CN205567572U

CN205567572U - 一种果园用智能植保机器人

Info

Publication number: CN205567572U
Application number: CN201620144464.4U
Authority: CN
Inventors: 李金泽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2026-02-26

Abstract

本实用新型公开了一种果园用智能植保机器人，包括履带车、光电测速传感器、红外传感器、超声波传感器、摄像头、喷洒装置和客户端。在履带车的底部设置有控制器，控制器中内置有定位模块。光电测速传感器设在履带车两侧的驱动轮上，红外传感器设在药箱的正前方和正后方，超声波传感器设置在药箱的左侧和右侧。喷洒装置包括药箱和四个喷头，每个喷头的角度、高度以及喷头与果树之间的距离值均能进行调节。客户端中内置ArcGIS软件，与制器通过网络协议进行数据传输与管理。采用上述结构后，通过性好，能适用于多种复杂地形，进行障碍规避、果树信息检测，以及路径记忆规划，同时能根据果树信息进行喷洒，喷洒效果好。

Description

一种果园用智能植保机器人

技术领域

本实用新型涉及一种农用喷洒设备，特别是一种果园用智能植保机器人。

背景技术

目前，国内南方地区的大型果园中，果树类型主要包括：脐橙、沙糖桔等，果树人工喷洒效率低下，药效不均衡，容易出现农药残留问题。

如果能够采用智能植保机器人，则能够达到农业自动化，人工智能化，作业效率也将大大增加，且能节省人力、物力。因此，采用智能植保机器人，且产品易维护，易操控，将是地面植保的主要研究方向之一。

2011年8月10日公开的申请号为201020639532.7中国实用新型专利，其发明创造的名称为：“果园风送定向喷雾机”，其包括药箱和风送喷雾装置，风送喷雾装置包括轴流风机和液泵;风送喷雾装置和药箱安置在自行走车辆底盘上；自行走车辆底盘的发动机通过取力器与液泵传动连接，同时发动机的输出轴经过分动变速箱分别与第一和第二输出轴传动联接；第一输出轴通过第一万向轴与风送喷雾装置传动联接，第二输出轴与自行走车辆底盘后桥传动联接。

然而，国内果园地势复杂多变，轮式的底盘在地形复杂区域内并不合适，并且车子的尺寸不符合国内果园种植的要求，因此实用性不强。另外，上述自行车不能进行障碍规避、果树信息检测，以及路径记忆规划等，同时喷洒效果不理想。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种果园用智能植保机器人，该果园用智能植保机器人通过性好，能适用于多种复杂地形，进行障碍规避、果树信息检测，以及路径记忆规划，同时能根据果树信息进行喷洒，喷洒效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种果园用智能植保机器人，包括履带车、光电测速传感器、红外传感器、超声波传感器、喷洒装置和客户端。

在履带车的底部设置有控制器，控制器中内置有定位模块。

光电测速传感器、红外传感器和超声波传感器均与控制器相连接。

光电测速传感器设置在履带车两侧的驱动轮上。

红外传感器用于检测履带车正前方或正后方的障碍物。

超声波传感器用于检测位于履带车左侧或右侧的果树信息；果树信息包括果树与履带车之间的距离以及果树的三维空间位置信息。

喷洒装置包括药箱和四个喷头。

药箱固定设置在履带车的顶部。

在药箱或履带车的左侧和右侧各设置有两个喷头，每个喷头的角度、高度以及喷头与果树之间的距离值均能进行调节。

客户端中内置有ArcGIS软件，客户端与履带车的控制器之间通过网络协议进行数据传输与管理。

所述喷洒装置还包括与药箱相连接的轴流风机，药箱设置在履带车的顶部前端，轴流风机设置在履带车的顶部后端；在药箱的前端、左侧和右侧各设置有一个摄像头，在轴流风机的尾端设置一个摄像头；每个摄像头均与控制器相连接。

所述定位模块为GPS或北斗。

所述履带车的负重轮通过独立悬挂减震臂与履带车的车架相连接。

每个所述喷头均为扇形喷头。

每个所述喷头均通过伸缩喷杆和旋转导杆与药箱固定连接。

本实用新型采用上述结构后，具有如下有益效果：

1.上述履带车的设置，以及独立悬挂减震臂的设置，能够有效地加强履带车的通过性，并提高了履带的地面附着力，左右负重轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。当运用于果树喷药和田间运输农作物时，能够有效提高履带车的越野能力，能适用于更多的复杂地形。

2.上述光电测速传感器的设置，能够对驱动轮的转速进行检测，通过两侧驱动轮的转速不同，能够分辨出履带车的路径是直行还是转弯。另外，红外传感器和超声波传感器的设置，能够有效规避障碍物，能够检测果树三维空间信息。光电测速传感器、红外传感器、超声波传感器和定位模块的组合，从而能够实现履带车行路径的自动记忆，以便路径规划和喷洒控制。

3.上述客户端和摄像头的设置，能够实现远程遥控或监控。

附图说明

图1显示了本实用新型一种果园用智能植保机器人（不含药箱）的结构示意图。

图2显示了果园用智能植保机器人包含药箱和轴流风机的结构示意图。

其中有：

1.履带车；

11.履带；12.车轮；121.驱动轮；122.光电传感器；123.支撑轮；124.涨紧轮；13.控制器；14.电池箱；15.减速器；

2.红外传感器；

3.超声波传感器；

4.客户端；

5.定位模块；

6.摄像头；

7.喷洒装置；71.旋转导杆；72.伸缩喷杆；73.喷头；

8.药箱；81.水泵；82.发射机；

9.发动机；

10.轴流风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一种果园用智能植保机器人，包括履带车1、光电测速传感器122、红外传感器2、超声波传感器3、摄像头6、喷洒装置7、发动机9和客户端4。

履带车同侧的车轮12均通过履带11进行连接，从而实现同步转动。从而，能够使用果园的坑洼、泥泞等复杂地形，越野能力强。

车轮12包括驱动轮121、涨紧轮124和支撑轮123。其中，驱动轮和涨紧轮为负重轮。

优选，履带车的负重轮通过独立悬挂减震臂与履带车的车架相连接。这样，将能够有效地加强履带车的通过性，并提高了履带的地面附着力，左右负重轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。当运用于果树喷药和田间运输农作物时，能够进一步有效提高履带车的越野能力，能适用于更多的复杂地形。

在履带车的底部设置有控制器13、电池箱14和减速器15。

本履带车的发动机9采用双无刷电机作为动力，发动机设置在履带车的中部，并采用锂电池作为能源。为了达到一定的续航里程，电池容量设计得比较大，也就导致电池重量较大。因此，优选采用抽屉式的电池箱，能够方便更换电池。

另外，本申请履带车的减速器15采用两个蜗杆减速箱进行减速。其中动力只能由蜗杆传递到蜗轮，具有单向传输性能。在紧急情况下，只要驱动电机停止运转，即使履带车位于斜坡上履带车也能立即停止前进，提高了履带车的安全性。

控制器中内置有定位模块5，定位模块优选为GPS或北斗，控制器为本机器人的核心。

客户端中内置有ArcGIS软件，客户端与履带车的控制器之间优选通过网络协议进行数据传输与管理。

光电测速传感器122设置在履带车两侧的驱动轮121上，并与控制器相连接。

上述光电测速传感器的设置，能够对驱动轮的转速进行检测，通过两侧驱动轮的转速不同，能够分辨出履带车的路径是直行还是转弯。

喷洒装置包括药箱8、轴流风机10和四个喷头73。

如图2所示，药箱设置在履带车的前部，药箱容量大；轴流风机设置在履带车的后部，轴流风机的设置，能使喷头的喷洒效果更为均匀。

红外传感器2设置在药箱或履带车的正前方和正后方，并与控制器相连接；红外传感器能用于检测履带车正前方或正后方的障碍物，从而能够有效规避障碍物。

超声波传感器3设置在药箱或履带车的左侧和右侧，并与控制器相连接；超声波传感器能用于检测位于履带车左侧或右侧的果树信息；果树信息包括果树与履带车之间的距离以及果树的三维空间位置信息。

上述药箱优选设置在履带车的顶部前端，轴流风机优选设置在履带车的顶部后端；在药箱的前端、左侧和右侧各设置有一个摄像头，在轴流风机的尾端设置一个摄像头；每个摄像头均与控制器相连接，从而能够实现远程遥控或监控。本申请遥控控制是采用2.4G遥控进行远程超视距控制，利用分频器将4个画面集中到地面站上，优化喷洒效果，实时解决各种喷洒难题。

在药箱的顶部设置有发射机，该发射机优选为5.8GHZ 600mw图传发射机，使本申请的履带车能与客户端实现无线连接。

在履带车的左侧和右侧各设置有两个喷头，每个喷头的角度、高度以及喷头与果树之间的距离值均能进行调节。根据超声波传感器提供的果树信息，控制器自动控制或客户端指令喷头的角度、高度以及喷头与果树之间距离值的调节。

每个上述喷头均优选为扇形喷头，每个喷头均通过伸缩喷杆72和旋转导杆71与药箱固定连接。

上述红外传感器和超声波传感器的设置，能够规避障碍物，能够检测果树三维空间信息。当发现障碍物后启动刹车与断电功能，更好地保障了履带车的安全性，降低机械对果树的误伤几率。

另外，上述光电测速传感器、红外传感器、超声波传感器和定位模块的组合，从而能够实现履带车行路径的自动记忆，以便路径规划和喷洒控制。

首次使用时，需将本申请的植保机器人，先不加药液，在需要植保的果园内空走一圈或多圈，以实现该果园内路径的自动记忆，完成药液喷洒范围，喷洒量的设计与规划。

另外，本申请的植保机器人，由于通过网络协议进行数据传输与管理，因此还可搭载气象服务站的资料，能够根据这些气象大数据，实现对灾害分布治理及预测。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种果园用智能植保机器人，其特征在于：包括履带车、光电测速传感器、红外传感器、超声波传感器、喷洒装置和客户端；

在履带车的底部设置有控制器，控制器中内置有定位模块；

光电测速传感器、红外传感器和超声波传感器均与控制器相连接；

光电测速传感器设置在履带车两侧的驱动轮上；

红外传感器用于检测履带车正前方或正后方的障碍物；

超声波传感器用于检测位于履带车左侧或右侧的果树信息；果树信息包括果树与履带车之间的距离以及果树的三维空间位置信息；

喷洒装置包括药箱和四个喷头；

药箱固定设置在履带车的顶部；

在药箱的左侧和右侧各设置有两个喷头，每个喷头的角度、高度以及喷头与果树之间的距离值均能进行调节；

2.根据权利要求1所述的果园用智能植保机器人，其特征在于：所述喷洒装置还包括与药箱相连接的轴流风机，药箱设置在履带车的顶部前端，轴流风机设置在履带车的顶部后端；在药箱的前端、左侧和右侧各设置有一个摄像头，在轴流风机的尾端设置一个摄像头；每个摄像头均与控制器相连接。

3.根据权利要求1所述的果园用智能植保机器人，其特征在于：所述定位模块为GPS或北斗。

4.根据权利要求1所述的果园用智能植保机器人，其特征在于：所述履带车的负重轮通过独立悬挂减震臂与履带车的车架相连接。

5.根据权利要求1所述的果园用智能植保机器人，其特征在于：每个所述喷头均为扇形喷头。

6.根据权利要求1所述的果园用智能植保机器人，其特征在于：每个所述喷头均通过伸缩喷杆和旋转导杆与药箱固定连接。