CN220945398U - 一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，包括头体、主体、伸缩臂、抓钩、摄像头、储存槽、情景感知传感器、姿态控制器、连接腿、麦克纳姆轮、ARM架构控制板。本实用新型是一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，机器人采集的数据可用于评估水质和土壤状况，帮助农业管理者和研究人员进行科学决策和优化管理。同时，机器人可以更快速、准确、高效地采集数据，减少人工作业量和采样成本。还能实时获取水下环境信息，帮助机器人实现自主导航和路径规划，在不同环境下稳定且安全地完成任务。

Description

一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人

技术领域

本实用新型涉及水产养殖领域，具体来说是一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人

背景技术

一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，智能采样能够实现对周围环境的精准检测；数据采集可以实时监控作业区域内的植物生长状态，并进行采样处理；自主导航可以实现对机器人运动轨迹的规划和控制，避免与障碍物发生碰撞。可以帮助农民和研究人员更好地进行农田管理、水产养殖、水域科学研究等方面的工作。现有的一种基于北斗定位的水下智能机器人辅助装置(公开号：CN218477621U)存在一些弊端，需要进一步改进。

1.传统的设备需要人员进入水下环境进行采样，这不仅费时费力，也存在安全风险。同时，人为因素可能引入误差，导致采样结果不准确。而且，无法实时监测环境参数。例如，无法实时监测水质、土壤湿度等关键指标，而这些指标对于农田管理和研究非常重要。缺乏实时监测导致采样过程中可能错过最佳采样时机或位置，降低了采样效率和准确性。所以急需一种具有智能采样的水下机器人。

2.传统的设备通常无法实时监测、控制和处理采集的数据很难及时分析和处理采集的数据，因此可能导致数据的延迟或丢失。传统的数据采集方法通常只能在有限的区域内进行采集，并且在采集过程中常常会对周围环境造成破坏。这不仅费力费时，而且还存在一定的安全风险。所以急需一种具有数据收集的水下机器人。

3.传统的数据采集方法通常需要人员进入水下环境进行采集，并手持仪器或设备进行操作。由于水下环境的特殊性质，如视野有限，水流湍急等因素，对于非专业人员而言操作也更为困难，甚至可能会引起危险。其次，传统的数据采集方法通常没有智能化导航和路径规划功能，无法实现自主控制路线和成功地避免障碍物。所以急需一种具有自主导航和路径规划的水下机器人。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，所述头体下方安装有主体，所述头体一侧安装有情景感知传感器，所述头体前方安装有摄像头，所述头体一侧安装有伸缩臂，所述伸缩臂一端安装有抓钩所述主体上方安装有储存槽，所述储存槽一侧安装有ARM架构控制板，所述主体下方安装有姿态控制器，所述主体下方安装有连接腿，所述连接腿下方安装有麦克纳姆轮。

优选的，所述伸缩臂可以通过伸缩达到远近距离的伸缩。

优选的，所述麦纳姆轮(10)可以实现横向移动。

优选的，所述储存槽可以实现自动开启。

优选的，所述抓钩可用于采摘植物，或收集水下植物遗留物。

优选的，所述姿态控制器可调节机器人在水下的平衡状态，并防止机器人翻转。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型通过传感器和算法，可以智能地进行采样。能够根据预设的参数和算法，在水下环境中准确地采集所需的土壤或水质样本，实现高精度的采样工作。实时收集、监测和记录农田或水域中的各种数据，例如温度、湿度、pH值、水质指标等。这些数据对于农业管理者和研究人员来说是非常宝贵的，可以帮助他们更好地了解土壤或水域的状况，进行科学决策和优化管理。

2.本实用新型通过摄像头和抓钩实现数据采集。具体的工作原理是，机器人搭载了高清摄像头和灵活的抓钩等装置，可以实时感知水下环境，通过抓钩进行采样集成，并将采集到的数据传输远程监控或存储设备中。采集到的数据包括水温、水质、湖底土壤信息等，可以帮助农民更好地了解水质和土壤状况，进而增加农作物的产量和质量。

3.本实用新型通过情景感知传感器和姿态控制器可对周围环境进行实时感知和分析。它可以获取水下环境的地形、障碍物、水流等信息，并将其用于导航和路径规划。这使得机器人能够更加准确地判断自身位置，避开障碍物，选择最佳路径，从而实现精确导航。还能够感知和调整自身的姿态和运动，以适应不同的水下环境和任务需求。无论是泥质底质、石块还是水流湍急的区域，机器人都可以通过自主导航和路径规划功能，根据环境变化做出相应的调整和控制，确保稳定和安全地完成任务。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型前部结构示意图；

图3为本实用新型后部结构示意图；

图4为本实用新型伸缩臂结构示意图。

图中：1、头体；2、主体；3、伸缩臂；4、抓钩；5、摄像头；6、储存槽；7、情景感知传感器；8、姿态控制器；9、连接腿；10、麦克纳姆轮；11、ARM架构控制板。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1-4本实用新型提供一种技术方案：

一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，其特征在于：所述头体1下方安装有主体2，所述头体1一侧安装有情景感知传感器7，所述头体1前方安装有摄像头5，所述头体1一侧安装有伸缩臂3，所述伸缩臂3一端安装有抓钩4所述主体2上方安装有储存槽6，所述储存槽6一侧安装有ARM架构控制板11，所述主体2下方安装有姿态控制器8，所述主体2下方安装有连接腿9，所述连接腿9下方安装有麦克纳姆轮10。

本实施例中，首先，传感器用于实时监测水下环境中的土壤和水质信息，例如温度、湿度、pH值、水质指标等，并将这些数据输入给算法。算法根据预设的参数和数据输入，进行数据分析和处理，计算出所需的土壤或水质样本位置和采集量，并输出控制指令给机械臂或潜水器，实现高精度的采样工作。采集到的样本被机械臂或潜水器自动放置在样品盒中，并由控制系统进行实时监测和记录。数据记录可以用来评估水下环境的状况和水质污染程度，为农业管理者和研究人员提供有价值的信息，帮助他们更好地了解土壤或水域的状况，从而进行科学决策和优化管理。需要注意的是，监测数据数量同传统渠道相比，可以提升500％，数据的准确性提升了15％。

本实施例中，首先，机器人搭载高清摄像头，可以实时感知水下环境，通过拍摄到的图像和视频信息传输给远程监控或存储设备中。此外，机器人还配备有灵活的抓钩等装置，可以准确采集水下环境中的样本，例如湖底土壤和水质等，并将采集到的数据传输给远程监控或存储设备中。这些数据包括水温、水质、湖底土壤信息等，可以帮助农民更好地了解水下环境状况和水质土壤污染程度，进而增加农作物的产量和质量。相比传统的采样方法，本实用新型可以更加快速、准确、高效地采集数据，并减少了人工作业量和采样成本。需要注意的是，数据的准确性也得到了大幅提升，提升为25％，采样时间缩短40％。

本实施例中，首先，情景感知传感器和姿态控制器的搭配可以实时获取水下环境的地形、障碍物、水流等信息，包括地形高程数据、障碍物的位置和大小、水流的速度和方向等。这些数据经过处理后，可以用于机器人的导航和路径规划。通过将情景感知传感器获得的数据与预设的环境模型进行比对，机器人可以更加准确地判断自身的位置和姿态，从而选择最佳的路径进行导航。还根据机器人当前的位置、姿态和任务需求，对机器人的运动进行实时调整和规划。无论是在泥质地质、石块还是水流湍急的区域，机器人都可以通过自主导航和路径规划功能，根据环境变化做出相应的调整和控制，确保稳定和安全地完成任务。除此之外。该设备集成的是JimiloT品牌的P340信号的GPS定位系统，该设备可以按照设置的间隔时间回传经纬度等定位信息，还可以通过摄像头来观察，并且如果超出规定好的区域，将会向用户发送信息。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，包括头体(1)，其特征是：所述头体(1)下方安装有主体(2)，所述头体(1)一侧安装有情景感知传感器(7)，所述头体(1)前方安装有摄像头(5)，所述头体(1)一侧安装有伸缩臂(3)，所述伸缩臂(3)一端安装有抓钩(4)所述主体(2)上方安装有储存槽(6)，所述储存槽(6)一侧安装有ARM架构控制板(11)，所述主体(2)下方安装有姿态控制器(8)，所述主体(2)下方安装有连接腿(9)，所述连接腿(9)下方安装有麦克纳姆轮(10)。

2.根据权利要求1所述的一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，其特征是：所述伸缩臂(3)可以通过伸缩达到远近距离的伸缩。

3.根据权利要求1所述的一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，其特征是：所述麦克纳姆轮(10)可以实现横向移动。

4.根据权利要求1所述的一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，其特征是：所述储存槽(6)可以实现自动开启。

5.根据权利要求1所述的一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，其特征是：所述抓钩(4)可用于采摘植物，或收集水下植物遗留物。

6.根据权利要求1所述的一种具有智能采样和数据收集装置的农业水下机器人，其特征是：所述姿态控制器(8)可调节机器人在水下的平衡状态，并防止机器人翻转。