CN216874711U - 一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，包括：固定板、控制装置、摄像头、主动轮电机、主动轮、并联机构、从动轮、药液输送系统，固定板的前端通过第一机架连接两个主动轮，每个主动轮上连接一个主动轮电机，固定板的后端通过第二机架连接两个从动轮；固定板的下表面与并联机构固定连接，固定板的上表面设有控制装置和药液输送系统，药液输送系统与并联机构上的喷头连接，固定板的下表面上还设有摄像头，摄像头、主动轮电机、并联机构、药液输送系统均与控制装置连接。该并联除草机器人通过并联机构将喷头移动到杂草附近，精准的喷洒相应的除草剂，在除去杂草的同时有效地避免除草剂的浪费，保护环境，减少污染。

Description

一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人

技术领域

本实用新型涉及农业机器人技术领域，具体地，涉及一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人。

背景技术

随着社会的进步，草坪业和牧草种植业逐步发展，草坪与牧草间的杂草是影响栽培植物生长发育、影响人类生存、活动和生活质量、对草坪的稳定性及环境的美观性等有影响的植物，杂草成为草坪草以及牧草的最大的威胁。草坪杂草发生后，会严重影响草坪草的生长发育，降低草坪观赏价值，增加病虫侵染机会，增加养护成本，影响人畜安全。

传统的化学除草方式需要大量喷洒除草剂，极易产生农药残留，对环境和人体都有害，而且对除草剂的浪费现象严重；同时由于除草剂杀草谱的不同，对单子叶杂草以及双子叶杂草采用两种除草剂进行除草，仅使用一种除草剂可能会对部分杂草无效。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，该并联除草机器人通过并联机构将喷头移动到杂草附近，精准的喷洒相应的除草剂，在除去杂草的同时有效地避免除草剂的浪费，保护环境，减少污染。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，包括：固定板、控制装置、摄像头、主动轮电机、主动轮、并联机构、从动轮、药液输送系统，所述固定板的前端通过第一机架连接两个主动轮，每个主动轮上连接一个主动轮电机，所述固定板的后端通过第二机架连接两个从动轮；所述固定板的下表面与并联机构固定连接，所述固定板的上表面设有控制装置和药液输送系统，所述药液输送系统与并联机构上的喷头连接，所述固定板的下表面上还设有摄像头，所述摄像头、主动轮电机、并联机构、药液输送系统均与控制装置连接。

进一步地，所述第一机架包括：轮座、主动轮轴、法兰盖、轴承，所述主动轮轴贯穿主动轮的中心，所述主动轮轴的两端均与轮座通过法兰盖固定连接，所述法兰盖内设有轴承，所述轴承的内圈与主动轮轴连接，所述轴承的外圈与法兰盖固定连接。

进一步地，所述主动轮轴与主动轮电机的输出轴连接。

进一步地，所述并联机构由四个机械臂并联组成，四臂沿四个方向对称分布，所述四个机械臂的一端均与静平台固定连接，所述静平台通过L型支架的一端固定于固定板的下方，所述四个机械臂的另一端均与动平台连接，所述动平台上设有喷头，喷头上设有电磁阀，所述喷头通过软管与药液输送系统连接。

进一步地，所述电磁阀与控制装置连接。

进一步地，每个机械臂包括：伺服电机、驱动臂、球铰、执行臂，所述驱动臂的一端与伺服电机的输出轴连接，所述伺服电机固定于L型支架的另一端，所述驱动臂另一端的两侧分别通过球铰连接一根执行臂的一端，所述执行臂的另一端通过球铰与动平台连接。

进一步地，所述伺服电机与控制装置连接。

进一步地，所述药液输送系统包括：第一药箱、第一高压泵、三通电动阀、第二药箱和第二高压泵，所述第一药箱的出水口通过第一高压泵和软管连接三通电动阀的一个进水口，所述第二药箱的出水口通过第二高压泵和软管连接三通电动阀的另一个进水口，所述三通电动阀的出水口通过软管连接喷头。

进一步地，所述第一高压泵、三通电动阀、第二高压泵均与控制装置连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的并联除草机器人上设置的药液输送系统由第一药箱、第二药箱并联组成，第一药箱和第二药箱中装有不同的除草剂，使得该并联除草机器人针对单子叶杂草和双子叶杂草时，分别采用相应的除草剂进行喷施除草，提高了除草成功率；同时，本实用新型中的并联机构由机械臂组成，能够实现除草剂的精准喷施，运动速度快、除草效率高。

附图说明

图1为本实用新型实现除草剂精准喷施的并联除草机器人的结构示意图；

图2为本实用新型中主动轮的连接示意图；

图3为本实用新型中并联机构的结构示意图；

图4为本实用新型中药液输送系统的结构示意图；

图5为本实用新型中药液输送系统的原理图；

其中，1.固定板；2.控制装置；3.摄像头；4.主动轮电机；5.主动轮；6.电磁阀；7.并联机构；8.从动轮；9.第一药箱；10.第一高压泵；11.三通电动阀；12.轮座；13.主动轮轴；14.法兰盖；15.轴承；5.主动轮；16.静平台；17.伺服电机；18.驱动臂；19.球铰；20.执行臂；21.动平台；22.喷头；23.软管；24.第二药箱；25.第二高压泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步地解释说明。

如图1为本实用新型实现除草剂精准喷施的并联除草机器人的结构示意图，该并联除草机器人包括：固定板1、控制装置2、摄像头3、主动轮电机4、主动轮5、并联机构7、从动轮8、药液输送系统，固定板1的前端通过第一机架连接两个主动轮5，每个主动轮5上连接一个主动轮电机4，该除草机器人可通过主动轮电机4的正转与反转来实现机器人的前进、后退以及转向，具体地，当两个主动轮电机4的转速相同且同向转动时，可以实现并联除草机器人的前进或后退；当两个主动轮电机4同向转动，但转动速度不同时可以实现转向，此时转弯半径较大；当两个主动轮电机4反向转动或一个转动另一个不转时，也可以实现转向，此时转弯半径较小；固定板1的后端通过第二机架连接两个从动轮8，本实用新型中所采用的的从动轮8为万向轮；固定板1的下表面与并联机构7固定连接，固定板1的上表面设有控制装置2和药液输送系统，药液输送系统与并联机构7上的喷头22连接，喷头22用于喷施除草剂，通过并联机构7的运动，使得喷头22喷施除草剂时，能够实现对杂草的精准喷施；固定板1的下表面上还设有摄像头3，摄像头3、主动轮电机4、并联机构7、药液输送系统均与控制装置2连接，本实用新型的并联除草机器人通过控制装置2控制主动轮电机4工作，使得该并联除草机器人在草坪或牧草间行走，同时通过控制装置2来控制摄像头3拍摄草坪图像，并将拍摄的草坪图像传送至控制装置2中，控制装置2判断拍摄的草坪图像中否存在单子叶杂草或双子叶杂草，若存在，通过控制装置2控制药液输送系统输送对应的除草剂，同时，控制装置2控制并联机构7运动到杂草处，将除草剂喷施至杂草上。

如图2，本实用新型中第一机架包括：轮座12、主动轮轴13、法兰盖14、轴承15，主动轮轴13贯穿主动轮5的中心，主动轮轴13的两端均与轮座12通过法兰盖14固定连接，法兰盖14通过螺栓螺母固定，法兰盖14内设有轴承15，轴承15的内圈与主动轮轴13连接，轴承15的外圈与法兰盖14固定连接。本实用新型中的主动轮轴13与主动轮电机4的输出轴连接，从而通过主动轮电机4的转动带动主动轮5的运动。

如图3，本实用新型中并联机构7由四个机械臂并联组成，四臂沿四个方向对称分布，四个机械臂的一端均与静平台18固定连接，静平台18通过L型支架的一端固定于固定板1的下方，四个机械臂的另一端均与动平台21连接，具体地，每个机械臂包括：伺服电机17、驱动臂18、球铰19、执行臂20，驱动臂18的一端与伺服电机17的输出轴连接，伺服电机17固定于L型支架的另一端，驱动臂18另一端的两侧分别通过球铰19连接一根执行臂20的一端，使得驱动臂18与执行臂20之间形成一个运动副，执行臂20的另一端通过球铰19与动平台20连接，使得执行臂20与动平台20之间形成运动副，同时运动副通过球铰19连接，增大运动副的活动范围。伺服电机17与控制装置2连接，由控制装置2分别控制四个伺服电机17转动，从而带动四个驱动臂18转动，并联机构7的动平台21通过执行臂20以及球铰19与驱动臂18连接，因此可以通过四个机械臂的转动实现动平台21在空间移动，使得喷头22对准需要喷施的区域，动平台21上设有喷头22，喷头22上设有电磁阀6，喷头22通过软管23与药液输送系统连接，电磁阀6与控制装置2连接，通过控制装置2来控制电磁阀6的开闭，从而实现除草剂的喷施与不喷施。

如图4-5，本实用新型中药液输送系统包括：第一药箱9、第一高压泵10、三通电动阀11、第二药箱24和第二高压泵25，第一药箱9的出水口通过第一高压泵10和软管连接三通电动阀11的一个进水口，第二药箱24的出水口通过第二高压泵25和软管连接三通电动阀11的另一个进水口，三通电动阀11的出水口通过软管23连接喷头22，第一高压泵10、三通电动阀11、第二高压泵25均与控制装置2连接。本实用新型中的第一药箱9中装有单子叶除草剂，第二药箱24中装有双子叶除草剂，当需要喷施单子叶除草剂时，控制装置2 控制三通电动阀11中与第一药箱9连通的进水口打开，并控制第一高压泵10运行，使得第一药箱9中的单子叶除草剂泵出至软管中，通过控制装置2控制电磁阀6的打开，实现单子叶除草剂的喷施；当需要喷施双子叶除草剂时，控制装置2 控制三通电动阀11中与第二药箱24连通的进水口打开，并控制第二高压泵25运行，使得第二药箱24中的双子叶除草剂泵出至软管中，通过控制装置2控制电磁阀6的打开，实现双子叶除草剂的喷施。

本实用新型实现杂草精准喷施的并联除草机器人的工作过程具体为：在本实用新型并联除草机器人的药液输送系统的第一药箱9中装满单子叶除草剂，在第二药箱24中装满双子叶除草剂，通过控制装置2控制主动轮电机4工作，使得该并联除草机器人在草坪或牧草间行走，同时通过控制装置2来控制摄像头3拍摄草坪图像，并将拍摄的草坪图像传送至控制装置2中，控制装置2判断拍摄的草坪图像中否存在单子叶杂草或双子叶杂草，若存在单子叶杂草，控制装置2 控制三通电动阀11中与第一药箱9连通的进水口打开，并控制第一高压泵10运行，使得第一药箱9中的单子叶除草剂泵出至软管中，同时通过控制装置2控制并联机构7运动到杂草上方，通过控制装置2控制电磁阀6的打开，实现单子叶除草剂的喷施；当存在双子叶杂草时，控制装置2 控制三通电动阀11中与第二药箱24连通的进水口打开，并控制第二高压泵25运行，使得第二药箱24中的双子叶除草剂泵出至软管中，同时通过控制装置2控制并联机构7运动到杂草上方，通过控制装置2控制电磁阀6的打开，实现双子叶除草剂的喷施。本实用新型的并联除草机器人能够实现除草剂的精准喷施，除草效率高。

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方式，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 (9)

1.一种实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，包括：固定板（1）、控制装置（2）、摄像头（3）、主动轮电机（4）、主动轮（5）、并联机构（7）、从动轮（8）、药液输送系统，所述固定板（1）的前端通过第一机架连接两个主动轮（5），每个主动轮（5）上连接一个主动轮电机（4），所述固定板（1）的后端通过第二机架连接两个从动轮（8）；所述固定板（1）的下表面与并联机构（7）固定连接，所述固定板（1）的上表面设有控制装置（2）和药液输送系统，所述药液输送系统与并联机构（7）上的喷头（22）连接，所述固定板（1）的下表面上还设有摄像头（3），所述摄像头（3）、主动轮电机（4）、并联机构（7）、药液输送系统均与控制装置（2）连接。

2.根据权利要求1所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述第一机架包括：轮座（12）、主动轮轴（13）、法兰盖（14）、轴承（15），所述主动轮轴（13）贯穿主动轮（5）的中心，所述主动轮轴（13）的两端均与轮座（12）通过法兰盖（14）固定连接，所述法兰盖（14）内设有轴承（15），所述轴承（15）的内圈与主动轮轴（13）连接，所述轴承（15）的外圈与法兰盖（14）固定连接。

3.根据权利要求2所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述主动轮轴（13）与主动轮电机（4）的输出轴连接。

4.根据权利要求1所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述并联机构（7）由四个机械臂并联组成，四臂沿四个方向对称分布，所述四个机械臂的一端均与静平台（16）固定连接，所述静平台（16）通过L型支架的一端固定于固定板（1）的下方，所述四个机械臂的另一端均与动平台（21）连接，所述动平台（21）上设有喷头（22），喷头（22）上设有电磁阀（6），所述喷头（22）通过软管（23）与药液输送系统连接。

5.根据权利要求4所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述电磁阀（6）与控制装置（2）连接。

6.根据权利要求4所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，每个机械臂包括：伺服电机（17）、驱动臂（18）、球铰（19）、执行臂（20），所述驱动臂（18）的一端与伺服电机（17）的输出轴连接，所述伺服电机（17）固定于L型支架的另一端，所述驱动臂（18）另一端的两侧分别通过球铰（19）连接一根执行臂（20）的一端，所述执行臂（20）的另一端通过球铰（19）与动平台（21）连接。

7.根据权利要求6所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述伺服电机（17）与控制装置（2）连接。

8.根据权利要求1所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述药液输送系统包括：第一药箱（9）、第一高压泵（10）、三通电动阀（11）、第二药箱（24）和第二高压泵（25），所述第一药箱（9）的出水口通过第一高压泵（10）和软管连接三通电动阀（11）的一个进水口，所述第二药箱（24）的出水口通过第二高压泵（25）和软管连接三通电动阀（11）的另一个进水口，所述三通电动阀（11）的出水口通过软管（23）连接喷头（22）。

9.根据权利要求8所述实现除草剂精准喷施的并联除草机器人，其特征在于，所述第一高压泵（10）、三通电动阀（11）、第二高压泵（25）均与控制装置（2）连接。

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