[发明专利]一种抗风喷灌节水喷头机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷灌装置，尤其是一种抗风喷灌节水喷头机器人。

背景技术

目前，用于植物尤其是城市绿化带园林灌溉用的常见的国产喷灌喷头(典型的有中国专利申请号为CN99222685的“旋转喷头”)，以及各种公知的进口喷灌喷头，在植物喷灌时受风力干扰影响很大，导致于喷洒不能准确到位，结果导致应该喷灌的种植地没喷灌到位，不应该喷的地面或路面却流水四溢，从而产生以下情形：1)部分植物没浇灌上水；2)水喷洒到人行道或机动车道上出了；3)浪费水资源；4)非种植地面受水浸湿破坏；4)没浇灌的地方还需要人工补洒水。正是因为这样，给植物的喷灌尤其园林、花草绿化地的管理带来很大的麻烦，为此需付出更多的水费和人工费，甚至导致地面受损，不仅影响地面的质量和路人的行走，而且由于地面的打滑和水流的喷射影响车辆的安全行驶。到迄今为止，还是没有简单而有效的解决方法。

发明内容

针对现有喷灌喷头喷灌存在的缺点，本发明的目的在于克服现有喷头在喷灌时受风力干扰影响大、喷洒不到位的缺点，提供一种能够根据风力的变化智能调整喷射角度准确喷洒到位的抗风喷灌节水喷头机器人，该喷头能够识别风力的大小和方向，具有一定的学习功能，并作出相应的决策和执行相应的运动，通过反馈进行自我调节喷射的角度和方向，以适应环境风力的变化，自适应控制喷头机器人进行智能化喷灌，从而达到节约用水、节省人工且不影响地面行人与车辆的行走，达到抗风节水喷灌的目的。

为实现上述目的，本发明的抗风喷灌节水喷头机器人包括：一个喷头本体，一个喷头座，一段柔性进水管，一个连接喷头本体和喷头座的活动连接装置，它还包括感风板、传感器、摆幅控制机械手装置。该感风板是一块正面设置的固定于喷头本体之上的面板，以感应风力的大小和方向；所述的传感器安装在感风板的下方的位置，用于测得风力的大小并将其转化成控制信号；所述的摆幅控制机械手装置与喷头本体连接，它根据传感器的信号调节喷射角。

上述所述的连接喷头本体和喷头座的活动连接装置(3)采用弹性连接装置。

上述所述的摆幅控制机械手装置(7)为一六轴机械手。

采用了上述结构后，本发明的抗风喷灌节水喷头机器人实质上就包括了以下部分：1)机械支撑部分，即喷头座，是一通过活动连接装置连接喷头本体并带有能与水管相连的进水接口的座体。2)执行部分，是由喷头本体和摆幅控制机械手装置组成，喷头本体是一带喷嘴或喷口实现喷灌喷射的喷头基体，摆幅控制机械手装置是一使喷头本体相对喷头座能够实现高低方向的摆动的同时又不溢漏水的装置。3)感知部分，即感风板和传感器，感风板可分为单块式感风板和双块正交式感风板，单块式感风板是一块片状或板状的轻薄面板；双块正交式感风板是一件两块轻薄面板相互垂直正交而成的连体件，它是前者的改进型，是为了更好地识别与控制任意方向的风。整个感风板固定在喷头本体的上方，传感器在感风板的下面，把感风板受到的风力转化成信号来控制摆幅控制机械手装置的转动角度，调节喷头本体喷射角，达到抗风喷灌的目的。当任意风吹动时，总能把该风的风力分解成两个垂直正交的X、Y方向的风力，单块式感风板则只对一个方向的风响应，双块正交式感风板则对两个方向的风响应，这样固定在喷头本体的上方的感风板接受风的吹动并传递给传感器，风力大小决定传感器信号的大小，传感器信号的大小和方向则控制摆幅控制机械手装置摆幅的大小和方向，风往哪边吹，感风板则往那边摆，以此来感知和识别风的大小和方向。4)控制部分，即控制电路板。控制电路板是整个装置的控制核心，实现精确智能抗风喷灌。

所述的连接喷头本体和喷头座的活动连接装置是一上端带有螺纹下端带有锁口的圆筒，在进水接口的座体上部是两端带孔直连通的空心球台体，并在进水接口的座体上部的空心球台体与喷头本体之间设置一环形密封圈以防漏水。为了限制喷头的水平方向的转动，该空心球台体也可设置成被两个平行的铅垂平面所挖切形成两平行的平面，刚好与锁口的圆筒的内表面形成配合，这样就限止了喷头本体就只能在高低方向摆动，而不能在水平方向转动。此外，为了使喷头本体相对喷头座能够实现高低方向的摆动的同时不溢漏水，该活动连接装置也可通过上紧套和软管构成，使喷头本体与喷头座活动连接，还可在软管中间安放一细弹簧，也可以在软管的管壁内填埋弹性体如弹性钢丝、弹性钢片等，以便使软管能够摆动又不容易折断，使之成为带有弹性的活动连接装置。