一种日光温室自动导航多功能智能作业车制造技术

本发明专利技术公开了一种与日光温室物联网系统配套的自动导航多功能智能作业车，可实现作业车的远程监控。作业车由电动行走底盘和控制系统两部分组成。该作业车电动底盘采用蓄电池驱动，在温室内作业无污染且噪音小，且安装方便，只需在日光温室北墙下铺设一条轨道即可，降低成本，减少占地面积；作业车具有自主喷药、采摘跟随和自动运输功能，可在作业车上安装温室喷药设备，设定温室总喷药量后，作业车可自动均匀分配各个垄间喷药量，实现无人自主喷药，避免人与药液的接触，安全性更高；也可在收获中作为果实运输车，自动跟随作业人员行驶到下一行垄间后停止等待，能够降低劳动强度，提高作业效率。

A multi function intelligent operating vehicle for automatic navigation in Solar Greenhouse

The invention discloses an automatic navigation multi-function intelligent operating vehicle which is matched with the solar greenhouse network system, and can realize the remote monitoring of the operating vehicle. The operating vehicle is composed of two parts, which are electric walking chassis and control system. The vehicle chassis adopts electric battery powered, no pollution and low noise in the greenhouse, and the installation is convenient, only set a track in the north wall of solar greenhouse can lower cost, reduce the occupied area; work vehicle with independent automatic spraying, picking and follow the transport function, can be installed in greenhouse spraying equipment work on the car, set the total greenhouse spraying after operation vehicle can automatically evenly spraying the ridge, realize unmanned spraying, avoid contact with the liquid, high safety; can also be used as a transport vehicle in the fruit harvest, automatically follow workers driving to the next row after stop waiting. That can reduce labor intensity, improve work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种日光温室自动导航多功能智能作业车
本专利技术属于设施温室智能装备领域，涉及一种用于与日光温室物联网系统配套的自动导航多功能智能作业车。
技术介绍
目前，“日光温室”产业作为我国设施农业产业中的主体，解决我国北方地区冬季的蔬菜淡季供应问题，增加了农民收入，但我国日光温室空间狭小，设备出入困难，运输、喷药、灌溉等作业多依靠人力，劳动强度大，生产效率低；同时劳动力成本不断攀升而且劳动力资源越来越短缺，提高日光温室管理的机械化、智能化作业水平日渐成为亟待解决的难题。物联网技术即通过射频识别、无线数据通信等技术把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。近年来，物联网温室大棚将物联网技术引入温室大棚的管理中，远程或自动调控温室内的环境条件，可实现温室管理的高效和精准，改善产品品质、提高经济效益、减轻劳动强度。物联网农业智能监控系统将在设施农业中得到更广泛应用。因此，研究一种与日光温室物联网系统配套的多功能智能作业车，对我国设施农业智能化发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于与日光温室物联网系统配套的自动导航多功能智能作业车，可远程控制作业车沿日光温室北墙自主导航行驶，与温室喷药设备配合可实现无人自主喷药，在采摘运输中自动跟随采摘人员移动、并可作为温室内生产资料和各种设备的运输平台。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种日光温室自动导航多功能智能作业车，包括电动行走底盘和控制系统；所述电动行走底盘由轨道、一对轨道轮、一对万向轮、作业平台、扶手、驱动电机和爪式联轴器组成；所述的轨道沿温室的北墙安装；所述一对轨道轮和万向轮对称安装在作业平台底部，一对轨道轮均安装在靠近温室北墙一侧，一对万向轮安装在另一侧；所述的扶手安装在作业平台上；所述驱动电机安装在作业平台底部，通过爪式联轴器与上述一个轨道轮连接。所述控制系统由自动导航模块、采摘跟随模块、喷药控制模块、物联网通讯模块、核心控制器以及人机接口电路组成；所述的自动导航模块用于控制作业车在日光温室内自主行走，识别作物垄行，识别作业车位置；所述采摘跟随模块在车辆行驶方向前后有人或其它障碍物时自动停止；所述的物联网通讯模块用于与日光温室物联网系统通讯实现作业车的远程监控；所述的喷药控制模块用于根据温室内作物垄数自主完成农药的喷洒；所述的核心控制器用于接收传感器信号并产生相应的决策控制信号；所述的人机接口电路用于日光温室内作业车的直接控制。所述自动导航模块由两个槽型光电开关、一对轨道挡片、激光传感器组成；所述一对轨道挡片分别安装在轨道的起点和终点，槽型光电开关安装在作业平台下部和轨道的上方，当作业平台处于终点或者起点时，轨道挡片位于槽型光电开关U型槽内，光电开关的光路被遮挡后作业车停止运行；所述的激光传感器安装在作业平台靠近作物的一侧，作业车与作物垄对齐时，激光传感器检测到反射光自动记录垄行位置，识别车辆所在垄行；所述的采摘跟随模块由两个超声波传感器实现；所述的两个超声波传感器分别安装在作业平台的前后，在运输作业和自主喷药作业中检测到有障碍物在其前进方向上时自动停止行驶并发出蜂鸣警报；所述采摘跟随模块在收获采摘作业中检测到有物体靠近作业车并停留一段时间后自动跟随，直至目标停止前进。所述的喷药控制模块由轮辐式称重传感器；所述的轮辐式称重传感器安装在作业平台顶层盖板下的框架上，喷药作业时根据药箱中药液的重量，自动分配各个垄间的喷药量，并自动控制作业车行驶到各个垄间喷洒分配好的药液，实现无人自动喷药。所述的物联网通讯模块由全双工RF433无线数传电台构成，用于与日光温室物联网通讯。所述的智能作业车与日光温室物联网系统配套，能够远程控制作业车沿日光温室北墙自主导航行驶，具有无人自主喷药、自动识别和记忆垄距和垄数、根据作业总垄数均匀分配各垄间喷药量、采摘跟随和运输功能。本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术的自动导航多功能智能作业车能够与日光温室物联网配套，实现作业车的远程监控；只需在日光温室北墙下铺设一条轨道即可，降低成本，减少占地面积；可在作业车上安装温室喷药设备，设定温室总喷药量后，作业车可自动均匀分配各个垄间喷药量，实现无人自主喷药，避免人与药液的接触，安全性更高；也可在收获中作为果实运输车，自动跟随作业人员行驶到下一行垄间后停止等待，能够降低劳动强度，提高作业效率；也可用于各种生产资料和设备的运输平台，方便快捷，提高运输效率。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为日光温室自动导航多功能智能作业车整体结构示意图；图2为日光温室自动导航多功能智能作业车具体结构示意图；1、驱动电机2、扶手3、作业平台4、轨道轮5、轨道6、轨道挡片7、万向轮8、控制箱9、激光传感器10、蓄电池11、物联网通讯模块12、称重传感器13、超声波传感器14、槽式光电开关；图3为日光温室自动导航多功能智能作业车控制系统结构框图；图4为日光温室自动导航多功能智能作业车主控制任务流程图；图5为自主喷药模式作业控制流程图；图6为采摘跟随模式作业控制流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的一种日光温室自动导航多功能智能作业车由电动行走底盘、控制系统组成，用于与日光温室物联网系统配套，可远程控制作业车沿日光温室北墙自主导航行驶，与温室喷药设备配合可实现无人自主喷药，并可作为温室内生产资料和各种设备的运输平台，并在采摘运输中自动跟随采摘人员移动。电动行走底盘由轨道5、一对轨道轮4、一对万向轮7、作业平台3、驱动电机1、扶手2和爪式联轴器组成；所述的轨道5沿温室的北墙安装；所述一对轨道轮4和万向轮7对称安装在作业平台3底部，一对轨道轮4均安装在靠近温室北墙一侧，一对万向轮7安装在另一侧；所述的扶手2安装在作业平台上；所述驱动电机1安装在作业平台3底部，通过爪式联轴器与上述一个轨道轮4连接。如图1、2所示，具体应用中，控制系统由自动导航模块、采摘跟随模块、喷药控制模块、物联网通讯模块、核心控制器以及人机接口电路组成；自动导航模块由两个槽型光电开关14、一对轨道挡片6、激光传感器9组成；采摘跟随模块由两个超声波传感器13实现；喷药控制模块由称重传感器12组成；物联网通讯模块11由全双工RF433无线数传电台构成；控制系统由蓄电池10供电；核心控制器及人机接口电路安装在控制箱8中。两个槽型光电开关14分别安装在作业平台3两端的底部轨道上方，当作业车处于终点或者起点时，轨道挡片6位于槽型光电开关13的U型槽内，传感器光线被遮挡；激光传感器8安装在作业平台2靠近作物的一侧；超声波传感器12安装在作业平台2的前后两侧；称重传感器11安装在作业平台2顶层盖板下的框架上；控制箱7安装在作业平台2侧面上；如图3所示，日光温室多功能智能作业车控制系统由信号采集单元、PWM电机驱动模块、喷药控制单元、RS232驱动器、电源模块、AVR核心模块、控制按键、液晶屏及上述各种传感器组成。信号采集单元与槽型光电开关、激光传感器、超声波传感器、称重传感器相连，传感器的输出信号经光电隔离电路与AVR核心单元的I/O口相连；PWM电机驱动单元利用L298N双H桥电机驱动芯片驱动直流电机，并可通过PWM方式调整电机转速；喷药驱动单元与继电器相连，直接控制喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种日光温室自动导航多功能智能作业车，其特征在于，由电动行走底盘和控制系统两部分组成；所述电动行走底盘由轨道、一对轨道轮、一对万向轮、作业平台、扶手、驱动电机和爪式联轴器组成；所述的轨道沿温室的北墙安装；所述一对轨道轮和万向轮对称安装在作业平台底部，一对轨道轮均安装在靠近温室北墙一侧，一对万向轮安装在另一侧；所述的扶手安装在作业平台上；所述驱动电机安装在作业平台底部，通过爪式联轴器与上述一个轨道轮连接；所述控制系统由自动导航模块、采摘跟随模块、喷药控制模块、物联网通讯模块、核心控制器以及人机接口电路组成；所述核心控制器与自动导航模块、采摘跟随模块、喷药控制模块、物联网通讯模块以及人机接口电路相连。

【技术特征摘要】
1.一种日光温室自动导航多功能智能作业车，其特征在于，由电动行走底盘和控制系统两部分组成；所述电动行走底盘由轨道、一对轨道轮、一对万向轮、作业平台、扶手、驱动电机和爪式联轴器组成；所述的轨道沿温室的北墙安装；所述一对轨道轮和万向轮对称安装在作业平台底部，一对轨道轮均安装在靠近温室北墙一侧，一对万向轮安装在另一侧；所述的扶手安装在作业平台上；所述驱动电机安装在作业平台底部，通过爪式联轴器与上述一个轨道轮连接；所述控制系统由自动导航模块、采摘跟随模块、喷药控制模块、物联网通讯模块、核心控制器以及人机接口电路组成；所述核心控制器与自动导航模块、采摘跟随模块、喷药控制模块、物联网通讯模块以及人机接口电路相连。2.根据权利要求1所述的一种日光温室自动导航多功能智能作业车，其特征在于，所述的自动导航模块由两个槽型光电开关、一对轨道挡片、激光传感器组成；所述的两个槽型光电开关分别安装在作业平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：须晖，罗岩，郭娜，田素博，刘兴安，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21