。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，以具體闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明一種基于懸掛鏈輸送機(jī)的農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人中央控制器I選用DSP處理器與懸掛鏈輸送機(jī)模塊2、檢測標(biāo)識模塊3、太陽能跟蹤模塊4、太陽能發(fā)電模塊5、圖像處理模塊6、噴藥模塊7、配藥模塊8、藥物檢測模塊9、無線通信模塊10、人機(jī)交互模塊11、報警模塊12、存儲模塊13、供電模塊14連接，所述的供電模塊14分別與中央控制器1、懸掛鏈輸送機(jī)模塊2、檢測標(biāo)識模塊3、太陽能跟蹤模塊4、太陽能發(fā)電模塊5、圖像處理模塊6、噴藥模塊7、配藥模塊8、藥物檢測模塊9、無線通信模塊10、人機(jī)交互模塊11、報警模塊12、存儲模塊13連接，保證農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人采集信息和處理信息的效率，準(zhǔn)確控制各個模塊完成相關(guān)功能。
[0030]如圖2所示，一種基于懸掛鏈輸送機(jī)的農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人懸掛鏈輸送機(jī)輸送機(jī)器人方法實(shí)現(xiàn)如下:根據(jù)實(shí)際農(nóng)田尺寸所需要的懸掛鏈輸送線長度確定牽引動力裝置的個數(shù)，輸送線每隔500米長度設(shè)置一個牽引動力裝置，軌道21拐點(diǎn)處設(shè)置檢測標(biāo)識物22由檢測標(biāo)識模塊3檢測識別軌道21的拐點(diǎn)。在農(nóng)田區(qū)20農(nóng)作物種植區(qū)24外的空地過道上方架設(shè)軌道21，在軌道21內(nèi)設(shè)置懸掛鏈、滾輪和滑架，吊具鉸接在滑架下方，機(jī)器人安裝在吊具上，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在農(nóng)田區(qū)農(nóng)作物種植區(qū)24外的空地過道上方軌道21移動，機(jī)器人到達(dá)軌道21拐點(diǎn)處，檢測標(biāo)識模塊3的紅外對管傳感器識別檢測軌道21拐點(diǎn)處的檢測標(biāo)識物22反饋信息控制機(jī)器人在剛進(jìn)入農(nóng)作物種植區(qū)之間處進(jìn)行開始噴藥工作，在剛離開農(nóng)作物種植區(qū)之間處進(jìn)行停止噴藥；中央控制器I對檢測標(biāo)識模塊3檢測到的軌道21拐點(diǎn)處的檢測標(biāo)識物22進(jìn)行個數(shù)統(tǒng)計，確定區(qū)分噴藥起始位置、結(jié)束位置和噴藥具體情況的位置。
[0031]用戶使用手持移動通信設(shè)備通過無線通信模塊10中WiFi無線單元或GPRS通信單元選擇WiFi無線通信連接方式或GPRS無線通信連接方式與機(jī)器人連接通信，用戶通過手持移動通信設(shè)備端上位機(jī)軟件對機(jī)器人進(jìn)行功能參數(shù)設(shè)置和實(shí)時控制，接收機(jī)器人采集的圖像信息、電量信息和報警信息，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的遠(yuǎn)距離控制和監(jiān)視。
[0032]本農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人自動模式工作原理如下:首先，用戶在藥物桶41里按比例配好藥物和水，將藥物桶41安裝在機(jī)器人上卡住固定好后。將內(nèi)置式攪拌器的齒輪與機(jī)器人攪拌器電機(jī)連接后，使用用戶手持移動通信設(shè)備上位機(jī)軟件控制啟動機(jī)器人，控制攪拌器電機(jī)工作，使藥物經(jīng)過攪拌器攪拌均勻后，設(shè)置進(jìn)入自動模式。藥物桶41內(nèi)的藥物通過噴藥導(dǎo)管與農(nóng)用噴藥壓力泵連接，供農(nóng)用噴藥壓力泵抽取藥物。藥泵電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，農(nóng)用噴藥壓力泵準(zhǔn)備好工作。
[0033]圖像處理模塊6開始工作采集農(nóng)作物種植區(qū)24和周圍環(huán)境圖像信息，通過云臺高清攝像頭37拍攝農(nóng)作物的圖像，通過圖像采集卡和圖像處理軟件處理農(nóng)作物的圖像，提取到農(nóng)作物的重要外觀特征與存儲模塊13中的農(nóng)作物圖像特征信息數(shù)據(jù)庫信息核對比較后對農(nóng)作物分類并判斷出農(nóng)作物的種類名稱。
[0034]如圖2所示，機(jī)器人開始從機(jī)器人工作起點(diǎn)和終點(diǎn)23出發(fā)沿架設(shè)好的軌道21按照圖示實(shí)線箭頭方向移動，機(jī)器人檢測標(biāo)識模塊3檢測到軌道21上的檢測標(biāo)識物22，確定第一列噴藥開始，機(jī)器人將要進(jìn)入農(nóng)作物種植區(qū)24，機(jī)器人中央控制器I控制噴藥模塊7伸開機(jī)械臂，中央控制器I控制農(nóng)作物種植區(qū)24—側(cè)的藥物噴頭電動調(diào)節(jié)閥打開對農(nóng)作物的頂部、中部和底部噴藥，中央控制器I根據(jù)圖像處理模塊6判斷的農(nóng)作物的種類名稱和人工設(shè)置功能參數(shù)中的農(nóng)作物所處的生長時期合理控制調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，控制噴藥用量。
[0035]當(dāng)機(jī)器人完成第一列農(nóng)作物種植區(qū)24 —側(cè)的噴藥時，機(jī)器人檢測標(biāo)識模塊3檢測到軌道21上的檢測標(biāo)識物22，確定對第一列農(nóng)作物噴藥結(jié)束，機(jī)器人將要離開農(nóng)作物種植區(qū)24，機(jī)器人中央控制器I控制關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥停止噴藥，機(jī)器人按實(shí)線箭頭方向繼續(xù)移動轉(zhuǎn)向進(jìn)入到兩列農(nóng)作物種植區(qū)24之間，機(jī)器人檢測標(biāo)識模塊3檢測到軌道21上的檢測標(biāo)識物22，機(jī)器人將再次進(jìn)入農(nóng)作物種植區(qū)24之間，機(jī)器人中央控制器I控制機(jī)器人兩側(cè)的藥物噴頭電動調(diào)節(jié)閥打開對2列農(nóng)作物的頂部、中部和底部噴藥，機(jī)器人中央控制器I根據(jù)圖像處理模塊6判斷的農(nóng)作物的種類名稱和人工設(shè)置功能參數(shù)中的農(nóng)作物所處的生長時期合理控制調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，控制噴藥用量。
[0036]在噴藥的過程中，攪拌器按照提前設(shè)置好的時間間隔對藥物進(jìn)行攪拌，保證藥物始終均勻。
[0037]機(jī)器人按照上述方法繼續(xù)完成對農(nóng)作物的噴藥工作，當(dāng)機(jī)器人到達(dá)最后一列農(nóng)作物種植區(qū)24外時，機(jī)器人中央控制器I僅控制農(nóng)作物種植區(qū)24 —側(cè)的藥物噴頭電動調(diào)節(jié)閥打開對農(nóng)作物的頂部、中部和底部噴藥，機(jī)器人中央控制器I根據(jù)圖像處理模塊6判斷的農(nóng)作物的種類名稱和人工設(shè)置功能參數(shù)中的農(nóng)作物所處的生長時期合理控制調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，控制噴藥用量。
[0038]當(dāng)機(jī)器人檢測標(biāo)識模塊3的紅外對管傳感器識別檢測軌道21拐點(diǎn)處的檢測標(biāo)識物22的個數(shù)達(dá)到完成對所有的農(nóng)作物噴藥工作后的檢測標(biāo)識物22的個數(shù)后，中央控制器I控制關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥停止噴藥，控制噴藥模塊7收縮機(jī)械臂，控制機(jī)器人沿軌道21繼續(xù)移動到機(jī)器人工作起點(diǎn)和終點(diǎn)23位置處等待用戶下一步具體操作。
[0039]機(jī)器人手動模式工作原理如下:用戶通過手持移動通信設(shè)備端上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人控制。如圖3所示，用戶通過手持移動通信設(shè)備端上位機(jī)軟件主操作界面進(jìn)入到手動模式控制軟件子界面對機(jī)器人實(shí)施控制機(jī)器人機(jī)械臂伸縮、電動調(diào)節(jié)閥開關(guān)、藥泵開關(guān)、攪拌器開關(guān)。通過視頻窗口觀察機(jī)器人周圍的情況，左右上下滑動窗口可以實(shí)現(xiàn)云臺高清攝像頭37的左右上下移動改變監(jiān)控視角。
[0040]如圖4所示，機(jī)器人太陽能跟蹤模塊通過光照度傳感器和光敏傳感器實(shí)現(xiàn)對太陽能最大光照的檢測和跟蹤，利用減速電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動芯片組成電機(jī)動力結(jié)構(gòu)，完成太陽能電池板的移動；采用三自由度機(jī)械臂31支撐太陽能電池板30，使用太陽能電池板30時，中央控制器I控制三自由度機(jī)械臂31將太陽能電池板30撐起，不使用太陽能電池板30時，中央控制器I控制三自由度機(jī)械臂31將太陽能電池板30落下。
[0041]機(jī)器人通過太陽能發(fā)電模塊實(shí)現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能，采用太陽能電池板30采集陽光光照對太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過DC/DC變換器轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電流儲存在高能效鋰離子電池組中。
[0042]機(jī)器人通過藥物檢測模塊9中液位傳感器、渦輪流量計分別檢測藥物剩余量、噴藥流速數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給中央控制器1，通過無線通信模塊10傳送數(shù)據(jù)到手持移動通信設(shè)備端上位機(jī)中顯示，以及時發(fā)現(xiàn)并避免無藥工作和藥物噴頭堵塞情況。
[0043]機(jī)器人通過報警模塊12實(shí)現(xiàn)了當(dāng)藥物余量不足、藥物噴頭堵塞、電池組電量不足時，通過無線通信模塊10向用戶手持移動通信設(shè)備報警和語音播放器播放語音報警，以便用戶及時發(fā)現(xiàn)處理。
[0044]機(jī)器人存儲模塊13使用存儲器，實(shí)現(xiàn)對圖像采集數(shù)據(jù)、農(nóng)作物圖像特征信息數(shù)據(jù)庫和其他模塊數(shù)據(jù)的記錄和存儲。
[0045]機(jī)器人通過供電模塊14選用高能效鋰離子電池組儲存電能，電壓轉(zhuǎn)換器為機(jī)器人的各個模塊提供合適的電壓和電流，電能充電器完成對高能效鋰離子電池組充電，電量檢測器檢測電池組的剩余電量。
[0046]用戶可以根據(jù)自己的需求對機(jī)器人的工作模式進(jìn)行設(shè)置，可以設(shè)置機(jī)器人為自動模式或手動模式工作模式。自動模式下，機(jī)器人自主智能實(shí)現(xiàn)整個噴藥的過程。手動模式依靠人工通過用戶手持移動通信設(shè)備的上位機(jī)軟件來控制機(jī)器人的工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于懸掛鏈輸送機(jī)的農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人，其特征在于，所述農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人包括:中央控制器、懸掛鏈輸送機(jī)模塊、檢測標(biāo)識模塊、太陽能跟蹤模塊、太陽能發(fā)電模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測模塊、無線通信模塊、人機(jī)交互模塊、報警模塊、存儲模塊、供電模塊；所述的中央控制器分別與懸掛鏈輸送機(jī)模塊、檢測標(biāo)識模塊、太陽能跟蹤模塊、太陽能發(fā)電模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測模塊、無線通信模塊、人機(jī)交互模塊、報警模塊、存儲模塊、供電模塊連接，所述的供電模塊分別與中央控制器、懸掛鏈輸送機(jī)模塊、檢測標(biāo)識模塊、太陽能跟蹤模塊、太陽能發(fā)電模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測模塊、無線通信模塊、人機(jī)交互模塊、報警模塊、存儲模塊連接。
【專利摘要】一種基于懸掛鏈輸送機(jī)的農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人，其特征在于，所述農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人的中央控制器分別與懸掛鏈輸送機(jī)模塊、檢測標(biāo)識模塊、太陽能跟蹤模塊、太陽能發(fā)電模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測模塊、無線通信模塊、人機(jī)交互模塊、報警模塊、存儲模塊、供電模塊連接，本農(nóng)田智能噴藥機(jī)器人能夠利用戶外太陽能發(fā)電，智能完成對農(nóng)田農(nóng)作物的整個噴藥過程，減少藥物的浪費(fèi)和藥物殘留，提高了工作效率和藥物利用率，環(huán)保節(jié)能，減少了人的體力勞動，使人不受藥物的危害。
【IPC分類】A01M7-00, G06Q50-02, G05B19-042, B25J11-00
【公開號】CN104820947
【申請?zhí)枴緾N201510247605
【發(fā)明人】董永波, 張慧芬, 謝錦麗
【申請人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月15日