CN213426908U - 一种棚室内精量播种无人驾驶播种机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，包括履带行走平台、摄像云台、液压悬挂系统、精量播种机和自动驾驶系统，履带行走平台上固定安装电源组件、摄像云台、自动驾驶系统和液压悬挂系统，液压悬挂系统连接精量播种机由履带行走平台拉动精量播种机移动。本实用新型结构设计科学合理，成本低廉，制作安装简便，使用维护方便，自动化程度高，无需人为干预，下种精准。

Description

一种棚室内精量播种无人驾驶播种机

技术领域

本实用新型涉及棚室栽培技术领域，具体涉及一种棚室内精量播种无人驾驶播种机。

背景技术

在棚室种植发展过程中，由棚室内空间限制不适应农业机械应用。而现有农业机械由于结构原因存在不适应棚室种植机械化发展的问题，因而影响棚室种植效率和质量，工人劳动强度大，不利于推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，该装置设计科学合理，自动化程度高，操作方便，播种精准，可推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，其特征在于，包括履带行走平台、摄像云台、液压悬挂系统、精量播种机和自动驾驶系统，所述履带行走平台上固定安装所述摄像云台、液压悬挂系统和自动驾驶系统，所述履带行走平台通过液压悬挂系统连接所述精量播种机，所述履带行走平台上还安装有电源组件；所述液压悬挂系统由微型无刷高压油泵、换向阀、液压油缸、连杆组件和连接座组成，所述微型无刷高压油泵、换向阀、液压油缸和连接座固定安装在履带行走平台上，所述连杆组件一端与液压油缸连接，连杆组件的另一端与所述精量播种机连接，所述连杆组件通过销轴转动安装在连接座上；所述自动驾驶系统包括自动驾驶仪、超声波定位系统和无线数据链系统；所述精量播种机由支架、种仓、下种器、开沟器、覆土器和镇压轮组成。

优选的，所述履带行走平台包括两条对称设置的行走履带和设置在两条行走履带之间的矩形移动平台，行走履带接地行走内，安装在履带行走平台上的装置均安装在所述移动平台上。

优选的，所述微型无刷高压油泵通过换向阀连接液压油缸，所述连杆组件包括L型连杆和固定连杆，所述L型连杆的长臂端与所述液压油缸的液压伸缩杆固定连接，L型连杆的另一端通过固定连杆与所述精量播种机的支架连接，所述L型连杆的拐角处通过销轴转动连接在所述连接座上，液压悬挂机构负责精量播种机的转场行走、换行和掉头，播种作业时放下精量播种机。

优选的，所述支架的前端连接所述连杆组件，支架的后端设置镇压轮，支架的上端面固定安装种仓，所述种仓通过下种器与开沟器连通，开沟器的后端设置覆土器，所述镇压轮通过链条与所述下种器连接。更换下种器和链条传动轮可实现不同作物的播种作业。开沟器离地间隙可调，方便调整种子播深。

优选的，所述自动驾驶仪内置双处理器。所述超声波定位系统为超声波信标在ISM频段的无线接口联合系统，超声波定位系统包括长方体状棚室、一个移动信标、四个固定信标和一个路由器，利用三边测量法计算超声波信号的传播时延，获得精确的位置信息，精度可达±2cm。所述固定信标放置在棚室四个角落处，所述移动信标安装在履带行走平台上通过IC2接口与自动驾驶仪连接，路由器接收固定信标及移动信标的超声波信号进行运算，并将精确定位信息以每秒更新16次的速率通过移动信标传输至自动驾驶仪，自动驾驶仪根据定位信息实时修正行走平台路径，并根据位置信息控制停车、提升播种机，换行掉头、降播种机等相应动作，自主完成播种作业。所述无线数据链系统是一种利用 4G/5G网络远程数据传输的设备，通过UART端口与无人驾驶播种机的自动驾驶仪相连接。可以足不出户规划好无人播种机的作业路线、速度等数据信息，无线数据链路系统通过4G/5G网络将规划好的作业数据传输至无人播种机的自动驾驶仪。根据无线数据链系统传输的作业规划信息及超声波定位系统提供的位置信息，精准运算，可实现精准的厘米级定位。控制履带行走平台行进播种作业，控制路径、速度、换行、掉头以及升降播种机。

优选的，所述摄像云台是一种带有360°旋转云台的高清摄像机，通过HDMI端口与无线数据链系统相连，能够360°全方位无死角监控播种机周边现场情况，实时视频画面通过4G/5G网络传输至远程控制者客户端，方便用户及时把控作业质量，以及及时更换电池、添加种子。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构设计科学合理，自动化程度高，履带行走平台移动精准，精量播种机播种精准，可实现无人监测控制即完成棚室内的播种工作，装置制作成本低廉，维护方便，可推广使用。

2、本实用新型通过自动驾驶系统进行行进信息的采集和控制，控制履带行走平台的自适应自主移动，带动精量播种机的镇压轮转动从而完成下种，装置机械运动实现简单合理，故障率低。

3、本实用新型能实现良好的无人自主操作，降低人工成本，提高棚室内播种效率。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型中液压悬挂系统的结构示意图。

图3是本实用新型中精量播种机的结构示意图。

图4是本实用新型中连杆组件连接结构示意图。

附图标记说明：

1—履带行走平台； 2—摄像云台； 3—液压悬挂系统；

4—精量播种机； 5—自动驾驶系统； 6—电源组件；

7—微型无刷高压油泵； 8—换向阀； 9—液压油缸；

10—连杆组件； 11—连接座； 12—支架；

13—种仓； 14—下种器； 15—开沟器；

16—覆土器； 17—镇压轮； 18—L型连杆；

19—固定连杆； 20—液压伸缩杆。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括履带行走平台1、摄像云台2、液压悬挂系统3、精量播种机4和自动驾驶系统5，所述履带行走平台1上固定安装所述摄像云台2、液压悬挂系统3和自动驾驶系统5，所述履带行走平台1通过液压悬挂系统3连接所述精量播种机4，所述履带行走平台1上还安装有电源组件6；所述液压悬挂系统3由微型无刷高压油泵7、换向阀8、液压油缸9、连杆组件10和连接座11组成，所述微型无刷高压油泵7、换向阀8、液压油缸9和连接座11固定安装在履带行走平台1上，所述连杆组件10一端与液压油缸9连接，连杆组件10的另一端与所述精量播种机4连接，所述连杆组件10通过销轴转动安装在连接座11上；所述自动驾驶系统5包括自动驾驶仪、超声波定位系统和无线数据链系统；所述精量播种机由支架12、种仓13、下种器14、开沟器15、覆土器16和镇压轮17组成。

本实施例中，所述履带行走平台1包括两条对称设置的行走履带和设置在两条行走履带之间的矩形移动平台，行走履带中设置驱动马达，行走履带接地行走内，安装在履带行走平台上的装置均安装在所述移动平台上。

本实施例中，所述微型无刷高压油泵7通过换向阀8连接液压油缸9，所述连杆组件10包括L型连杆18和固定连杆19，所述L型连杆18的长臂端与所述液压油缸9的液压伸缩杆固定连接， L型连杆的另一端通过固定连杆19与所述精量播种机的支架12 连接，所述L型连杆18的拐角处通过销轴转动连接在所述连接座 11上，液压悬挂机构3负责精量播种机4的转场行走、换行和掉头，播种作业时放下精量播种机。当液压油缸9的液压伸缩杆20 向右伸出时，L型连杆18下端向右移动，上端因杠杆作用会向上抬起，同时拉动固定连杆19最右端向上抬起，进而带动精量播种机被升起，反之，液压油缸9的液压伸缩杆20向左收回时，播种机被放下。

本实施例中，所述支架12的前端连接所述连杆组件10，支架 12的后端设置镇压轮17，支架12的上端面固定安装种仓13，所述种仓13通过下种器14与开沟器15连通，开沟器15的后端设置覆土器16，所述镇压轮17通过链条与所述下种器14连接。更换下种器14和链条可实现不同作物的播种作业。开沟器15离地间隙可调，方便调整种子播深。镇压轮17的轮轴在靠近支架的位置安装凸轮，下种器14的轮轴靠近支架的位置也安装凸轮，通过链条将两个凸轮连接，镇压轮17转动带动凸轮转动，牵引链条带动下种器14的轮轴转动，即可达到播种目的，通过更换不同齿比链条和凸轮，可控制播种间距，更换下种器14可实现不同作物播种。

本实施例中，所述自动驾驶仪内置双处理器，处理器与驱动马达连接，通过处理器发出控制指令控制两个驱动马达同步转动或差速转动从而实现履带行走平台1的行进和转弯。处理器还与微型无刷高压油泵7连接，控制液压悬挂系统的提升。自动驾驶仪优选采用PIX HARK自动控制器，搭载cube V5及cube H7构架处理器，通过主控制模块承载版上的IC2扩展端口连接数据传输电台，用于作业路径规划，控制指令、运行信息实时传输；室内精准定位信息由超声波定位系统提供，位置信息通过GPS端口接入处理器，比对设定路径进行运算，由承载板上的motor端口输出运行控制信号到电子调速器，电子调速器控制行走电机实时变速达到实时修正作业路径、控制行进速度的目的；作业实况OSD叠加信息通过IC2扩展接口连接数据传输电台与控制终端进行实时交互通信，叠加在摄像头实时回传画面之上，直观的展现在操控人员面前。

本实施例中，所述超声波定位系统为超声波信标在ISM频段的无线接口联合系统，超声波定位系统包括长方体状棚室、一个移动信标、四个固定信标和一个路由器，利用三边测量法计算超声波信号的传播时延，获得精确的位置信息，精度可达±2cm。

本实施例中，所述固定信标放置在棚室四个角落处，所述移动信标安装在履带行走平台上通过IC2接口与自动驾驶仪连接，路由器接收固定信标及移动信标的超声波信号进行运算，并将精确定位信息以每秒更新16次的速率通过移动信标传输至自动驾驶仪，自动驾驶仪根据定位信息实时修正行走平台路径，并根据位置信息控制停车、提升播种机，换行掉头、降播种机等相应动作，自主完成播种作业。

本实施例中，所述无线数据链系统是一种利用4G/5G网络远程数据传输的设备，通过UART端口与无人驾驶播种机的自动驾驶仪相连接。可以足不出户规划好无人播种机的作业路线、速度等数据信息，无线数据链路系统通过4G/5G网络将规划好的作业数据传输至无人播种机的自动驾驶仪。根据无线数据链系统传输的作业规划信息及超声波定位系统提供的位置信息，精准运算，可实现精准的厘米级定位。控制履带行走平台行进播种作业，控制路径、速度、换行、掉头以及升降精量播种机4。

本实施例中，所述摄像云台2是一种带有360°旋转云台的高清摄像机，通过HDMI端口与无线数据链系统相连，能够360°全方位无死角监控播种机周边现场情况，实时视频画面通过4G/5G 网络传输至远程控制者客户端，方便用户及时把控作业质量，以及及时更换电池、添加种子。

本实施例中，所述电源组件6为高能锂离子聚合物电池组，电源组件6与微型无刷高压油泵7、驱动马达、摄像云台2和自动驾驶系统5连接，为用电装置元器件供电。

本实用新型使用时，自动驾驶系统根据无线数据链系统传输的作业规划信息及超声波定位系统提供的位置信息，精准运算，控制履带行走平台行进播种作业，控制路径、速度、换行、掉头以及升降精量播种机4，精量播种机4在行进时镇压轮17通过链条驱动下种器14转动，使种子落入由开沟器15开好的种床内，覆土器16覆土后，由镇压轮17压实，完成播种作业。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制。凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，其特征在于，包括履带行走平台(1)、摄像云台(2)、液压悬挂系统(3)、精量播种机(4)和自动驾驶系统(5)，所述履带行走平台(1)上固定安装所述摄像云台(2)、液压悬挂系统(3)和自动驾驶系统(5)，所述履带行走平台(1)通过液压悬挂系统(3)连接所述精量播种机(4)，所述履带行走平台(1)上还安装有电源组件(6)；所述液压悬挂系统(3)由微型无刷高压油泵(7)、换向阀(8)、液压油缸(9)、连杆组件(10)和连接座(11)组成，所述微型无刷高压油泵(7)、换向阀(8)、液压油缸(9)和连接座(11)固定安装在履带行走平台(1)上，所述连杆组件(10)一端与液压油缸(9)连接，连杆组件(10)的另一端与所述精量播种机(4)连接，所述连杆组件(10)通过销轴转动安装在连接座(11)上；所述自动驾驶系统(5)包括自动驾驶仪、超声波定位系统和无线数据链系统；所述精量播种机由支架(12)、种仓(13)、下种器(14)、开沟器(15)、覆土器(16)和镇压轮(17)组成。

2.根据权利要求1所述的一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，其特征在于，所述微型无刷高压油泵(7)通过换向阀(8)连接液压油缸(9)，所述连杆组件(10)包括L型连杆(18)和固定连杆(19)，所述L型连杆(18)的长臂端与所述液压油缸(9)的液压伸缩杆(20)固定连接，L型连杆的另一端通过固定连杆(19)与所述精量播种机的支架(12)连接，所述L型连杆(18)的拐角处通过销轴转动连接在所述连接座(11)上。

3.根据权利要求1所述的一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，其特征在于，所述支架(12)的前端连接所述连杆组件(10)，支架(12)的后端设置镇压轮(17)，支架(12)的上端面固定安装种仓(13)，所述种仓(13)通过下种器(14)与开沟器(15)连通，开沟器(15)的后端设置覆土器(16)，所述镇压轮(17)通过链条与所述下种器(14)连接。

4.根据权利要求1所述的一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，其特征在于，所述自动驾驶仪内置双处理器，所述超声波定位系统为超声波信标在ISM频段的无线接口联合系统，超声波定位系统包括长方体状棚室、一个移动信标、四个固定信标和一个路由器，所述固定信标放置在棚室四个角落处，所述移动信标安装在履带行走平台上通过IC2接口与自动驾驶仪连接，所述路由器接收固定信标及移动信标的超声波信号，并将精确定位信息通过移动信标传输至自动驾驶仪，所述无线数据链系统是一种利用4G/5G网络远程数据传输的设备，无线数据链系统通过UART端口与自动驾驶仪相连接。

5.根据权利要求1所述的一种棚室内精量播种无人驾驶播种机，其特征在于，所述摄像云台(2)为安装在履带行走平台(1)上的可360°旋转的摄像机。

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