一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及耕管设备技术领域，具体公开了一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，包括底座、设在底座上的三轴移动机械臂、设在三轴移动机械臂上的安装头和设在底座上安装架，安装架上设有若干与安装头适配的若干工具头；还包括用于驱动三轴移动机械臂的驱动机构和控制驱动机构运作的控制器，控制器信号连接有可进行控制信号输入的控制终端，还包括与控制器信号连接并用于检测机械臂工作状态的传感器组，使工具头通过安装头安装在三轴移动机械臂上，便于了不同的工具头之间的安装、拆卸以及更换，并通过控制终端、控制器控制三轴机械臂的运动，进而提高蔬菜生产过程中的自动化程度，降低劳动强度，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

An intelligent remote controllable farming robot based on Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人


[0001]本申请涉及耕管设备
，具体公开了一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人。

技术介绍

[0002]近年来，计算机技术以及无线传感器技术高速发展，与此同时物联网带来了信息产业的第三次浪潮,以物联网为基础的智能农业也越来越受到各界专家人士的关注和重视。将物联网技术应用到智能农业的研究当中，既能够完成对农业科学、精细的管理和控制，同时能够进一步提升劳动效率。智能农业跟随物联网技术的应用在世界范围内的飞速扩张，物联网信息采集传感器、物联网信息通信技术、物联网设备管理技术的进一步成熟，将智能农业与物联网相结合，实现农业的自动化、信息化、智能化是智能农业发展的重要发展目标。
[0003]传统的蔬菜生产存在价格波动大、劳动力紧缺、科技支撑不足等突出问题，整体智能化程度较低，现有的生产模式难以适应蔬菜产业快速发展的需要，专利技术人有鉴于此，提供了一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，以便解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于解决传统的蔬菜生产过程中，智能化程度较低的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术的基础方案提供一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，包括底座、设在底座上的三轴移动机械臂、设在三轴移动机械臂上的安装头和设在底座上安装架，安装架上设有若干与安装头适配的若干工具头；
[0006]还包括用于驱动三轴移动机械臂的驱动机构和控制驱动机构运作的控制器，控制器信号连接有可进行控制信号输入的控制终端，还包括与控制器信号连接并用于检测机械臂工作状态的传感器组。
[0007]本基础方案的原理及效果在于：
[0008]本技术通过设置三轴移动机械臂、安装头和工具头，使工具头通过安装头安装在三轴移动机械臂上，便于了不同的工具头之间的安装、拆卸以及更换，并通过控制终端、控制器控制三轴机械臂的运动，进而提高蔬菜生产过程中的自动化程度，降低劳动强度，提高生产效率。
[0009]进一步，所述安装头上设有电磁铁，所述工具头上均设有可与电磁铁磁性吸附的磁块，所述控制器信号连接有可控制电磁铁通电与断电的继电器。电磁铁通电产生磁场，可与磁块进行磁性吸附，进一步提高了同的工具头之间的安装、拆卸以及更换的便捷性。
[0010]进一步，所述三轴移动机械臂包括设在底座上的X轴移动组件、可随X轴移动组件进行X轴方向移动的Y轴移动组件和可随Y轴移动组件进行Y轴方向移动的Z轴移动组件，所述安装头设置在Z轴移动组件上并随Z轴移动组件进行Z轴方向移动。通过设置X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件，提高整体的传动精度，且控制更加的容易。
[0011]进一步，所述X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件均为滚珠螺母丝杠副。滚珠螺母丝杠副可将动力输出的扭矩转换为直线运动，结构紧凑，控制方便。
[0012]进一步，所述滚珠螺母丝杠副通过带有旋转编码器的步进电机驱动运作。带有旋转编码器的步进电机可与进一步提高控制精度。
[0013]进一步，所述工具头包括播种工具头、浇水工具头、除草工具头、施肥工具头和土壤检测工具头。通过设置不同的工具头，实现蔬菜生产过程中的不同需求。
[0014]进一步，所述控制器包括Arduino控制器和设在Arduino控制器与控制终端之间的树莓派控制器。通过设置树莓派控制器和Arduino控制器，可以优化器件连接问题，也方便检修。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1示出了本申请实施例提出的一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人的控制系统图；
[0017]图2示出了本申请实施例提出的一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人的底座示意图；
[0018]图3示出了本申请实施例提出的一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人的三轴移动机械臂示意图。
具体实施方式
[0019]为更进一步阐述本技术为实现预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0020]说明书附图中的附图标记包括：底座1、三轴移动机械臂2、X轴滚珠螺母丝杠副201、Y轴滚珠螺母丝杠副202、Z轴滚珠螺母丝杠副203、连接杆3、安装头4。
[0021]一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，实施例如图1至图3所示：包括机械系统和控制系统，机械系统包括底座1，底座1内设有容腔，容腔内设有三轴移动机械臂2，三轴移动机械臂2包括设在容腔底部的X轴滚珠螺母丝杠副201，X轴滚珠螺母丝杠副201的螺母座上通过螺栓连接有Y轴滚珠螺母丝杠副201，Y轴滚珠螺母丝杠副201的螺母座上通过螺栓连接有Z轴滚珠螺母丝杠副201，Z轴滚珠螺母丝杠副201的螺母座上通过卡块连接有连接杆3，卡块为设在连接杆3两侧的环状卡条，环状卡条相对的设有与连接杆3适配的凹面，凹面内设有保护垫，环状卡条之间通过螺栓连接，连接杆3的底端竖直向下通过螺栓连接有安装头4，安装头4内设有电磁铁。
[0022]X轴滚珠螺母丝杠副201、Y轴滚珠螺母丝杠副201和Z轴滚珠螺母丝杠副201均通过带有旋转编码器的步进电机驱动运作，而电磁铁通过继电器控制通电与断电。
[0023]底座1的容腔内设有安装架，安装架上设有若干工具头，工具头包括播种工具头、
浇水工具头、除草工具头、施肥工具头和土壤检测工具头，工具头上均设有可与电磁铁磁性吸附的磁块，其中，播种工具头采用种子注射器，通过使用真空泵来吸引针头末端的单个种子，然后再移动到相应的播种位置来将种子种在土里；浇水工具接受来自水管的浓缩水流，可以将其转换为淋浴水流，这样可以让作物更好的补充水分，底座1的容腔内设有对应的种子储存盒、储肥盒、水箱等。
[0024]还包括传感器组，检测土壤PH值、温度、湿度以及安装头4和工具头位置等数据，并通过摄像头检测土壤内的绿植类型。
[0025]控制系统包括网络云端(即远程控制终端，可以为手机或者电脑等)和设在底座1内的Arduino控制器，网络云端与Arduino控制器之间的通信由树莓派控制器(Raspberry Pi)通过MQTT网关进行，树莓派控制器是数据中转服务器，用于接收Arduino控制器发布的消息数据，就是具体的土壤PH值、温度、湿度等传感器数据，然后就收到这些数据之后可以推送给网络云端。
[0026]考虑到机器人的供电系统，因为要顾及到驱动多个步进电机、Arduino控制器和树莓派控制器及其多个传感器的供电。而且考虑到可能在户外工作，采用的电源是12V，12.5A(150W)防水电源。
[0027]在本技术的实施过程中，通过XX轴滚珠螺母丝杠副201本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，其特征在于：包括底座、设在底座上的三轴移动机械臂、设在三轴移动机械臂上的安装头和设在底座上安装架，安装架上设有若干与安装头适配的若干工具头；还包括用于驱动三轴移动机械臂的驱动机构和控制驱动机构运作的控制器，控制器信号连接有可进行控制信号输入的控制终端，还包括与控制器信号连接并用于检测机械臂工作状态的传感器组。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，其特征在于，所述安装头上设有电磁铁，所述工具头上均设有可与电磁铁磁性吸附的磁块，所述控制器信号连接有可控制电磁铁通电与断电的继电器。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网智能化远程可控耕管机器人，其特征在于，所述三轴移动机械臂包括设在底座上的X轴移动组件、可随X轴移动组件进行X轴方向移动的Y轴移动组件和可...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗翔文，夏登宏，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：新型
国别省市：