CN213719569U - 一种喷药机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷药机器人，包括底盘，底盘两侧对称设有车轮，所述底盘底面中部两侧分别安装有光电开关，所述底盘顶面中部固定连接有门型支架，门型支架中部两侧分别安装有病虫害识别头，门型支架上安装有喷头，所述底盘顶面沿其长度方向的中线上固定有导向座，导向座上安装有导向丝杠，导向丝杠的一端与导向座转动配合，另一端穿出导向座连接有步进电机，所述导向丝杠上套装有与其滑动配合的滑动座，所述滑动座上固定安装有L型支架，所述L型支架远离滑动座的一端通过舵机连接有U型支架，所述U型支架上安装有光电开关和喷头。本实用新型可实现对固定、非固定、高度不同的植株进行喷药，同时还能有效提高比赛完成效率及比赛完成度。

Description

一种喷药机器人

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种喷药机器人。

背景技术

目前喷药机器人种类繁多，应用对象和涉及学科广，对机械机构和控制系统的环境适应能力要求比较高，但对成本很敏感。随着经济、社会的进一步发展，社会对喷药机器人的需求会越来越大。

同时喷药机器人项目也是中国机器人大赛的一个子项目，其中比赛场地布局如图4所示。机器人针对不同区域的竞赛要求，完成对应区域的喷药任务，最终完成所有任务回到终点区。

现有的喷药机器人大多只能进行固定距离喷药，功能单一，针对于复杂的竞赛地图，其任务完成度不高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种喷药机器人，它能进行固定距离和非固定距离的精确喷药，且在复杂的竞赛地图中任务完成度高。

本实用新型所采用的技术方案是：一种喷药机器人，包括底盘，底盘两侧对称设有车轮，每个车轮分别连接有驱动电机，所述底盘底面中部两侧分别安装有光电开关，所述底盘顶面中部固定连接有门型支架，门型支架中部两侧分别安装有病虫害识别头，门型支架上开有数个安装孔，安装孔处安装有喷头，所述底盘顶面沿其长度方向的中线上固定有导向座，导向座上安装有导向丝杠，导向丝杠的一端与导向座转动配合，另一端穿出导向座连接有步进电机，所述导向丝杠上套装有与其滑动配合的滑动座，所述滑动座上固定安装有L型支架，L型支架位于门型支架内，所述L型支架远离滑动座的一端连接有U型连接架，U型连接架之间安装有舵机，舵机上连接有U型支架，所述U型支架上安装有光电开关和喷头，所述底盘上还固定放置有水箱和水泵，所述喷头通过软管与连接水泵，水泵通过软管与水箱连接。

作为优选，所述导向丝杠与步进电机之间通过联轴器连接。

作为优选，所述底盘顶面还设有电源箱和控制箱。

作为优选，所述底盘前侧安装有用于检测地面引导线的灰度传感器。

本实用新型的有益效果在于：

(1)通过门型支架上的喷头可实现固定距离的农药喷洒；

(2)通过U型支架上的光电开关和喷头，可实现非固定距离的农药喷洒；

(3)能根据比赛场景，按照比赛规则实现自主导航，固定距离、非固定距离的精确喷药及虫害判断等比赛目标，能有效提高比赛的完成度及完成效率。

本实用新型可实现对垄间固定、垄间非固定、高度不同的植株进行喷药作业，喷药方式灵活，同时还能有效提高比赛完成效率及比赛完成度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型底盘示意图；

图3为本实用新型导向座部分的结构体意图；

图4为比赛场地平面布局图。

图中：1、底盘；2、车轮；3、驱动电机；4、光电开关；5、门型支架；6、病害识别头；7、安装孔；8、喷头；9、导向座；10、导向丝杠；11、步进电机；12、滑动座；13、L型支架；14、U型连接架；15、舵机；16、U型支架；17、水箱；18、水泵；19、联轴器；20、灰度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例

如图1、图2和图3所示，本实施例提供的喷药机器人，包括底盘1、控制器、电源、水泵18和水箱17，所述电源安装在电源箱内，控制器放置在控制箱内，所述水泵18和水箱17置于底盘1顶面，水泵18和水箱17通过软管连通，所述底盘1两侧对称设有车轮2，每个车轮2分别连接有驱动电机3，驱动电机3采用直流减速电机，所述底盘1前侧安装有用于检测地面引导线的8路灰度传感器20，底盘1底面中部两侧分别安装有光电开关4，光电开关4用于检测待喷药植株所在的位置，所述底盘1顶面中部固定连接有门型支架5，门型支架5两侧下部与底盘1顶面之间还设有加强连杆，所述门型支架5中部两侧分别安装有病虫害识别头，本实施例中所述病虫害识别头包括采用openmv嵌入式图像处理模块、以STM32H7CPU为核心集成可OV7725摄像头芯片和标准M12镜头，所述病虫害识别头与控制器连接，所述门型支架5上还开有数个安装孔7，根据实际情况将喷头8安装在其中一个安装孔7处，再通过软管将喷头8与水泵18连接，通过底盘1底面的光电开关4检测到植株位置，然后通过水泵18工作，将水箱17中的农药供给给喷头8喷出，完成固定距离的喷药工作；

所述底盘1顶面沿其长度方向的中线上固定有导向座9，导向座9上安装有导向丝杠10，导向丝杠10的一端与导向座9转动配合，另一端连接有联轴器19，联轴器19固定在导向座9上，所述导向座9外固定有步进电机11，步进电机11的驱动轴与联轴器19连接，从而通过步进电机11带动丝杠旋转，所述导向丝杠10上套装有与其滑动配合的滑动座12，所述滑动座12上固定安装有L型支架13，L型支架13位于门型支架5内，所述L型支架13远离滑动座12的一端连接有U型连接架14，U型连接架14之间安装有舵机15，舵机15上连接有U型支架16，所述U型支架16上安装有光电开关4和喷头8。

如图4所示，本实用新型用于竞赛时的工作原理：

A区模拟设施农业中藤蔓型作物喷药环境，设有4个随机分布的仿真藤蔓树形。当底盘1底面的光电开关4检测到仿真藤蔓时，机器人停止，水泵18工作，将水箱17中的农药供给至门型支架5的喷头8喷出，喷洒后，机器人继续运动，以此完成A区的喷药任务；

B区模拟设施农业中需要连续分布的低矮作物喷药环境，设有6株随机分布的仿真绿色植物。当底盘1底面的光电开关4检测到仿真藤蔓时，机器人停止，水泵18工作，将水箱17中的农药供给至门型支架5的喷头8喷出，对仿真低矮作物进行喷药作业，喷药期间机器人始终保持前行直行；

C区模拟设施农业中非连续分布的育花除草喷药环境，该区随机放置了20个花盆，所有花盆里均种有花朵，10个花盆里设置杂草。机器人进入后开启病虫害识别模块，当病虫害识别模块识别到杂草时，机器人停止，水泵18工作，将水箱17中的农药供给至门型支架5的喷头8喷出，对含有杂草的花盆中的植株进行喷药作业，喷洒完成后，机器人继续运动，以此完成C区的喷药任务；

D区模拟设施农业中树形作物生长喷药环境，该区随机放置了8个仿真树形，仿真树形上有不同颜色，不同颜色代表患虫病的程度。机器人进入后通过底盘1底面的光电开关4检测到喷药目标时，机器人停止，开启病虫害识别模块，病虫害识别模块识别到代表病虫害的颜色，水泵18工作，将水箱17中的农药供给至门型支架5的喷头8喷出，对仿真树形作物进行喷药作业，喷药后机器人继续运动，以此完成D区喷药任务；

E区模拟开放真实农业中树形作物生长的喷药环境,该区为开放区，中央600mm区域不放置仿真树形，E区其他区域随机放置的8个仿真树形，树形朝向随机，仿真树上有不同颜色，不同颜色代表患虫病的程度。机器人进入后，底盘1底面的光电开关4检测到喷药目标时，机器人停止，病虫害识别模块进行病虫害识别，并通过驱动电机3控制机器人完成顺时针或逆时针旋转90度的动作，启动舵机15，带动U型支架16运动，使得安装有喷头8的U型支架16的支臂水平，然后步进电机11启动，带动导向丝杠10旋转，使得滑动座12进行平移，带动U型支架16平移，当U型支架16上的光电开关4检测到喷药目标时，步进电机11停止，水泵18工作，利用U型支架16上的喷头8完成喷洒工作，喷洒后U型支架16和滑动座12复位，机器人继续运动，以完成E区的喷药任务。

以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种喷药机器人，包括底盘(1)，底盘(1)两侧对称设有车轮(2)，每个车轮(2)分别连接有驱动电机(3)，其特征在于：所述底盘(1)底面中部两侧分别安装有光电开关(4)，所述底盘(1)顶面中部固定连接有门型支架(5)，门型支架(5)中部两侧分别安装有病虫害识别头，门型支架(5)上开有数个安装孔(7)，安装孔(7)处安装有喷头(8)，所述底盘(1)顶面沿其长度方向的中线上固定有导向座(9)，导向座(9)上安装有导向丝杠(10)，导向丝杠(10)的一端与导向座(9)转动配合，另一端穿出导向座(9)连接有步进电机(11)，所述导向丝杠(10)上套装有与其滑动配合的滑动座(12)，所述滑动座(12)上固定安装有L型支架(13)，L型支架(13)位于门型支架(5)内，所述L型支架(13)远离滑动座(12)的一端连接有U型连接架(14)，U型连接架(14)之间安装有舵机(15)，舵机(15)上连接有U型支架(16)，所述U型支架(16)上安装有光电开关(4)和喷头(8)，所述底盘(1)上还固定放置有水箱(17)和水泵(18)，所述喷头(8)通过软管与连接水泵(18)，水泵(18)通过软管与水箱(17)连接。

2.根据权利要求1所述的一种喷药机器人，其特征在于：所述导向丝杠(10)与步进电机(11)之间通过联轴器(19)连接。

3.根据权利要求1所述的一种喷药机器人，其特征在于：所述底盘(1)顶面还设有电源箱和控制箱。

4.根据权利要求1所述的一种喷药机器人，其特征在于：所述底盘(1)前侧安装有用于检测地面引导线的灰度传感器(20)。

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