CN209473439U - 一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于果树植保设备技术领域，具体涉及一种压送式植保机器人；具体技术方案为：一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人，包括车架和分置在车架两侧的履带行走机构，车架上固定有药箱和动力箱，药箱的注液口通过旋塞密封，动力箱内装有汽油发电机、发电机控制器、柱塞高压泵、柱塞泵控制器和电控装置，车架的后端装有底架，底架上依次装有升降架和喷杆，升降架上装有喷射管，喷射管的入水口与柱塞高压泵的出水口连通，喷射管的出水口上装有万向喷头，喷射管与万向喷头可随升降架同步升降，万向喷头可根据喷洒需求来调整喷药角度，车架的底部还装有卫星定位发射机，卫星定位对设备运行情况及工作效率实时监控，并能够进行远程控制管理。

Description

一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人

技术领域

本实用新型属于植保设备技术领域，具体涉及一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人。

背景技术

农业生产中，林地、果树、大棚等果林区域作物的病虫害防治一直是农业生产中比较重要的一项工作。由于林地、果树、大棚等果林区域地形复杂，果林密度大，出入困难，喷洒作业环境温度高，特别是架类植物（例如西红柿、豆角等）行距窄，行距在80cm左右，喷洒的难度更大，现有喷洒设备在对窄行距的架类植物喷洒作业时较为困难，喷洒效果不佳，喷洒效率也很低。

目前，针对林地、果树、大棚等果林区域作物的喷洒大多是人工背药操作，人工喷药存在以下几点不足：一、由于经济作物的种植密度相对较大，经济作物之间的通风较差，株间温度和株间湿度较高，喷洒的农药在株间会形成雾化区域，操作人员长期处于雾化农药区域内，喷洒药物会通过皮肤和呼吸道进入体内，会引起人体的潜在病变危害；二、人工喷药的喷药范围主要是通过操作人员来控制，实际的喷药浓度和效率都跟操作人员的操作经验有关，喷药过程消耗体力大，时间长，喷药效率低下；三、药物利用率低，人工喷药会造成喷药不均匀，导致药物浪费。

目前，市场上也有一些喷药设备，这些喷药设备多为半自动化设备，主要存在以下弊端：一、基本都是半自动控制，难以实现全自动喷药；二、喷洒设备续航里程短，喷药方式单一，效率低；三、作业人员不能在与农药接触的安全范围外操控机器，难以保证作业人员的身体健康；四、多采用轮式驱动，遇到地质较软、凹凸不平等复杂地形，轮式驱动难以适应这种复杂地形；五、大多采用风送设备，风送设备的喷射范围难以控制，无法重点施药，对自然条件要求过高，浪费药剂严重，且雾化效果差；六、由于架类植物行距较窄，目前的喷药设备难以进入这种窄行距内作业。因此，焏需一种应用于窄行距果树植保的机器人。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种应用于窄行距植物的植保机器人，植保机器人应用于窄行距的株间喷药，喷药效果好，喷洒效率高，实现了人药分离的效果。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人，包括车架和分置在车架两侧的履带行走机构，两个履带行走机构对车架起到支撑和驱动作用。

履带行走机构包括分置车架两端的驱动轮和涨紧轮，驱动轮通过齿轮轴安装在车架的前端，涨紧轮通过传动轴安装在车架的后端，橡胶铁齿履带的一端绕过驱动轮、涨紧轮后与橡胶铁齿履带的另一端连接，驱动轮高于涨紧轮布置，驱动轮与涨紧轮作为橡胶铁齿履带的驱动装置。橡胶铁齿履带采用橡胶包铁齿的结构，既能够保证整个橡胶铁齿履带的结构强度，又能够保证整个装置在行走过程中的低噪音性，振动小，减少对车架上零部件的损伤，适合多种地形，提高了履带行走机构的运行稳定性，延长了整个植保机器人的使用寿命。

车架上装有多个支撑橡胶铁齿履带的橡胶承重轮，多个橡胶承重轮作为橡胶铁齿履带的支撑装置，防止橡胶铁齿履带横向脱落，避免橡胶铁齿履带在转动过程中脱轨，减少了橡胶履带的震荡。

车架上装有多个橡胶导向轮，多个橡胶导向轮等距间隔布置，多个橡胶导向轮置于多个橡胶承重轮的下方，多个橡胶导向轮对橡胶铁齿履带起导向作用。

车架上固定有药箱和动力箱，药箱的顶部通过箱盖盖合，箱盖上留有注液口，注液口通过旋塞密封，在加药时，打开旋塞，通过注液口向药箱加药即可，加药完成后，拧紧旋塞，机器人在行走过程中会有一定的晃动，旋塞能够防止药液从注液口溢出药箱。

动力箱内装有汽油发电机和发电机控制器，柱塞高压泵、柱塞泵控制器和电控装置，汽油发电机是整个装置混合动力的主要动力来源，发电机控制器为汽油发电机的控制装置，通过发电机控制器能够控制汽油发电机的启停。

动力箱内装有柱塞高压泵和柱塞泵控制器，柱塞高压泵的进水口与药箱的出液口连通，柱塞高压泵的出水口与喷射管的入水口连通，柱塞高压泵对药液进行加压，柱塞泵控制器用于控制柱塞高压泵的启停。

车架的后端装有底架，底架上依次装有升降架和喷杆，升降架上装有喷射管，喷射管的出水口上装有万向喷头，喷射管与万向喷头可随升降架同步升降，万向喷头可根据实际喷洒需求来调整喷药角度。

车架的底部装有电池、驱动电机和变速箱，驱动电机的输出轴与变速箱的输出端连接，变速箱的输出端与齿轮轴连接，电池为驱动电机供电，驱动电机转动进而带动变速箱与齿轮轴运动，履带行走机构启动。同时，电池还为车辆内的其他用电设备（柱塞高压泵、柱塞泵控制器、发电机控制器、电控装置、卫星定位发射机等）供电。

车架的底部还装有卫星定位发射机，卫星定位对设备运行情况及工作效率实时监控，并能够进行远程控制管理。

动力箱的侧壁上开有多个散热孔，及时散发动力箱内的热量。

药箱的前端倾斜布置有导流板，导流板能够减少风阻，增强设备动力。

本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：

一、本实用新型采用橡胶铁齿履带，能够适应复杂地形，尤其是对于潮湿而不平的地形，橡胶铁齿履带更能够适应这种恶劣地形，保证不脱带，不下陷，动力性能好。

二、本实用新型采用紧凑型的结构布局，体积小，集成度高，能够满足窄行距的植株喷药需求。

三、本实用新型采用柱塞高压泵进行高压喷送，压力大，采用不锈钢万向喷头所产生的雾滴小，可实现任意角度定点施药。

四、本实用新型采用油电混合动力，可边作业边充电，在植保机器人运行的过程中产生平稳的动力，既保证了续航里程，又实现了较高水平的燃油经济性。

五、本实用新型通过卫星定位发射机对设备运行情况及工作效率实时监控，并能进行远程控制管理。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的后视图。

图3为本实用新型的侧视图。

图4为本实用新型的仰视图。

图5为本实用新型去除外壳后，动力箱内各个零部件的布局图。

图6为本实用新型的控制原理图。

图中，1为车架，2为履带行走机构，21为驱动轮，22为涨紧轮，23为齿轮轴，24为橡胶铁齿履带，25为橡胶承重轮，26为橡胶导向轮，3为药箱，31为箱盖，32为注液口，33为旋塞，34为导流板，4为动力箱，41为散热孔，5为汽油发电机，6为发电机控制器，7为柱塞高压泵，8为柱塞泵控制器，9为电控装置，10为底架，11为升降架，12为喷杆，13为喷射管，14为万向喷头，15为电池，16为驱动电机，17为变速箱，18为卫星定位发射机，19为喷洒系统，20为动力系统。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-5所示，一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人，包括车架1和分置在车架1两侧的履带行走机构2，两个履带行走机构2对车架1起到支撑和驱动作用。

履带行走机构2包括分置车架1两端的驱动轮21和涨紧轮22，驱动轮21通过齿轮轴23安装在车架1的前端，涨紧轮22通过传动轴安装在车架1的后端，橡胶铁齿履带24的一端绕过驱动轮21、涨紧轮22后与橡胶铁齿履带24的另一端连接，驱动轮21高于涨紧轮22布置，驱动轮21与涨紧轮22作为橡胶铁齿履带24的驱动装置。橡胶铁齿履带24采用橡胶包铁齿的结构，既能够保证整个橡胶铁齿履带24的结构强度，又能够保证整个装置在行走过程中的低噪音性，振动小，减少对车架1上零部件的损伤，适合多种地形，提高了履带行走机构2的运行稳定性，延长了整个植保机器人的使用寿命。

车架1上装有多个支撑橡胶铁齿履带24的橡胶承重轮25，多个橡胶承重轮25作为橡胶铁齿履带24的支撑装置，防止橡胶铁齿履带24横向脱落，避免橡胶铁齿履带在转动过程中脱轨，减少了橡胶履带的震荡。

车架1上装有多个橡胶导向轮26，多个橡胶导向轮26等距间隔布置，多个橡胶导向轮26置于多个橡胶承重轮25的下方，多个橡胶导向轮26对橡胶铁齿履带24起导向作用。

车架1上固定有药箱3和动力箱4，药箱3的顶部通过箱盖31盖合，箱盖31上留有注液口32，注液口32通过旋塞33密封，在加药时，打开旋塞33，通过注液口32向药箱3加药即可，加药完成后，拧紧旋塞33，机器人在行走过程中会有一定的晃动，旋塞33能够防止药液从注液口32溢出药箱3。

动力箱4内装有汽油发电机5、发电机控制器6、柱塞高压泵7、柱塞泵控制器8和电控装置9，汽油发电机5是整个装置混合动力的主要动力来源，发电机控制器6为汽油发电机5的控制装置，通过发电机控制器6能够控制汽油发电机5的启停。

动力箱4内装有柱塞高压泵7和柱塞泵控制器8，柱塞高压泵7的进水口与药箱3的出液口连通，柱塞高压泵7的出水口与喷射管13的入水口连通，柱塞高压泵7对药液进行加压，柱塞泵控制器8用于控制柱塞高压泵7的启停。柱塞高压泵7可产生高达120公斤的压力，实现高压送药。

车架1的后端装有底架10，底架10上依次装有升降架11和喷杆12，升降架11上装有喷射管13，喷射管13的出水口上装有万向喷头14，喷射管13与万向喷头14可随升降架11同步升降，升降架11的调节幅度可达1m。

万向喷头14为不锈钢结构，万向喷头14可根据实际喷洒需求来调整喷药角度，万向喷头14的喷头幅度在45°-100°之间可调，万向喷头14能产生100微米以下的均匀雾滴，微细的雾滴既不伤害作物，又具有穿透力，雾化后的药液在植株之间长久悬浮并达到病虫防治的目的。

车架1的底部装有电池15、驱动电机16和变速箱17，驱动电机16的输出轴与变速箱17的输出端连接，变速箱17的输出端与齿轮轴23连接，电池15为驱动电机16供电，驱动电机16转动进而带动变速箱17与齿轮轴23运动，履带行走机构2启动。同时，电池15还为车辆内的其他用电设备（柱塞高压泵7、柱塞泵控制器8、发电机控制器6、电控装置9、卫星定位发射机18等）供电。

如图6所示，电控装置9作为整个植保机器人的主控装置，电控装置9的一条控制线路控制喷洒系统19、万向喷头14的运行；电控装置9的一路控制卫星定位发射机18的运行；电控装置9的一路控制动力系统20和履带行走机构2的运行，电池15和汽油发电机5为动力系统20供电。

车架1的底部还装有卫星定位发射机18，卫星定位发射机18与北斗卫星定位系统进行信号传输，通过北斗卫星定位系统可实现植保机器人的线路记忆，一次喷洒完成后，植保机器人可根据内置的记忆线路来对植株进行农药喷洒，实现自主记忆作业。卫星定位发射机18实时将信息回传到后台控制系统，实现作业面积的自动统计和植保机器人运行轨迹的实时记录，卫星定位对设备运行情况及工作效率实时监控，并能够进行远程控制管理。

另外，动力箱4上可加装全景摄像头，全景摄像头能够360°摄取植保机器人周围的果树图像，通过观察摄取到的图像，工作人员可远程操控植保机器人的运行轨迹。

动力箱4的侧壁上开有多个散热孔41，及时散发动力箱4内的热量。

药箱3的前端倾斜布置有导流板34，导流板34能够减少风阻，增强设备动力。

本实用新型采用橡胶铁齿履带24，能够适应复杂地形，尤其是对于潮湿而不平的地形，橡胶铁齿履带24更能够适应这种恶劣地形，保证不脱带，不下陷，动力性能好。

本实用新型采用紧凑型的结构布局，体积小，宽56cm，长130cm，高80cm，集成度高，可通过行距高于70cm的复杂地形，载药量为150kg，能够满足窄行距的植株喷药需求。

本实用新型采用柱塞高压泵7进行高压喷送，压力大，采用不锈钢万向喷头14所产生的雾滴小，可实现任意角度定点施药。

本实用新型采用油电混合动力，可边作业边充电，在植保机器人运行的过程中产生平稳的动力，既保证了续航里程，又实现了较高水平的燃油经济性。

本实用新型通过卫星定位发射机18对设备运行情况及工作效率实时监控，并能进行远程控制管理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。

Claims (3)

1.一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人，其特征在于，包括车架（1）和分置在车架（1）两侧的履带行走机构（2）；

所述履带行走机构（2）包括分置车架（1）两端的驱动轮（21）和涨紧轮（22），所述驱动轮（21）通过齿轮轴（23）安装在车架（1）的前端，所述涨紧轮（22）通过传动轴安装在车架（1）的后端，橡胶铁齿履带（24）的一端绕过驱动轮（21）、涨紧轮（22）后与橡胶铁齿履带（24）的另一端连接，所述车架（1）上装有多个支撑橡胶铁齿履带（24）的橡胶承重轮（25），所述车架（1）上装有多个橡胶导向轮（26），多个橡胶导向轮（26）等距间隔布置，多个橡胶导向轮（26）置于多个橡胶承重轮（25）的下方；

所述车架（1）上固定有药箱（3）和动力箱（4），所述药箱（3）的顶部通过箱盖（31）盖合，所述箱盖（31）上留有注液口（32），所述注液口（32）通过旋塞（33）密封，所述动力箱（4）内装有汽油发电机（5）、发电机控制器（6）、柱塞高压泵（7）、柱塞泵控制器（8）和电控装置（9），所述药箱（3）的出液口与柱塞高压泵（7）的进水口连通；

所述车架（1）的后端装有底架（10），底架（10）上依次装有升降架（11）和喷杆（12），所述升降架（11）上装有喷射管（13），所述喷射管（13）的入水口与柱塞高压泵（7）的出水口连通，所述喷射管（13）的出水口上装有万向喷头（14）；

所述车架（1）的底部装有电池（15）、驱动电机（16）和变速箱（17），所述驱动电机（16）的输出轴与变速箱（17）的输出端连接，变速箱（17）的输出端与齿轮轴（23）连接；

所述车架（1）的底部还装有卫星定位发射机（18）。

2.根据权利要求1所述的一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人，其特征在于，所述动力箱（4）的侧壁上开有多个散热孔（41）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于窄行距植物的压送式植保机器人，其特征在于，所述药箱（3）的前端倾斜布置有导流板（34）。