一种多功能智能绿植养护机器人制造技术

一种多功能智能绿植养护机器人，包括自主移动轮式的智能养护机器人主体和养护机器人的充电与水肥基站，通过设有的移动与避障模块、智能采光模块、智能浇水模块、智能加湿模块、智能加温模块、智能松土模块、自充电与自补水模块、人机交互模块实现机器人的各项功能；充电与水肥基站用于对机器人主体加水充电。本发明专利技术机器人基于物联网控制技术，通过多维度传感器融合技术，可自行实现对植物的加水、加湿、加温及松土功能，完成对植物的一系列智能管理，实现了对室内绿植花草生长状况的实时监控与自适应养护。与自适应养护。与自适应养护。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能智能绿植养护机器人


[0001]本专利技术涉及智能机器人领域，用于室内养殖的绿植智能养护。

技术介绍

[0002]室内绿植花卉种植，越来越受到人们的青睐，不仅可以陶冶情操，同时绿植花草亦可净化空气，进而有效改善室内生态系统。
[0003]市场上适合室内养殖的绿植花草品种繁多，其中小型绿植便于移动式养护，大型绿植适合定点养护。目前现有绿植养护产品功能较为单一，同时具有使用前提苛刻等不足，如：
①“
智能花盆”不具有自主移动功能，无法实现自主移动式采光、通风等功能；
②
使用时需要将植物草本移植到智能花盆内，而智能花盆规格设计又缺乏具体植物草本生长环境所需的针对性；
③
一机一花草，无法开展一机多花草的智能群体养护模式；
④
智能花盆水肥容量有限，缺乏自适应水肥补给功能等。
[0004]但绿植花草的室内生长，需要较为精心专业的养护，而快节奏的工作生活，使人们很少具有这样的时间与精力去亲躬养护绿植花草。而一种具有多功能室内可移动式与定点式智能绿植养护机器人的提出，便可轻松有效的解决上述矛盾。

技术实现思路

[0005]针对上述产品的不足，本专利技术在借鉴移动机器人技术的基础上，并结合草本园艺师专业养护经验，立足于绿植花草养护的“系统完备性”，创新性的提出集自主调节温度、湿度、光照以及浇水、施肥、松土等功能于一体的一种可远程与自适应操控相结合的具有室内可移动式或定点式系统化多功能智能绿植养护机器人研究原型，针对不同的绿植花草生长习性与物理特性，采取相应适宜的养护方式：小盆栽
→
移动式养护、大绿植
→
固定式养护。本专利技术基于物联网控制技术，采用多维度传感器融合技术，实现对室内绿植花草生长状况的实时监控与自适应养护。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种多功能智能绿植养护机器人，包括自主移动轮式的智能养护机器人主体和养护机器人的充电与水肥基站，其中：
[0008]智能养护机器人主体包括底板，底板上设有移动与避障模块、智能采光模块、智能浇水模块、智能加湿模块、智能加温模块、智能松土模块、自充电与自补水模块、人机交互模块、主控器、电路转接模块，其中移动与避障模块、智能采光模块、智能浇水模块、智能加湿模块、智能加温模块、智能松土模块、自充电与自补水模块、人机交互模块为绿植养护机器人的功能模块；主控器负责全部机器人的系统控制；电路转接模块连通主控器与传感器并进行通讯；底板上部设有顶板，底板和顶板通过螺母柱连接，底板、顶板、螺母柱为机器人的结构部件，负责机器人组件的固定与连接，主控器、电路转换模块及其他各功能模块设置在两板之间的空间内；
[0009]充电与水肥基站包括主体机架，主体机架上后端设有基站主控板，主体机架前端
设有基站端无线充电线圈，相同一端的主体机架上还设有红外信标，该充电与水肥基站还包括外部水箱，外部水箱内设有外箱水泵，并与设置在外部水箱顶部的输水管相连接，在外部水箱上还设有水位检测装置，用于检测水箱内的水量。
[0010]进一步的，移动与避障模块由主动轮、角度传感器、驱动电机、编码盘、超声传感器、超声波传感器信号聚合板、从动轮、摄像头、陀螺仪、微波雷达、主控器、电路转接模块组成，通过驱动电机以及与其固连的主动轮进行驱动，同时辅以从动轮组成四轮系统移动，同时，陀螺仪负责检测机器人当前的前进方向，陀螺仪返回值与角度传感器的返回值进行算法融合，控制当前机器人的运动方向，也保证机器人行进路线趋近一条直线；
[0011]机器人前后左右各有一个超声传感器，负责检测传感器方向到障碍物的距离，四个超声传感器将信号传输给超声波传感器信号聚合板，经过信号处理后经由电路转接模块传送给主控器，同时为防止运行方向上存在无法被超声传感器检测到的物体，使用摄像头进行辅助探测，根据图像识别算法控制避障；
[0012]设有微波雷达探测周围活动物体，防止周围有活动的人与动物所造成的环境不确定性从而造成对植物的损伤，当微波雷达探测到周围有活动的物体，就停止一切底盘运动，直到周围静止而后继续运动。
[0013]进一步的，智能采光模块包括光照传感器和光照盖板，光照传感器与主控器信号连接，当主控器下达采光指令后，主控器会采集光照传感器的光照值，并将后一次采集的光照值与前一次采样的光照值进行比对，确定行进路线，而后会调用移动与避障模块驮载植物向预定路线前进，在前进过程中仍然进行采样，以此来确定合适路线。
[0014]进一步的，智能浇水模块包括内部水箱、内箱水泵、土壤湿度传感模块，当主控器通过土壤湿度传感模块探测到植物缺水的时候，则会驱动内箱水泵从内部水箱内抽水为植物进行补水，与土壤湿度传感模块信号连接的土壤湿度传感器埋置在花盆内部，通过电路转换模块与机器人相连。
[0015]进一步的，智能加湿模块包括空气温湿度传感模块和超声波雾化装置，当主控器通过空气温湿度传感模块探测到植物周围环境湿度过低时，会驱动超声波雾化装置为植物进行加湿，与空气温湿度传感模块信号连接的空气温湿度传感器位于植物花盆内部，通过电路转换模块与机器人连接，超声波雾化装置位于内部水箱内，可以使用内部水箱内的水为植物加湿。
[0016]进一步的，智能加温模块包括与其信号连接的加热丝，当主控器通过空气温湿度传感模块探测到植物周围温度过低时，会驱动埋在土壤附近的加热丝为植物进行加温，加热丝通过电路转换模块与机器人相连接。
[0017]进一步的，智能松土模块包括与其信号连接的松土电机，主控器通过内置定时，每当到达要松土的时刻，主控器会驱动埋在土里的松土电机，通过震动，为植物进行松土，松土电机通过电路转换模块与机器人相连接。
[0018]进一步的，自充电与自补水模块包括摄像头、内部水箱、水箱上盖、水位传感器、无线充电线圈、电压传感器、红外传感器、干簧管，当主控器通过水位传感器确定机器人内部水箱缺水，或者通过电压传感器确定机器人电池缺电的时候，会触发返回充电与水肥基站程序，为机器人主体进行充电和补水加肥的操作；
[0019]当该返回充电与水肥基站程序被触发后，主控器会调用红外传感器，探测基站端
红外信标的相对位置，而后通过移动与避障模块的底盘移动功能，驱动机器人前进到基站的位置，在移动过程中，也会调用摄像头进行路线的确定与规划，在行驶到基站前方时，干簧管会辅助确认机器人的内部水箱的受水口是否与外部水箱的出水口进行对齐；
[0020]确认对齐后，机器人端的水箱上盖会打开，而后基站端的外箱水泵会从输水管为机器人端的内部水箱进行补水加肥操作，同理若存在电池缺电的情况，则会通过基站端无线充电线圈与机器人主体端的无线充电线圈进行充电。
[0021]进一步的，机器人主体上顶板上设有触摸屏，用于直观了解当前植物状态，并手动控制机器人立刻或延时对植物进行采光、浇水、加温加湿与松土的操作。
[0022]进一步的，机器人顶板上设有拓展支架，该拓展支架连接与内部水箱连接的水管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能智能绿植养护机器人，其特征是：包括自主移动轮式的智能养护机器人主体(1)和养护机器人的充电与水肥基站(2)，其中：智能养护机器人主体(1)包括底板(1
‑
13)，底板(1
‑
13)上设有移动与避障模块(1
‑
1)、智能采光模块(1
‑
2)、智能浇水模块(1
‑
3)、智能加湿模块(1
‑
4)、智能加温模块(1
‑
5)、智能松土模块(1
‑
6)、自充电与自补水模块(1
‑
7)、人机交互模块(1
‑
8)、主控器(1
‑
9)、电路转接模块(1
‑
10)，其中移动与避障模块(1
‑
1)、智能采光模块(1
‑
2)、智能浇水模块(1
‑
3)、智能加湿模块(1
‑
4)、智能加温模块(1
‑
5)、智能松土模块(1
‑
6)、自充电与自补水模块(1
‑
7)、人机交互模块(1
‑
8)为绿植养护机器人的功能模块；主控器(1
‑
9)负责全部机器人的系统控制；电路转接模块(1
‑
10)连通主控器(1
‑
9)与传感器并进行通讯；底板(1
‑
13)上部设有顶板(1
‑
11)，底板(1
‑
9)和顶板(1
‑
11)通过螺母柱(1
‑
12)连接，底板(1
‑
13)、顶板(1
‑
11)、螺母柱(1
‑
12)为机器人的结构部件，负责机器人组件的固定与连接，主控器(1
‑
9)、电路转换模块(1
‑
10)及其他各功能模块设置在两板之间的空间内；充电与水肥基站(2)包括主体机架(2
‑
2)，主体机架(2
‑
2)上后端设有基站主控板(2
‑
1)，主体机架前端设有基站端无线充电线圈(2
‑
4)，相同一端的主体机架(2
‑
2)上还设有红外信标(2
‑
3)，该充电与水肥基站(2)还包括外部水箱(2
‑
7)，外部水箱(2
‑
7)内设有外箱水泵(2
‑
6)，并与设置在外部水箱(2
‑
7)顶部的输水管(2
‑
8)相连接，在外部水箱(2
‑
7)上还设有水位检测装置(2
‑
5)，用于检测水箱内的水量。2.根据权利要求1所述的多功能智能绿植养护机器人，其特征是：移动与避障模块(1
‑
1)由主动轮(1
‑1‑
1)、角度传感器(1
‑1‑
2)、驱动电机(1
‑1‑
3)、编码盘(1
‑1‑
4)、超声传感器(1
‑1‑
5)、超声波传感器信号聚合板(1
‑1‑
6)、从动轮(1
‑1‑
7)、摄像头(1
‑1‑
8)、陀螺仪(1
‑1‑
9)、微波雷达(1
‑1‑
10)、主控器(1
‑
9)、电路转接模块(1
‑
10)组成，通过驱动电机(1
‑1‑
3)以及与其固连的主动轮(1
‑1‑
1)进行驱动，同时辅以从动轮(1
‑1‑
7)组成四轮系统移动，同时，陀螺仪(1
‑1‑
9)负责检测机器人当前的前进方向，陀螺仪(1
‑1‑
9)返回值与角度传感器(1
‑1‑
2)的返回值进行算法融合，控制当前机器人的运动方向，也保证机器人行进路线趋近一条直线；机器人前后左右各有一个超声传感器(1
‑1‑
5)，负责检测传感器方向到障碍物的距离，四个超声传感器(1
‑1‑
5)将信号传输给超声波传感器信号聚合板(1
‑1‑
6)，经过信号处理后经由电路转接模块(1
‑
10)传送给主控器(1
‑
9)，同时为防止运行方向上存在无法被超声传感器(1
‑1‑
5)检测到的物体，使用摄像头(1
‑1‑
8)进行辅助探测，根据图像识别算法控制避障；设有微波雷达(1
‑1‑
10)探测周围活动物体，防止周围有活动的人与动物所造成的环境不确定性从而造成对植物的损伤，当微波雷达(1
‑1‑
10)探测到周围有活动的物体，就停止一切底盘运动，直到周围静止而后继续运动。3.根据权利要求1所述的多功能智能绿植养护机器人，其特征是：智能采光模块(1
‑
2)包括光照传感器(1
‑2‑
1)和光照盖板(1
‑2‑
2)，光照传感器(1
‑2‑
1)与主控器(1
‑
9)信号连接，当主控器(1
‑
9)下达采光指令后，主控器(1
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9)会采集光照传感器(1
‑2‑
1)的光照值，并与上一次采样的光照值进行比对，确定行进路线，而后会调用移动与避障模块(1
‑
1)驮载植物向预定路线前进，在前进过程中仍然...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉维，龚健超，桑永波，向红标，李霞，李彬，魏俊涛，陈鹏宇，
申请(专利权)人：天津一米田地科技有限公司，
类型：发明
国别省市：