[发明专利]一种跨垄式草莓智能变量变喷幅喷雾机器人结构及其控制方法

说明书

本发明公开了一种跨垄式草莓智能变量变喷幅喷雾机器人结构及其控制方法。包括跨垄式移动底盘1，所述跨垄式移动底盘由驱动轮组11、万向轮组12、底盘支架13和支架平台14组成；跨垄式移动底盘1两侧安装有超声波传感器21和电池3；支架平台14上固定中央处理模块5、GNSS导航模块23和伸缩喷雾系统6；所述伸缩喷雾系统由水箱61、水泵62、喷嘴63、作业支架64、伸缩喷杆65、电动推杆66和PVC透明软管67组成；超声波传感器21、图像采集模块22和GNSS导航模块23组成感知模块2；中央处理模块5对感知到的数据进行处理，并且对机器人的轨迹追踪提供算力。本发明能够实现自主变量变喷幅喷雾作业，并且通过无线图传实现人机分离。

技术领域

本发明属于一种喷雾机器人，更具体地说是一种跨垄式智能变量变喷幅喷雾机器人结构及控制方法。

背景技术

草莓是一种具有高附加值潜力的经济作物，草莓大棚栽培，不受季节限制，利于管理和标准化种植。草莓栽培全阶段病虫害频繁发生，需要大量施药，且在温室环境下，病虫害传染更加严重。而目前，由于温室狭窄环境的限制，较为成熟的大田、果园施药机难以进入作业，在实际生产应用中，还是以人工手持喷雾作业为主，存在工作效率低、药液浪费、人员安全和劳动强度高等问题。此外，大棚种植在防治病虫害的同时还需要浇水以促进生长，针对这一问题，设计能实现变量变喷幅的自主喷雾机器人。

发明内容

基于上述草莓大棚中喷雾作业要求，本发明公开了一种跨垄式草莓智能变量变喷幅喷雾机器人结构。

本发明的目的在于设计一种跨垄式草莓智能变量变喷幅喷雾机器人结构，能够实现手动遥控、根据场景自动控制施药量、自动完成草莓大棚作业行驶、根据施药场景自动控制施药机构伸展、持续性作业等任务。

本发明的技术方案包括：一种跨垄式草莓智能变量变喷幅喷雾机器人结构，包括跨垄式移动底盘(1)、超声波传感器(21)、电池(3)、图像采集模块(22)、中央处理模块(5)、伸缩喷雾系统(6)、GNSS导航模块(23)、支架平台(14)；

所述伸缩喷雾系统(6)包括电动推杆(66)、水箱(61)、水泵(62)、作业支架(64)、伸缩喷杆(65)、喷嘴(63)、PVC透明软管(67)；

所述跨垄式移动底盘(1)由驱动轮组(11)、万向轮组(12)、底盘支架(13)、支架平台(14)组成，所述底盘支架(13)上设有支架平台(14)，所述底盘支架(13)一端活动相连左前、右前驱动轮组(11)，另一端活动连接左后、右后万向轮组(12)；所述超声波传感器(21)、图像采集模块(22)、GNSS导航模块(23)、驱动轮组(11)、电动推杆(66)、水泵(62)与中央处理模块(5)电连接，对采集的数据进行处理并对电机控制和相关算法提供算力；所述支架平台(14)上设有伸缩喷雾系统(6)；所述伸缩喷雾系统(6)通过伸缩喷杆(65)的伸缩功能实现，所述喷杆由电动推杆(66)控制伸缩，并且喷杆下端安装有喷嘴(63)；所述喷嘴(63)通过PVC透明软管(67)与水泵(62)和水箱(61)相连，所述水泵(62)根据机器人行进速度，实时调节水泵(62)的流量和喷嘴(63)的喷雾量，作业支架(64)和底盘支架(13)通过金属角件连接。

进一步，所述支架平台(14)是亚克力材质并且按照设计要求设置相应安装孔，使图像采集模块(22)、水泵(62)、水箱(61)以及中央处理模块(5)紧密固定在支架平台(14)上；所述支架平台(14)由铝型材和铝板通过金属脚件连接而成，给整个系统提供支撑和承重的同时也减轻了平台重量。

进一步，所述跨垄式移动底盘(1)用于喷雾机器人的转向以及姿态、位置调整，并为作业系统提供搭载平台；所述跨垄式移动底盘(1)由驱动轮组(11)带动万向轮组(12)，通过超声波传感器(21)、图像采集模块(22)、GNSS导航模块(23)进行环境感知，经过中央控制模块(5)对驱动轮组(11)进行差速PID控制，改变前进速度和转向。