智能农药喷洒机器人[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 208338745 U(45)授权公告日 2019.01.08

(21)申请号 201821031148.1(22)申请日 2018.07.02

(73)专利权人 济南大学

地址 250022 山东省济南市市中区南辛庄

西路336号(72)发明人 王开玉　秦文强　江三龙　王福　

解梦思　王潍　(74)专利代理机构 济南誉丰专利代理事务所

(普通合伙企业) 37240

代理人 高强(51)Int.Cl.

A01M 7/00(2006.01)

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

权利要求书1页 说明书3页 附图6页

(54)实用新型名称

智能农药喷洒机器人(57)摘要

本实用新型涉及了一种智能农药喷洒机器人，其结构包括云台摄像头、喷杆、高雾化喷嘴、曲柄机构、支撑杆、足式钢架、驱动舵机、数传模块、药箱、输送管、水泵、底盘支架、控制模块、电源、小臂、舵机Ⅰ、舵机支架、舵盘、舵机Ⅱ。有益效果：可以实现喷洒作业中保护作物的生长环境；可以在喷洒作业中实现远程遥控，隔绝农药与作业人员的接触，防治农药对作业人员的危害；能够提高农药喷洒的效率；能够提高喷洒设备的灵活性。

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权　利　要　求　书

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1.一种智能农药喷洒机器人，其特征在于；包括云台摄像头(1)、喷杆(2)、高雾化喷嘴(3)、曲柄机构(4)、支撑杆(5)、足式钢架(6)、驱动舵机(7)、数传模块(8)、药箱(9)、输送管(10)、水泵(11)、底盘支架(12)、控制模块(13)、电源(14)、小臂（15）、舵机Ⅰ（16）、舵机支架（17）、舵盘（18）、舵机Ⅱ（19），所述喷杆(2)上均匀连接有高雾化喷嘴(3)上方连接有云台摄像头(1)，所述喷杆(2)还通过由驱动舵机(7)控制的曲柄机构(4)连接在支撑杆(5)上，所述底盘支架(12)与足式钢架(6)通过驱动舵机(7)用螺纹连接，所述输送管(10)两边分别连接有水泵(11)与药箱(9)，所述底盘支架(12)上方通过螺纹依次连接有数传模块(8)、水泵(11)、药箱(9)、支撑杆(5)，所述底盘支架(12)下方连接有控制模块(13)、电源(14)。

2.根据权利要求1所述的智能农药喷洒机器人，其特征在于：所述足式钢架(6)有6组。3.根据权利要求1所述的智能农药喷洒机器人，其特征在于：所述足式钢架(6)分为大臂与小臂（15）。

4.根据权利要求1所述的智能农药喷洒机器人，其特征在于：所述舵机支架（17）构成大臂。

5.根据权利要求1所述的智能农药喷洒机器人，其特征在于：所述驱动舵机(7)有2个，舵机Ⅰ（16）与舵机Ⅱ（19）各六个。

6.根据权利要求1所述的智能农药喷洒机器人，其特征在于: 控制模块(13)分为控制板与单片机组成。

7.根据权利要求1所述的智能农药喷洒机器人，其特征在于：控制模块(13)以导线与驱动舵机(7)、舵机Ⅰ（16）、舵机Ⅱ（19）和电源(14)相连。

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说　明　书智能农药喷洒机器人

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技术领域

[0001]本发明涉及农业装备技术领域，尤其是智能农药喷洒机器人。

背景技术

[0002]现今先进农药喷洒机械主要为无人机、大型轮式喷洒车等。现有的无人机喷洒农药装置喷洒的农药不均匀，起降所需空间太大，对作业环境要求过高 ，不适用于小型农田与温室种植，而大型轮式喷洒车行进进过程中对土壤危害大，不利于保护作物的生长环境。[0003]无人机的工作方式决定了其适用的范围较小，影响因素太多，例如风力等天气因素。大型轮式喷洒车重量较重，车轮的受力面积大，会影响作物的生长环境。发明内容

[0004]为了克服现有技术不足，解决喷洒机械的移动方式，使得其喷洒的过程不会对作物的生长环境造成不利影响。使得在小规模农田和温室种植的领域有一种喷洒机械可以代替人工，同时提高农药利用率，减少农药的浪费和农药对于环境的污染。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明涉及了一种智能农药喷洒机器人，采用行走方式为足式行进，变面接触为点接触，减小接触压力，其底盘在作物上方行走，不会对作物造成伤害，两侧足结构在作物两行间移动，向后喷洒农药喷雾。底盘为一个六足机器人底盘，高度可由舵机控制升降，行走的间距也可由舵机控制调整。[0006]其结构包括云台摄像头、喷杆、高雾化喷嘴、曲柄机构、支撑杆、足式钢架、驱动舵机、数传模块、药箱、输送管、水泵、底盘支架、控制模块、电源、小臂、舵机Ⅰ、舵机支架、舵盘、舵机Ⅱ。上述驱动舵机、舵盘、舵机支架、轴承、足式钢架组成足结构，上述足式钢架又包括由金属片通过螺钉连接起来的小臂和由舵机支架组成的大臂，六个足结构结构相同。上述足结构上装有驱动舵机，一足装有两个舵机，分别控制足的上下和前后两个自由度。上述舵机通过螺纹连接连接舵盘和舵机支架，一个舵机通过螺纹连接底盘，另一个舵机通过螺纹连接小臂部分，两者的舵机支架通过螺纹连接组成大臂，以此来控制足的前后左右移动。上述足式钢架在舵机的驱动下行进。底盘上通过螺钉安装有控制板与单片机，所有舵机通过导线连接在控制板上，控制板通过导线连接在单片机上，以此来控制舵机的转动。底盘下部通过螺钉连接有电源与控制板和单片机相连。为设备供电。[0007]上述底盘支架上依次放置水泵、药箱与喷杆支撑杆，通过输送管将水泵与药箱连接，另一条输送管将水泵与喷杆连接，喷杆位于支撑杆上方的两侧，喷杆上安装有一排向后的高雾化喷嘴。喷杆与支撑杆连接的地方可转动，由电机带动一个曲柄机构进行控制，支撑杆上安装有云台摄像头，可360°监控作业过程。前方安装有wifi数传模块，可远程遥控设备的运行。

[0008]本发明的有益效果是：[0009]1、可以实现喷洒作业中保护作物的生长环境[0010]2、可以在喷洒作业中实现远程遥控，隔绝农药与作业人员的接触，防治农药对作

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业人员的危害。[0011]3、能够提高农药喷洒的效率。[0012]4、能够提高喷洒设备的灵活性。

附图说明

[0013]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0014]图1为本发明整体示意图；[0015]图2为本发明正视图图；[0016]图3为本发明侧视图图；[0017]图4为本发明俯视图图；

[0018]图5为本发明云台摄像头局部放大图；[0019]图6为本发明喷杆局部放大图；[0020]图7为本发明足结构局部放大图；[0021]图8为本发明行进方式第一步示意图；[0022]图9为本发明行进方式第二步示意图；[0023]图10为本发明行进方式第三步示意图。[0024]图中：1-云台摄像头；2-喷杆；3-高雾化喷嘴；4-曲柄机构；5-支撑杆；6-足式钢架；7-驱动舵机；8-数传模块；9-药箱；10-输送管；11-水泵；12-底盘支架;13-控制模块；14-电源；15-小臂；16-舵机Ⅰ；17-舵机支架；18-舵盘；19-舵机Ⅱ。具体实施方式

[0025]采用行走方式为足式行进，底盘为一个12自由度的六足机器人底盘，装有12个驱动舵机，一足装有两个舵机，分别控制足的上下和前后两个自由度，由此实现底盘的升降与行走间距的调整。

[0026]舵机16通过螺纹连接连接舵盘18和舵机支架17，轴承安装在舵盘18上，两者保持过盈配合。舵机19通过螺纹连接底盘12，舵机16通过螺纹连接小臂15部分，两者的舵机支架17通过螺纹连接组成大臂，以此来控制足的各方向移动。其中，小臂15由两片金属片通过4组螺钉连接。

[0027]底盘整体行进时仿生昆虫的三角步态行进方式。两侧的六个足式钢架分为两组三角形的组合交替行进，首先第一组由舵机控制一侧向上同时向前转到一个角度，同时另一侧向上并向后转动一个角度；然后第一组舵机全部想下落下；接下来第一组的控制前后的舵机回复原位以此来提供一个向后的蹬力同时第二组重复第一组的操作，向前移动；接下来第二组舵机向下落下第一组重复，以此交替行进。此行进方式可使得设备重心保持在三角形内部即设备的中心，极大地提升行进时的稳定性的同时效率极高。

[0028]行进过程中舵机的转动及其转动角度预先设计为特定动作组输入控制板中，由单片机连接控制板通过特定程序控制行进。[0029]通过底盘12上依次放置水泵11、药箱9与喷杆支撑杆5，通过输送管10将水泵11与药箱9连接，另一条输送管10将水泵11与喷杆2连接，喷杆位于支撑杆5上方的两侧，喷杆2上安装有一排向后的高雾化喷嘴3。喷杆2与支撑杆5连接的地方可转动，由电机带动一个曲柄

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机构进行控制，支撑杆上安装有云台摄像头，可360°监控作业过程。控制模块13安装在底盘12下部，控制底盘12和喷杆2上的电机7还有水泵11的工作。供电的电源14装在底盘12下方。[0030]本产品作业时喷杆张开水泵开始工作，通过输送管从药箱中抽取农药输送到喷杆中，通过高雾化喷嘴在后方形成农药喷雾，同时底盘向前行进。停止作业时水泵停止，喷杆通过电机控制合在支撑杆两侧。在作业时遇到狭小空间，水泵停止喷杆折叠，等经过后再进行作业。

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图3

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