一种轨道式农业机器人行走控制方法、系统及机器人技术方案

一种轨道式农业机器人行走控制方法，包括以下步骤：将机器人吊装于导磁轨道上；机器人通过电磁力与导磁轨道作用，使其自身沿导磁轨道运行；停止作用于导磁轨道上的电磁力，机器人静止于导磁轨道上。本发明专利技术通过电磁力为动力驱动机器人运转，相对于传统的电机驱动噪音会更小，同时采用电磁驱动的方式也会使运动能量的损耗降低。通过将机器人吊装于导磁轨道上，相较于设置于导磁轨道上方的方式，可以使机器人固定更为简洁和牢靠。

A walking control method, system and robot of agricultural robot

【技术实现步骤摘要】
一种轨道式农业机器人行走控制方法、系统及机器人
本专利技术属于农业机器人领域，具体涉及一种轨道式农业机器人行走控制方法、系统及机器人。
技术介绍
国内外现代农业基地中，对大面积户外种植的农作物监测一般采用无人机。但是现代农业大棚由于结构复杂，环境封闭，无人机噪音较大等问题，一般采用视频摄像头采集图像。由于单个摄像头监测范围有限，需要大量摄像头才能覆盖全部农作物生长区。大量摄像头需要配备大量的磁盘阵列及视频服务器，设备成本、施工成本及维护成本都较高。目前，采用导磁轨道式农业机器人进行巡检的方式已经开始作为一个主要的研究方向，但是目前机器人的运行都是通过电机进行传动，采用这种方式不但噪音大而且功耗高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种轨道式农业机器人行走控制方法，所述轨道式农业机器人行走控制方法的过程简单，解决了运动噪音大、运动能量消耗高的问题。本专利技术还提供了一种机器人行走控制系统和一种农业机器人。根据本专利技术第一方面实施例的轨道式农业机器人行走控制方法，包括以下步骤：将机器人吊装于导磁轨道上；机器人通过电磁力与所述导磁轨道作用，使其自身沿导磁轨道运行；停止作用于所述导磁轨道上的电磁力，机器人静止于所述导磁轨道上。根据本专利技术实施例的轨道式农业机器人行走控制方法，至少具有如下技术效果：通过电磁力为动力驱动机器人运转，相对于传统的电机驱动噪音会更小，同时采用电磁驱动的方式也会使运动能量的损耗降低。通过将机器人吊装于导磁轨道上，相较于设置于导磁轨道上方的方式，可以使机器人固定更为简洁和牢靠。根据本专利技术的一些实施例，所述电磁力通过螺线管式直流线圈产生，所述螺线管式直流线圈和所述导磁轨道之间的夹角为θ。根据本专利技术的一些实施例，所述机器人还通过制动电磁力与所述导磁轨道作用，所述制动电磁力通过制动螺线管式直流线圈产生，所述制动电磁力与所述电磁力在所述导磁轨道上的分力方向相反。根据本专利技术的一些实施例，所述机器人静止于所述导磁轨道上通过惯性运动自然停止或通过所述电磁力进行制动停止。根据本专利技术第二方面实施例的机器人行走控制系统，包括行走机构、壳体、以及设置于所述壳体上的控制单元、螺线管式直流线圈、制动螺线管式直流线圈、蓄电池；所述行走机构用于活动连接导磁轨道；所述壳体设置于所述导磁轨道下方并与所述行走机构连接；所述蓄电池、螺线管式直流线圈、制动螺线管式直流线圈皆与所述控制单元电性连接。根据本专利技术实施例的机器人行走控制系统，至少具有如下技术效果：通过螺线管式直流线圈、制动螺线管式直流线圈可以使机器人与导磁轨道之间产生电磁力和制动电磁力，通过电磁力和制动电磁力实现对机器人的正向和反向运动的控制，同时也具备了正向和反向制动的能力。机器人通过内置蓄电池，可以让机器人的运行摆脱电缆的限制，同时通过设置充电桩，也可以方便机器人进行电量补充。根据本专利技术的一些实施例，上述机器人行走控制系统还包括与所述控制单元电性连接的距离传感器，所述距离传感器用于检测与所述充电桩之间的距离。根据本专利技术的一些实施例，上述机器人行走控制系统还包括两个分别与所述蓄电池连接的充电口，所述两个充电口分别为公插头和母插头；所述公插头用于连接充电桩。根据本专利技术第三方面实施例的农业机器人，包括任一上述的行走控制系统和设置于所述行走控制系统上的图像采集模块，所述图像采集模块与所述控制单元连接。所述行走控制系统吊装在所述导磁轨道上。根据本专利技术实施例的农业机器人，至少具有如下技术效果：通过行走控制系统可以实现沿着轨道反向进行运动和制动。通过图像采集模块也可以实现对农作物的生产情况的实时采集。根据本专利技术的一些实施例，所述导磁轨道通过大棚本身结构中的安装立柱进行安装。根据本专利技术的一些实施例，所述充电桩设置于所述安装立柱上。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例的电磁力的分解图；图2是本专利技术实施例的机器人主视简图；图3是本专利技术实施例的机器人剖视简图；图4是本专利技术实施例的机器人结构框图；图5是本专利技术实施例的整体结构简图。附图标记：导磁轨道100、充电桩200、行走机构310、壳体320、图像采集模块330、控制单元340、螺线管式直流线圈350、制动螺线管式直流线圈360、距离传感器370、充电口380、安装立柱400。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。下面根据图1至图3描述本专利技术第一方面实施例的轨道式农业机器人行走控制方法。根据本专利技术实施例的轨道式农业机器人行走控制方法，包括：将机器人吊装于导磁轨道上；机器人通过电磁力与导磁轨道作用，使其自身沿导磁轨道运行；停止作用于导磁轨道上的电磁力，机器人静止于导磁轨道上。参考图1至图3，机器人采用吊装的方式安装在导磁轨道的正下方。机器人的行走机构设置在导磁轨道的内部。吊装的方式相对于安装在导磁轨道上方的方式可以更为稳定，可以减少很多辅助的稳定结构。机器人通过电磁力F进行驱动。电磁力F的产生是通过设置在机器人内部的螺线管式直流线圈实现的，当螺线管式直流线圈通电后就会与导磁轨道之间产生相互作用，进而通过电磁力F驱使机器人行走。当电磁力F在轨道方向的分力大于机器人和导磁轨道之间的摩擦力f时，则机器人会开始行走，并进行加速运动。当电磁力F在运动方向的分力等于摩擦力f时，如果已经机器人已经开始运动，则会保持匀速直线运动。当停止电磁力时，机器人会失去动力，并在惯性运动一段距离后就停止。机器人的运动关键是对电磁力的控制，通常情况下，驱动电磁力的方向会控制指向斜上方，这样一方面可以减小摩擦力f，另一方也可以产生运动方向的分力，使机器人的行走能够更加的节约能源；当需要反向进行时通过将电磁力的方向反向即可实现制动的效果。螺线管式直流线圈主要采用24V的螺线管式直流线圈。螺线管式直流线圈产生的电磁力的大小可以表示为：式(1)中,μ0为空气的磁导率，S为截面积，B表示磁场强度。以载流为I的螺线管式直流线圈为例。其管内的磁场B可表示为：...

【技术保护点】
1.一种轨道式农业机器人行走控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将机器人吊装于导磁轨道上；/n机器人通过电磁力与所述导磁轨道作用，使其自身沿导磁轨道运行；/n停止作用于所述导磁轨道上的电磁力，机器人静止于所述导磁轨道上。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道式农业机器人行走控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将机器人吊装于导磁轨道上；
机器人通过电磁力与所述导磁轨道作用，使其自身沿导磁轨道运行；
停止作用于所述导磁轨道上的电磁力，机器人静止于所述导磁轨道上。


2.根据权利要求1所述的轨道式农业机器人行走控制方法，其特征在于，所述电磁力通过螺线管式直流线圈产生，所述螺线管式直流线圈和所述导磁轨道之间的夹角为θ。


3.根据权利要求1所述的轨道式农业机器人行走控制方法，其特征在于，机器人还通过制动电磁力与所述导磁轨道作用，所述制动电磁力通过制动螺线管式直流线圈产生，所述制动电磁力与所述电磁力在所述导磁轨道上的分力方向相反。


4.根据权利要求1所述的轨道式农业机器人行走控制方法，其特征在于，所述机器人静止于所述导磁轨道上通过惯性运动自然停止或通过所述电磁力进行制动停止。


5.一种机器人行走控制系统，其特征在于，包括行走机构(310)、壳体(320)、以及设置于所述壳体(320)上的控制单元(340)、螺线管式直流线圈(350)、制动螺线管式直流线圈(360)、蓄电池；
所述行走机构(310)用于活动连接导磁轨道(100)；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，杨润贤，陶涛，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32