一种果园自主喷药智能机器人制造技术

一种果园自主喷药智能机器人，其特征在于，所述机器人包括：中央控制模块、喷药模块、配药模块、无线通信模块、定位模块、人机交互模块、图像处理模块、检测模块、行驶模块、供电模块、报警模块、存储模块。该果园自主喷药智能机器人符合目前果园建园标准，无需人为的控制，同时完成对4棵果树顶部和底部叶片正面、背面的喷药，可以自主定位移动完成对果园的整个喷药过程，提高了工作效率，提高了药物的利用率，减少了人的劳动力，保证人不受药物的危害。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种果园自主喷药智能机器人，其特征在于，所述机器人包括：中央控制模块、喷药模块、配药模块、无线通信模块、定位模块、人机交互模块、图像处理模块、检测模块、行驶模块、供电模块、报警模块、存储模块。该果园自主喷药智能机器人符合目前果园建园标准，无需人为的控制，同时完成对4棵果树顶部和底部叶片正面、背面的喷药，可以自主定位移动完成对果园的整个喷药过程，提高了工作效率，提高了药物的利用率，减少了人的劳动力，保证人不受药物的危害。【专利说明】一种果园自主喷药智能机器人
本专利技术涉及一种智能机器人，特别是针对一种果园自主喷药智能机器人。
技术介绍
随着人们对生活质量要求的提高，人们更加认识到水果营养价值的重要性，对水果的需求量越来越大。果农种植的果树越来越多，给果树喷药工作变得更加繁重。 目前，给果树喷药的工作主要由人工完成。人工喷药存在以下不利因素:1、药物对人体有害，会引起人体的潜在的病变危害。2、喷药效率低下，人工喷药不仅消耗体力，更耽误时间。3、药物利用率低，人工喷药会造成喷药不均匀，药物滴漏等问题，导致药物的浪费。有一些机械喷药装置应用在果园喷药方面，但这些喷药装置存在以下弊端:1、需要人为控制，不能够自主实现喷药全过程。2、喷药方式单一，效率不够高。3、工作方式不符合现在果园的建园标准。4、操作方式复杂。 因此，目前果园喷药方式存在许多弊端，专利技术一种果园自主喷药智能机器人可以用来解决果园喷药的问题，帮助果农轻松的完成对果园的喷药。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术无法满足上述果园喷药方面的问题，提供了一种果园自主喷药智能机器人，能够代替人完成对果园自主喷药的机器人。该果园自主喷药智能机器人符合目前果园建园标准，无需人为的控制，同时完成对4棵果树顶部和底部叶片正面、背面的喷药，可以自主定位移动完成对果园的整个喷药过程，提高了工作效率，提高了药物的利用率，减少了人的劳动力，保证人不受药物的危害。 为了完成上述目的，本专利技术采用以下技术方案。 一种果园自主喷药智能机器人，其特征在于，所述机器人包括:中央控制模块、喷药模块、配药模块、无线通信模块、定位模块、人机交互模块、图像处理模块、检测模块、行驶模块、供电模块、报警模块、存储模块。通过上述各个模块的相互统一、协调的工作，实现各个模块的功能和信息处理控制，完成果园自主喷药智能机器人对果园的喷药工作。 所述的中央控制模块使用高级微处理器控制，与喷药模块、配药模块、无线通信模块、定位模块、人机交互模块、图像处理模块、检测模块、行驶模块、供电模块、报警模块、存储模块连接，保证果园自主喷药智能机器人采集信息和处理信息的效率，准确控制各个模块完成相关功能。 所述的喷药模块完成机器人对果树的喷药工作，通过8个可以折叠、伸展的机械臂、8个药物喷头同时对4棵果树的顶部和底部喷药，喷药开关由电磁阀控制，喷药压力由安装在机器人上的农用喷药泵提供。顶部4个机械臂的升降由电动液压千斤顶来实现。每个药物喷头通过塑料软导管与农用喷药泵连接。喷药模块包括:8个药物喷头、8个电磁阀、I台农用喷药泵、I个电动液压千斤顶、塑料软导管。 所述的配药模块完成对药物的搅拌调配。开始配药时，完成对药物的搅匀，使药物充分溶合。在对果树喷药过程中，按用户设置好的时间间隔进行药物搅拌，使药物不会沉淀，保证药物的均匀溶合。配药模块包括:内置式搅拌器、搅拌器电机、药物桶。药物桶可拆卸，在配药的时候可卸下，配完药后安装在机器人身上卡住固定。 所述的无线通信模块用于机器人的无线通信，完成ZigBee无线定位，通过WiFi无线通信与用户手持设备(如手机、PAD、PC机等)进行通信。无线通信模块包括ZigBee无线单元、WiFi无线单元。 所述的定位模块采用ZigBee无线网络定位。在果园的周围设置好ZigBee无线参考节点，机器人身上安装ZigBee无线定位节点。机器人作为定位节点向果园周围设置好的参考节点发送RSSI收集命令，立刻收集此次RSSI值，经过这种方式的多次采值后，通过中央控制模块计算机器人在果园的位置。根据果园实际尺寸和每棵树在果园中的分布，对果园进行果园地图的建模，将果园地图模型导入到机器人存储模块供中央控制模块调取，实时的定位模块和预先存储的果园地图模型进行对比和修正，判断出果树的位置，准确的定位出机器人在喷药工作位置停下，完成对果树喷药的工作。定位模块包括ZigBee无线参考节点、定位节点、无线通信。 所述的人机交互模块实现人与机器人之间的信息通信。人机交互模块通过WiFi无线通信将机器人与用户手持设备(如手机、PAD、PC机等)进行连接通信。用户可以通过与机器人通信连接后的手持设备端上位机软件对机器人进行控制，接收机器人采集的图像信息、检测信息、报警信息，实现对机器人的远距离控制和监视。 所述的图像处理模块完成对机器人周围情况的实时摄像监控。包括云台高清摄像头、图像采集卡、图像处理软件。 所述的检测模块实现对药物剩余量、喷药流速的检测，完成机器人识别方向、检测障碍物和自身状态。检测模块包括液位传感器、涡轮流量计、陀螺仪、里程计、电子罗盘、激光测距仪、加速度传感器、超声波传感器。通过液位传感器、涡轮流量计分别检测药物剩余量、喷药流速，以避免无药工作和对药物喷头堵塞及时发现。当喷药流速过慢不正常时，说明药物喷头发生堵塞或其他故障。通过激光测距仪、加速度传感器、陀螺仪、里程计、电子罗盘、超声波传感器识别方向、检测障碍物和自身状态。 所述的行驶模块使用履带式移动。行驶模块的机械结构采用2条同步履带、I个主轴、I个直齿轮、I个圆锥齿轮、2个主动轮、2个从动轮。动力结构采用2个直流伺服电机、2个减速器、2个旋转编码器、2个H桥电机PWM驱动电路、电机过流保护装置。减速器与动力轮连接；直流伺服电机与减速器、旋转编码器、H桥电机PWM驱动电路连接，构成行驶动力装置。H桥电机PWM驱动电路控制电机的正转和反转，控制主动轮正、反转，带动同步履带移动完成机器人在果园内前进、后退和转向。 所述的供电模块完成对机器人整个系统的供电、电压转换、剩余电量检测，保证机器人供电的安全、高效。供电模块包括高能效锂离子电池组、电压转换器、电量检测器。 所述的报警模块实现了当药物余量不足、药物喷头堵塞、电池组电量不足时，通过WiFi无线通信向用户手持设备报警，以便用户及时发现处理。 所述的存储模块实现机器人图像采集、检测信息和其他模块数据的记录和存储。存储模块包括果园地图模型数据存储、图像数据存储、检测数据存储。 本专利技术的有益效果是:通过ZigBee无线网络定位技术和地图模型构建技术相结合，实现机器人自主移动到果园喷药工作位置，同时对4棵果树的顶部和底部叶片正面和背面的喷药。该果园自主喷药智能机器人符合目前果园建园标准，无需人为的控制，可以自主定位移动完成对果园的整个喷药过程，大大提高了工作效率，提高了药物的利用率，减少了人的劳动力，保证人不受药物的危害。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术整体结构示意图。 图2为本专利技术外部机械结构示意图。 图3为本专利技术机器人工作方法示意图。 图4为本专利技术机器人行驶区域示意图。 图5为本专利技术上位机软件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种果园自主喷药智能机器人，其特征在于，所述机器人包括：中央控制模块、喷药模块、配药模块、无线通信模块、定位模块、人机交互模块、图像处理模块、检测模块、行驶模块、供电模块、报警模块、存储模块；中央控制模块与喷药模块、配药模块、无线通信模块、定位模块、人机交互模块、图像处理模块、检测模块、行驶模块、供电模块、报警模块、存储模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董永波，张慧芬，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37