一种关于农田实现无人化管理的方法及其装置制造方法及图纸

一种关于农田实现无人化管理的方法及其装置属农业机器人领域，它是在农田中设置多个固定点（1），利用旋臂（2）两端的对接机构（3）交替与各固定点上设置的中心固定装置（6）对接，并以此为轴心进行旋转式作业，它不仅解决了传统农场机器人无法转移工作场地的问题，而且有利于农业实现电力化、自动化生产，有利于节水喷灌甚至播灌，是人们彻底摆脱“日出而作，日落而息”、“面朝黄土，背朝天”的生产局面，实现人类“千里之外管理万亩田园”的梦想。

【技术实现步骤摘要】
一种关于农田实现无人化管理的方法及其装置
本专利技术属于农业机器人领域
技术介绍
随着石油能源的日渐枯竭，水资源供应日趋紧张，人口老龄化不断加重，农业生产未来面临严峻挑战。传统的农业机械越来越不适应未来的农业生产，未来农业需要一种能节水灌溉,使用电力化生产，自动化水平高的农业生产方式。目前大多数国家积极研制无人驾驶拖拉机为作业平台以实现农业生产自动化，但是由于缺乏大容量蓄电池而很难实现电力化生产，对节水灌溉也无能为力，再加上目前自动识别技术还很不成熟，定位系统的精度还不够高以及定位系统的使用费用等原因，农业自动化作业很难实现。还有一种农场化作业机器人王伟。日本农用机器人的研究成果与趋势J，农业机械，1994，(11)。，它是一种以农田中心为轴心，以旋臂为旋转半径的旋转式生产作业系统。它适宜于电力化、自动化生产，有利于实施节水灌溉，但是它的作业范围固定，自由度不高，难于重复使用，无法进行大面积管理，因此不能进入实用阶段。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是针对旋转式农场化作业机器人存在的作业范围固定，自由度不高等问题，进行改进和完善，目的是提供一种关于农田实现无人化管理的方法及其装置以改变上述不足。本专利技术的技术解决方案是一种关于农田实现无人化管理的方法，由一旋臂(2) 携带农机具以农田的固定点(I)为轴心，以所述旋臂为半径进行旋转式作业，其特征是在农田中有规律地设置多个固定点(1)，相邻两固定点(I)的距离为所述旋臂的旋转半径，在所述各固定点的位置上都设置中心固定装置(6)。所述旋臂两端分别设置有与所述中心固定装置相对接的对接机构(3)。旋臂两端分别设为A端和B端，A端的对接机构与一中心固定装置对接，并以此为轴心携带自走式农业机械以顺时针方向进行旋转式作业，直至B端的对接机构靠近相对应的中心固定装置并完成对接，此时A端的对接机构分开，旋臂又以B端所对接的中心固定装置为轴心以逆时针方向进行旋转作业，直至A端与相对应的中心固定装置对接，B端对接机构分离，旋臂又以A端为轴心，以顺时针方向进行旋转作业……。就这样，所述旋臂两端的对接机构(3)交替与相应各中心固定装置(6)对接，以所对接的中心固定装置(6)为轴心旋转作业，旋臂(2)的旋转方向随所对接的中心固定装置(6)的改变而以顺时针方向和逆时针方向交替变化，从而使旋臂始终保持向前行进。作业机械从而可不断改变作业场地，实现大面积管理。一种关于农田实现无人化管理的装置，包括旋臂(2)、中心固定装置(6)和配套设施，连接机构把所述旋臂和所述中心固定装置连接起来，在负载机的推动下，所述旋臂以中心固定装置(6)为轴心通过安置在其上的牵引臂带动作业机械进行旋转作业，其特征是所述旋臂两端各设置一个可与中心固定装置(6)自由连接的对接机构(3)。所述中心固定装置(6)为一个由埋入地下的基座所固定的基桩(6)，相邻两基桩的距离为所述旋臂的旋转半径。本专利技术的优点是本专利技术不仅有利与农田管理实现电气化、自动化以及节水灌溉而且可使作业机械很方便地转移工作场地，从而大大提高了工作效率，可以管理更大面积的农田，从而避免了农机的闲置浪费，提高了利用率，大大降低了投资成本。附图说明图I是无人农场示意7是弧形钳手装置放大2是无人农场局部不意8是基粧(中心固定装置)示意3是无人农场机械装置平台示意9是独立节俯视4是无人农场机械装置平台侧视10是连接节侧视5是对接机构示意11是连接节局部放大6是伸缩臂内筒放大12是牵引臂结构示意图其中I一固定点，2—旋臂，3—对接机构，4一过渡固定点，5—死角区，6—中心固定装置(基桩)210—独立节，211—纵向桥架，212—横梁，213—短轴220—连接节，221—心轴，222—横支架，223—辅助杆，224—滚子，225—压力传感器，226—转盘轴承支承体 310—伸缩臂，311—齿条，312一压力传感器 320一升降臂，321—卷扬机，322—轴套 330—转盘轴承340—弧形钳手装置，341—滑杆，342—滑架，343—丝杠，344—差速器，345—空心锥杆350一机械臂601—锥形孔，602—凹槽，603—弧形缺口710—“ [”型框架，720—杠杆，730—弹簧，740—压力传感器。具体实施方式下面结合附图叙述本专利技术的一个实施例。在一片平坦、开阔的田野里，按一定距离间隔设置好各固定点(1)，由于旋臂(2)会先后以各固定点为轴心进行旋转作业，这样这些固定点就有了先后顺序；本专利技术所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是所述固定点中的起始点和终点重合。这样可使旋臂能够循环作业。本专利技术所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是所述固定点(I)分成数行呈蛇形排列，每行大致成一直线，且各行大致相互平行，相邻两行的行尾和行首之间有一过渡固定点(4)，该过渡固定点与所述行尾和行首所在的两个固定点(I)处于同一直线上，该直线与相邻两行固定点(I)所在直线大致分别构成60°和120°夹角。这样可使相邻的三个圆形管理区域相切，从而达到最大有效管理率，避免更多的土地闲置浪费。本专利技术所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是水管道、电力线路、 通信线路铺设到各固定点(1)，在中心固定装置(6)和旋臂(2)的对接机构(3)上设置水、 电、信接口，旋臂(2)上铺设上述水、电、信线路，使农机实现电气化，同样也可实现农田节水喷灌甚至是播灌，各种作业农机经电器化改造后，可大大简化结构，利于自动化作业，从而可使农业生产摆脱对石油的依赖，有利于改善环境。本专利技术所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是所述旋臂上设置固体物料输送装置，在所述中心固定装置附近可以集中供给作业机械所需要的种子、固体肥料，也可集中收集收获的农作物。可以安排专用的运输车辆来往于物资管理中心与各固定点之间，进行运送物资。本专利技术所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是在死角区(5)设置通往各固定点(I)的道路，用以运送物资。另外，死角区(作业机械无法管理到的区域)也可作为排涝的渠道。平整好固定点连线一带的地面，保持好此处的地面地貌，有利于对接机构与中心固定装置顺利对接。本专利技术所述的一种关于农田实现无人化管理的装置，其特征是所述对接机构包括伸缩臂(310 )、升降臂(320 )、转盘轴承(330 )和钳手装置(340 );所述伸缩臂为固定于所述旋臂末端的一个伸缩套筒，所述伸缩套筒的内筒外壁开有一浅槽，槽内安装有一齿条(311)，所述齿条前后两端各通过一个压力传感器(312)固定在浅槽两端；与一制动轮同轴连接的一齿轮与所述齿条相啮合，在电机的驱动下，所述伸缩套筒的内外筒可相对滑动，所述伸缩套筒上设置有测量伸缩长度的电位计。伸缩臂的作用及工作原理因地面的起伏度、气候等多种因素影响，旋臂的直线长度会发生改变，它的旋转半径也随之变化，与相邻两中心固定装置的距离难以完全相等， 为了实现顺利对接，旋臂的长度需要能够适当伸长或缩短，它是通过伸缩臂(310)的伸长或缩短来完成的，在电机的驱动下，伸缩套筒可伸长或缩短，伸缩套筒上安装的电位计可检测出伸缩套筒的伸缩长度，在对接机构与中心固定装置完成对接进入旋转作业过程后，需要恢复伸缩套筒原来的长度，以免影响下一次对接，这样也可避免造成单一方向的伸缩积累。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关于农田实现无人化管理的方法，由一旋臂（2）携带农机具以农田的固定点（1）为轴心，以所述旋臂为半径进行旋转式作业？，其特征是：在农田中有规律地设置多个固定点（1），相邻两固定点（1）的距离为所述旋臂的旋转半径，在所述各固定点的位置上都设置中心固定装置（6）；所述旋臂两端分别设置有与所述中心固定装置相对接的对接机构（3）；所述旋臂两端的对接机构（3）交替与相应各中心固定装置（6）对接，以所对接的中心固定装置（6）为轴心旋转作业，旋臂（2）的旋转方向随所对接的中心固定装置（6）的改变而以顺时针方向和逆时针方向交替变化，从而使所述旋臂始终保持向前行进。

【技术特征摘要】
1.一种关于农田实现无人化管理的方法，由一旋臂(2)携带农机具以农田的固定点 (I)为轴心，以所述旋臂为半径进行旋转式作业，其特征是在农田中有规律地设置多个固定点(1)，相邻两固定点(I)的距离为所述旋臂的旋转半径，在所述各固定点的位置上都设置中心固定装置(6)；所述旋臂两端分别设置有与所述中心固定装置相对接的对接机构(3)；所述旋臂两端的对接机构(3)交替与相应各中心固定装置(6)对接，以所对接的中心固定装置(6 )为轴心旋转作业，旋臂(2 )的旋转方向随所对接的中心固定装置(6 )的改变而以顺时针方向和逆时针方向交替变化，从而使所述旋臂始终保持向前行进。2.如权利要求I所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是所述固定点中的起始点和终点重合。3.如权利要求2所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是所述固定点(I)分成数行呈蛇形排列，每行大致成一直线，且各行大致相互平行，相邻两行的行尾和行首之间有一过渡固定点(4)，该过渡固定点与所述行尾和行首所在的两个固定点(I)处于同一直线上，该直线与相邻两行固定点(I)所在直线大致分别构成60°和120°夹角。4.如权利要求I或3所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是水管道、电力线路、通信线路铺设到各固定点(1)，在中心固定装置(6)和旋臂(2)的对接机构(3)上设置水、电、信接口，旋臂(2)上铺设上述水、电、信线路，使农机实现电气化。5.如权利要求4所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是所述旋臂上设置固体物料输送装置，在所述中心固定装置附近可以集中供给作业机械所需要的种子、固体肥料，也可集中收集收获的农作物。6.如权利要求5所述的一种关于农田实现无人化管理的方法，其特征是在死角区(5) 设置通往各固定点(I)的道路，用以运送物资。7.一种关于农田实现无人化管理的装置，包括旋臂(2)、中心固定装置(6)和配套设施，连接机构把所述旋臂和所述中心固定装置连接起来，在负载机的推动下，所述旋臂以中心固定装置(6)为轴心通过安置在其上的牵引臂带动作业机械进行旋转作业，其特征是所述旋臂两端各设置一个可与中心固定装置(6)自由连接的对接机构(3)；所述中心固定装置(6)为一个由埋入地下的基座所固定的基桩(6)，相邻两基桩的距离为所述旋臂的旋转半径。8.如权利要求7所述的一种关于农田实现无人化管理的装置，其特征是所述对接机构包括伸缩臂(310)、升降臂(320)、转盘轴承(330)和钳手装置(340)；所述伸缩臂为固定于所述旋臂末端的一个伸缩套筒，所述伸缩套筒的内筒外壁开有一浅槽，槽内安装有一齿条(311)，所述齿条前后两端各通过一个压力传感器(312)固定在所述浅槽两端；与一制动轮同轴连接的一齿轮与所述齿条相啮合，在电机的驱动下，所述伸缩套筒的内外筒可相对滑动，所述伸缩套筒上设置有测量伸缩长度的电位计；所述升降臂一端与所述伸缩套筒的内筒末端绞接，一卷扬机(321)安置在所述伸缩套筒的内筒末端上面的一支架上，所述卷扬机的钢丝绳末端系在所述升降臂上，所述升降臂末端连有一带“U”型双吊耳结构的轴套(322)；所述转盘轴承上部水平对称固定着两短轴，分别卡在所述轴套的双吊耳内，所述转盘轴承上安装有测量旋转角度的电位...

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