一种用于农业收货的地下作物挖掘设备及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于农业收货的地下作物挖掘设备及其工作方法，包括无人机、连接机构、挖掘机构以及控制机构，控制机构包括处理器、驱动装置、第一定位装置以及第一导航装置，第一定位装置用于获取挖掘机构的第一位置信息，第一导航装置用于生成挖掘机构的移动路线，挖掘机构包括激光测距仪、摄像装置以及机械铲，激光测距仪用于检测其距离地表的高度值并将高度值，摄像装置用于获取挖掘机构周围环境，机械铲用于挖掘地下作物，无人机通过连接机构与挖掘机构相连，连接机构用于控制无人机与挖掘机构的连接关系，无人机包括第二定位装置以及第二导航装置，第二定位装置用于获取无人机的第二位置信息，第二导航装置用于生成无人机的飞行路线。

An Underground Crop Excavation Equipment for Agricultural Receiving and Its Working Method

The invention discloses an underground crop digging device for agricultural receipt and its working method, including an unmanned aerial vehicle, a connecting mechanism, a digging mechanism and a control mechanism. The control mechanism includes a processor, a driving device, a first positioning device and a first navigation device. The first positioning device is used to obtain the first position information of the digging mechanism, and the first navigation device is used to generate the digging. The moving route of the mechanism includes laser rangefinder, camera device and mechanical shovel. Laser rangefinder is used to detect the height value of the distance from the ground surface, camera device is used to acquire the surrounding environment of the excavating mechanism, mechanical shovel is used to excavate underground crops, UAV is connected with the excavating mechanism through the connecting mechanism, and the connecting mechanism is used to control the UAV and the excavating mechanism. The UAV includes a second positioning device and a second navigation device. The second positioning device is used to obtain the second position information of the UAV, and the second navigation device is used to generate the flight path of the UAV.

【技术实现步骤摘要】
一种用于农业收货的地下作物挖掘设备及其工作方法
本专利技术涉及农业领域，特别涉及一种用于农业收货的地下作物挖掘设备及其工作方法。
技术介绍
农作物分为地上作物和地下作物两种，对地上作物来说，可进行人工或机械化收获，且机械化发展已较为成熟，能够大规模替代人工收获；而对地下作物来说，由于其生长于地下，无法直观得观察到其地下部分，机械化操作十分不便，具体在于难以准确地获取到地下部分的位置，容易导致挖掘效率低，且在挖掘的过程中，容易对作物造成损坏，目前地下作物的挖掘还是采用人工为主的收获方式，难以解放劳动力。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服
技术介绍
中的缺点，本专利技术实施例提供了一种用于农业收货的地下作物挖掘设备及其工作方法，能够有效解决上述
技术介绍
中涉及的问题。技术方案：一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，包括无人机、连接机构、挖掘机构以及控制机构，所述控制机构包括处理器、驱动装置、第一定位装置以及第一导航装置，所述处理器分别与所述驱动装置、所述第一定位装置以及所述第一导航装置连接，所述第一定位装置用于获取所述挖掘机构的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理器，所述第一导航装置用于生成所述挖掘机构的移动路线并将所述移动路线发送给所述处理器，所述挖掘机构包括激光测距仪、摄像装置、机械铲以及储物箱，所述激光测距仪以及所述摄像装置分别与所述处理器连接，所述激光测距仪设置于所述挖掘机构的下方，用于检测其距离地表的高度值并将所述高度值发送给所述处理器，所述摄像装置用于获取所述挖掘机构周围环境并将拍摄影像发送给所述处理器，所述机械铲通过机械臂设置于所述挖掘机构的四周，所述机械铲与所述驱动装置连接，用于挖掘地下作物，所述储物箱用于存储挖掘出的作物，所述无人机通过所述连接机构与所述挖掘机构相连，所述连接机构与所述驱动装置连接，用于控制所述无人机与所述挖掘机构的连接关系，所述无人机包括第二定位装置以及第二导航装置，所述第二定位装置以及所述第二导航装置分别与所述处理器连接，所述第二定位装置用于获取所述无人机的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理器，所述第二导航装置用于生成所述无人机的飞行路线并将所述飞行路线发送给所述处理器。作为本专利技术的一种优选方式，所述挖掘机构还包括储水箱、输水导管以及洒水装置，所述输水导管连通所述储水箱与所述洒水装置，所述洒水装置与所述驱动装置连接，用于向作物洒水，所述储水箱包括设置于其上方的电控阀门，所述电控阀门与所述驱动装置连接，用于控制所述储水箱的通闭。作为本专利技术的一种优选方式，所述无人机还包括备用水箱以及抽水装置，所述抽水装置内置于所述备用水箱，所述抽水装置与所述驱动装置连接，用于抽取或释放所述备用水箱内的水体，所述抽水装置的位置与所述电控阀门的位置对应。作为本专利技术的一种优选方式，所述挖掘机构还包括履带式行走装置，所述行走装置设置于所述挖掘机构的下方，且与所述驱动装置连接，用于驱动所述挖掘机构运动。作为本专利技术的一种优选方式，所述储物箱包括内筒，所述内筒独立于所述储物箱，用于存储垃圾，当作物生长环境中存在垃圾时，所述机械铲将所述垃圾转移至所述内筒。作为本专利技术的一种优选方式，包括以下工作步骤：a)设定预设区域以及预设作物，所述处理器将所述预设区域导入所述第二导航装置，所述第二导航装置生成所述无人机的第一飞行路线并将所述第一飞行路线发送给所述处理器；b)所述处理器向所述无人机输出第一飞行信号，所述无人机按照所述第一飞行路线携带所述挖掘机构飞行；c)所述摄像装置获取所述挖掘机构周围环境并将拍摄影像发送给所述处理器；d)所述处理器判断所述拍摄影像中是否存在所述预设作物；e)若是，所述处理器提取出所述预设作物的地上部分，并判断所述预设作物是否满足挖掘条件；f)若是，所述处理器分析所述地上部分的生长状态并计算所述预设作物的地下部分的位置；g)所述处理器控制所述无人机降落，所述激光测距仪检测其距离地表的高度值并将所述高度值发送给所述处理器；h)所述处理器根据接收到的高度值计算所述机械铲的挖掘深度并向驱动装置输出挖掘信号，所述驱动装置驱动所述机械铲向下挖掘；i)所述处理器判断接收到的拍摄影像是否存在所述地下部分；j)若是，所述处理器向所述驱动装置输出转移信号，所述驱动装置驱动所述机械铲获取所述地下部分并将其转移至所述储物箱。作为本专利技术的一种优选方式，所述摄像装置获取所述挖掘机构周围环境并将拍摄影像发送给所述处理器还包括：所述处理器根据所述拍摄影像判断所述预设作物生长处的地表土壤是否需要灌溉；若是，所述处理器向所述驱动装置输出洒水信号，所述驱动装置驱动所述洒水装置向地表土壤洒水。作为本专利技术的一种优选方式，还包括：当储水箱内储水量不足预设量时，所述处理器提取出所述无人机附近的干净水源并将其位置导入所述第二导航装置，所述第二导航装置生成所述无人机的第二飞行路线并将所述第二飞行路线发送给所述处理器；所述处理器向所述驱动装置输出断开信号，所述驱动装置驱动所述连接机构断开连接关系；所述处理器向所述无人机输出第二飞行信号，所述无人机按照所述第二飞行路线飞行；所述处理器向所述驱动装置输出抽水信号，所述驱动装置驱动所述抽水装置进行抽水。作为本专利技术的一种优选方式，还包括：当所述无人机与所述挖掘机构分离后，所述第一导航装置生成所述挖掘机构的移动路线并将所述移动路线发送给所述处理器；所述处理器向所述驱动装置输出行走信号，所述驱动装置驱动所述行走装置按照所述移动路线行走；当所述无人机返回后，所述处理器向所述驱动装置输出连接信号，所述驱动装置驱动所述连接机构建立连接关系；所述处理器向所述驱动装置输出开启信号，所述驱动装置驱动电控阀门开启；所述处理器向所述驱动装置输出输水信号，所述驱动装置驱动所述抽水装置进行输水；所述处理器控制所述无人机继续携带所述挖掘机构飞行。作为本专利技术的一种优选方式，所述处理器根据接收到的高度值计算所述机械铲的挖掘深度还包括：所述处理器根据所述地下部分的位置设定安全深度，所述安全深度小于所述挖掘深度；所述处理器向所述驱动装置输出第一挖掘信号，所述驱动装置驱动所述机械铲以第一预设速度向下挖掘；所述处理器判断所述机械铲的下挖深度是否大于或等于所述安全深度；若是，所述处理器向所述驱动装置输出第二挖掘信号，所述驱动装置驱动所述机械铲以第二预设速度向下挖掘，所述第二预设速度小于所述第一预设速度。本专利技术实现以下有益效果：本专利技术提供的一种用于农业收货的地下作物挖掘设备能够提高地下作物的收率效率以及减小收获时的损坏率；通过无人机与挖掘机构的联合作业，提高了两者的通行效率，在寻找预设作物时，由无人机携带挖掘机构飞行，当寻找到预设作物时，无人机降落，由挖掘机构进行挖掘；处理器根据预设作物的生长状态预估预设作物地下部分的位置，并设定机械铲的挖掘深度，还从挖掘深度中提取出一安全深度，先控制机械铲以较大的第一预设速度向下挖掘所述安全深度，再控制机械铲以较小的第二预设速度再向下挖掘剩余深度，在接近地下部分时以较小的速度下挖，能够较小地下部分被损坏的几率；挖掘机构还可对预设作物生长环境进行灌溉，改善其生长环境；无人机与挖掘机构分离后，可自动前往水源处补充干净水体，并再次通过抽水装置将备用水箱内的水体过渡至挖掘机构的储水箱内；挖掘机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，包括无人机、连接机构、挖掘机构以及控制机构，其特征在于，所述控制机构包括处理器、驱动装置、第一定位装置以及第一导航装置，所述处理器分别与所述驱动装置、所述第一定位装置以及所述第一导航装置连接，所述第一定位装置用于获取所述挖掘机构的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理器，所述第一导航装置用于生成所述挖掘机构的移动路线并将所述移动路线发送给所述处理器，所述挖掘机构包括激光测距仪、摄像装置、机械铲以及储物箱，所述激光测距仪以及所述摄像装置分别与所述处理器连接，所述激光测距仪设置于所述挖掘机构的下方，用于检测其距离地表的高度值并将所述高度值发送给所述处理器，所述摄像装置用于获取所述挖掘机构周围环境并将拍摄影像发送给所述处理器，所述机械铲通过机械臂设置于所述挖掘机构的四周，所述机械铲与所述驱动装置连接，用于挖掘地下作物，所述储物箱用于存储挖掘出的作物，所述无人机通过所述连接机构与所述挖掘机构相连，所述连接机构与所述驱动装置连接，用于控制所述无人机与所述挖掘机构的连接关系，所述无人机包括第二定位装置以及第二导航装置，所述第二定位装置以及所述第二导航装置分别与所述处理器连接，所述第二定位装置用于获取所述无人机的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理器，所述第二导航装置用于生成所述无人机的飞行路线并将所述飞行路线发送给所述处理器。...

【技术特征摘要】
1.一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，包括无人机、连接机构、挖掘机构以及控制机构，其特征在于，所述控制机构包括处理器、驱动装置、第一定位装置以及第一导航装置，所述处理器分别与所述驱动装置、所述第一定位装置以及所述第一导航装置连接，所述第一定位装置用于获取所述挖掘机构的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理器，所述第一导航装置用于生成所述挖掘机构的移动路线并将所述移动路线发送给所述处理器，所述挖掘机构包括激光测距仪、摄像装置、机械铲以及储物箱，所述激光测距仪以及所述摄像装置分别与所述处理器连接，所述激光测距仪设置于所述挖掘机构的下方，用于检测其距离地表的高度值并将所述高度值发送给所述处理器，所述摄像装置用于获取所述挖掘机构周围环境并将拍摄影像发送给所述处理器，所述机械铲通过机械臂设置于所述挖掘机构的四周，所述机械铲与所述驱动装置连接，用于挖掘地下作物，所述储物箱用于存储挖掘出的作物，所述无人机通过所述连接机构与所述挖掘机构相连，所述连接机构与所述驱动装置连接，用于控制所述无人机与所述挖掘机构的连接关系，所述无人机包括第二定位装置以及第二导航装置，所述第二定位装置以及所述第二导航装置分别与所述处理器连接，所述第二定位装置用于获取所述无人机的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理器，所述第二导航装置用于生成所述无人机的飞行路线并将所述飞行路线发送给所述处理器。2.根据权利要求1所述的一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，其特征在于：所述挖掘机构还包括储水箱、输水导管以及洒水装置，所述输水导管连通所述储水箱与所述洒水装置，所述洒水装置与所述驱动装置连接，用于向作物洒水，所述储水箱包括设置于其上方的电控阀门，所述电控阀门与所述驱动装置连接，用于控制所述储水箱的通闭。3.根据权利要求2所述的一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，其特征在于：所述无人机还包括备用水箱以及抽水装置，所述抽水装置内置于所述备用水箱，所述抽水装置与所述驱动装置连接，用于抽取或释放所述备用水箱内的水体，所述抽水装置的位置与所述电控阀门的位置对应。4.根据权利要求1所述的一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，其特征在于：所述挖掘机构还包括履带式行走装置，所述行走装置设置于所述挖掘机构的下方，且与所述驱动装置连接，用于驱动所述挖掘机构运动。5.根据权利要求1所述的一种用于农业收货的地下作物挖掘设备，其特征在于：所述储物箱包括内筒，所述内筒独立于所述储物箱，用于存储垃圾，当作物生长环境中存在垃圾时，所述机械铲将所述垃圾转移至所述内筒。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于农业收货的地下作物挖掘设备的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：a)设定预设区域以及预设作物，所述处理器将所述预设区域导入所述第二导航装置，所述第二导航装置生成所述无人机的第一飞行路线并将所述第一飞行路线发送给所述处理器；b)所述处理器向所述无人机输出第一飞行信号，所述无人机按照所述第一飞行路线携带所述挖掘机构飞行；c)所述摄像装置获取所述挖掘机构周围环境并将拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振花，
申请(专利权)人：张振花，
类型：发明
国别省市：江苏,32