CN208188675U - 一种用于温室大棚移动机器人导航系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于温室大棚移动机器人导航系统，包括移动机器人和温室大棚，所述的移动机器人包括车体，车体的下部安装若干个轮子，车体上还安装有行驶电机和转向电机，所述的车体通过连接支架与控制装置相连，所述的控制装置包括标签阅读器、磁导航传感器和嵌入式控制器，所述的温室大棚的棚顶处安装有钢框架结构，所述的温室大棚里的地面划分为若干长条地块，长条地块的四周铺设有硬化路面，移动机器人能在上面行驶，所述的钢框架结构上沿长条地块走向设置有磁条，所述的磁导航传感器能感应磁条并传递信号，所述的移动机器人移动到指定区域地块时，所述的标签阅读器能读取该区域地块的射频标签的信息，并将信息传递至嵌入式控制器。

Description

一种用于温室大棚移动机器人导航系统

技术领域

本实用新型涉及一种移动机器人导航系统，尤其是一种适用于小型家庭农场蔬菜种植温室大棚移动机器人的导航系统，属于机器人技术领域。

背景技术

蔬菜温室大棚温湿度环境不仅适宜农作物生长，也适宜杂草萌发及害虫的活动，对于无公害蔬菜种植，除草和除虫目前主要依赖人工劳动，非常辛苦。为了减少人工劳动，研制除草除虫机器人是一种解决办法。如何让移动机器人在温室大棚里面不依赖于地面作物、沿着确定的路径行驶，是其中一个关键技术问题。

移动机器人室内导航的方法有激光导航、视觉导航、机械导航（轨道）、电磁及磁条导航、超声波导航、基于地图的导航等。这些方法存在着价格、精度、环境要求、可靠性等问题，而不适用于一般的温室大棚。

与大田蔬菜种植相比，小型家庭农场的温室大棚面积较小，种植着不同品种的蔬菜（而且成熟周期长短不一），同一时期需要对不同品种的蔬菜采取不同的田间管理措施。为了充分利用土地，温室内的道路比较狭窄，这对移动机器人的导航精度提出较高要求，而且要尽量控制成本。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的小型家庭农场的温室大棚因其面积较小，温室内的道路比较狭窄,对移动机器人的导航精度要求较高，而且要节约成本,所提供一种用于温室大棚移动机器人导航系统。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于温室大棚移动机器人导航系统，包括移动机器人和温室大棚，所述的移动机器人包括车体，所述的车体的下部安装若干个轮子，所述的车体上还安装有行驶电机和转向电机，其中所述的行驶电机与轮子的轮轴传动连接，并驱动轮子滚动，转向电机与轮子连接，并能驱动轮子转向，所述的车体通过连接支架与控制装置相连，所述的控制装置包括标签阅读器、磁导航传感器和嵌入式控制器,所述的嵌入式控制器分别和标签阅读器、磁导航传感器相连，所述的转向电机、行驶电机和嵌入式控制器相连接，所述的温室大棚的棚顶处安装有钢框架结构，所述的温室大棚里的地面划分为若干长条地块，每个长条地块分为若干区域地块，长条地块的四周铺设有硬化路面，移动机器人能在硬化路面上行驶，所述的钢框架结构上沿长条地块走向设置有磁条，所述的磁导航传感器能感应磁条并将信号传递至嵌入式控制器，所述的区域地块的上方均设置有各自的射频标签，所述的移动机器人移动到指定区域地块时，所述的标签阅读器能读取该区域地块的射频标签的信息，并将信息传递至嵌入式控制器。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的硬化路面为弓字形路面。

上述的钢框架结构下方设有一根不导磁的杆件，所述杆件与钢框架结构保持一定距离，所述磁条安装固定在杆件上且与长条地块相对应，位于长条地块中心线的正上方。

上述的杆件为PVC管或木条。

上述的标签阅读器为RFID标签阅读器。

上述的轮子为万向轮，且数量为四个，前后各设有两个。

上述的钢框架结构由直钢条和若干圆拱形钢条竖直交叉成圆拱形状。

本实用新型一种用于温室大棚移动机器人导航系统，温室大棚的棚顶处安装有钢框架结构，温室大棚里的地面划分为若干长条地块，每个长条地块分为若干区域地块，长条地块的四周铺设有硬化路面，移动机器人的车体通过嵌入式控制器来控制安装在车轮上的行驶电机，从而带动轮子向前或向后滚动，安装在车体上的转向电机在嵌入式控制器的控制下，能够使移动机器人进行转向，因此确保移动机器人能在硬化路面上行驶，钢框架结构上沿长条地块走向设置有磁条，控制装置内的磁导航传感器能感应磁条并将信号传递至嵌入式控制器，移动机器人在行驶过程中，磁导航传感器通过感应磁条的左右位置偏差就能够确定机器人是否沿着磁条方向行驶，并实时调整偏差确保正确路线，区域地块的上方均设置有各自的射频标签，移动机器人移动到指定区域地块时，控制装置内的标签阅读器能读取该区域地块的射频标签的信息，并将信息传递至嵌入式控制器，每一个射频标签都有其独特的序列号，且存储在嵌入式控制器内，从而解决温室大棚内道路狭窄移动机器人的导航和定位。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是移动机器人结构示意图；

图3是移动机器人行驶路径图;

图4是控制装置内部连接关系示意图。

其中的附图标记为：移动机器人1、温室大棚2、钢框架结构3、磁条4、射频标签5、硬化路面6、杆件7、轮子11、转向电机12，车体13、行驶电机14、控制装置15、标签阅读器15a、磁导航传感器15b、嵌入式控制器15c、连接支架16。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

本实用新型一种用于温室大棚移动机器人导航系统，包括移动机器人1和温室大棚2，移动机器人1包括车体13，车体13的下部安装若干个轮子11，车体13上还安装有行驶电机14和转向电机12，其中行驶电机14与轮子11的轮轴传动连接，并驱动轮子11滚动，转向电机12与轮子11连接，并能驱动轮子11转向，车体13通过连接支架16与控制装置15相连，控制装置15包括标签阅读器15a、磁导航传感器15b和嵌入式控制器15c,嵌入式控制器15c分别和标签阅读器15a、磁导航传感器15b相连，转向电机12、行驶电机13和嵌入式控制器15c相连接，温室大棚2的棚顶处安装有钢框架结构3，温室大棚2里的地面划分为若干长条地块，每个长条地块分为若干区域地块，长条地块的四周铺设有硬化路面6，移动机器人1能在硬化路面6上行驶，钢框架结构3上沿长条地块走向设置有磁条4，磁导航传感器15b能感应磁条4并将信号传递至嵌入式控制器15c，区域地块的上方均设置有各自的射频标签5，移动机器人1移动到指定区域地块时，标签阅读器15a能读取该区域地块的射频标签5的信息，并将信息传递至嵌入式控制器15c。

实施例中，硬化路面6为弓字形路面。

实施例中，钢框架结构3下方设有一根不导磁的杆件7，杆件7与钢框架结构3保持一定距离，磁条4安装固定在杆件7上且与长条地块相对应，位于长条地块中心线的正上方。

实施例中，杆件7为PVC管或木条。

实施例中，标签阅读器15a为RFID标签阅读器。

实施例中，钢框架结构3由直钢条和若干圆拱形钢条竖直交叉成圆拱形状。

本实用新型的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，本实用新型适用于小型家庭农场的温室大棚通过移动机器人来替代人工对大棚内种植的蔬菜采取管理措施。首先在温室大棚2的棚顶处安装钢框架结构3，钢框架结构3上沿长条地块走向设有磁条4，温室大棚2里的地面划分为若干长条地块，每个长条地块分为若干区域地块，长条地块的四周铺设有硬化路面6，区域地块的上方均设置有各自的射频标签5，车体13上部安装有控制装置15，控制装置15内的磁导航传感器15a能感应磁条4并将信号传递至嵌入式控制器15c，移动机器人1的车体13上安装有行驶电机14和转向电机12，其中行驶电机14与轮子11的轮轴传动连接，行驶电机14和转向电机12通过控制装置15驱动轮子11滚动和转向，磁导航传感器15a通过感应磁条4的左右位置确定移动机器人1在硬化路面6上行驶，并实时调整偏差确保正确路线，移动机器人1移动到指定区域地块时，控制装置15内的标签阅读器15a能读取该区域地块的射频标签5的信息，并将信息传递至嵌入式控制器15c中，每一个射频标签5都有其独特的序列号，且存储在嵌入式控制器15c内，能够使移动机器人1在小型家庭农场的温室大棚2内移动时能有精确的定位，从而实现移动机器人在温室大棚里行走时所需要的导航和定位。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于温室大棚移动机器人导航系统，包括移动机器人（1）和温室大棚（2），其特征在于：所述的移动机器人（1）包括车体（13），所述车体（13）的下部安装若干个轮子（11），所述的车体（13）上还安装有行驶电机（14）和转向电机（12），其中所述的行驶电机（14）与轮子（11）的轮轴传动连接，并驱动轮子（11）滚动，转向电机（12）与轮子（11）连接，并能驱动轮子（11）转向，所述的车体（13）通过连接支架（16）与控制装置（15）相连，所述的控制装置（15）包括标签阅读器（15a）、磁导航传感器（15b）和嵌入式控制器（15c）,所述的嵌入式控制器（15c）分别和标签阅读器（15a）、磁导航传感器（15b）相连，所述的转向电机（12）、行驶电机（14）和嵌入式控制器（15c）相连接，所述的温室大棚（2）的棚顶处安装有钢框架结构（3），所述的温室大棚（2）里的地面划分为若干长条地块，每个长条地块分为若干区域地块，长条地块的四周铺设有硬化路面（6），移动机器人（1）能在硬化路面（6）上行驶，所述的钢框架结构（3）上沿长条地块走向设置有磁条（4），所述的磁导航传感器（15b）能感应磁条（4）并将信号传递至嵌入式控制器（15c），所述的区域地块的上方均设置有各自的射频标签（5），所述的移动机器人（1）移动到指定区域地块时，所述的标签阅读器（15a）能读取该区域地块的射频标签（5）的信息，并将信息传递至嵌入式控制器（15c）。

2.根据权利要求1所述的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，其特征在于：所述的硬化路面（6）为弓字形路面。

3.根据权利要求2所述的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，其特征在于：所述的钢框架结构（3）下方设有一根不导磁的杆件（7），所述杆件（7）与钢框架结构（3）保持一定距离，所述磁条（4）安装固定在杆件（7）上且与长条地块相对应，位于长条地块中心线的正上方。

4.根据权利要求3所述的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，其特征在于：所述的杆件（7）为PVC管或木条。

5.根据权利要求4所述的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，其特征在于：所述的标签阅读器（15a）为RFID标签阅读器。

6.根据权利要求5所述的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，其特征是：所述的轮子（11）为万向轮，且数量为四个，前后各设有两个。

7.根据权利要求6所述的一种用于温室大棚移动机器人导航系统，其特征是：所述的钢框架结构（3）由直钢条和若干圆拱形钢条竖直交叉成圆拱形状。