[发明专利]一种大田作物信息采集机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种大田作物信息采集机器人，特别是关于一种智能化大田高清作物表型信息与土壤信息采集机器人。

背景技术

“精确农业”是21世纪农业的新模式，是数字农业的核心和农业发展的必然趋势。“精确农业”技术的起点是农田基础信息的获取和处理，故智能化、高效化、精准化的农业信息采集机器人是精确农业装备体系中的重中之重。同时高智能的农业机器人逐渐开始取代传统农业劳作方式，促进农业现代化的进程。

目前国内外许多国家都在开展农业基础信息采集技术的研究与开发，其中主要研究方向有：卫星遥感采集技术、无人机遥感采集技术、农业机器人采集技术。前两者拥有作业面积广，采集效率高等特点，同时也具有采集精度低，作业时间有限，受环境影响大，功能单一等缺点，加上操作不方便，通过性不高，无法满足各类田间试验的要求。

针对以上问题，本发明公开了一种智能化的大田作物表型信息与土壤信息采集机器人。针对所述机器人的可伸缩车体系统、信息采集与控制系统、传动系统进行构建与优化。研制出一种结构紧凑、操作简单、功能丰富、多类型田地适用性好、田间行走平稳性高、负载能力强、可实现单株作物精确表型信息采集与土壤欣喜采集的机器人。该发明为后续开展土壤与株苗性状的监测与分析、植株计算机视觉分析、车体自身卫星与惯性导航与播种施肥补水施药关键部件试验提供了实验平台与数据载体。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种跨垄型大田作物表型信息采集机器人，该机器人结构紧凑、操作简单、功能丰富、多类型田地适用性好、田间行走平稳性高、负载能力强、可实现单株作物精确表型信息采集功能。为后续开展土壤信息与株苗性状的监测与分析、植株计算机视觉分析、车体自身卫星与惯性导航与播种施肥补水施药关键部件试验提供了实验平台与数据载体。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种大田作物信息采集机器人，包括宽度可调节移动平台，在可调节移动平台上设有动力系统、半自动GPS导航系统、信息采集系统、电路控制系统、机器人运行管理系统、施药补水系统及遮光与自补光系统；所述宽度可调节移动平台包含宽度可调节车体结构、水陆两栖车轮机构及动力系统，动力系统带动两栖车轮机构转动；

所述宽度可调节车体结构包括车架、嵌套型宽度调节机构、大螺母、步进电机、第一链条及第一链轮；所述嵌套型宽度调节机构包括固定轴承、嵌套式镀锌管结构及传动丝杆；整体车架由方钢焊接而成，所述宽度调节机构焊接在车架前后两端，所述传动丝杆一端与所述轴承和第一链轮连接，另一端与焊接在车架上的大螺母连接，其中一个传动丝杆与步进电机相连，两传动丝杆通过第一链条连接。

优选的，所述水陆两栖车轮机构包括车轮安装架、内六角轴承、六角钢轴、水陆两栖车轮、第二链轮及第二链条，所述车轮安装架焊接在车架下方，所述六角轴承安装在车轮安装架上，所述第二链轮及车轮依次安装在六角钢轴上，通过紧定螺丝限位，并与所述六角轴承相配合，所述第二链轮通过第二链条与所述动力系统连接。

优选的，所述动力系统包括电机、离合装置及传动装置，所述电机由电机架与所述离合装置通过螺栓固定在电机底板上，电机底板通过螺栓固定在车架载物平台上；第一齿轮固定在电机轴上，第一齿轮与所述离合装置中的第二齿轮相啮合；所述离合装置由花键轴、第二齿轮、拉环及弹簧组成，其中花键套通过键连接第二齿轮，弹簧及第三链轮套设在花键轴上，弹簧还与轴承连接，所述花键、第三链轮及第二链条（21）组成动装置。

优选的，所述半自动GPS导航系统包括无线遥控系统、惯性导航系统及GPS定位导航系统；

所述无线遥控系统包含无线遥控器、机器人信号收发装置，无线遥控器通过机器人信号收发装置与控制终端连接；所述无线遥控器包括电台信号收发器、遥控手柄、信号处理芯片，遥控手柄与信号处理芯片连接，信号处理芯片与电台信号收发器连接，所述机器人信号收发装置通过PPM通信协议与无线遥控器进行通信，搭载在车架上；

所述惯性导航系统包含惯性导航传感器，惯性导航传感器与数据处理装置连接；所述GPS导航系统包含GPS定位传感器，GPS定位传感器与数据处理装置连接；数据处理装置与控制终端及机器人信号收发装置连接，数据处理装置还与导航控制系统连接。

优选的，所述信息采集系统包含土壤信息采集系统与作物表型信息采集系统，