[实用新型]自平衡农用植保机器人

说明书

自平衡农用植保机器人属于农业机械技术领域，主要由农业溶液盛装容器，行走轮，自平衡装置，机器视觉模块，激光循迹模块，变量喷施液体装置，静止承托支架，遥控装置，电池组，喷施液体所需的管路等组成。本实用新型专利在于提供一种独轮的、具有自平衡性能的农用植保机器人，其工作过程中可精确或者变量喷施农业液体药剂或者液体肥料，其作业过程可自动或者半自动。本实用新型专利的推广能够降低农民的劳动强度，保护农民的生命健康。本实用新型专利与现有的高地隙喷药机相比能降低植保作业对作物秧苗的伤害，与现有的植保无人机相比，能够显著降低雾滴漂移。

技术领域

本实用新型专利属于农业机械技术领域，具体涉及一种行间作业的具有自平衡特征的自动或半自动农用植保机械。

背景技术

农业机械进入田间作业不可避免地会造成作物秧苗的损害，这一直是田间植保作业亟需解决的问题之一。大多数植保机械进入田间作业需要跨越作物行，造成秧苗损害的原因主要包括作业机械离地间隙低以及轮胎或者履带过宽。因此，研发不需要跨越作物行，可在作物行间进行作业的窄轮宽作业机械可解决上述问题。

目前，农药、化肥的过量施用造成了粮食安全隐患，同时也增加了农业生产的成本，不仅如此，人工喷施农药还威胁农民的生命健康安全。因此，研发可以变量以及精量喷施农药、液体肥料的自动作业或半自动作业的机械可以解决上述问题。

发明内容

本实用新型专利在于提供一种独轮的、具有自平衡性能的农用植保机器人，本实用新型专利应达到的技术指标为可精确或者变量喷施农业液体药剂或者液体肥料，其作业过程可自动或者半自动。

自平衡农用植保机器人包括农业溶液盛装容器，行走轮，自平衡装置，机器视觉模块，激光循迹模块，变量喷施液体装置，静止承托支架，遥控装置；还包括电池组，喷施液体所需的管路。所述自平衡农用植保机器人能够以独轮自平衡的方式进行自动或者遥控作业，自平衡农用植保机器人的两端均可以作为行进时的前端，且可以在田间地头转向。因其轮胎窄，且不需要跨越作物行作业，因此可以降低植保作业过程中对秧苗的损害。自动作业或者遥控作业可使农民远离药剂或者肥料，既降低了农民的劳动强度、又保障了农民的生命健康。

所述的农业溶液盛装容器可盛装液体药剂或者肥料，为T型包围式设计，依据机器视觉模块、激光循迹模块、变量喷施液体装置、行走轮、自平衡装置、适配的供电电池组的尺寸设计有安装槽，安装槽处的壁厚与其余部位的壁厚相等。

所述的行走轮的轮毂上安装伺服轮毂电机，轮胎可选用充气或免充气橡胶轮胎。

所述的自平衡装置包含陀螺仪，铅芯平衡摆，铅芯平衡摆伺服电机，控制单元，控制单元可独立自动作业或者接收遥控信号。

所述的机器视觉模块由工业摄像头、视觉光源、红外避障传感器、图像处理单片机、图像处理算法、避障算法组成；避障算法为自平衡农用植保机器人两侧的红外避障传感器检测两侧作物行距离传感器自身的距离，然后通过设定距离差阈值确定自平衡农用植保机器人是否处于作物行的中间。

所述的激光循迹模块由激光发射器、激光接收器与数据输出单元组成，数据输出单元可兼容串行通信协议、并行通信协议与数据通信协议。通过田间目标位置设定的靶标，可自动引导本实用新型的自平衡农用植保机器人行进。

所述的变量喷施液体装置包含基于脉冲宽度调制的喷头、电动泵体和变量喷施控制装置，变量喷施控制装置可独立自动工作或者接收遥控信号；变量喷施控制装置可以依据农田中作物密度、杂草密度改变液体喷施量，或者依据机器视觉模块识别的作物或者杂草位置，进行精确喷施。

所述的静止承托支架由电动伸缩机构及其控制模块组成，控制模块可独立自动工作或者接收遥控信号。

所述的遥控装置可接收无线保真、蓝牙或者红外控制信号。

所述的铅芯平衡摆为倒立钟摆型，其质心位于距离摆轴1/3至4/5处。