一种基于图像处理的自走式智能喷雾机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于图像处理的自走式智能喷雾机，包括车架、底盘、动力机构、传动机构、两个履带行走机构、喷洒机构和控制系统，车架固定在底盘上方，动力机构和传动机构安装在底盘上，两个履带行走机构分别安装在底盘两侧，喷洒机构安装在车架上；喷洒机构包括储药箱、药液传输系统、喷头装载平台、离心泵和步进电机，步进电机输出轴与喷头装载平台驱动连接并驱动喷头装载平台转动；控制系统包括图像采集装置和主控制器，图像采集装置安装在车架前端，主控制器通过图像采集装置获取喷雾机前方图像信息并根据上述图像信息分析获得待喷区域信息，且根据上述待喷区域信息控制动力机构、离心泵、步进电机动作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及植保喷雾机械
，尤其涉及一种基于图像处理的自走式智能喷雾机。
技术介绍
我国的植保机械自动化程度低，喷洒农药量不能根据植物长势不同进行智能化喷洒，也无法实现喷雾机的自动定位、自动行走、自动调节喷雾量等功能。目前，针对玉米、小麦、大豆、棉花、高粱等窄行距、大面积高植株作物的病虫害防治，大多依靠人工背负机械式或电动喷雾机对田地或者植物进行喷洒，这样不仅造成环境污染、导致药物资源浪费，而且在药物雾滴漂移和高温作业的环境中，很容易造成作业人员中毒中暑，导致不必要的人员伤亡。植保飞机的研制为大田块农作物的病虫害防治提供了一种有效的可行性方案，但由于植保飞机技术水平滞后以及昂贵的价格等原因，使得该方案迟迟未能普及。其他相关的自走式植保机械，也由于车身宽度的限制而不能适应作物的病虫害防治工作。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本技术提出了一种基于图像处理的自走式智能喷雾机，实现了根据植物长势不同进行智能化喷洒，可以进行自动定位、自动行走、自动调节喷雾量，同时也节约了用药量和用水量，极大限度降低了环境污染。在本技术中喷雾机前进喷洒方向为前，与之相反的方向为后，本技术中控制系统中各部件的连接关系用于说明接线方式，且上述连接下的控制动作属于现有技术中的成熟技术，在技术方案中为必要技术特征的存在。本技术提出的一种基于图像处理的自走式智能喷雾机，包括车架、底盘、动力机构、传动机构、两个履带行走机构、喷洒机构和控制系统，车架固定在底盘上方，动力机构和传动机构安装在底盘上，两个履带行走机构分别安装在底盘两侧，喷洒机构安装在车架上;喷洒机构包括储药箱、药液传输系统、喷头装载平台、离心泵和步进电机，储药箱、离心泵和步进电机安装在车架上，离心泵的进液口与储药箱内腔管路连通，离心泵的出液口通过药液传输系统与喷头装载平台进液口连通，步进电机输出轴与喷头装载平台驱动连接并驱动喷头装载平台转动；控制系统包括图像采集装置和主控制器，动力机构、离心泵、步进电机均与主控制器通信连接并由主控制器控制其动作，图像采集装置安装在车架前端，主控制器通过图像采集装置获取喷雾机前方图像信息并根据上述图像信息分析获得待喷区域信息，且根据上述待喷区域信息控制动力机构、离心泵、步进电机动作。优选的，喷头装载平台包括空心的喷药杆，上述喷药杆上设有多个喷药嘴，上述喷药嘴交错平行分布在喷药杆上，每个喷药嘴处对应安装有喷头，喷药杆内设有螺旋流量电磁阀，上述螺旋流量电磁阀的阀体呈螺旋状油道，油道口径与喷药嘴口径一致，螺旋流量电磁阀与喷药杆内壁过盈配合，螺旋流量电磁阀与主控制器通信连接，主控制器通过控制螺旋流量电磁阀吸合程度而控制喷药杆各喷头喷射的距离和流量大小。优选的，喷头装载平台包括空心的喷药杆和微型增压机，上述喷药杆上设有多个喷药嘴，上述喷药嘴交错平行分布在喷药杆上，每个喷药嘴处对应安装有喷头，喷药杆靠近步进电机一端与微型增压机出液口相连，微型增压机进液口通过药液传输系统与离心泵的出液口连通。优选的，还包括喷药机械手和液压泵，液压泵安装在机架上，步进电机输出轴通过上述喷药机械手与喷头装载平台驱动连接，喷药机械手包括转向节臂、转向摇臂、圆形横拉杆和液压油缸，液压泵出液口与液压油缸进液口连通，转向摇臂一端与步进电机输出轴固定且另一端与转向节臂铰接，液压油缸一端与圆形横拉杆铰接且另一端转向摇臂铰接，转向节臂一端与圆形横拉杆铰接且另一端转向摇臂铰接，转向节臂、转向摇臂、圆形横拉杆和液压油缸组成四连杆机构。 优选的，还包括远程遥控器，主控制器具有无线发射器，远程遥控器与主控制器通过上述无线发射器通信连接，远程遥控器通过获取喷雾机前方图像信息并向主控制器发送控制指令以优先方式控制动力机构、离心泵、步进电机动作。优选的，还包括第一分控制器，第一分控制器与主控制器通信连接，主控制器通过第一分控制器控制步进电机动作。优选的，履带行走机构包括履带、驱动轮、张紧轮、支撑轮和拖轮，动力机构与驱动轮驱动连接，履带安装在驱动轮上，拖轮通过滚动轴承并行安装在车架上，拖轮的底端内嵌在履带内，张紧轮通过轮心转动安装在支架后端且内嵌在履带内，张紧轮轮心通过挡板和长螺杆与车架连接。优选的，还包括第二分控制器、第一距离传感器、第二距离传感器和电磁离合器，第一距离传感器、第二距离传感器、电磁离合器均与第二分控制器通讯连接，第一距离传感器、第二距离传感器分别安装在两个履带行走机构的驱动轮外侧，第二分控制器通过第一距离传感器、第二距离传感器获取喷雾机与两侧障碍物之间距离信息，第二分控制器与主控制器通信连接，主控制器通过第二分控制器获取上述距离信息并通过第二分控制器控制电磁离合器动作以实现喷雾机转向。优选的，动力机构包括电机和减速机，电机与减速机驱动连接，传动机构包括传动轴，减速机通过电磁离合器与传动轴驱动连接，传动轴与驱动轮驱动连接。优选的，远程遥控器为智能远程遥控器，其包括供电模块、STM32控制器、无线视频接收器、PAN协调器、液晶显示模块、按键模块；供电模块通过电源线与STM32控制器、无线视频接收器、PAN协调器和液晶显示模块分别连接并为其提供电源，PAN协调器通过串口与STM32控制器的串口连接进行局域网通讯，用户可通过远程中央控制点对系统实施监测和控制，按键模块与STM32模块的I/O 口连接；显示器与无线接收器连接。优选的，图像采集装置为高清摄像机；高清摄像机通过T形支架固定在机架上。本技术中的基于图像处理的自走式智能喷雾机，动力机构通过传动机构带动履带行走机构动作使得喷雾机行走，并有控制系统控制喷雾机行走和喷洒机构进行喷洒；通过图像采集装置采集喷雾机前方的图像信息，从而确定待喷区域，离心泵将储药箱中的药液经药液传输系统送至喷头装载平台喷出，步进电机则在控制系统的控制下，带动喷头装载平台转动，将药液准确喷洒至待喷区域；因此，与现有的植保机械相比，其自动化程度高、操作简便、作业效率高，实现了根据植物长势不同进行智能化喷洒，可以进行自动定位、自动行走、自动调节喷雾量，同时也节约了用药量和用水量，极大限度降低了环境污染，喷雾机工作过程中，作业人员无需坐在喷雾机中，即可轻松完成农药喷施，该过程完全避免了传统人工作业时由于药物雾滴漂移和高温环境中造成的人员中毒中暑等事故。【附图说明】图1为本技术提出的一种基于图像处理的自走式智能喷雾机结构图；图2为图1的主视图；图3为图1的侧视图；图4为喷药机械手装置图；图5为螺旋流量电磁阀芯剖面图；图6为远程遥控器机构图。【具体实施方式】如图1所示，图1为本技术提出的一种基于图像处理的自走式智能喷雾机的结构示意图。参照图1，本技术提出的一种基于图像处理的自走式智能喷雾机，包括车架1、底盘、动力机构、传动机构、两个履带行走机构2、喷洒机构和控制系统，车架I固定在底盘上方，动力机构和传动机构安装在底盘上，两个履带行走机构2分别安装在底盘两侧，喷洒机构安装在车架I上；喷洒机构包括储药箱31、药液传输系统、喷头322装载平台32、离心泵33和步进电机34，储药箱31、离当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像处理的自走式智能喷雾机，其特征在于，包括车架(1)、底盘、动力机构、传动机构、两个履带行走机构(2)、喷洒机构和控制系统，车架(1)固定在底盘上方，动力机构和传动机构安装在底盘上，两个履带行走机构(2)分别安装在底盘两侧，喷洒机构安装在车架(1)上；喷洒机构包括储药箱(31)、药液传输系统、喷头(322)装载平台(32)、离心泵(33)和步进电机(34)，储药箱(31)、离心泵(33)和步进电机(34)安装在车架(1)上，离心泵(33)的进液口与储药箱(31)内腔管路连通，离心泵(33)的出液口通过药液传输系统与喷头(322)装载平台(32)进液口连通，步进电机(34)输出轴与喷头(322)装载平台(32)驱动连接并驱动喷头(322)装载平台(32)转动；控制系统包括图像采集装置(41)和主控制器(42)，动力机构、离心泵(33)、步进电机(34)均与主控制器(42)通信连接并由主控制器(42)控制其动作，图像采集装置(41)安装在车架(1)前端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈黎卿，程备久，丁克坚，王韦韦，刘立超，王品品，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34