CN201518641U - 移动滴灌机器人系统 - Google Patents

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李筱
董利勋
王芳
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姬志强
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姬志刚
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Abstract

一种移动滴灌机器人系统，包括有滴灌系统、伸缩管移动机械系统，机器人控制系统、自动化控制系统、图像反馈系统和辅助功能系统；滴灌系统由多个滴灌伸缩管、储水装置、储药装置和自动配料装置组成；伸缩管移动机械系统由车体、位于车体内部的伺服电机和位于车体底部的履带行进系统组成；机器人控制系统为体内带有控制器和无线接收器的六轴机器人；辅助功能系统由图像处理装置、自取水装置和自充电装置组成。其优点为，滴灌伸缩管采用碳纤维材质，强度大，滴灌系统工作长期、稳定；该移动滴灌机器人系统采用PC机控制，通讯快速，能够准确地识别滴灌位置，能够全自动配料，自充电，自取水，省时省力，是一种理想的智能化的移动滴灌机器人系统。

Description

移动滴灌机器人系统
技术领域
本实用新型涉及一种农业机械，特别是一种移动滴灌机器人系统，适用于在机器人控制下使用移动滴灌方式灌溉农田。
背景技术
目前，采用滴灌方式灌溉农田有三种形式。第一种是固定式滴灌系统，通常是将毛管和滴头都固定布置在地面(干、支管一般埋在地下)上，在整个灌水季节毛管和滴头都不移动，毛管用量大，造价与固定式喷灌相近。固定式滴灌系统的优点是节省劳力，由于其布置在地面，施工简单而且便于发现问题(如滴头堵塞、管道破裂、接头漏水等)；固定式滴灌系统的缺点是毛管用量大，铺设工程量大，毛管直接受太阳曝晒，老化快，而且对其他农业操作会有影响，还容易受到人为的破坏。
第二种是半固定式滴灌系统，为降低亩投资只将干管和支管固定埋在田间，而毛管及滴头都是可以根据灌溉需要移动。这种滴灌系统投资仅为固定式滴灌系统的50-70％，但是这样也增加了移动毛管的劳力，而且易于损坏。
第三种是移动式滴灌系统，是将塑料管固定在一些支架上，通过某些设备移动管道支架。这种移动式滴灌系统解决了毛管用量大，铺设工程量大的问题，但由于通讯速度慢，定位不准确，使用起来依然费时费力，而且容易造成农作物损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是：设计一种通讯快速，能够准确识别滴灌位置，能够全自动配料，自充电，自取水，省时省力的智能化移动滴灌机器人系统，用以克服现有技术的不足。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
本移动滴灌机器人系统，包括有滴灌系统和伸缩管移动机械系统，其特征是：所述的移动滴灌机器人系统还包括有机器人控制系统、自动化控制系统、图像反馈系统和辅助功能系统；滴灌系统由多个滴灌伸缩管、储水装置、储药装置和自动配料装置组成；伸缩管移动机械系统由车体、位于车体内部的伺服电机和位于车体底部的履带行进系统组成；所述的多个滴灌伸缩管固定在车体内部，工作时，其两端分别向两侧伸出到车体外，储水装置和储药装置分别固定在车体顶部的前部位置和后部位置，机器人控制系统固定在车体顶部的中间位置，图像反馈系统固定在车体顶部的两端位置；辅助功能系统由图像处理装置、自取水装置和自充电装置组成；自动配料装置和辅助功能系统均固定在机器人控制系统的内部，自动化控制系统安装在控制室内。
本实用新型所述的机器人控制系统为体内带有控制器和无线接收器的六轴机器人。
本实用新型所述的自动化控制系统由PC控制系统、上位机控制器和触摸屏组成。
本实用新型所述的图像反馈系统为两个摄像装置。
本实用新型所述的多个滴灌伸缩管均为碳纤维伸缩管。
本实用新型所述的滴灌伸缩管有7个。
本实用新型所述六轴机器人体内的控制器的控制芯片为单片机芯片或者是DSP芯片。
本实用新型的优点是：毛管用量小，减少了铺设工程量，滴灌伸缩管采用碳纤维材质，强度大，滴灌系统能够长期、稳定的工作；另外，该移动滴灌机器人系统采用PC机控制，通讯快速，能够准确地识别滴灌位置，能够全自动配料，自充电，自取水，省时省力，是一种理想的智能化的移动滴灌机器人系统。
附图说明
图1是本实用新型的主视结构示意图；
图2是本实用新型的左视结构示意图；
图3是本实用新型的俯视结构示意图。
具体实施方式
如图1——3所示，本移动滴灌机器人系统，包括有滴灌系统和伸缩管移动机械系统，其特征是：所述的移动滴灌机器人系统还包括有机器人控制系统6、自动化控制系统、图像反馈系统4和辅助功能系统；滴灌系统由多个滴灌伸缩管2、储水装置7、储药装置5和自动配料装置组成；伸缩管移动机械系统由车体3、位于车体3内部的伺服电机和位于车体3底部的履带行进系统1组成；所述的多个滴灌伸缩管2固定在车体3内部，工作时，其两端分别向两侧伸出到车体3外，储水装置7和储药装置5分别固定在车体3顶部的前部位置和后部位置，机器人控制系统6固定在车体3顶部的中间位置，图像反馈系统4固定在车体3顶部的两端位置；辅助功能系统由图像处理装置、自取水装置和自充电装置组成；自动配料装置和辅助功能系统均固定在机器人控制系统6的内部，自动化控制系统安装在控制室内。所述的机器人控制系统6为体内带有控制器和无线接收器的六轴机器人。所述的自动化控制系统由PC控制系统、上位机控制器和触摸屏组成。所述的图像反馈系统4为两个摄像装置。所述的多个滴灌伸缩管2均为碳纤维伸缩管。所述的滴灌伸缩管2有7个。所述六轴机器人体内的控制器的控制芯片为单片机芯片或者是DSP芯片。
本移动滴灌机器人系统的工作原理是：该移动滴灌机器人系统的自动化控制系统通过PC控制系统、上位机控制器和触摸屏完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务；机器人控制系统6和辅助功能系统完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理和通信接口等功能。该移动滴灌机器人系统由点触式开关通过无线启动方式启动，当系统启动后，系统自检，看是否缺电或缺水，如缺水则通过六轴机器人体内的无线接收器和控制器启动机器人控制系统6内部的自取水装置工作，如缺电则启动机器人控制系统6内部的自充电装置工作。在系统自检完毕后，系统根据原有的滴灌数据库，判断那块地需要滴灌，并计算出滴灌的时间和流量；然后启动伸缩管移动机械系统，机器人控制系统6就开始在需要滴灌的地段停下，启动图像反馈系统4，进行扫描，经图像处理装置传输扫描数据后，进行作物空隙对比，最后判断在什么位置坐标处停下，打开滴灌伸缩管2，固定好滴灌伸缩管2的位置后，该移动滴灌机器人系统根据滴灌数据库计算出的滴灌的时间和流量进行滴灌，当滴灌完毕后，收回滴灌伸缩管2。接下来，该系统按照预存程序进行下轮扫描，得到位置数据后，启动伸缩管移动机械系统内部的伺服电机，精确控制位移及姿态，并通过履带行进系统1行进到位，然后打开滴灌伸缩管2，重复运行上面的程序。
自取水装置的工作原理是：当系统检测水位低到系统报警位置后，系统启动自取水装置工作，自取水装置首先启动图像处理装置，检测现在的位置并将其与农田的固定取水位置进行坐标变换，取得行进路线后，自取水装置控制伺服电机工作，待机器人控制系统6到达制定位置后，六轴机器人点动出水开关，进行取水，完毕后，机器人控制系统回到滴灌位置。
自充电装置工作原理是：当系统检测电位低到系统报警位置后，系统启动自充电装置工作，自充电装置首先启动图像处理装置，检测现在的位置并将其与农田的固定充电位置进行坐标变换，取得行进路线后，自充电装置控制伺服电机工作，待机器人控制系统6到达制定位置后，六轴机器人取出插销，进行充电，完毕后，机器人控制系统回到滴灌位置。

Claims (7)

1.一种移动滴灌机器人系统，包括有滴灌系统和伸缩管移动机械系统，其特征是：所述的移动滴灌机器人系统还包括有机器人控制系统(6)、自动化控制系统、图像反馈系统(4)和辅助功能系统；滴灌系统由多个滴灌伸缩管(2)、储水装置(7)、储药装置(5)和自动配料装置组成；伸缩管移动机械系统由车体(3)、位于车体(3)内部的伺服电机和位于车体(3)底部的履带行进系统(1)组成；所述的多个滴灌伸缩管(2)固定在车体(3)内部，工作时，其两端分别向两侧伸出到车体(3)外，储水装置(7)和储药装置(5)分别固定在车体(3)顶部的前部位置和后部位置，机器人控制系统(6)固定在车体(3)顶部的中间位置，图像反馈系统(4)固定在车体(3)顶部的两端位置；辅助功能系统由图像处理装置、自取水装置和自充电装置组成；自动配料装置和辅助功能系统均固定在机器人控制系统(6)的内部，自动化控制系统安装在控制室内。
2.根据权利要求1所述的移动滴灌机器人系统，其特征是：所述的机器人控制系统(6)为体内带有控制器和无线接收器的六轴机器人。
3.根据权利要求1所述的移动滴灌机器人系统，其特征是：所述的自动化控制系统由PC控制系统、上位机控制器和触摸屏组成。
4.根据权利要求1所述的移动滴灌机器人系统，其特征是：所述的图像反馈系统(4)为两个摄像装置。
5.根据权利要求1所述的移动滴灌机器人系统，其特征是：所述的多个滴灌伸缩管(2)均为碳纤维伸缩管。
6.根据权利要求1或5所述的移动滴灌机器人系统，其特征是：所述的滴灌伸缩管(2)有7个。
7.根据权利要求2所述的移动滴灌机器人系统，其特征是：所述六轴机器人体内的控制器的控制芯片为单片机芯片或者是DSP芯片。
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