CN115005181B - 一种用于施药机器人的智能喷洒装置及喷洒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于施药机器人的智能喷洒装置及喷洒方法，属于农药喷洒装置技术领域，喷洒组件，所述喷洒组件包括连接所述安装柱的推送筒，所述推送筒上的一侧上焊接有输送筒，所述输送筒上设置有喷洒头，所述喷洒头的外圆周上设置有若干安装孔，所述安装孔内设置转动杆，所述转动杆一端连接在圆形固定块上，另一端与第一驱动电机，所述第一驱动电机固定于所述喷洒头的外侧上，所述转动杆上设置有弧形扇叶，通过所述转动杆带动所述弧形扇叶，使得所述弧形扇叶均转动预设角度。本发明能够根据风力的大小来进行调节单位时间内的喷洒速度，使得喷洒出的农药减小风力因素受到的影响，从而调高农药的利用率。

Description

一种用于施药机器人的智能喷洒装置及喷洒方法

技术领域

本发明涉及农药喷洒装置技术领域，尤其涉及一种用于施药机器人的智能喷洒装置及喷洒方法。

背景技术

我国作为一个农业大国，如何提高农业作业的效率，解放劳动力，是一个亟待解决的问题，尤其是精细农业的提出，智能的农业机械尤其重要。西方发达国家在这方面走在前列，如美国的施肥机器人，德国的大田除草机器人等等。在农业生产过程中，农作物容易受到病虫害的侵扰，喷洒农药是一种非常有效的手段，现有的农药喷洒方法是通过人工进行喷洒，但这种方式人力消耗大，且工作人员容易受到农药污染。而且现如今，在喷洒农药时容易受到风力因素的影响，当风力因素很大时，喷洒的农药容易进行漂移，使得部分农药不能喷洒到农作物上，导致农药浪费严重，一是造成农药污染严重，二是导致农药的使用成本偏高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于施药机器人的智能喷洒装置及喷洒方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种用于施药机器人的智能喷洒装置，所述装置包括：

调节组件，所述调节组件包括固定于施药机器人上的支撑底板，所述支撑底板上设置有若干第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的另一端连接电机固定板，所述电机固定板上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端连接旋转台，所述旋转台上设置有若干安装柱；

喷洒组件，所述喷洒组件包括连接所述安装柱的推送筒，所述推送筒上的一侧上焊接有输送筒，所述输送筒上设置有喷洒头，所述喷洒头的外圆周上设置有若干安装孔，所述安装孔内设置转动杆，所述转动杆一端连接在圆形固定块上，另一端与第一驱动电机，所述第一驱动电机固定于所述喷洒头的外侧上，所述转动杆上设置有弧形扇叶，通过所述转动杆带动所述弧形扇叶，使得所述弧形扇叶均转动预设角度。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述推送筒内设置有内螺纹，且所述推送筒能够与传送筒配合，使得所述传送筒能够在所述推送筒中做转动运动。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒的内部为中空结构，且所述传送筒的输入端尺寸大于输出端尺寸，且输入端尺寸沿着输出端尺寸呈预设梯度比例减小。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒的外侧上贯穿有若干通孔，所述通孔呈线性分布在所述传送筒上，且所述通孔的大小在所述传送筒的转动方向上呈不同梯度进行分布。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒的一端上还设置有若干第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的另一端固定于支撑顶板上，所述支撑顶板上安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机连接所述传送筒。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述支撑顶板上设置有凹槽，所述凹槽用于连接直线移动导轨，所述直线移动导轨设置于固定侧板上，所述固定侧板安装于所述推送筒的外侧。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒的两侧还开有若干通孔，所述通孔用于接通进液管，所述进液管用于接通外界喷洒源。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述圆形固定块固定于所述输送筒的端口上。

本发明第二方面提供了一种用于施药机器人的智能喷洒装置的喷洒方法，应用于任一项所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置，包括以下步骤：

获取当前喷洒作业区域的风向信息；

预设风向指标标准并建立数据库，并将所述风向指标标准存储于所述数据库中，生成风向指标标准数据库；

将所述风向信息分解为一个或者一维方向信息，生成一维向量信息；

将所述一维向量信息导入所述风向指标标准数据库进行比较，生成偏差率；

若所述偏差率大于预设偏差率，则生成调节信息，并将所述调节信息传输至喷洒装置控制终端。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置的喷洒方法，还包括以下步骤：

经过所述调节信息传输至喷洒装置控制终端后，所述喷洒装置启动，第二驱动电机驱动，传送筒转动预设圈数，所述传送筒的预设大小通孔正对所述输送筒；

喷洒液从进液管中进入到传送筒中，经过所述传送筒的预设大小通孔后进入到所述输送筒中，所述输送筒上的第一驱动电机根据风向信息进行转动预设角度；

经过第一驱动电机转动预设角度后，弧形扇叶转动预设角度，喷洒液从所述弧形扇叶的间距中喷洒而出，喷洒液作用于农作物上，喷洒作业完成。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

本发明能够通过施药机器人采集实时的图像信息，并根据所述图像信息来调节喷洒组件的位置，从而改变喷洒头的位置，使得本装置能够适应不同高度的农作物。另一方面，本发明通过获取当前喷洒作业区域的风向信息；预设风向指标标准并建立数据库，并将所述风向指标标准存储于所述数据库中，生成风向指标标准数据库；将所述风向信息分解为一个或者一维方向信息，生成一维向量信息；将所述一维向量信息导入所述风向指标标准数据库进行比较，生成偏差率；若所述偏差率大于预设偏差率，则生成调节信息，并将所述调节信息传输至喷洒装置控制终端。通过根据风向信息来调整喷洒头的喷洒方向以及单位时间内的喷洒量，使得农药尽可能地喷洒到农作物上，相比于现有技术更加节省农药。而且本发明能够根据风力的大小来进行调节单位时间内的喷洒速度，使得喷洒出的农药减小风力因素受到的影响，从而调高农药的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1示出了一种用于施药机器人的智能喷洒装置的整体结构示意图；

图2示出了一种用于施药机器人的智能喷洒装置的正面结构示意图；

图3示出了喷洒组件的部分结构示意图；

图4示出了喷洒组件的部分结构示意图；

图5示出了喷洒组件的剖面结构示意图。

图中：

1.调节组件，2.喷洒组件，101.支撑底板，102.第一伸缩杆，103.电机固定板，104.旋转电机，105.旋转台，106.安装柱，201.推送筒，202.输送筒，203.喷洒头，204.转动杆，205.圆形固定块，206.第一驱动电机，207.弧形扇叶，208.传送筒，2081.输入端，2082.输出端，209.第二伸缩杆，210.支撑顶板，2101.凹槽，211.第二驱动电机，212.直线移动导轨，213.固定侧板，214.进液管。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

如图1所示，本发明第一方面提供了一种用于施药机器人的智能喷洒装置，所述装置包括：

调节组件1，所述调节组件1包括固定于施药机器人上的支撑底板101，所述支撑底板101上设置有若干第一伸缩杆102，所述第一伸缩杆102的另一端连接电机固定板103，所述电机固定板103上设置有旋转电机104，所述旋转电机104的输出端连接旋转台105，所述旋转台105上设置有若干安装柱106；

需要说明的是，现有技术中的施药机器人中均设置有图像采集系统，如摄像头，由于调节组件1设置于施药机器人上，通过图像采集系统采集获取当前植株的高度，进而通过调节第一伸缩杆102的长度来根据植株的高度进行在高度方向上的喷洒，使得适应更多高度的植株，而且在喷洒的过程中，可以通过调整启动旋转电机104的旋转位置，从而使得旋转台105旋转至一定的角度，从而能够适应更多喷洒要求。

如图2到图5所示，喷洒组件2，所述喷洒组件2包括连接所述安装柱106的推送筒201，所述推送筒201上的一侧上焊接有输送筒202，所述输送筒202上设置有喷洒头203，所述喷洒头203的外圆周上设置有若干安装孔，所述安装孔内设置转动杆204，所述转动杆204一端连接在圆形固定块205上，另一端与第一驱动电机206，所述第一驱动电机206固定于所述喷洒头203的外侧上，所述转动杆204上设置有弧形扇叶207，通过所述转动杆204带动所述弧形扇叶207，使得所述弧形扇叶207均转动预设角度。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒208的两侧还开有若干通孔，所述通孔用于接通进液管214，所述进液管214用于接通外界喷洒源。

需要说明的是，喷洒液从进液管214进入到传送筒208后，进一步经过传送筒208进入到输送筒202中，经过输送筒202后进入到喷洒头203处，此时通过施药机器人上的风向监测仪获取当前位置的风力信息，并将风力分解为一个多个一维向量，根据风力方向来进行驱动第一驱动电机206，第一驱动电机206带动所述转动杆204，所述转动杆上的弧形扇叶207驱动，使得弧形扇叶207与弧形扇叶207之间形成一定的角度，使得喷洒液从喷洒头203喷洒出的药液形成一定的角度，使得喷洒液跟随着风向的变化而变化，使得药液尽可能喷向农作物上，另一方面，根据风向来通过调整启动旋转电机104的旋转位置，从而使得旋转台105旋转至一定的角度，从而能够使得药液尽可能喷向农作物上。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述推送筒201内设置有内螺纹，且所述推送筒201能够与传送筒208配合，使得所述传送筒208能够在所述推送筒201中做转动运动。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒208的内部为中空结构，且所述传送筒208的输入端2081尺寸大于输出端2082尺寸，且输入端2081尺寸沿着输出端2082尺寸呈预设梯度比例减小。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒208的外侧上贯穿有若干通孔，所述通孔呈线性分布在所述传送筒208上，且所述通孔的大小在所述传送筒208的转动方向上呈不同梯度进行分布。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述传送筒208的一端上还设置有若干第二伸缩杆209，所述第二伸缩杆209的另一端固定于支撑顶板210上，所述支撑顶板210上安装有第二驱动电机211，所述第二驱动电机211连接所述传送筒208。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述支撑顶板210上设置有凹槽2101，所述凹槽2101用于连接直线移动导轨212，所述直线移动导轨212设置于固定侧板213上，所述固定侧板213安装于所述推送筒201的外侧。

需要说明的是，另一方面，当风力越大时，喷洒液进入到推送筒201后，经过第二驱动电机211带动所述传送筒208进行移动，使得传送筒208旋转到一定圈数时，所述传送筒208其中一个通孔大小对准传送筒208的位置，由于传送筒208的转动，使得第二伸缩杆209进行伸长或者缩短，而支撑顶板210跟随着直线移动导轨212的移动而移动，从而使得所述传送筒208其中一个通孔大小对准传送筒208的位置，而其余传送筒208上的通孔都被堵住，其中外界风力越大，其中传送筒208其中一个通孔就越小，由于单位时间内的喷洒液输送量一定的情况下，传送筒208其中一个通孔就越小，从而根据风力因素从而对喷洒液进行增压处理，此项操作能够使得减小风力因素对于喷洒液的影响。另一方面，由于所述传送筒208的内部为中空结构，且所述传送筒208的输入端2081尺寸大于输出端2082尺寸，且输入端2081尺寸沿着输出端2082尺寸呈预设梯度比例减小，通过该技术特征对喷洒液进行第一次增压，利用所述传送筒208的外侧上贯穿有若干通孔，所述通孔呈线性分布在所述传送筒208上，且所述通孔的大小在所述传送筒208的转动方向上呈不同梯度进行分布，从而完成对喷洒液的第二次增压，通过多次的增压效果，改变喷洒液的喷出的速度，从而能够适应更多的风力因素的影响，使得喷洒液能够尽可能喷洒到农作物上，从而进可能地利用农药资源，避免农药资源的浪费。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述圆形固定块205固定于所述输送筒202的端口上。

本发明第二方面提供了一种用于施药机器人的智能喷洒装置的喷洒方法，应用于任一项所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置，包括以下步骤：

S102:获取当前喷洒作业区域的风向信息；

S104:预设风向指标标准并建立数据库，并将所述风向指标标准存储于所述数据库中，生成风向指标标准数据库；

S106:将所述风向信息分解为一个或者一维方向信息，生成一维向量信息；

S108:将所述一维向量信息导入所述风向指标标准数据库进行比较，生成偏差率；

S110:若所述偏差率大于预设偏差率，则生成调节信息，并将所述调节信息传输至喷洒装置控制终端。

需要说明的是，通过施药机器人上设置的风向监测仪或者远程喷洒终端提供的风向信息，其中所述风向信息至少包括风力的大小、风力的方向。当所述偏差率大于预设偏差率时，说明此时风向信息对于喷洒作业有影响，此时通过喷洒装置控制终端驱动第二驱动电机，通过传送筒的第一次增压，以及所述传送筒的预设大小通孔正对所述输送筒的第二次增压，所述输送筒上的第一驱动电机根据风向信息进行转动预设角度，经过第一驱动电机转动预设角度后，弧形扇叶转动预设角度，喷洒液从所述弧形扇叶的间距中喷洒而出，喷洒液作用于农作物上，喷洒作业完成。其中风向指标标准可以理解为用户预设的不需调节的风力范围。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置的喷洒方法，还包括以下步骤：

S112:经过所述调节信息传输至喷洒装置控制终端后，所述喷洒装置启动，第二驱动电机驱动，传送筒转动预设圈数，所述传送筒的预设大小通孔正对所述输送筒；

S114:喷洒液从进液管中进入到传送筒中，经过所述传送筒的预设大小通孔后进入到所述输送筒中，所述输送筒上的第一驱动电机根据风向信息进行转动预设角度；

S116:经过第一驱动电机转动预设角度后，弧形扇叶转动预设角度，喷洒液从所述弧形扇叶的间距中喷洒而出，喷洒液作用于农作物上，喷洒作业完成。

综上所述，本发明能够通过施药机器人采集实时的图像信息，并根据所述图像信息来调节喷洒组件的位置，从而改变喷洒头的位置，使得本装置能够适应不同高度的农作物。

另一方面，本发明通过获取当前喷洒作业区域的风向信息；预设风向指标标准并建立数据库，并将所述风向指标标准存储于所述数据库中，生成风向指标标准数据库；将所述风向信息分解为一个或者一维方向信息，生成一维向量信息；将所述一维向量信息导入所述风向指标标准数据库进行比较，生成偏差率；若所述偏差率大于预设偏差率，则生成调节信息，并将所述调节信息传输至喷洒装置控制终端。通过根据风向信息来调整喷洒头的喷洒方向以及单位时间内的喷洒量，使得农药尽可能地喷洒到农作物上，相比于现有技术更加节省农药。而且本发明能够根据风力的大小来进行调节单位时间内的喷洒液喷洒压力，使得喷洒出的农药减小风力因素受到的影响，从而调高农药的利用率。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术。

Claims (6)

1.一种用于施药机器人的智能喷洒装置，其特征在于，所述装置包括：

调节组件，所述调节组件包括固定于施药机器人上的支撑底板，所述支撑底板上设置有若干第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的另一端连接电机固定板，所述电机固定板上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端连接旋转台，所述旋转台上设置有若干安装柱；

喷洒组件，所述喷洒组件包括连接所述安装柱的推送筒，所述推送筒上的一侧上焊接有输送筒，所述输送筒上设置有喷洒头，所述喷洒头的外圆周上设置有若干安装孔，所述安装孔内设置转动杆，所述转动杆一端连接在圆形固定块上，另一端与第一驱动电机相连，所述第一驱动电机固定于所述喷洒头的外侧上，所述转动杆上设置有弧形扇叶，通过所述转动杆带动所述弧形扇叶，使得所述弧形扇叶均转动预设角度；

所述推送筒内设置有内螺纹，且所述推送筒能够与传送筒配合，使得所述传送筒能够在所述推送筒中做转动运动；

所述传送筒的一端上还设置有若干第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的另一端固定于支撑顶板上，所述支撑顶板上安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机连接所述传送筒；

所述支撑顶板上设置有凹槽，所述凹槽用于连接直线移动导轨，所述直线移动导轨设置于固定侧板上，所述固定侧板安装于所述推送筒的外侧；

所述传送筒的两侧还开有若干通孔，所述通孔用于接通进液管，所述进液管用于接通外界喷洒源。

2.根据权利要求1所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置，其特征在于，所述传送筒的内部为中空结构，且所述传送筒的输入端尺寸大于输出端尺寸，且输入端尺寸沿着输出端尺寸呈预设梯度比例减小。

3.根据权利要求1所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置，其特征在于，所述传送筒的外侧上贯穿有若干通孔，所述通孔呈线性分布在所述传送筒上，且所述通孔的大小在所述传送筒的转动方向上呈不同梯度进行分布。

4.根据权利要求1所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置，其特征在于，所述圆形固定块固定于所述输送筒的端口上。

5.一种用于施药机器人的智能喷洒装置的喷洒方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置，包括以下步骤：

获取当前喷洒作业区域的风向信息；

预设风向指标标准并建立数据库，并将所述风向指标标准存储于所述数据库中，生成风向指标标准数据库；

将所述风向信息分解为一维向量信息；

将所述一维向量信息导入所述风向指标标准数据库进行比较，生成偏差率；

若所述偏差率大于预设偏差率，则生成调节信息，并将所述调节信息传输至喷洒装置控制终端。

6.根据权利要求5所述的一种用于施药机器人的智能喷洒装置的喷洒方法，其特征在于，还包括以下步骤：

经过所述调节信息传输至喷洒装置控制终端后，所述喷洒装置启动，第二驱动电机驱动，传送筒转动预设圈数，所述传送筒的预设大小通孔正对所述输送筒；

喷洒液从进液管中进入到传送筒中，经过所述传送筒的预设大小通孔后进入到所述输送筒中，所述输送筒上的第一驱动电机根据风向信息进行转动预设角度；

经过第一驱动电机转动预设角度后，弧形扇叶转动预设角度，喷洒液从所述弧形扇叶的间距中喷洒而出，喷洒液作用于农作物上，喷洒作业完成。

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