[发明专利]一种具有对靶施药与苗带追踪功能的智能灭草单元

摘要

本发明公开了一种具有对靶施药与苗带追踪功能的智能灭草单元，该机器底部装有激光测距模块，能测出机器到地面的高度，控制系统接收到该数据后控制丝杆螺母升降，带动机器到合适的工作高度；处理系统分析摄像头所摄取的图像信息识别苗带走向并测出苗带与机器的水平距离，进而控制系统控制水平丝杠滑台调整机器横向位置，使机器始终位于苗带的正上方，实现苗带追踪。当处理系统识别某杂草，会将其信息发送给控制系统，该系统经过处理使喷头转动相应角度，同时控制系统根据杂草覆盖面积发送给直流电机驱动板相应的PWM脉冲信号，驱动板控制电磁阀的开闭情况，从而调节喷洒药量，实现变量喷施。

主权项

1.一种具有对靶施药与苗带追踪功能的智能灭草单元，该智能灭草单元主要包括；喷头转向系统，变量喷洒系统，YZ平移系统，人机交互系统和散热系统；该智能灭草单元的外壳I(4)、外壳II(29)、外壳III(31)和外壳IV(34)均由厚度为3mm的铝板折弯而成，铝板上有M5的通孔，各部分连接方式均为螺栓连接；外壳I(4)的后侧下部分布有航空接头(10)和电磁阀I(7A)、电磁阀II(7B)、电磁阀III(7C)的固定孔，电磁阀I(7A)、电磁阀II(7B)和电磁阀III(7C)的入药口通过此孔与外部管路连接；机器的上盖(2)为有机玻璃材料制成的半圆柱壳体，下部连接端分布有M5的通孔，从而与机器的外壳II(29)、外壳III(31)通过螺栓进行连接，上盖(2)嵌有显示屏(1)，显示屏(1)与水平方向的倾角为45度，与上盖通过螺栓连接固定；机器的下盖(11)也是有机玻璃制成的半圆柱壳体，上部连接端也分布有M5的通孔，与机器的外壳II(29)、外壳III(31)通过螺栓进行连接，喷头I(26A)、喷头II(26B)、喷头III(26C)所对应的正下方的下盖(11)有圆心角为100度、宽度为35mm的弧形切口，该区域为药液的喷洒区域，下盖(11)内部装有高速摄像头(38)用以进行杂草的识别检测，下盖的前端打有直径为3mm的通孔，距离孔水平距离36mm处有一个长方体固定柱,固定柱上也有一个与下盖的前端3mm孔同轴且直径相等的通孔，此处用以固定摄像头(38)，摄像头(38)正下方的下盖(11)打有直径为15mm的孔，摄像头(38)通过此孔进行图像识别；外壳V(20)为机器的散热区，同样由厚度为3mm的钣金切割而成，与外壳II(29)、外壳III(31)通过螺栓连接固定，外壳V(20)的内测固定有散热风扇(21)，散热风扇的规格为80*80*25mm，通过螺栓与外壳V(20)固定，风扇(21)上方为整个机器的处理系统(35)和控制系统(37)，二者通过螺栓固定在外壳II(29)和外壳III(31)上；该智能灭草单元的喷头转向系统由输水管(30)、水管(25)、喷头(26)、轴承座(24)、旋转水管接头(28)、大带轮(27)、小带轮(23)、皮带(12)、42步进电机(13)以及电机座(8)组成；输水管I(30A)、输水管II(30B)和输水管III(30C)两端分别连接电磁阀I(7A)、电磁阀II(7B)、电磁阀III(7C)和旋转水管接头I(28A)、旋转水管接头II(28B)、旋转水管接头III(28C)，水管接头分别与一端打有螺纹孔的水管I(25A)、水管II(25B)、水管III(25C)相连，可绕水管的轴线自由旋转，水管接头(28)接输水管(30)的一侧垂直于挡板(9)，且正对挡板(9)处打有与输水管(30)外径相等的圆孔，输水管(30)通过此孔与电磁阀(7)连接，水管(25)侧面分布有与喷头(26)过盈配合的螺纹孔，喷头I(26A)、喷头II(26B)、喷头III(26C)分别与水管I(25A)、水管II(25B)、水管III(25C)通过该螺纹连接，输水管I(30A)、输水管II(30B)、输水管III(30C)与电磁阀I(7A)、电磁阀II(7B)、电磁阀III(7C)和水管I(25A)、水管II(25B)、水管III(25C)间均通过密封螺母密封；水管I(25A)、水管II(25B)、水管III(25C)固定于轴承座I(24A)、轴承座II(24B)、轴承座III(24C)，轴承座(24)固定于中间挡板(9)上，中间挡板(9)通过螺栓固定在外壳II(29)、外壳III(31)两侧；步进电机I(13A)、步进电机II(13B)、步进电机III(13C)通过电机座I(8A)、电机座II(8B)、电机座III(8C)固定于外壳II(29)、外壳III(31)上，小带轮I(23A)、小带轮II(23B)、小带轮III(23C)与大带轮I(27A)、大带轮II(27B)、大带轮III(27C)之间分别采用皮带I(12A)、皮带II(12B)、皮带III(12C)传送，大带轮I(27A)、大带轮II(27B)、大带轮III(27C)正对挡板(9)处打有45mm*15mm的长方形切口，皮带(12)穿过此切口进行传动，大带轮I(27A)、大带轮II(27B)、大带轮III(27C)与水管I(25A)、水管II(25B)、水管III(25C)之间刚性连接，从而带动其进行旋转；YZ平移系统由固定座(33)、丝杠滑台(19)、连接件(14)、42丝杆直线步进电机(36)、滚珠丝杆螺母(40)、电机座(22)、轴承座(32)、滑台(18)以及滑道(16)组成；Y方向上通过丝杠滑台(19)实现智能灭草单元的左右移动，丝杠滑台(19)的滑块与连接件(14)相连并与滚珠丝杆螺母(40)固定，连接件(14)与丝杠滑台(19)之间采用螺栓连接，并与滑块I(18A)、滑块II(18B)螺栓连接，滑块I(18A)、滑块II(18B)分别沿滑道I(16A)、滑道II(16B)做直线运动，滑道I(16A)、滑道II(16B)分别固定在机器外壳II(29)、和外壳III(31)上；丝杆直线步进电机(36)通过电机座固定于外壳II(29)、外壳III(31)，丝杆下端由轴承座(32)固定于外壳VI(15)上，实现滚珠丝杆螺母(40)带动箱体的升降；固定座(33)与丝杠滑台(19)间螺栓连接，固定座(33)打有螺纹孔，紧固螺栓插入可以使整个机器固定在其他车载移动平台上；智能灭草单元内部右侧为步进电机驱动器(5)和直流电机驱动器(3)。