[发明专利]除草机器人自动对靶变量喷雾流量控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及农机自动化领域，具体是一种除草机器人自动对靶变量喷雾流量控制系统。

背景技术

田间杂草会严重影响作物产量，且由于其分布疏密不均，难以精确去除。目前我国仍采用人工锄草为主，此方法费工费力、劳动强度大且效率低下。为了提高农业生产能力和生产效率，国外一些发达国家如美国、瑞典等已经广泛展开了对农业机器人和除草机器人的研究，但未实现精确定位，也不能根据杂草疏密控制药量。而我国对除草机器人的研究尚处于探索研究起步阶段。对除草机器人自动对靶的研究不仅有助于提高除草效率，还能大幅度减少除草剂用量，节约成本的同时降低了对环境的危害，促进农业生产的健康绿色发展。

经过现有技术文献的检索发现，专利公告号：CN201163949Y，名称：除草杀虫喷淋机，它包括用于连接行走机械的机架，在机架上装有药液箱和设有与行走机械动力输出轴连接接头、泵入口与所述药液箱连接的液体泵，所述机架上通过铰接轴横向分布地连接有多根其上装有喷嘴的下喷杆，该机架通过铰接轴连接有其上装有喷嘴上喷杆，所述液体泵的出口与所述的各个喷嘴相连通，以实现向农作物喷洒除草剂。它虽然能实现调整高度和行距进行喷淋，但是不能根据不同地点的杂草疏密情况及时调整除草剂的用量，不能减少农业成本和提高经济效益，而且不能满足绿色农业的要求。

检索中还发现，专利申请公开号：CN1628513A，名称：农药精确对靶施用方法，该技术自述：包括树木图像采集、图像处理与特征识别和喷雾控制系统，利用CCD、图像采集卡捕获树木形态视频流，通过特定接口电路实现信息交换，对可调变量喷雾系统进行实时控制，通过A/D、D/A转换电路来控制喷嘴实现农药的精确对靶喷雾。但是，它主要用于大型树木喷洒农药，难以对田间作物杂草进行清除，且其仅运用单目视觉获得图像，难以对田间杂草进行精确定位，无法保证作用效果。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种除草机器人自动对靶变量喷雾流量控制系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种除草机器人自动对靶变量喷雾流量控制系统，包括主控系统、可调变量喷雾系统、支架系统及超声波传感器，其中，可调变量喷雾系统固定安装在支架系统上，超声波传感器安装在可调变量喷雾系统上，主控系统及可调变量喷雾系统之间通过数据传送接口连接。

所述支架系统包括支架、滑块、直线导轨、螺杆、直角支架、导轨电机及底盘，其中，主控系统通过支架与直线导轨固定连接，可调变量喷雾系统通过直角支架固定安装在滑块上，滑块安装在螺杆上，螺杆固定安装在直线导轨上，直线导轨固定安装在底盘上，导轨电机安置在直线导轨底部，超声波传感器测量得到高度信号后，由主控系统控制所述导轨电机的正反转。也就是说，主控系统通过支架与直线导轨固定连接，可调变量喷雾系统通过直角支架固定安装在滑块上，滑块安装在螺杆上，螺杆固定安装在直线导轨上，直线导轨固定安装在底盘上，导轨电机安置在直线导轨底部，所述导轨电机由超声波传感器测量得到的高度信号通过主控系统控制其正反转。

所述底盘下面对称安装有4个独立驱动的车轮。

所述主控系统包括USB摄像头、工控主板、单片机控制回路及壳体，其中， USB摄像头、工控主板和单片机控制回路集成在壳体内部。

所述可调变量喷雾系统包括高速电磁开关阀、变量喷嘴、储药箱、导管及喷嘴安装架，其中，高速电磁开关阀及变量喷嘴分别两两安装在喷嘴安装架的两个自由端点上，喷嘴安装架的另一个端点与滑块固定连接，储药箱通过导管与变量喷嘴相连接，安装在底盘上，所述超声波传感器安装在喷嘴安装架的下方，主控系统计算分析杂草的分布位置和面积大小信息，调节高速电磁开关阀的开启时间，从而实现所述变量喷嘴的喷药流量控制。也就是说，高速电磁开关阀及变量喷嘴分别两两安装在喷嘴安装架的两个自由端点上，喷嘴安装架的另一个端点与滑块固定连接，储药箱安装在底盘上，储药箱通过导管与喷嘴安装架两个端点上的变量喷嘴相连接，所述超声波传感器安装在喷嘴安装架的下方，所述变量喷嘴的喷药流量通过主控系统计算到得杂草的分布位置和面积大小信息控制高速电磁开关阀进行调节。

所述喷嘴安装架为T型。

本发明内容与现有技术相比，其有益效果为：