一种用于喷洒杀虫剂的机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于喷洒杀虫剂的机器人，包括杀虫剂喷洒装置和智能杀虫剂喷洒系统，所述杀虫剂喷洒装置包括农田，所述农田的一侧设置有多组起飞坪，所述农田的中间设置有多组中转站，多组所述起飞坪的上面设置有多组补药机构和喷洒机构，所述补药机构包括补药无人机，所述补药无人机的下端固定连接有补药箱，所述补药箱的侧面管道连接有补药管，所述喷洒机构包括喷洒无人机，所述喷洒无人机的下端固定连接有喷洒箱，所述喷洒箱的一侧管道连接有多组喷洒管，所述喷洒箱的另一侧管道连接有加药管，所述智能杀虫剂喷洒系统包括自动补药远程控制模块，本发明专利技术，具有实用性强和智能补充药水的特点。补充药水的特点。补充药水的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于喷洒杀虫剂的机器人


[0001]本专利技术涉及农业无人机
，具体为一种用于喷洒杀虫剂的机器人。

技术介绍

[0002]农业是我国最大的产业，在对农作物进行田间管理的过程中，进行施肥、喷洒杀虫剂祛除病害是非常重要的环节，对农作物的产量有很大的影响，传统的杀虫剂采用人工喷洒的方法，不仅效率低，劳动强度高，而且还有损害人体健康的风险，随着农业自动化的推进，喷洒杀虫剂的机器人在农业上也得到了应用，特别是无人机的使用，大大的提高了喷洒杀虫剂的效率，但是目前的喷洒杀虫剂的无人机一次性只能喷洒10公斤左右的农药，喷洒完成后需要前往出发点进行补药，然后返回继续喷洒，如此往复严重影响无人机的喷洒效率，因此，设计实用性强和智能补充药水的一种用于喷洒杀虫剂的机器人是很有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于喷洒杀虫剂的机器人，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：一种用于喷洒杀虫剂的机器人，包括杀虫剂喷洒装置和智能杀虫剂喷洒系统，所述杀虫剂喷洒装置包括农田，所述农田的一侧设置有多组起飞坪，所述农田的中间设置有多组中转站，多组所述起飞坪的上面设置有多组补药机构和喷洒机构，所述补药机构包括补药无人机，所述补药无人机的下端固定连接有补药箱，所述补药箱的侧面管道连接有补药管，所述喷洒机构包括喷洒无人机，所述喷洒无人机的下端固定连接有喷洒箱，所述喷洒箱的一侧管道连接有多组喷洒管，所述喷洒箱的另一侧管道连接有加药管。
[0005]根据上述技术方案，所述智能杀虫剂喷洒系统包括自动补药远程控制模块、补药机构运行模块和喷洒机构运行模块，所述自动补药远程控制模块包括采集记录模块、数据计算模块、逻辑判断模块、轨迹模拟模块、正常补药模块和应急补药模块，所述补药机构运行模块包括药水补充模块、位置调整模块和速度调整模块，所述喷洒机构运行模块包括重量感应模块、设备定位模块和缺药预警模块，所述自动补药远程控制模块、补药机构运行模块和喷洒机构运行模块分别通过电连接，所述自动补药远程控制模块设置于起飞坪上，所述补药机构运行模块设置于补药机构上，所述喷洒机构运行模块设置于喷洒机构上。
[0006]根据上述技术方案，所述采集记录模块用于采集补药机构和喷洒机构的相关数据，所述数据计算模块用于对采集数据的计算，所述逻辑判断模块用于对各种计算结果进行分类并制定后续处理方案，所述轨迹模拟模块用于对制定的方案进行模拟以确认其可行性，所述正常补药模块用于整个系统常规情况下的补药控制，所述应急补药模块用于处理紧急状况下系统资源的调配，所述药水补充模块用于补药机构对喷洒机构消耗药水的补充，所述位置调整模块用于根据实际情况调整补药机构的位置，所述速度调整模块用于根据实际情况调整补药机构的速度，所述重量感应模块用于感应喷洒机构中药液的实时重量
情况，所述设备定位模块用于提供喷洒机构的准确位置信息，所述缺药预警模块用于提醒工作人员现有的智能杀虫剂喷洒系统已无法满足特定喷洒机构的补药需求，需要在最近的中转站等待补药。
[0007]根据上述技术方案，所述智能杀虫剂喷洒系统的运行包含以下步骤：
[0008]S1、喷洒机构喷洒药水前，使用采集记录模块采集并记录重量感应模块得到的喷洒机构的信息及初始重量，同时记录补药机构运行模块的位置信息；
[0009]S2、喷洒机构喷洒药水时，通过重量感应模块实时采集喷洒机构的使用情况数据，通过设备定位模块采集喷洒机构的位置信息，并记录在采集记录模块中；
[0010]S3、数据计算模块根据采集记录模块中的数据进行计算；
[0011]S4、逻辑判断模块根据计算的结果分析数据，制定后续处理方案；
[0012]S5、根据处理方案通过轨迹模拟模块确认方案的可行性；
[0013]S6、通过正常补药模块和应急补药模块控制指定的补药机构运行模块和喷洒机构运行模块向最近的中转站运动；
[0014]S7、补药机构运行模块和喷洒机构运行模块到达中转站的指定位置后，根据设备定位模块提供的数据，通过药水补充模块对喷洒机构进行补充药水操作；
[0015]S8、补充完毕后，补药机构运行模块返回初始位置；
[0016]S9、重复S2
‑
S8，可以实现喷洒机构的循环补充。
[0017]根据上述技术方案，所述步骤S1
‑
S2中信息的采集方法如下：
[0018]S21、以中间位置的起飞坪为原点建立空间坐标系；
[0019]S22、采集补药机构的位置信息，用记号A
it
表示第i台补药机构在t时刻的位置；
[0020]S23、喷洒药水前，采集准备作业的喷洒机构的设备信息，同时记录下该喷洒机构中药液的重量信息，用M
j
表示第j台喷洒机构中药液的初始重量值；
[0021]S24、喷洒药水时，通过重量感应模块实时采集喷洒机构中药液的重量信息，同时通过设备定位模块采集喷洒机构的位置信息，用记号M
jt
表示第j台喷洒机构中药液t时刻的重量信息，用记号B
jt
表示第j台喷洒机构在j时刻的位置；
[0022]S25、用C
k
表示第k处中转站的位置，用v表示喷洒机构的喷洒速度；
[0023]采用以上标记方法，可以定量的了解喷洒机构的位置以及其携带药液的重量，以及补药机构的位置，为下一步的计算做准备。
[0024]根据上述技术方案，所述步骤S3中数据计算模块中喷洒机构中药液重量计算方法如下：
[0025]设定第j台喷洒机构中药液需要补充时的重量为M，其数值由下式定义：
[0026][0027]其中为第i台补药机构在t时刻的与中转站C
k
的距离，为喷洒机构和补药机构飞行的平均速度；
[0028]设定第j台喷洒机构中药液重量最低值为M
min
，其数值由下式定义：
[0029][0030]其中为第j台喷洒机构在j时刻到最近的中转站C
k
的距离；
[0031]通过设定喷洒机构中药液的补充黄线和最低重量数值，可以在其重量达到最低值之前，对其进行补药操作，避免因为缺少药水而影响喷洒的效率。
[0032]根据上述技术方案，所述步骤S3中补药机构的飞行速度计算方法如下：
[0033]补药机构为了及时的完成补药作业，其飞行的速度U的数值由下式定义：
[0034][0035]其中U为补药机构的飞行速度，其最大值为平均飞行速度的2倍，即
[0036]通过对补药机构的速度进行定义，可以根据喷洒机构的剩余药液的重量，利用速度调整模块实时的调整补药机构的飞行速度，保证补充的及时性。
[0037]根据上述技术方案，所述步骤S4中逻辑判断模块的判定方法如下：
[0038]S41、当M
jt
≥M时，说明药液量充足，无需补充；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于喷洒杀虫剂的机器人，包括杀虫剂喷洒装置和智能杀虫剂喷洒系统，其特征在于：所述杀虫剂喷洒装置包括农田(1)，所述农田(1)的一侧设置有多组起飞坪(2)，所述农田(1)的中间设置有多组中转站(3)，多组所述起飞坪(2)的上面设置有多组补药机构(4)和喷洒机构(5)，所述补药机构(4)包括补药无人机(6)，所述补药无人机(6)的下端固定连接有补药箱(7)，所述补药箱(7)的侧面管道连接有补药管(8)，所述喷洒机构(5)包括喷洒无人机(10)，所述喷洒无人机(10)的下端固定连接有喷洒箱(11)，所述喷洒箱(11)的一侧管道连接有多组喷洒管(12)，所述喷洒箱(11)的另一侧管道连接有加药管(9)。2.根据权利要求1所述的一种用于喷洒杀虫剂的机器人，其特征在于：所述智能杀虫剂喷洒系统包括自动补药远程控制模块、补药机构运行模块和喷洒机构运行模块，所述自动补药远程控制模块包括采集记录模块、数据计算模块、逻辑判断模块、轨迹模拟模块、正常补药模块和应急补药模块，所述补药机构运行模块包括药水补充模块、位置调整模块和速度调整模块，所述喷洒机构运行模块包括重量感应模块、设备定位模块和缺药预警模块，所述自动补药远程控制模块、补药机构运行模块和喷洒机构运行模块分别通过电连接，所述自动补药远程控制模块设置于起飞坪(2)上，所述补药机构运行模块设置于补药机构(4)上，所述喷洒机构运行模块设置于喷洒机构(5)上。3.根据权利要求2所述的一种用于喷洒杀虫剂的机器人，其特征在于：所述采集记录模块用于采集补药机构(4)和喷洒机构(5)的相关数据，所述数据计算模块用于对采集数据的计算，所述逻辑判断模块用于对各种计算结果进行分类并制定后续处理方案，所述轨迹模拟模块用于对制定的方案进行模拟以确认其可行性，所述正常补药模块用于整个系统常规情况下的补药控制，所述应急补药模块用于处理紧急状况下系统资源的调配，所述药水补充模块用于补药机构(4)对喷洒机构(5)消耗药水的补充，所述位置调整模块用于根据实际情况调整补药机构(4)的位置，所述速度调整模块用于根据实际情况调整补药机构(4)的速度，所述重量感应模块用于感应喷洒机构(5)中药液的实时重量情况，所述设备定位模块用于提供喷洒机构(5)的准确位置信息，所述缺药预警模块用于提醒工作人员现有的智能杀虫剂喷洒系统已无法满足特定喷洒机构(5)的补药需求，需要在最近的中转站(3)等待补药。4.根据权利要求3所述的一种用于喷洒杀虫剂的机器人，其特征在于：所述智能杀虫剂喷洒系统的运行包含以下步骤：S1、喷洒机构(5)喷洒药水前，使用采集记录模块采集并记录重量感应模块得到的喷洒机构(5)的信息及初始重量，同时记录补药机构运行模块的位置信息；S2、喷洒机构(5)喷洒药水时，通过重量感应模块实时采集喷洒机构(5)的使用情况数据，通过设备定位模块采集喷洒机构(5)的位置信息，并记录在采集记录模块中；S3、数据计算模块根据采集记录模块中的数据进行计算；S4、逻辑判断模块根据计算的结果分析数据，制定后续处理方案；S5、根据处理方案通过轨迹模拟模块确认方案的可行性；S6、通过正常补药模块和应急补药模块控制指定的补药机构运行模块和喷洒机构运行模块向最近的中转站(3)运动；S7、补药机构运行模块和喷洒机构运行模块到达中转站(3)的指定位置后，根据设备定位模块提供的数据，通过药水补充模块对喷洒机构(5)进行补充药水操作；
S8、补充完毕后，补药机构运行模块返回初始位置；S9、重复S2
‑
S8，可以实现喷洒机构(5)的循环补充。5.根据权利要求4所述的一种用于喷洒杀虫剂的机器人，其特征在于：所述步骤S1
‑
S2中信息的采集方法如下：S21、以中间位置的起飞坪(2)为原点建立空间坐标系；S22、采集补药机构(4)的位置信息，用记号A

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝霞，
申请(专利权)人：刘朝霞，
类型：发明
国别省市：