一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机技术方案

本发明专利技术公开了一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，植保机包括植保机主体、北斗导航定位系统、行走控制系统、植保控制系统、数据处理器、无线信号接收装置、流量控制系统；北斗导航定位系统、行走控制系统、植保控制系统、数据处理器、无线信号接收装置、流量控制系统均与植保机主体连接；植保控制系统包括喷药作业控制系统和施肥作业控制系统，用于结合行走控制系统执行植保作业信号控制植保机完成喷药作业和施肥作业；通过上述系统的组合使得本发明专利技术具有结构简单、作业效率高、通用性的特点；操作人员也可以远程在室内进行操控，降低了劳动强度，提高了劳动效率。提高了劳动效率。提高了劳动效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机


[0001]本专利技术涉及农业机械自动化
，具体为一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机。

技术介绍

[0002]中国作为农业大国，拥有18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业；与此同时，农村劳动力逐渐稀缺，人力成本日益增加；由于农药对人体伤害较大，因此，植保环节无人化应运而生；目前农作物进行机器自动化植保方面主要使用：自走式植保机械和航空植保机械；前者机体贴近人体，在喷洒作业的时候雾化的药液容易被呼吸进体内，对人体造成危害，难以精准作业，且操作人员在高强度的工作状态下容易产生疲劳驾驶，作业效率不高；后者喷药作业中因续航、载重、药剂要求对使用人员专业性要求较高，致使作业依赖于专业技术人员，而且难以固态肥料植保作业支持性不足，对设备推广普及造成一定的困难；随着精准农业和智慧农业的提出与发展，自动导航和自动作业成为农业机械发展的趋势，这样能够减轻操作人劳动强度的同时提高作业效率、作业精度和土地利用率。因此，如何利用现代科技提高粮食产量，提高农民收入，实现增产增收，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，植保机包括植保机主体、北斗导航定位系统、行走控制系统、植保控制系统、数据处理器、无线信号接收装置、流量控制系统；北斗导航定位系统、行走控制系统、植保控制系统、数据处理器、无线信号接收装置、流量控制系统均与植保机主体连接；
[0005]北斗导航定位系统，用于接收卫星信号并根据卫星信号向数据处理器输出定位导航信息；
[0006]无线信号接收装置，用于接收控制信号并将控制信号发送至数据处理器；
[0007]数据处理器，用于根据定位导航信息对植保机主体进行位置修正；用于根据接收到的控制信号生成转向信号和植保作业信号，并将转向信号和植保作业信号发送至行走控制系统和植保控制系统；
[0008]行走控制系统，用于执行转向信号控制植保机主体进行转向；行走控制系统包括第一控制器；第一控制器用于实现对植保机的行走控制；
[0009]流量控制系统，用于结合行走控制系统执行植保作业信号控制植保机主体在进行植保作业过程中的喷药流量；
[0010]植保控制系统包括喷药作业控制系统和施肥作业控制系统，植保控制系统用于结合行走控制系统执行植保作业信号控制植保机完成喷药作业和施肥作业；
[0011]通过上述系统的组合使得本专利技术具有结构简单、作业效率高、通用性的特点。
[0012]进一步的，北斗导航定位系统包括北斗GNSS天线和北斗GNSS板卡；北斗GNSS天线和北斗GNSS板卡之间相互连接；北斗GNSS天线用于接收定位信号，并将接收到的定位信号传输至北斗GNSS板卡，北斗GNSS板卡根据定位信号对植保机主体进行定位和导航；
[0013]本专利技术中设置北斗导航定位系统是为了实现对植保机位置的精确定位，还可以采用现有的GPS定位系统替代或者采用其它的定位系统替代，本专利技术对此不作限定。
[0014]进一步的，无线信号接收装置无线连接有遥控器，遥控器通过无线信号接收装置发送控制信号，控制植保机主体进行喷药和施肥操作；
[0015]操作人员通过遥控器可以实现远程在室内进行操控，降低了劳动强度，提高了劳动效率。
[0016]进一步的，数据处理器连接有作业路径规划装置，作业路径规划装置用于根据北斗导航定位系统定位的植保机主体的所在区域、植保机主体的待植保区域、植保机主体的外形参数自动规划植保机主体的行走路线；
[0017]通过作业路径规划装置，工作人员可以设定本次的植保区域范围，喷药流量，施肥密度，植保机行走速度，转向区域等，即可实现无人植保，提高植保作业效率。
[0018]进一步的，行走控制系统包括第一推杆电机、电动方向盘、行走推杆；
[0019]第一推杆电机与行走推杆连接共同实现对植保机的行走操控；第一推杆电机上设置有电位传感器；电位传感器用于检测拉杆行程并通过第一控制器反馈植保机当前行走操作的有效性；第一控制器控制第一推杆电机运动牵拉行走推杆的档位；当档位推杆被第一推杆电机的拉杆推出，植保机主体向前运动；当档位推杆被第一推杆电机的拉杆收回，植保机主体向后运动。
[0020]进一步的，喷药作业控制系统包括驱动喷杆、液压电磁阀组、喷雾阀、流量控制阀组、第二控制器、喷药装置；喷药装置包括药箱、药箱水泵、喷药水路；
[0021]液压电磁阀组、喷雾阀、流量控制阀组、第二控制器位于植保机主体的左右展臂上；喷雾阀与药箱水泵连接；流量控制阀组与喷药水路相连。
[0022]进一步的，施肥作业控制系统包括第二推杆电机、旋转电机、螺旋施肥装置；第二推杆电机用于协助控制植保机主体的下肥口大小；螺旋施肥装置包括肥料箱，用于存储施肥作业过程中的肥料；旋转电机与螺旋施肥装置连接。
[0023]进一步的，遥控器连接有显示器，显示器用于显示包括植保机主体的运行参数、位置信息、已植保作业面积以及未植保作业面积；
[0024]通过与遥控连接的显示器，工作人员可以及时获取植保机信息反馈，提高植保精确度，提高对无人植保机的监控程度。
[0025]进一步的，流量控制阀组上设置有流量传感器；用于监测流量控制阀组的流量使用情况；药箱内设置有剩余药液检测装置，用于监测药箱内的剩余药液；植保机主体的左右展臂上设置有若干位置传感器，用于检测驱动喷杆和植保机左右展臂的位置状态，反馈当前控制操作的有效性；
[0026]第一控制器根据控制信号通过控制液压电磁阀组的油路通断，对驱动喷杆的高度、植保机主体的左右展臂的开合进行调节；
[0027]第一控制器根据控制信号通过控制喷雾阀，对药箱水泵进行开关操作；第二控制
器根据控制信号控制流量控制阀组动作，流量控制阀组加大，喷药量增大；流量控制阀组减小，喷药量减小；第一控制器可对当前流量操作的有效性进行反馈；
[0028]由于在植保作业过程中，每次植保机携带的药液有限，上述剩余药液检测装置的设置可以实现对药液进行及时的补充，从而使得植保机能够减少对药液进行补充的时间，不影响植保机的正常工作运行；且通过设置若干位置传感器和流量传感器，通过传感器与第一控制器或者第二控制器之间的连接关系实现对植保机运行操作过程中的相关参数进行监测和反馈。
[0029]进一步的，旋转电机上设置有转速传感器，用于检测旋转电机的转速；第二推杆上设置有电位传感器，用于检测拉杆行程；肥料箱内设置剩余肥料检测装置，用于监测肥料箱内的剩余肥料量；
[0030]第一控制器根据控制信号通过控制第二推杆电机运动牵拉行走推杆的档位，当档位推杆被第二推杆电机的拉杆推出，植保机主体的下肥口扩大；当档位推杆被第二推杆电机的拉杆收回，植保机主体下肥口缩小；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，其特征在于，所述植保机包括植保机主体、北斗导航定位系统、行走控制系统、植保控制系统、数据处理器、无线信号接收装置、流量控制系统；所述北斗导航定位系统、行走控制系统、植保控制系统、数据处理器、无线信号接收装置、流量控制系统均与所述植保机主体连接；所述北斗导航定位系统，用于接收卫星信号并根据所述卫星信号向所述数据处理器输出定位导航信息；所述无线信号接收装置，用于接收控制信号并将所述控制信号发送至所述数据处理器；所述数据处理器，用于根据所述定位导航信息对所述植保机主体进行位置修正；用于根据接收到的所述控制信号生成转向信号和植保作业信号，并将所述转向信号和植保作业信号发送至所述行走控制系统和所述植保控制系统；所述行走控制系统，用于执行所述转向信号控制所述植保机主体进行转向；所述行走控制系统包括第一控制器；所述第一控制器用于实现对所述植保机的行走控制；所述流量控制系统，用于结合所述行走控制系统执行所述植保作业信号控制所述植保机主体在进行植保作业过程中的喷药流量；所述植保控制系统包括喷药作业控制系统和施肥作业控制系统；所述植保控制系统用于结合所述行走控制系统执行所述植保作业信号控制所述植保机完成喷药作业和施肥作业。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，其特征在于：所述北斗导航定位系统包括北斗GNSS天线和北斗GNSS板卡；所述北斗GNSS天线和北斗GNSS板卡之间相互连接；所述北斗GNSS天线用于接收定位信号，并将接收到的所述定位信号传输至所述北斗GNSS板卡，所述北斗GNSS板卡根据所述定位信号对所述植保机主体进行定位和导航。3.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，其特征在于：所述无线信号接收装置无线连接有遥控器，所述遥控器通过所述无线信号接收装置发送控制信号，控制所述植保机主体进行喷药和施肥操作。4.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，其特征在于：所述数据处理器连接有作业路径规划装置，所述作业路径规划装置用于根据所述北斗导航定位系统定位的植保机主体的所在区域、植保机主体的待植保区域、植保机主体的外形参数自动规划所述植保机主体的行走路线。5.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航定位系统的无人驾驶植保机，其特征在于：所述行走控制系统包括第一推杆电机、电动方向盘、行走推杆；所述第一推杆电机与所述行走推杆连接共同实现对植保机的行走操控；所述第一推杆电机上设置有电位传感器；所述电位传感器用于检测拉杆行程并通过所述第一控制器反馈植保机当前行走操作的有效性；所述第一控制器控制所述第一推杆电机运动牵拉所述行走推杆的档位；当档位推杆被所述第一推杆电机的拉杆推出，植保机主体向前运动；当档位推杆被所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓，司剑，李华杰，陈文浩，
申请(专利权)人：上海联适导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：