基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人制造技术

基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，包括移动平台、施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；移动平台设置有施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统。所述施肥装置包括进气管、出液管、储气罐，所述进气管一端连接储气罐，进气管另一端连接充气泵。储气罐通过供气支管连接多个营养液瓶。每个营养液瓶的出液管经由流量传感器、电磁阀与混合罐相连接。所述出液管固定在机械臂上。所述盆栽识别系统由移动平台上挂载的二维码扫描枪构成。本实用新型专利技术一种基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，根据盆栽所需要施加的肥料施肥，不需要再用人工配肥施肥。提高了作业的精准度，很好地解决了科研院所、高校以及花卉育种基地对于盆栽的变量施肥问题。

STM32 based self walking potted plant variable fertilization robot

The self-propelled potted variable rate robot based on STM32 includes mobile platform, fertilizing device, potting recognition system and electrical control system. The mobile platform is equipped with fertilizer device, potting recognition system and electrical control system. The fertilizer device includes an air intake pipe, a liquid outlet pipe and a gas storage tank. One end of the intake pipe is connected with a gas storage tank, and the other end of the intake pipe is connected with an inflatable pump. The gas storage tank is connected with a plurality of nutrient liquid bottles through the gas supply branch pipe. The liquid outlet pipe of each nutrient liquid bottle is connected by a flow sensor, a solenoid valve and a mixed tank. The liquid pipe is fixed on the mechanical arm. The potted recognition system is composed of a two-dimensional code scanning gun mounted on a mobile platform. The utility model relates to a self-propelled potted variable rate fertilizer robot based on STM32, which is fertilized according to the fertilizer needed for potting, and no artificial fertilizer is needed. The precision of the work is improved and the problem of variable fertilization for potted plants is well solved by the scientific research institute, the University and the flower breeding base.

【技术实现步骤摘要】
基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人
本技术涉及一种农业机器人，尤其是一种基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人。
技术介绍
现在很多科研院所、高校以及花卉育种基地都要通过盆栽来做植物生长实验以及培育品种。其中对盆栽的施肥是一项关键步骤，由于不同生长周期的植物需要施加不同种类和不同剂量的肥，甚至单个的植株间施肥也不相同，人工配肥效率低且不精准，需要设计盆栽变量施肥机器人来满足目前需要。中国专利“ZL201620036652.5”（授权公告号：CN205320790U）公开了“一种盆栽自动浇水施肥装置”。该装置是通过管道对盆栽统一施肥，但其缺点为：不能根据不同盆栽的不同需要进行变量施肥，且施肥管道容易由于肥料的沉淀造成堵塞。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，该机器人通过扫描盆栽位置上的二维码来识别盆栽，单片机中存储着盆栽所需施肥的信息。机器人根据盆栽所需要施加的肥料施肥，不需要再用人工配肥施肥。减轻了劳动强度，并提高了作业的精准度，很好地解决了科研院所、高校以及花卉育种基地对于盆栽的变量施肥问题。本技术采取的技术方案为：基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，包括移动平台、施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；移动平台设置有施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统。所述施肥装置包括营养液瓶、进气管、出液管、储气罐、充气泵、电磁阀、流量传感器、混合罐、进液管、机械臂。所述进气管一端连接储气罐，进气管另一端连接充气泵，由充气泵向储气罐供给气体。储气罐通过供气支管连接多个营养液瓶，通过储气罐向每个营养液瓶充气增压，使营养液从营养液瓶中流向出液管。出液管上设置有电磁阀、流量传感器，每个营养液瓶的出液管经由流量传感器、电磁阀与混合罐相连接。所述出液管固定在机械臂上。所述盆栽识别系统由移动平台上挂载的二维码扫描枪构成，二维码扫描枪用于扫描盆栽前的二维码。所述电气控制系统包括：电源模块、STM32单片机模块、电机驱动模块、信号处理模块；各个模块通过电源模块单独供电，所述STM32单片机模块分别连接电机驱动模块、信号处理模块。所述移动平台包括底盘、车轮、链条箱、电机、太阳能电池板；车轮通过链条箱连接电机，车轮由电机驱动并通过链条箱中的链条传动；太阳能电池板安装在底盘上，太阳能电池板通过光伏管理系统连接电源模块。所述移动平台设有金属检测传感器，地面上铺设有金属线，该机器人通过金属检测传感器8识别地面上铺设的金属线，来实现自动行走。所述机械臂包括舵机盘、舵机、支撑架、转换接头、拉杆；所述舵机盘安装有舵机，舵机盘连接支撑架、拉杆，支撑架端部安装转换接头。所述转换接头与花洒式施肥头通过螺纹配合,实现了水流式与喷洒式施肥。所述电气控制系统还包括无线遥控模块，无线遥控模块连接STM32单片机模块。所述无线遥控模块为方便人工移动机器人所设置。本技术一种基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，有益效果如下：1：机器人通过识别地面上铺设的金属线来实现自动行走，金属线具有易铺设，不怕被泥土覆盖，识别时抗干扰能力强等优点。2：通过二维码扫描枪扫描盆栽前的二维码识别盆栽，并根据STM32单片机模块中存储的盆栽施肥信息，来自动将所需的营养液从不同的营养液瓶中通过气压压出，并通过流量传感器检测控制施加的营养液量，不同种类的营养液进入混合罐，混合完毕后，通过机械臂上的出液管导向准确施向盆栽土壤中，实现了盆栽的精准变量施肥。3：该机器人实现了盆栽的精准自动变量施肥，解决了传统管道式施肥营养液单一，沉淀的营养液易堵塞管道等问题。4：该机器人适用性较强，对大多数盆栽植株种类均可较好地完成施肥。且机器人是根据植株对营养液的需求量配制营养液，避免配制营养液过剩造成浪费。节省成本的同时提高了工作效率。5：此外，机器人还加装了遥控装置和太阳能充电装置，实现了对机器人的远程操控并提高了机器人电池的续航能力。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术的施肥装置结构示意图。图3为本技术的机械臂、二维码扫描枪的结构示意图。具体实施方式如图1~图3所示，基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，包括移动平台、施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；移动平台设置有施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统。所述施肥装置包括营养液瓶17、进气管15、出液管20、储气罐16、充气泵14、电磁阀21、流量传感器19、混合罐23、进液管22、机械臂。所述进气管15一端连接储气罐16，进气管15另一端连接充气泵14，由充气泵14向储气罐16供给气体；储气罐16通过供气支管连接多个营养液瓶17，通过储气罐16向每个营养液瓶17充气增压，使营养液从营养液瓶17中流向出液管20。出液管20上设置有电磁阀21、流量传感器19，每个营养液瓶17的出液管20经由流量传感器19、电磁阀21与混合罐23相连接。所述出液管20固定在机械臂上。电磁阀21的通断决定营养液的流出种类；流量传感器19决定每种营养液流出的量，从而决定流入混合罐23的营养液的使用种类与剂量。不同的营养液在混合罐23充分混合后，由储气罐16提供气压，使营养液经固定在机械臂上的出液管20输送给盆栽，通过控制机械臂的运动，可使营养液准确地施加到盆栽植株土壤上。所述盆栽识别系统由移动平台上挂载的二维码扫描枪7构成，二维码扫描枪7用于扫描盆栽前的二维码；并根据STM32单片机模块存储的盆栽施肥信息，决定施肥的种类及剂量，通过控制电磁阀21、流量传感器19，实现对盆栽的精准变量施肥。所述电气控制系统包括：电源模块6、STM32单片机模块、电机驱动模块、信号处理模块；各个模块通过电源模块单独供电，所述STM32单片机模块分别连接电机驱动模块、信号处理模块。所述电源模块6采用24V蓄电池电源，该电源除充电储能外，还可在工作时通过太阳能电池板进行充电，提高了机器人的续航能力。太阳能电池板5安装在底盘1上，太阳能电池板5通过光伏管理系统连接电源模块6。所述移动平台包括底盘1、车轮2、链条箱3、电机4、太阳能电池板5。车轮2通过链条箱3连接电机4，车轮2由电机4驱动并通过链条箱3中的链条传动。所述车轮2分为两个独立部分，车的两侧各有三个轮子，每侧的三个轮子通过一个电机驱动并通过链条的传动使其全部为驱动轮，实现了车子的六轮驱动。使机器人可实现原地转向等功能，满足了机器人的灵活性要求。所述移动平台设有金属检测传感器8，地面上铺设有金属线，该机器人通过金属检测传感器8识别地面上铺设的金属线，来实现自动行走。所述机械臂包括舵机盘9、舵机10、支撑架11、转换接头12、拉杆13；所述舵机盘9安装有舵机10，舵机盘9连接支撑架11、拉杆13，支撑架11端部安装转换接头12。所述转换接头12与花洒式施肥头通过螺纹配合，实现了水流式与喷洒式施肥。所述电气控制系统还包括无线遥控模块，无线遥控模块连接STM32单片机模块。所述无线遥控模块为方便人工移动机器人所设置。工作过程：本技术基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，通过金属检测传感器8识别地面上铺设的金属线来实现自动行走，通过二维码扫描枪7扫描盆栽前的二维码，来识别盆栽的序号，根据STM32单片机模本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，包括移动平台、施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；移动平台设置有施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；其特征在于：所述施肥装置包括营养液瓶（17）、进气管（15）、出液管（20）、储气罐（16）、充气泵（14）、电磁阀（21）、流量传感器（19）、混合罐（23）、进液管（22）、机械臂；所述进气管（15）一端连接储气罐（16），进气管（15）另一端连接充气泵（14），由充气泵（14）向储气罐（16）供给气体；储气罐（16）通过供气支管连接多个营养液瓶（17），通过储气罐（16）向每个营养液瓶（17）充气增压，使营养液从营养液瓶（17）中流向出液管（20）；出液管（20）上设置有电磁阀（21）、流量传感器（19），每个营养液瓶（17）的出液管（20）经由流量传感器（19）、电磁阀（21）与混合罐（23）相连接；所述出液管（20）固定在机械臂上；所述盆栽识别系统由移动平台上挂载的二维码扫描枪（7）构成，二维码扫描枪（7）用于扫描盆栽前的二维码；所述电气控制系统包括：电源模块（6）、STM32单片机模块、电机驱动模块、信号处理模块；各个模块通过电源模块单独供电，所述STM32单片机模块分别连接电机驱动模块、信号处理模块。...

【技术特征摘要】
1.基于STM32的自走式盆栽变量施肥机器人，包括移动平台、施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；移动平台设置有施肥装置、盆栽识别系统、电气控制系统；其特征在于：所述施肥装置包括营养液瓶（17）、进气管（15）、出液管（20）、储气罐（16）、充气泵（14）、电磁阀（21）、流量传感器（19）、混合罐（23）、进液管（22）、机械臂；所述进气管（15）一端连接储气罐（16），进气管（15）另一端连接充气泵（14），由充气泵（14）向储气罐（16）供给气体；储气罐（16）通过供气支管连接多个营养液瓶（17），通过储气罐（16）向每个营养液瓶（17）充气增压，使营养液从营养液瓶（17）中流向出液管（20）；出液管（20）上设置有电磁阀（21）、流量传感器（19），每个营养液瓶（17）的出液管（20）经由流量传感器（19）、电磁阀（21）与混合罐（23）相连接；所述出液管（20）固定在机械臂上；所述盆栽识别系统由移动平台上挂载的二维码扫描枪（7）构成，二维码扫描枪（7）用于扫描盆栽前的二维码；所述电气控制系统包括：电源模块（6）、STM32单片机模块、电机驱动模块、信号处理模块；各个模块通过电源模块单独供电，所述STM32单片机模块分别连接电机驱动模块、信号处理模块。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书博，杨振宇，蒋嵚，何璇，王金铭，章宏易，卫佳，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42