[实用新型]一种基于UWB定位技术的果园智能多用途机器人系统

说明书

本实用新型公开一种基于UWB定位技术的果园智能多用途机器人系统，包括上位机、UWB基站、机器人以及若干工作模块，机器人包括机器人车体以及设置在机器人车体上的中央处理器、UWB定位导航模块、电机驱动模块、电源管理模块、超声波避障模块，上位机与UWB基站连接，UWB基站与UWB定位导航模块之间为无线连接，UWB定位导航模块、电机驱动模块、电源管理模块、超声波避障模块均与中央处理器连接，每一工作模块均可安装在机器人车体上并与中央处理器连接。本实用新型采用机器人代替了传统人工在果园狭小低矮环境中作业，改善了人工作业环境，节约了人力成本，此外，本实用新型可以依据工作内容更换装载不同的工作模块，实现了一机多能，节约了设备成本。

技术领域

本实用新型涉及智慧果园管理技术领域，尤其涉及一种基于UWB定位技术的果园智能多用途机器人系统。

背景技术

在果园管理方面，果树大多需要修剪得较为低矮，致使其底部空间狭小，人工进行果园除草、果树施药等工作十分困难，而且由于果园面积一般较大，不同果树对水肥的需求不同，传统大水漫灌、统一施肥的管理方式显然造成了资源的浪费，同时也需要大量的人力劳动，因此，如何科学的进行水肥施用也是当下果园管理方面亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种基于UWB定位技术的果园智能多用途机器人系统，一方面，本实用新型代替了传统人工在果园狭小低矮环境中作业，另一方面，本实用新型可以依据工作内容更换装载不同的工作模块，实现了一机多能。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于UWB定位技术的果园智能多用途机器人系统，包括上位机、UWB基站、机器人以及若干工作模块，机器人包括机器人车体以及设置在机器人车体上的中央处理器、UWB定位导航模块、电机驱动模块、电源管理模块、超声波避障模块，工作模块包括土壤温湿度监测模块、割草机模块、智能摄像头病虫害监测模块、农药喷洒模块；

所述上位机与UWB基站连接，UWB基站与UWB定位导航模块之间为无线连接，UWB定位导航模块与中央处理器连接，上位机用于远程监控机器人运行状态，UWB基站和UWB定位导航模块均用于机器人的导航定位，同时负责上位机与机器人之间的远程通讯；

所述电机驱动模块与中央处理器连接，电机驱动模块用于接收中央处理器的控制信息，从而通过实时调整机器人车体两侧电机的转速，实现机器人车体的前进、后退以及转向；

所述超声波避障模块与中央处理器连接，超声波避障模块用于将所采集机器人车体周围的障碍物距离信息传入中央处理器；

所述电源管理模块与中央处理器连接，电源管理模块用于向机器人车体供电以及产生回航充电信号；

所述机器人车体上还设有I2C接口和第一可拆卸连接结构，I2C接口与中央处理器连接，每一工作模块上均设有第二可拆卸连接结构和I2C插头，第一可拆卸连接结构与第二可拆卸连接结构为相匹配的可拆卸连接结构，使每一工作模块均可通过第一可拆卸连接结构与第二可拆卸连接结构相连接而装载在机器人车体上，I2C接口与I2C插头为相匹配的插接结构，使每一工作模块均可通过I2C接口与I2C插头相连接而与中央处理器连接，中央处理器用于对UWB定位导航模块、超声波避障模块输入的数据进行数据处理，并驱动电机驱动模块，控制机器人车体运动，同时控制机器人车体上所装载工作模块进行工作。

进一步的，所述中央处理器为单片机，单片机的型号为STM32F103C8T6。

进一步的，所述UWB定位导航模块为DWM1000模块，DWM1000模块采用TDOA时差算法及三坐标定位法定位。

进一步的，所述电机驱动模块为DRV8825模块。

进一步的，所述超声波避障模块包括四组HC-SR04模块，四组HC-SR04模块分布在机器人车体顶面的四周。