据传输器28均与控制器通讯连接，控制器和数据传输器28均设置在安装台25上。工作人员能通过数据传输器28向控制器发送控制信号，以控制各执行部件，前向摄像头26和侧向摄像头27采集的影像数据能通过数据传输器28传输至工作人员处，便于工作人员控制设备在田间行走，智能化程度高。

升降机构包括安装罩29、安装板30、第二电机31、丝杆32、丝杆螺母和滑杆33，安装罩29设置在箱体21上，安装板30位于安装罩29内侧，第二电机31设置在安装板30上，第二电机31与丝杆32驱动连接，丝杆32与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与安装罩29连接，丝杆32和滑杆33均竖直设置，且均贯穿安装罩29顶部，丝杆32顶端与安装台25转动连接，滑杆33设置在安装板30上，滑杆33与安装罩29滑动连接，滑杆33顶端与安装台25连接。

本实施例中，通过第二电机31能驱动丝杆32转动，丝杆32在丝杆螺母上移动，丝杆32带动安装台25移动，滑杆33起到导向作用，从而能使安装台25稳定的升降，使得工作人员能调节前向摄像头26和侧向摄像头27的高度，便于工作人员观察不同高度的田间情况。

实施例四

上述基于人工智能的物联网智能喷药设备的使用方法包括如下步骤：

S1、根据作物高度来调节升降板3高度，以使挡板2遮挡住高度高于作物的出液孔102，并将螺纹旋钮14端部抵紧在升降板3上，实现对升降板3的固定，非常方便；

S2、利用控制器控制行走机构34在田里行走，设备在垄间行走，不会损伤作物；

S3、利用控制器控制泵22，泵22从箱体21内抽出药液，并通过第一输送管23输送至暂存桶1内；

S4、利用控制器控制驱动机构，驱动机构驱动滑套13和升降杆15往复移动，滑套13通过螺纹旋钮14带动升降板3移动，升降板3带动挡板2移动，挡板2上下拨动暂存桶1内的药液，挡板2移动时仍能遮挡住对应的进液孔101和出液孔102，挡板2既具有遮挡作用又具有混匀作用，能根据喷液高度的需求来对应遮挡进液孔101和出液孔102，还能在上下移动过程中混匀药液，保证药液浓度分布均匀，保证对不同区域作物的均衡的效果，升降杆15通过连接杆16和连杆17带动喷嘴18往复摆动，喷嘴18在摆动过程中喷洒药液，能将药液充分的喷洒至作物不同高度处，包括作物叶片下部，常规喷药设备一般不能将药液喷洒至叶片下部，喷洒不全面，具有一定的局限性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，包括暂存桶（1）、升降板（3）、滑套（13）、螺纹旋钮（14）、升降杆（15）、摆动喷液组件、箱体（21）、泵（22）、第一输送管（23）、行走机构（34）、控制器和影像装置；

行走机构（34）设置在箱体（21）底部，箱体（21）、泵（22）和第一输送管（23）依次连通，暂存桶（1）一侧并排设置有多个进液孔（101），另一侧并排设置有多个与进液孔（101）对应的出液孔（102），暂存桶（1）通过进液孔（101）与第一输送管（23）连通；摆动喷液组件并排设置有多组，摆动喷液组件与出液孔（102）一一对应，摆动喷液组件包括连接杆（16）、连杆（17）、喷嘴（18）、支架（19）和第二输送管（20），连接杆（16）与升降杆（15）连接，连杆（17）两端分别与连接杆（16）和喷嘴（18）转动连接，喷嘴（18）转动设置在支架（19）上，支架（19）设置在暂存桶（1）上，第二输送管（20）为软管，第二输送管（20）两端分别与出液孔（102）和喷嘴（18）连通；升降板（3）贯穿暂存桶（1）顶部并与暂存桶（1）滑动连接，升降板（3）上并排设置有多个能够遮挡进液孔（101）和出液孔（102）的挡板（2），升降板（3）滑动设置在滑套（13）上，螺纹旋钮（14）与滑套（13）螺纹连接，暂存桶（1）上设置有用于驱动滑套（13）和升降杆（15）往复移动的驱动机构；箱体（21）上设置有用于驱动控制器和影像装置升降的升降机构，控制器与泵（22）、行走机构（34）、驱动机构和升降机构分别控制连接；

挡板（2）包括斜板部和侧板部，侧板部竖直设置，侧板部与暂存桶（1）内壁接触，侧板部共设置有两个，两个侧板部分别与斜板部两端连接，斜板部顶端和连接的侧板部之间设置有第一流通通道（201），该侧板部位于进液孔（101）所在一侧，斜板部底端和另一个侧板部之间设置有第二流通通道（202），该另一个侧板部位于出液孔（102）所在一侧，第一流通通道（201）的流通尺寸由下至上逐渐减小，第二流通通道（202）的流通尺寸由下至上逐渐增大；

使用方法包括如下步骤：

S1、根据作物高度来调节升降板（3）高度，以使挡板（2）遮挡住高度高于作物的出液孔（102），并将螺纹旋钮（14）端部抵紧在升降板（3）上；

S2、利用控制器控制行走机构（34）在田里行走；

S3、利用控制器控制泵（22），泵（22）从箱体（21）内抽出药液，并通过第一输送管（23）输送至暂存桶（1）内；

S4、利用控制器控制驱动机构，驱动机构驱动滑套（13）和升降杆（15）往复移动，滑套（13）通过螺纹旋钮（14）带动升降板（3）移动，升降板（3）带动挡板（2）移动，挡板（2）上下拨动暂存桶（1）内的药液，挡板（2）移动时仍能遮挡住对应的进液孔（101）和出液孔（102），升降杆（15）通过连接杆（16）和连杆（17）带动喷嘴（18）往复摆动，喷嘴（18）在摆动过程中喷洒药液。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，侧板部上设置有弹性密封板，弹性密封板与暂存桶（1）滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，驱动机构包括机架（4）、第一电机（5）、凸轮（6）、连接板（7）、滑动杆（8）、第一弹性件（10）和固定架（12），机架（4）和固定架（12）均设置在暂存桶（1）上，第一电机（5）设置在机架（4）上，第一电机（5）与凸轮（6）驱动连接，凸轮（6）与连接板（7）接触，连接板（7）与滑套（13）和升降杆（15）连接，滑动杆（8）竖直设置在连接板（7）上，滑动杆（8）贯穿固定架（12）并与固定架（12）滑动连接，第一弹性件（10）两端分别与连接板（7）和固定架（12）连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，滑动杆（8）顶端连接有顶板（9），固定架（12）和顶板（9）之间连接有第二弹性件（11），第一弹性件（10）和第二弹性件（11）均为弹簧，第一弹性件（10）和第二弹性件（11）均套设在滑动杆（8）外周侧。

5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，箱体（21）上设置有用于驱动暂存桶（1）转动的转动驱动装置（24），第一输送管（23）为软管，控制器与转动驱动装置（24）控制连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，影像装置包括安装台（25）、前向摄像头（26）、侧向摄像头（27）和数据传输器（28），前向摄像头（26）设置在安装台（25）前侧表面上，侧向摄像头（27）设置在安装台（25）朝向暂存桶（1）的一侧表面上，前向摄像头（26）、侧向摄像头（27）和数据传输器（28）均与控制器通讯连接，控制器和数据传输器（28）均设置在安装台（25）上。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的物联网智能喷药设备，其特征在于，升降机构包括安装罩（29）、安装板（30）、第二电机（31）、丝杆（32）、丝杆螺母和滑杆（33），安装罩（29）设置在箱体（21）上，安装板（30）位于安装罩（29）内侧，第二电机（31）设置在安装板（30）上，第二电机（31）与丝杆（32）驱动连接，丝杆（32）与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与安装罩（29）连接，丝杆（32）和滑杆（33）均竖直设置，且均贯穿安装罩（29）顶部，丝杆（32）顶端与安装台（25）转动连接，滑杆（33）设置在安装板（30）上，滑杆（33）与安装罩（29）滑动连接，滑杆（33）顶端与安装台（25）连接。

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