一种盆栽苗木智能管理机器人系统技术方案

技术编号：24108903 阅读：21 留言：0更新日期：2020-05-12 23:24

本发明专利技术属于智能农业装备技术领域，涉及一种盆栽植物智能管理机器人系统，主要包括行走单元、抓取单元、分发单元、施肥单元、存储单元、导航单元、检测识别单元、控制单元等。机器人通过检测识别单元对盆栽进行分类定位；由抓取单元将盆栽抓取放置于分发单元的分发平台上；施肥单元完成施肥动作；分发平台对盆栽分级分选后暂存至存储单元不同的立体仓库；机器人将盆栽运送至盆栽养护区完成放置。本发明专利技术实现了盆栽植物的智能分类管理，能够单机完成盆栽抓取、施肥、分级分选、定位放置等功能。机器人体积小，操作简单，自动化程度高，成本低。

An intelligent management robot system for potted seedlings

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【技术实现步骤摘要】
一种盆栽苗木智能管理机器人系统
本专利技术属于设施农业智能装备领域，尤其涉及一种盆栽苗木智能管理机器人系统。
技术介绍
设施农业因其高效的空间和资源利用率，成为近几年农业发展的热点之一。自动化发展的程度决定了设施农业的发展水平。现阶段，针对温室、苗圃盆栽苗木自动化管理设备的相关研究主要集中于温室结构、环境控制和水肥管理等方面，设备功能特异性强，虽然能够实现某一生产流程或某一生产功能，但是空间占用大，维护不便，在中小规模温室、苗圃盆栽苗木的管理上推广价值不高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提出一种盆栽苗木智能管理机器人系统，能够实现盆栽苗木抓取、施肥、分级分选、定位放置等功能。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种盆栽苗木智能管理机器人系统，包括：车身底盘1、行走单元2、抓取单元6、分发单元7、施肥单元9、存储单元18、PCB电路板12、导航单元20、检测识别单元21、控制单元22和导轨；所述PCB电路板12安装于导轨上，导轨的一端固定安装于车身底盘1上，所述行走单元2安装于车身底盘1下方，用于实现机器人的行走。所述抓取单元6用于实现花盆抓取，包括：滑轨、机械手升降齿轮6-1、机械手升降电机6-2、水平啮合大齿轮6-3、齿条6-4、机械手开合电机6-5、末端执行器6-6、机械手转动电机6-7、水平啮合小齿轮6-8、机械手外壳6-9和机械手升降滑块6-11；所述滑轨的下端固定于车身底盘1上，所述滑轨的上端设有限位块，所述齿...

【技术保护点】
1.一种盆栽苗木智能管理机器人系统，其特征在于，包括：车身底盘(1)、行走单元(2)、抓取单元(6)、分发单元(7)、施肥单元(9)、存储单元(18)、PCB电路板(12)、导航单元(20)、检测识别单元(21)、控制单元(22)和导轨；/n所述PCB电路板(12)安装于导轨上，导轨的一端固定安装于车身底盘(1)上，/n所述行走单元(2)安装于车身底盘(1)下方，用于实现机器人的行走，/n所述抓取单元(6)用于实现花盆抓取，包括：滑轨、机械手升降齿轮(6-1)、机械手升降电机(6-2)、水平啮合大齿轮(6-3)、齿条(6-4)、机械手开合电机(6-5)、末端执行器(6-6)、机械手转动电机(6-7)、水平啮合小齿轮(6-8)、机械手外壳(6-9)和机械手升降滑块(6-11)；/n所述滑轨的下端固定于车身底盘(1)上，所述滑轨的上端设有限位块，所述齿条(6-4)固定于滑轨上，所述机械手升降滑块(6-11)安装在滑轨上，所述机械手外壳(6-9)与机械手升降滑块(6-11)固定连接，水平啮合小齿轮(6-8)通过连接件Ⅰ与机械手转动电机(6-7)相连；机械手转动电机(6-7)固定于机械手外壳(...

【技术特征摘要】
1.一种盆栽苗木智能管理机器人系统，其特征在于，包括：车身底盘(1)、行走单元(2)、抓取单元(6)、分发单元(7)、施肥单元(9)、存储单元(18)、PCB电路板(12)、导航单元(20)、检测识别单元(21)、控制单元(22)和导轨；
所述PCB电路板(12)安装于导轨上，导轨的一端固定安装于车身底盘(1)上，
所述行走单元(2)安装于车身底盘(1)下方，用于实现机器人的行走，
所述抓取单元(6)用于实现花盆抓取，包括：滑轨、机械手升降齿轮(6-1)、机械手升降电机(6-2)、水平啮合大齿轮(6-3)、齿条(6-4)、机械手开合电机(6-5)、末端执行器(6-6)、机械手转动电机(6-7)、水平啮合小齿轮(6-8)、机械手外壳(6-9)和机械手升降滑块(6-11)；
所述滑轨的下端固定于车身底盘(1)上，所述滑轨的上端设有限位块，所述齿条(6-4)固定于滑轨上，所述机械手升降滑块(6-11)安装在滑轨上，所述机械手外壳(6-9)与机械手升降滑块(6-11)固定连接，水平啮合小齿轮(6-8)通过连接件Ⅰ与机械手转动电机(6-7)相连；机械手转动电机(6-7)固定于机械手外壳(6-9)上；水平啮合大齿轮(6-3)固定于末端执行器(6-6)的延伸臂(6-10)上，且通过轴承与机械手外壳(6-9)固定连接，能绕齿条(6-4)转动；水平啮合大齿轮(6-3)与水平啮合小齿轮(6-8)相互啮合；机械手开合电机(6-5)安装于末端执行器(6-6)的延伸臂(6-10)上；机械手升降齿轮(6-1)通过连接件Ⅱ与机械手升降电机(6-2)相连；机械手升降齿轮(6-1)与齿条(6-4)啮合；机械手升降电机(6-2)固定于机械手外壳(6-9)上；末端执行器(6-6)的前端两侧相互啮合，机械手转动电机(6-7)用于驱动齿轮转动实现末端执行器(6-6)的抱轴周向旋转；机械手升降电机(6-2)用于驱动机械手升降齿轮(6-1)沿齿条(6-4)转动，实现末端执行器(6-6)的垂直升降动作；机械手开合电机(6-5)用于控制末端执行器(6-6)的开合动作；
所述分发单元(7)用于实现盆栽苗木的分级分选，包括：分发平台(7-1)、过渡平台(7-2)、平台升降电机(7-3)、平台转动电机(7-4)、同步带、分发升降滑块(7-5)和分发滑轨(7-6)；
分发滑轨(7-6)固定于车身底盘(1)上，平台升降电机(7-3)固定于车身底盘(1)上，过渡平台(7-2)固定于分发升降滑块(7-5)上，分发平台(7-1)固定于过渡平台(7-2)的上方，平台转动电机(7-4)固定于过渡平台(7-2)的下方；分发平台(7-1)与平台转动电机(7-4)通过连接件Ⅲ连接，平台转动电机(7-4)用于驱动分发平台(7-1)转动，实现盆栽分发功能；平台升降电机(7-3)通过同步带与过渡平台(7-2)连接，平台升降电机(7-3)用于卷动同步带实现过渡平台(7-2)的升降，进而实现分发平台(7-1)的升降功能；
所述存储单元(18)用于临时存储放置的盆栽，包括：上层物料立体仓库Ⅰ(10)、上层物料立体仓库Ⅱ(11)、下层物料立体仓库Ⅰ(8)和下层物料立体仓库Ⅱ(13)，
所述上层物料立体仓库Ⅰ(10)和下层物料立体仓库Ⅰ(8)分别位于机器人一侧的上方和下方，上层物料立体仓库Ⅱ(11)和下层物料立体仓库Ⅱ(13)分别位于机器人另一侧的上方和下方，下层物料立体仓库Ⅰ(8)和下层物料立体仓库Ⅱ(13)均固定于车身底盘(1)上，
所述施肥单元(9)位于分发滑轨(7-6)的上方；用于实现对盆栽苗木施肥，所述施肥单元(9)包括：施肥电机(9-1)、出肥口(9-2)、施肥漏斗(9-3)、槽轮(9-4)和施肥外壳(9-5)；
所述槽轮(9-4)安装于施肥外壳(9-5)的内部，施肥电机(9-1)安装于施肥外壳(9-5)的内部，槽轮(9-4)与施肥电机(9-4)通过键连接，施肥漏斗(9-3)安装于施肥外壳(9-5)上端口处，出肥口(9-2)固定于施肥外壳(9-5)一侧；施肥电机(9-1)用于驱动槽轮(9-4)转动，使肥料经施肥漏斗(9-3)至槽轮(9-4)，最后从出肥口(9-2)转出从而完成施肥动作；
所述导航单元(20)包括：四个传感器(3)和陀螺仪(19)；四个传感器(3)分别通过连接件Ⅳ固定在车身底盘(1)的四周对角线上，用于检测机器人与基准面的距离；陀螺仪(19)水平安装于PCB电路板(12)预留的接口上，用于检测航向角；
所述检测识别单元(21)包括：两个识别模块(4)、树莓派(23)和检测开关(5)；两个识别模块(4)分别通过连接件Ⅴ固定于车身底盘(1)两侧，用于识别盆栽苗木的种类；检测开关(5)固定在末端执行器(6-6)上，用于检测盆栽苗木的位置；树莓派(23)安装于PCB电路板(12)的后方；
所述控制单元(22)包括：控制器(24)和电机控制板，电机控制板安装于车身底盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕昊暾，李晓龙，郑永军，郑滋，陈雨航，刘洪浩，陈禄海，马恒涛，谭彧，刘星星，高康毓，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11

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