[实用新型]智能球体农田机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于农业机器人技术领域，具体来说涉及一种智能球体农田机器人。

背景技术

农业机器人出现后，发展迅速，如今在许多国家出现了多种类型农业机器人。在20世纪70年代后期，各国对农业机器人的研究工作逐渐启动，研制出多种农业生产机器人，如嫁接机器人、育苗机器人、农药喷洒机器人等已投入使用。但现阶段农业机器人大多都体形比较庞大，在移动作业过程中容易毁坏农作物和压实土壤，不利于农作物的生长。本文提出一种用于精准农业上的机器人，与其他农业机器人所不同的是它不像飞机撒药式的喷洒杀虫剂、施肥等大范围的对农作物进行作业，而是更倾向于园丁的方式，针对性的服务于小范围的农作物。机器人外表采用球型外壳，在移动中不会对农作物造成伤害；所有的控制电路和机械驱动全部封装在球体内部，有效避免农田中露水和灰尘对机器人造成影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能球体农田机器人，

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种智能球体农田机器人，包括主传动轴、支撑轴、连接件、直齿轮传动轮系、直齿-锥齿轮传动轮系、用于驱动机器人行进的第一步进电机、用于驱动机器人转向的第二步进电机，以及一个球形壳体，所述主传动轴、支撑轴、连接件、直齿轮传动轮系、直齿-锥齿轮传动轮系、用于驱动机器人行进的第一步进电机、用于驱动机器人转向的第二步进电机均设置在球形壳体内部。

主传动轴通过轴承可旋转的水平设置在连接件中，第一步进电机和第二步进电机分别固定在主传动轴的两端；

所述支撑轴由完全相同的两个光轴组成，两个光轴成一直线竖直设置，光轴相邻的两端通过轴承可旋转的固定在连接件的上下两端；光轴另外两端分别与球壳进行刚性连接，将整套驱动支撑起来；

所述直齿轮传动轮系包括相互啮合的第一直齿轮和第二直齿轮，其中，第一直齿轮固定在第一步进电机的输出轴上，第二直齿轮通过轴承可旋转的设置在主传动轴上，且第二直齿轮与连接件固定连接；

所述直齿-锥齿轮传动轮系包括第三直齿轮、与第三直齿轮相啮合的第四直齿轮、第一锥齿轮、与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，其中，第三直齿轮固定在第二步进电机的输出轴上，第四直齿轮和第一锥齿轮通过轴承同步设置在主传动轴上，第二锥齿轮固定在支撑轴上；

在智能球体农田机器人的球形壳体内还设置有温湿度检测单元、GPS定位单元、电源模块单元、无线数据传输单元、步进电机驱动单元、核心控制单元，所述核心控制单元分别与连接温湿度检测单元、GPS定位单元、电源模块单元、无线数据传输单元、步进电机驱动单元连接。

在上述技术方案中，第一直齿轮7和第二直齿轮8具有相同的模数1.5，齿数分别是20和40，传动比为1:2；第三直齿轮9和第四直齿轮10具有相同的模数1.5，齿数分别是20和40，传动比为1:2；第一锥齿轮11和第二锥齿轮12具有相同的模数1.5，齿数分别为20，40，传动比也为1：2。

在上述技术方案中，采用STC15F2K61S2单片机作为核心控制单元。

在上述技术方案中，所述无线数据传输单元采用无线通用芯片NRF2401。

在上述技术方案中，所述温湿度检测单元采用DHT11数字温湿度传感器。

在上述技术方案中，所述GPS定位单元采用ATK-NEO-6M-V2.3GPS定位模块。

在上述技术方案中，步进电机驱动单元采用A4988电机驱动模块。

本实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型公开了一种智能球体农田机器人，其外形为球形壳体，在球形壳体内设置有驱动球形壳体行进和转向的驱动机构。本实用新型利用球体表面圆润的特点，改变了传统农业机械工作时会伤害到农作物的现状；并在此基础上将一系列传感器集结在球壳内部，实现了对农田信息的采集。

附图说明

图1是本实用新型的机械结构示意图。

图2是本实用新型的机械结构简图。

图3是本实用新型的控制系统的模块连接图。

图4是实施例中核心控制单元的电路图。

图5是实施例中无线数据传输单元的电路图。

图6是实施例中温湿度检测单元的电路图。

图7是实施例中GPS定位单元的电路图。

图8是实施例中步进电机驱动单元的电路图。

图9是实施例中电源模块单元的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。