除草机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种除草机器人。除草机器人包括：固定板和与固定板连接的行走机构，除草机器人还包括：喷药装置，设置在固定板上；机械末端执行器，被配置为能够通过切割方式进行除草；激光发射器，设置在固定板上；视觉识别装置，包括设置在固定板下方的第一摄像头，视觉识别装置用于识别目标区域内的杂草和农作物，并获取杂草在目标区域内的位置信息；控制器，与视觉识别装置电连接，控制器接收视觉识别装置传递的信息，并控制机械末端执行器或喷药装置或激光发射器动作，以使除草机器人具有机械除草方式、化学除草剂除草方式和激光除草方式。本实用新型专利技术的技术方案能够使用机械、化学除草剂和激光三种方式进行除草，以适用于多种环境。种环境。种环境。

【技术实现步骤摘要】
除草机器人


[0001]本技术涉及智能化除草
，具体而言，涉及一种除草机器人。

技术介绍

[0002]杂草与作物竞争水分、养分、和光照，滋生病虫害，导致粮食减产。田间杂草随机生长，且种类繁多。杂草防除方法主要有人工除草、化学除草剂除草和机械除草。其中，人工除草劳动强度大、效率低；化学除草剂除草方式通过喷施除草剂进行除草，过度施用除草剂易造成杂草抗药性，且污染环境；机械除草绿色环保，但容易误伤与杂草生长接近的作物；激光除草的方式能够利用激光进行除草，但是由于激光的照射范围有限，大面积除草时难以利用激光除草的方式。
[0003]目前，现有的除草机器人主要采用化学除草剂除草或者机械除草或者激光除草等单一方式进行除草，适用场景比较单一。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种除草机器人，该除草机器人集成了机械除草、化学除草剂除草和激光除草三种方式，可以适用于不同场景。
[0005]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种除草机器人，包括：固定板和与固定板连接的行走机构，除草机器人还包括：喷药装置，设置在固定板上，喷药装置包括药液输送系统和与药液输送系统连接的喷头；机械末端执行器，被配置为能够通过切割方式进行除草；激光发射器，设置在固定板上，激光发射器被配置为能够利用激光除草；视觉识别装置，包括设置在固定板下方的第一摄像头，视觉识别装置用于识别目标区域内的杂草和农作物，并获取杂草在目标区域内的位置信息；控制器，与视觉识别装置电连接，控制器接收视觉识别装置传递的信息，并控制机械末端执行器或喷药装置或激光发射器动作，以使除草机器人具有机械除草方式、化学除草剂除草方式和激光除草方式。
[0006]进一步地，除草机器人还包括：并联机构，包括与固定板连接的静平台以及用于安装喷头、机械末端执行器和激光发射器的动平台，动平台通过三个或者三个以上的机械臂结构与静平台连接，以实现竖直方向和/或水平方向的移动；旋转机构，设置在动平台上，旋转机构包括与动平台连接的第一驱动件以及与第一驱动件的输出轴驱动连接的旋转件，喷头、机械末端执行器和激光发射器均与旋转件连接，并且喷头、机械末端执行器和激光发射器绕旋转件的周向间隔布置，第一驱动件用于驱动除草机器人在机械除草方式、化学除草剂除草方式和激光除草方式之间切换。
[0007]进一步地，动平台上开设有与旋转件对应设置的避让通孔，旋转件位于避让通孔内，旋转件的中心轴线与动平台的中心线垂直设置，并且喷头、机械末端执行器和激光发射器沿旋转件的径向方向延伸。
[0008]进一步地，除草机器人还包括多个位置记忆装置，多个位置记忆装置设置在动平台上，多个位置记忆装置分别与激光发射器、喷头和机械末端执行器对应设置，以检测激光
发射器、喷头和机械末端执行器相对于动平台的位置。
[0009]进一步地，除草机器人包括与动平台连接的安装板，位置记忆装置包括检测件和被检件，除草机器人包括至少三个检测件以及至少三个被检件，至少三个检测件设置在安装板上，至少三个被检件位于旋转件上并与激光发射器、喷头和机械末端执行器对应设置，各检测件与控制器电连接，检测件根据对应的被检件确定激光发射器、喷头或者机械末端执行器的位置。
[0010]进一步地，检测件为接近开关或者微动开关，被检件为柱体。
[0011]进一步地，喷药装置还包括位于固定板上的药箱，药液输送系统包括输送管和设置在输送管上的输送泵，输送管的一端与药箱的出口连通，输送管的另一端与喷头连通。
[0012]进一步地，除草机器人还包括气动旋转头，气动旋转头包括定子和与定子转动连接的转子，转子上设有至少一个喷嘴，至少一个喷嘴与喷头连通，输送管的一端与定子连通。
[0013]进一步地，多个机械臂结构绕动平台的周向间隔布置，并且机械臂结构被配置为能够带动动平台沿竖直方向和/或水平方向移动；每个机械臂结构包括位于静平台上的第二驱动件、与第二驱动件驱动连接的驱动臂，以及与驱动臂通过球铰转动连接的执行臂，执行臂的一端与动平台转动连接。
[0014]进一步地，除草机器人包括多个机械末端执行器，多个机械末端执行器的结构不同，控制器选择性地与多个机械末端执行器中的一个连接。
[0015]应用本技术的技术方案，第一摄像头能够采集固定板下方的图像，视觉识别装置能够根据第一摄像头采集到的图像识别目标区域内的杂草和农作物的类型，以及杂草在目标区域内的位置信息，并且视觉识别装置能够将该信息传递至控制器，控制器根据上述的信息判断出该目标区域应采用的除草方式，并且控制激光发射器、喷药装置或者机械末端执行器进行除草，从而能够实现激光除草、机械除草和化学除草剂除草三种除草方式，这样，使用者可以根据实际环境选择最合适的除草方式；同时，行走机构能够带动固定板移动，从而在不同的地方进行除草。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了根据本技术的除草机器人的实施例的结构示意图；
[0018]图2示出了图1的除草机器人的部分结构示意图(其中，未示出固定板及安装在固定板上的部分结构)；
[0019]图3示出了图2的除草机器人的A处放大图；
[0020]图4示出了图3的除草机器人的左视图；
[0021]图5示出了图4的除草机器人的局部放大图；
[0022]图6示出了图3的除草机器人的气动旋转头的结构示意图；
[0023]图7示出了图3的除草机器人的另一个角度的示意图；
[0024]图8示出了图1的除草机器人的机械末端执行器的多种形式的结构示意图；
[0025]图9示出了图1的除草机器人的行走机构的结构示意图；以及
[0026]图10示出了图1的除草机器人的俯视图。
[0027]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]1、固定板；5、主动轮电机；6、主动轮；8、电磁阀；11、药箱；12、输送泵；13、轮座； 14、主动轮轴；15、法兰盖；16、轴承；17、静平台；18、第二驱动件；19、驱动臂；20、球铰；21、执行臂；2、控制器；22、动平台；221、避让通孔；23、喷头；24、输送管；26、第一驱动件；27、位置记忆装置；271、检测件；272、被检件；28、旋转件；3、第一摄像头； 32、四爪式；33、扇叶式；34、机械末端执行器；35、安装板；36、气动旋转头；361、定子； 362、转子；363、喷嘴；37、弯片式；39、弯钩式；42、刀片式；43、激光发射器。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0030]需要说明的是，化学除草剂除草的方式一般通过喷施除草剂进行除草，但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除草机器人，其特征在于，包括固定板(1)和与所述固定板(1)连接的行走机构，所述除草机器人还包括：喷药装置，设置在所述固定板(1)上，所述喷药装置包括药液输送系统和与所述药液输送系统连接的喷头(23)；机械末端执行器(34)，被配置为能够通过切割方式进行除草；激光发射器(43)，设置在所述固定板(1)上，所述激光发射器(43)被配置为能够利用激光除草；视觉识别装置，包括设置在所述固定板(1)下方的第一摄像头(3)，所述视觉识别装置用于识别目标区域内的杂草和农作物，并获取杂草在所述目标区域内的位置信息；控制器(2)，与所述视觉识别装置电连接，所述控制器(2)接收所述视觉识别装置传递的信息，并控制所述机械末端执行器(34)或所述喷药装置或所述激光发射器(43)动作，以使所述除草机器人具有机械除草方式、化学除草剂除草方式和激光除草方式。2.根据权利要求1所述的除草机器人，其特征在于，所述除草机器人还包括：并联机构，包括与所述固定板(1)连接的静平台(17)以及用于安装所述喷头(23)、所述机械末端执行器(34)和所述激光发射器(43)的动平台(22)，所述动平台(22)通过三个或者三个以上的机械臂结构与所述静平台(17)连接，以实现竖直方向和/或水平方向的移动；旋转机构，设置在所述动平台(22)上，所述旋转机构包括与所述动平台(22)连接的第一驱动件(26)以及与所述第一驱动件(26)的输出轴驱动连接的旋转件(28)，所述喷头(23)、所述机械末端执行器(34)和所述激光发射器(43)均与所述旋转件(28)连接，并且所述喷头(23)、所述机械末端执行器(34)和所述激光发射器(43)绕所述旋转件(28)的周向间隔布置，所述第一驱动件(26)用于驱动所述除草机器人在所述机械除草方式、所述化学除草剂除草方式和所述激光除草方式之间切换。3.根据权利要求2所述的除草机器人，其特征在于，所述动平台(22)上开设有与所述旋转件(28)对应设置的避让通孔(221)，所述旋转件(28)位于所述避让通孔(221)内，所述旋转件(28)的中心轴线与所述动平台(22)的中心线垂直设置，并且所述喷头(23)、所述机械末端执行器(34)和所述激光发射器(43)沿所述旋转件(28)的径向方向延伸。4.根据权利要求2所述的除草机器人，其特征在于，所述除草机器人还包括多个位置记忆装置(27)，多个所述位置记忆装置(27)设置在所述动平台(22)上，多个所述位置记忆装置(27)分别与所述激光发射器(43)、所述喷头(23)和所述机械末端执行器(34)...

【专利技术属性】
技术研发人员：金小俊，刘旭东，于佳琳，
申请(专利权)人：北京大学现代农业研究院，
类型：新型
国别省市：