[发明专利]基于果树识别定位的自走对靶施药机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了基于果树识别定位的自走对靶施药机器人及其控制方法，包括底盘、控制单元、探测单元、喷药单元，所述探测单元包括设在底盘上的激光雷达传感器、立体相机、光电传感器和超声波传感器，探测单元与控制单元电连接，所述控制单元的信号输出端连接驱动电机、转向电机与喷药组件，所述喷药组件包括药箱、药泵，药箱设在底盘上，药箱内设有药泵，药泵与控制单元的信号输出端电连接。本发明喷药方便，可自动巡航，自行走的过程中对果树精准喷药。

技术领域

本发明涉及农业机器人技术领域，尤其涉及基于果树识别定位的自走对靶施药机器人及其控制方法。

背景技术

由于我国果园作业机械研究起步较晚，果园机械化基础较差，一些用工量多、劳动强度大、时效性强和标准化要求高的环节，如苗木培育、嫁接移栽、灌溉、施药、除草、收获与运输等，都未很好地实现机械化和自动化作业，高效、省力化的果园管理装备与技术缺乏，已成为制约我国果园机械化发展的技术“瓶颈”。

现有，我国果园喷药机械设备和喷药技术相对世界水平落后，大部分依靠人力喷洒，费时费力，易造成果园喷洒不均匀，农药利用率低；且农药对人体存在危害，长期人工作业可能导致身体健康受到损害。

在中国专利：果园自动对靶喷药机器人及喷药方法(专利号：201710910183.4)中，记载了喷药系统包括固定设置在机体中部的药桶，药桶的顶部设置有左喷头和右喷头，左喷头和右喷头各通过一个电磁阀与药桶相连通，且两个电磁阀均匀控制器电连接，能够在果园中自动完成移动、转向、喷药和出果园的动作；然而其喷药角度等不可调节，也无法对树冠进行识别施药，造成使用不便。

发明内容

本发明的目的在于提供基于果树识别定位的自走对靶施药机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于果树识别定位的自走对靶施药机器人，包括底盘、控制单元、探测单元、喷药单元，底盘通过驱动电机驱动后端两侧的驱动轮行走，底盘通过转向电机驱动前端两侧的转向轮转向，所述探测单元包括传感器、相机，探测单元设在底盘上，传感器与相机的信息输出端均与所述控制单元输入端连接，控制单元的指令输出端与驱动电机、转向电机以及喷药组件连接；

所述喷药单元包括药箱、药泵，药箱设在底盘上，药箱内两侧均设有药泵，药泵与控制单元的指令输出端电连接；

所述药箱相对两外侧均设有侧板，每块侧板的底端均与底盘顶面铰接，侧板与药箱通过调节机构连接，每块侧板上均设有出液孔，药泵的出液端口通过软管与对应的侧板出液孔连接；

每块侧板的出液孔外端口处均活动连接有L形的喷药管，喷药管的出液端口处连接有喷头；在喷药管的外侧设有保护罩，且保护罩上设有调节喷药量的流量调节机构。

进一步的，所述喷药管上间隔分布有若干个软管段，每个软管对应的保护罩上均设有所述的流量调节机构；

所述流量调节机构包括螺栓、夹块，螺栓活动螺旋在对应保护罩上，夹块设在对应软管处，夹块的一端与螺栓连接，夹块另一端与对应软管外壁接触。

进一步的，所述调节机构为电动伸缩杆，电动伸缩杆的固定端与药箱通过销轴连接，电动伸缩杆的伸缩端与对应侧板通过销轴连接，电动伸缩杆与外部电源导线连接，控制单元的指令输出端与电动伸缩杆连接。

进一步的，所述保护罩包括圆筒形的底罩、顶罩，所述底罩与顶罩同轴螺旋连接。

进一步的，所述夹块与软管的接触面为弧形凹面。

进一步的，所述传感器包括激光雷达传感器、光电传感器、超声波传感器。

进一步的，所述控制单元包括上位机、单片机，其中，上位机接收并处理探测单元信息，单片机与上位机电连接，单片机接收上位机发出的控制指令、并控制对应部件根据指令作业。