一种智能植保小车及其方法技术

本发明专利技术公开一种智能植保小车及其方法，包含车体和用于喷洒农药的喷药设备；车体设有行驶装置，喷药设备位于行驶装置的上方，喷药设备包含：装备适量农药的储药罐；增压泵，其通过管道低压端与储药罐开口端连接；至少一个电磁阀，其输入端通过管道与增压泵的高压端连接；至少一组喷嘴，布置在立杆上且通过管道与电磁阀输出端连接；用于保护管道的溢流阀，其与增压泵的高压端连接；增压泵、电磁阀和溢流阀均与控制器相连，控制各设备协同工作。本发明专利技术通过装载麦克纳姆轮并通过智能控制实现车身不转动就可在狭小空间内全方位移动自动完成喷药工作，克服像大棚这样狭小空间的喷药植保工作并避免喷药时人体近距离接触喷药机进而发生农药中毒的危险。

An Intelligent Vehicle for Plant Protection and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种智能植保小车及其方法
本专利技术涉及植保
，特征涉及一种智能植保小车及其方法。
技术介绍
现如今，给作物施药是保证植物健康成长、提高作物产量必不可少的一种植保手段。我国主要以下几种喷药设备，其中人力背负式喷药机费力大、效率慢，适用于小面积耕地的植保工作，并且需要人和喷药机近距离接触，喷洒出的农药很可能对人体造成危害；车载式喷药机械相比于人力背负，车载式更加高效和省力，但成本较大，适用于大面积耕地的喷药工作，但同时过长的喷药管使得喷药工作很不方便。另外，还有近些年新兴的无人喷药机，这种喷药机高效安全，机动性好相比于大型植保飞机雾滴漂移少，由于其旋翼作用，穿透能力强，喷药效果好，但该种喷药设备一次负载农药量较小，需要专用的航空用药，农药不加水稀释，且续航能力不强，一块电池仅能工作十五分钟左右，充电时间久，若要连续工作6个小时，需要一次携带二十几块电电池，且工作过程中要频繁换电池。基于上述原因，研发一种智能植保小车，用以克服像大棚这样狭小空间的喷药植保工作并避免喷药时人体近距离接触喷药机进而发生农药中毒的危险，实为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能植保小车及其方法，通过装载麦克纳姆轮并通过智能控制可以实现车身不转动就可以在狭小空间内全方位移动自动完成喷药工作，克服了像大棚这样狭小空间的喷药植保工作并避免喷药时人体近距离接触喷药机进而发生农药中毒的危险。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种智能植保小车，包含车体和用于喷洒农药的喷药设备；其中，所述车体中设置有带动小车在地面上全方位运动以及进入轨道运动的行驶装置，所述喷药设备位于所述行驶装置的上方，所述喷药设备包含：装备适量农药的储药罐；用于给农药加压以使农药有足够压力喷出的增压泵，其低压端通过管道与所述储药罐开口端连接；至少一个电磁阀，其输入端通过管道与所述增压泵的高压端连接；用于给作物喷药的至少一组喷嘴，布置在立杆上且通过管道与所述电磁阀输出端连接；用于保护管道的溢流阀，与所述增压泵的高压端连接；控制器，其分别与所述增压泵、所述电磁阀和所述溢流阀相连，控制各设备协同工作。优选地，所述电磁阀为两个，每个电磁阀的输出端对应一组所述喷嘴，两组喷嘴分别布置在小车左右两侧的所述立杆上；所述小车的车体上设有为喷药设备供电的电池组。优选地，所述行驶装置包含：带动小车在地面上全方位运动的若干个轮子，每个轮子均与独立的一驱动轮电机连接；带动小车进入轨道运动的至少两个滚筒，包含前滚筒和后滚筒，分别与前滚筒驱动电机和后滚筒驱动电机连接；其中，所述控制器分别与每个驱动轮电机、前滚筒驱动电机和后滚筒驱动电机连接，控制轮子运动以及滚筒进入轨道或下轨道；至少一加速度传感器，与所述控制器连接，所述加速度传感器采集到滚筒进入轨道或下轨道的车体加速度信号并产生电压信号，输出至所述主控制器，所述主控制器发出进入轨道或下轨道的控制指令，控制对应的滚筒驱动电机运转，滚筒接替轮子为小车提供前进动力。优选地，所述若干个轮子中包含两对麦克纳姆轮，分别为左前轮和右前轮，以及左后轮和右后轮，所述左前轮和右前轮对称分布在车体前部的左右两侧，所述左后轮和右后轮对称分布在车体后部的左右两侧；其中，每对麦克纳姆轮的滚子在45°方向且相反配置。优选地，所述车体上设有检测装置，所述检测装置设有用来扫描地面上二维码的二维码扫描仪，所述二维码扫描仪与所述控制器连接，将从所述二维码上扫描得到的小车当前位置信息和下一动作指令传送至所述控制器。优选地，小车工作地的地面或周围放置有地面标识以及在小车行进轨迹上张贴轨迹胶带，所述检测装置进一步包含至少两摄像头传感器，均与所述控制器相连，其中，至少一摄像头传感器用于识别地面标识信息，至少一摄像头传感器用于识别小车行进轨迹，所述摄像头传感器将得到的信息传送至所述控制器，以确定小车当前的位置信息和路径信息，且据此修正小车位置以使小车沿所述轨迹胶带行驶。优选地，所述检测装置进一步包含有用于检测车体两侧近距离内是否有需要喷药的作物的至少两个超声波传感器，分别安装在小车的左右两侧且与所述控制器相连。优选地，小车进入轨道时，所述左前轮和所述右前轮逐渐前进直至前滚筒开始接触轨道时，车体发生加速度的突变，所述加速度传感器采集此时的加速度信号，产生对应的电压信号并传递给所述主控制器，所述主控制器控制所述前滚筒驱动电机转动，使所述前滚筒运转以接替所述左前轮和所述右前轮，给小车提供向前的动力；小车的左后轮和右后轮逐渐前进直至后滚筒开始接触轨道时，车体再次发生加速度的突变，所述加速度传感器采集此时的加速度信号，产生对应的电压信号并传递给所述主控制器，所述主控制器控制所述后滚筒驱动电机转动，使所述后滚筒运转以接替所述左后轮和所述右后轮，给小车提供向前的动力进入轨道；其中，当所述前滚筒触碰并登上所述轨道的瞬间时，用于驱动所述左前轮的驱动轮电机和用于驱动所述右前轮的驱动轮电机均为停止转动状态，所述左前轮和所述右前轮均为停止运动状态；当所述后滚筒触碰并登上轨道的瞬间时，用于驱动所述左后轮的驱动轮电机和用于驱动所述右后轮的驱动轮电机均为停止转动状态，所述左后轮和所述右后轮均为停止运动状态。优选地，当小车下轨道时，当前滚筒开始接触轨道时，车体发生加速度的突变，所述加速度传感器采集此时的加速度信号，产生对应的电压信号并传递给所述主控制器，所述主控制器控制所述前滚筒驱动电机停止转动，同时控制驱动左前轮以及右前轮开始转动，所述左前轮和所述右前轮和所述后滚筒配合为智能车提供持续动力；小车的左前轮和右前轮逐渐前进直至后滚筒开始接触轨道时，车体发生加速度的突变，所述加速度传感器采集此时的加速度信号，产生对应的电压信号并传递给所述主控制器，所述主控制器控制所述后滚筒驱动电机停止转动，同时控制所述左后轮以及所述右后轮开始转动，所述左后轮与所述右后轮以及左前轮与所述右前轮共同配合为小车提供持续动力。本专利技术提供了一种如上文所述的智能植保小车的工作方法，该方法包含以下步骤：S1、小车的喷药设备的储药罐装备有适当容量的农药；S2、装好农药后，小车在起始位置启动，小车上的二维码扫描仪扫描该起始位置处的地面二维码并将扫描得到的信息传回控制器，控制器以此信息获取小车当前位置信息并输出电机动作指令，四个麦克纳姆轮协同工作使小车运动至下一第二位置，所述步骤S2中，小车上的摄像头传感器扫描地面的黑色胶带，并将扫描得到的信息传回控制器，控制器据此修正小车位置，使得小车一直沿黑色胶带行驶，以保证能扫描到第二位置的二维码；S3、小车运动至在所述第二位置时，所述二维码扫描仪扫描到位于第二位置处的二维码，获取新的位置信息和动作指令，小车根据控制器输出的控制指令向指定方向移动至第三位置；小车运动至所述第三位置时，小车上的二维码扫描仪扫描到第三位置处的二维码，控制器收到当前位置信息和下一个运动指令，小车按照运动指令向指定方向移动然后行进一段距离后，小车触碰到轨道，并将要驶上轨道；S4、小车前侧的一对麦克纳姆轮运动直至小车的前滚筒接触轨道时，小车产生加速度突变，小车上装载的加速度传感器检测到加速度的变化，将所采集的加速度信号产生对应的电压信号并传送给控制器，控制器判断出小车上轨道，控制器据此发出上轨道的动作指令使得用于驱动前侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能植保小车，其特征在于，包含车体和用于喷洒农药的喷药设备；其中，所述车体中设置有带动小车在地面上全方位运动以及进入轨道运动的行驶装置，所述喷药设备位于所述行驶装置的上方，所述喷药设备包含：装备适量农药的储药罐；用于给农药加压以使农药有足够压力喷出的增压泵，其低压端通过管道与所述储药罐开口端连接；至少一个电磁阀，其输入端通过管道与所述增压泵的高压端连接；用于给作物喷药的至少一组喷嘴，布置在立杆上且通过管道与所述电磁阀输出端连接；用于保护管道的溢流阀，与所述增压泵的高压端连接；控制器，其分别与所述增压泵、所述电磁阀和所述溢流阀相连，控制各设备协同工作。

【技术特征摘要】
1.一种智能植保小车，其特征在于，包含车体和用于喷洒农药的喷药设备；其中，所述车体中设置有带动小车在地面上全方位运动以及进入轨道运动的行驶装置，所述喷药设备位于所述行驶装置的上方，所述喷药设备包含：装备适量农药的储药罐；用于给农药加压以使农药有足够压力喷出的增压泵，其低压端通过管道与所述储药罐开口端连接；至少一个电磁阀，其输入端通过管道与所述增压泵的高压端连接；用于给作物喷药的至少一组喷嘴，布置在立杆上且通过管道与所述电磁阀输出端连接；用于保护管道的溢流阀，与所述增压泵的高压端连接；控制器，其分别与所述增压泵、所述电磁阀和所述溢流阀相连，控制各设备协同工作。2.如权利要求1所述的智能植保小车，其特征在于，所述电磁阀为两个，每个电磁阀的输出端对应一组所述喷嘴，两组喷嘴分别布置在小车左右两侧的所述立杆上；所述小车的车体上设有为喷药设备供电的电池组。3.如权利要求1或2所述的智能植保小车，其特征在于，所述行驶装置包含：带动小车在地面上全方位运动的若干个轮子，每个轮子均与独立的一驱动轮电机连接；带动小车进入轨道运动的至少两个滚筒，包含前滚筒和后滚筒，分别与前滚筒驱动电机和后滚筒驱动电机连接；其中，所述控制器分别与每个驱动轮电机、前滚筒驱动电机和后滚筒驱动电机连接，控制轮子运动以及滚筒进入轨道或下轨道；至少一加速度传感器，与所述控制器连接，所述加速度传感器采集到滚筒进入轨道或下轨道的车体加速度信号并产生电压信号，输出至所述主控制器，所述主控制器发出进入轨道或下轨道的控制指令，控制对应的滚筒驱动电机运转，滚筒接替轮子为小车提供前进动力。4.如权利要求3所述的智能植保小车，其特征在于，所述若干个轮子中包含两对麦克纳姆轮，分别为左前轮和右前轮，以及左后轮和右后轮，所述左前轮和右前轮对称分布在车体前部的左右两侧，所述左后轮和右后轮对称分布在车体后部的左右两侧；其中，每对麦克纳姆轮的滚子在45°方向且相反配置。5.如权利要求1所述的智能植保小车，其特征在于，所述车体上设有检测装置，所述检测装置设有用来扫描地面上二维码的二维码扫描仪，所述二维码扫描仪与所述控制器连接，将从所述二维码上扫描得到的小车当前位置信息和下一动作指令传送至所述控制器。6.如权利要求5所述的智能植保小车，其特征在于，小车工作地的地面或周围放置有地面标识以及在小车行进轨迹上张贴轨迹胶带，所述检测装置进一步包含至少两摄像头传感器，均与所述控制器相连，其中，至少一摄像头传感器用于识别地面标识信息，至少一摄像头传感器用于识别小车行进轨迹，所述摄像头传感器将得到的信息传送至所述控制器，以确定小车当前的位置信息和路径信息，且据此修正小车位置以使小车沿所述轨迹胶带行驶。7.如权利要求5或6所述的智能植保小车，其特征在于，所述检测装置进一步包含有用于检测车体两侧近距离内是否有需要喷药的作物的至少两个超声波传感器，分别安装在小车的左右两侧且与所述控制器相连。8.如权利要求3所述的智能植保小车，其特征在于，小车进入轨道时，所述左前轮和所述右前轮逐渐前进直至前滚筒开始接触轨道时，车体发生加速度的突变，所述加速度传感器采集此时的加速度信号，产生对应的电压信号并传递给所述主控制器，所述主控制器控制所述前滚筒驱动电机转动，使所述前滚筒运转以接替所述左前轮和所述右前轮，给小车提供向前的动力；小车的左后轮和右后轮逐渐前进直至后滚筒开始接触轨道时，车体再次发生加速度的突变，所述加速度传感器采集此时的加速度信号，产生对应的电压信号并传递给所述主控制器，所述主控制器控制所述后滚筒驱动电机转动，使所述后滚筒运转以接替所述左后轮和所述右后轮，给小车提供向前的动力进入轨道；其中，当所述前滚筒触碰并登上所述轨道的瞬间时，用于驱动所述左前轮的驱动轮电机和用于驱动所述右前轮的驱动轮电机均为停止转动状态，所述左前轮和所述右前轮均为停止运动状态；当所述后滚筒触碰并登上轨道的瞬间时，用于驱动所述左后轮的驱动轮电机和用于驱动所述右后轮的驱动轮电机均为停止转动状态，所述左...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝小元，黄文东，孟飞，张记超，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海,31