树木智能喷涂机器人制造技术

本实用新型专利技术专利公开了一种树木智能喷涂机器人，是一种全自动化喷涂机器人。其利用北斗定位与视觉识别等功能，实现对果树的全自动喷涂；利用太阳能清洁能源供能，克服了树木刷白对人力、物力的大量消耗的问题；利用高精度的北斗定位系统和物联网模块，智能规划喷涂范围；利用六自由度机械臂与视觉识别，实现对树木的全方位喷涂，同时反馈到控制端；利用太阳能板与太阳能盒子，将太阳能转化为电能，实现节能、环保的功效；利用履带行走，避免因土地泥泞造成的车轮堵塞；利用机身配备红外、超声波感应器，实现自动循迹与自动避障的功能。本实用新型专利技术可摆脱刷白对人力、物力的大量依赖，并且能够利用太阳能等清洁能源，达到节能环保的目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
树木智能喷涂机器人


[0001]本项技术涉及一种树木智能喷涂机器人，具体为一种基于北斗定位与机器视觉的全自动树木智能喷涂机器人。

技术介绍

[0002]为了树木更好地生长，人们会在冬天来临之际，将涂白剂涂到树木底部，以达到驱虫、保暖等效果，目前树木的刷白多是依靠人工，人力、物力消耗大，迫切需要一种机器可以实现全自动化刷白，摆脱对人力、物力的依赖。

技术实现思路

[0003]针对现有刷白技术对人力、物力的大量消耗，本技术提供了全自动化喷涂机器人，摆脱了刷白对人力、物力的大量依赖，并且能够利用太阳能等清洁能源，达到节能环保的目的。
[0004]为了实现上述目的，本技术通过以下方案实现：
[0005]一种树木智能喷涂机器人，整个设备包括执行模块、动力模块、传动模块、操纵模块、控制模块、抗干扰模块和支撑模块，其中控制模块与抗干扰模块主要分布在机身后部，操纵模块分布在控制模块与抗干扰模块上方并与之连接，执行模块主要分布在机身前部，动力模块主要分布在机身后部，支撑模块主要分布在动力模块周围，传动模块主要分布在动力模块下方。操纵模块通过控制模块将控制信号传递给动力模块，而动力模块与传动模块相连，接收到控制信号后，将动力传到传动模块，最后传动模块控制着执行模块完成指令，实现远程控制、自动识别和自动喷涂；
[0006]所述执行模块包括六自由度机械臂、导管、履带、北斗定位器、二自由度摄像头云台、防护罩、螺旋桨叶、二自由度喷嘴云台、气嘴、电动伸缩杆、马达、毛刷、舵机一、舵机二以及可调节太阳能板，其中所述六自由度机械臂设于机身前部，所述导管设于六自由度机械臂内部，所述北斗定位器设于六自由度机械臂后侧，所述二自由度摄像头云台设于六自由度机械臂右侧，所述二自由度喷嘴云台设于毛刷上方，所述螺旋桨叶设于支撑模块控制箱内部，所述毛刷设于舵机一前部，所述马达设于毛刷内部，所述电动伸缩杆设于毛刷，与马达连接，所述舵机二设于毛刷后部，所述气嘴设于毛刷两侧，所述防护罩设于毛刷外部，两侧分布；
[0007]所述动力模块主要包括行走电机、搅拌电机、太阳能盒子、小型气泵和北斗定位盒子，其中所述行走电机设于执行模块履带之间，所述搅拌电机设于支撑模块物料箱上方，所述太阳能盒子设于支撑模块上支撑板下方，所述小型气泵设于支撑模块物料箱内部，所述北斗定位盒子设于小型气泵前方；
[0008]所述传动模块主要包括导向轮、支重轮、驱动轮和搅拌轴，其中所述导向轮设于支重轮前方，所述支重轮设于驱动轮前方；
[0009]所述操纵模块主要包括控制器开关、控制器、搅拌开关、机械臂开关、智能显示屏、
电源总开关和机器视觉摄像头开关，其中所述控制器设于支撑模块控制箱上方，所述控制器开关设于控制器下方，所述搅拌开关设于控制器开关左侧，所述机械臂开关设于搅拌开关下方，所述机器视觉摄像头开关设于控制器开关下方，所述电源总开关位于支撑模块物料箱内部；
[0010]所述控制模块主要包括超声波传感器、物料余量显示器、红外传感器、电磁阀、物联网模块、机器视觉摄像头、机械视觉识别模块、驱动模块、控制主机、红外测距感应器、红外防碰撞感应器、电源转换器和电机驱动模块，其中所述超声波传感器设于机身前部，所述物料余量显示器设于支撑模块物料箱一侧，所述红外传感器设于机身两侧，所述电磁阀设于动力模块小型气泵上方，所述物联网模块设于支撑模块控制箱内部，所述机器视觉摄像头设于执行模块六自由度机械臂前部，所述机械视觉识别模块设于物联网模块右侧，所述控制主机设于物联网模块左侧，所述红外测距感应器设于执行模块毛刷下方，所述红外防碰撞感应器设于执行模块毛刷前方，所述电源转换器设于支撑模块底板上方，所述电机驱动模块设于电源转换器前部，所述驱动模块设于电机驱动模块上方，所述二自由度摄像头云台、北斗定位模块与物联网模块连接，手机通过无线与物联网模块连接，实现远程控制；
[0011]所述抗干扰模块主要包括信号增强器和视频抗干扰器，其中所述信号增强器设于物联网模块上方，所述视频抗干扰器设于信号增强器后方；
[0012]所述支撑模块主要包括控制箱、物料箱、法兰、左支撑板、右支撑板、底板以和支撑板，其中所述物料箱设于上支撑板上方，所述法兰设于物料箱上方，所述控制箱设于物料箱后方。
[0013]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述六自由度机械臂与二自由度喷嘴云台连接，实现对树木的全方位喷涂，将毛刷与气嘴置于二自由度喷嘴云台下方，实现喷刷前对树木的清理。
[0014]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述气嘴、毛刷、马达、电动伸缩杆、二自由度喷嘴云台、红外防碰撞感应器、舵机一和舵机二组成喷涂机构，外部设有防护罩，对喷涂过程实行保护。
[0015]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述机身前部有二自由度摄像头云台，可以将喷涂过程反馈给控制端，设于右侧的北斗定位器与北斗定位盒子联合使用，实现机器人的定位功能。
[0016]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述可调节太阳能板与太阳能盒子位于机身两侧，配合使用，实现光能到电能的转换。
[0017]优选的，红外传感器和超声波传感器位于机身旁边，利用红外对管检测黑线与障碍物，以单片机为控制芯片，控制机器人的转向，实现机器的自动循迹，同时，依靠超声波传感器，在机身周围设定阈值，利用单片机控制机器人，完成自动避障。物联网模块与控制主机连接，实现网络连接，提高人机交互的友好性，机械视觉识别模块与机器视觉摄像头连接，完成对喷涂对象的识别。
[0018]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述物料箱设于机身尾部，搅拌电机位于物料箱上方，利用法兰固定，实现对物料的搅拌。
[0019]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述小型气泵位于下发，将物料压入二自由度喷嘴云台，物料余量显示器实时显示物料信息且在涂料含量过低时发出警告。
[0020]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述控制箱设于机身后部，用于对小车的近端控制。
[0021]优选的，上述树木智能喷涂机器人，所述履带设于机身底部，包裹驱动轮、支重轮、导向轮，方便在泥泞的土地中前行。
[0022]本技术专利的有效效果是：
[0023]本技术有自动循迹与自动避障功能，能摆脱对人力、物力的依赖，实现全自动化的远程操作。本技术采用智能视觉搅拌喷涂系统，利用超声波与红外传感器让机器有视觉，精确把控与果树距离，在喷涂过程中智能测距，并通过摄像头智能分析树木，调节喷头大小与流速，喷涂速率高效果好，大大提高树木喷涂效率；通过物联网模块，可以连接网络，拥有自己的数据库；并且利用太阳能清洁能源，实现节能、环保的目的。
附图说明
[0024]图1是本技术的各模块的结构分布示意图；
[0025]图2是本技术的各模块的逻辑关系示意图；
[0026]图3是本技术的等轴测示意图；
[0027]图4是本技术的主视示意图；
[0028]图5是图4的左视示意图；
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树木智能喷涂机器人，其特征在于：包括执行模块（1）、动力模块（2）、传动模块（3）、操纵模块（4）、控制模块（5）、抗干扰模块（6）和支撑模块（7），所述控制模块（5）与抗干扰模块（6）主要分布在机身后部，操纵模块（4）分布在控制模块（5）与抗干扰模块（6）上方并与之连接；所述执行模块（1）主要分布在机身前部，动力模块（2）主要分布在机身后部，传动模块（3）主要分布在动力模块（2）下方；所述操纵模块（4）通过控制模块（5）将控制信号传递给动力模块（2），而动力模块（2）与传动模块（3）相连，动力模块（2）接收到控制信号后，将动力传到传动模块（3），最后传动模块（3）控制执行模块（1）完成指令，最终实现远程控制、自动识别和自动喷涂；所述执行模块（1）包括六自由度机械臂（101）、导管（102）、履带（103）、北斗定位器（104）、二自由度摄像头云台（105）、防护罩（106）、螺旋桨叶（107）、二自由度喷嘴云台（108）、气嘴（109）、电动伸缩杆（110）、马达（111）、毛刷（112）、舵机一（113）、舵机二（114）和可调节太阳能板（115），其中所述六自由度机械臂（101）设于机身前部，所述导管（102）设于六自由度机械臂（101）内部，所述北斗定位器（104）设于六自由度机械臂（101）后侧，所述二自由度摄像头云台（105）设于六自由度机械臂（101）右侧，所述二自由度喷嘴云台（108）设于毛刷（112）上方，所述螺旋桨叶（107）设于支撑模块控制箱（701）内部，所述毛刷（112）设于舵机一（113）前部，所述马达（111）设于毛刷（112）内部，所述电动伸缩杆（110）设于毛刷（112），与马达（111）连接，所述舵机二（114）设于毛刷（112）后部，所述气嘴（109）设于毛刷（112）两侧，所述防护罩（106）设于毛刷（112）外部，两侧分布；所述动力模块（2）包括行走电机（201）、搅拌电机（202）、太阳能盒子（203）、小型气泵（204）和北斗定位盒子（205），其中所述行走电机（201）设于执行模块履带（103）之间，所述搅拌电机（202）设于支撑模块物料箱（702）上方，所述太阳能盒子（203）设于支撑模块上支撑板（707）下方，所述小型气泵（204）设于支撑模块物料箱（702）内部，所述北斗定位盒子（205）设于小型气泵（204）前方；所述传动模块（3）包括导向轮（301）、支重轮（302）、驱动轮（303）和搅拌轴（304），其中所述导向轮（301）设于支重轮（302）前方，所述支重轮（302）设于驱动轮（303）前方；所述操纵模块（4）包括控制器（401）、控制器开关（402）、搅拌开关（403）、机械臂开关（404）、智能显示屏（405）、电源总开关（406）和机器视觉摄像头开关（407），其中所述控制器（401）设于支撑模块控制箱（701）上方，所述控制器开关（402）设于控制器（401）下方，所述搅拌开关（403）设于控制器开关（402）左侧，所述机械臂开关（404）设于搅拌开关（403）下方，所述机器视觉摄像头开关（407）设于控制器开关（402）下方，所述电源总开关（406）位于支撑模块物料箱（702）内部；所述控制模块（5）包括超声波传感器（501）、物料余量显示器（502）、红外传感器（503）、电磁阀（504）、物联网模块（505）、机器视觉摄像头（506）、机械视觉识别模块（507）、驱动模块（508）、控制主机（509）、红外测距感应器（510）、红外防碰撞感应器（511）、电源转换器（512）、电机驱动模块（513）和单片机（514），其中所述超声波传感器（501）设于机身前部，所述物料余量显示器（502）设于支撑模块物料箱（702）一侧，所述红外传感器（503）设于机身两侧，所述电磁阀（504）设于动力模块小型气泵（204）上方，所述物联网模块（505）设于支撑模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤云，孙宁，戴礼灏，任国龙，唐维新，程东岳，许龙波，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：