申请/专利权人：孙瑞娟

申请日：2019-07-24

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110352932B

主分类号：A01M7/00

分类号：A01M7/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.11.15#实质审查的生效;2019.10.22#公开

摘要：本发明公开了一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：包括药液箱和机架，所述药液箱的底部设有液压泵，所述机架两侧设有药液喷头，所述液压泵通过药液输送管连接于药液喷头，所述药液箱顶部设有搅拌电机，所述药液箱正下方位于机架上连接设有固定架，所述固定架上设有转向控制电机，所述固定架底部连接设有方柱，所述方柱底部连接设有限位架，所述方柱内侧设有第一滑道，所述固定架与限位架之间设有活动卡槽，所述活动卡槽两侧通过滑块滑动连接于第一滑道，所述固定架一侧设有抬升控制电机，所述限位架一侧设有第一固定转轮。本发明具有如下优点：适用于大棚种植，提高大棚内农药喷洒效率，实现喷药均匀，可以减少农药伤害作业员。

主权项：1.一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：包括药液箱1和机架2，所述药液箱1的底部设有液压泵3，所述机架2两侧设有药液喷头4，所述液压泵3通过药液输送管5连接于药液喷头4，所述药液箱1顶部设有搅拌电机6，所述药液箱1正下方位于机架2上连接设有固定架7，所述固定架7上设有转向控制电机8，所述固定架7底部连接设有方柱9，所述方柱9底部连接设有限位架10，所述方柱9内侧设有第一滑道11，所述固定架7与限位架10之间设有活动卡槽12，所述活动卡槽12两侧通过滑块13滑动连接于第一滑道11，所述固定架7一侧设有抬升控制电机14，所述限位架10一侧设有第一固定转轮15，所述抬升控制电机14通过第一同步带16套接于第一固定转轮15，所述活动卡槽12连接于第一同步带16，所述活动卡槽12上设有连接腿17，所述连接腿17一端底部设有第一移动脚18，另一端底部设有第二移动脚19，所述连接腿17一端外侧固定有第一控制电机20，另一端顶部设有第二固定转轮21，所述第一控制电机20顶部设有第一同步轮22，所述第一同步轮22通过第二同步带23套接于第二固定转轮21，所述机架2底部一侧设有第二滑道24，另一侧设有第三滑道25，所述第二滑道24一侧设有固定于机架2上的第二控制电机26，另一侧设有固定于机架2上的第三固定转轮27，所述第二控制电机26上设有第二同步轮28，所述第二同步轮28通过第三同步带29套接于第三固定转轮27，所述第三同步带29上设有滑动连接于第二滑道24的第三移动脚30，所述第三滑道25一侧设有固定于机架2上的第三控制电机31，另一侧设有固定于机架2上的第四固定转轮32，所述第三控制电机31上设有第三同步轮33，所述第四固定转轮32通过第四同步带34套接于第三同步轮33，所述第四同步带34上设有滑动连接于第三滑道25的第四移动脚35；所述第一移动脚18、第二移动脚19、第三移动脚30和第四移动脚35均为拱形结构，所述第一移动脚18和第二移动脚19底部设有工业级长微动开关36；所述液压泵3的输入端连接于药液箱1内部，输出端连接于药液输送管5。

全文数据：一种农业用四足喷药机器人技术领域本发明涉及喷药机器人技术领域，具体是指一种农业用四足喷药机器人。背景技术人工喷洒农药另一个弊端是效率低下，一个人在不停歇的情况下，最多能够喷洒20亩地，而机器人可以喷洒上百亩。在精细农业、设施农业积防止害虫方面，机器人喷洒农药的优点更是突出。比如设施农业中，大棚的面积和种植作物的间距都限制了作业空间和高度，机器人的灵活与形体变换的自如，可以克服任何空间的障碍。现有的喷药机器人存在一定的缺陷。有的喷药机器人体型庞大，不适合在田间行走；有的需要铺设轨道使机器人沿着轨道行驶，不能很好的适应多样的田间地形；在动力方面，一部分喷药机器人采用柴油发动机作为动力，这样会做成质量大、噪声高等影响，而且机油容易氧化产生胶质；使用机器人喷药，喷药结构不宜过大，不宜太过复杂，本结构在现有技术的基础上，简化了喷药机构，增强了稳定性；喷药机器人属于农业方面，使用者为农民，不具备机械电气知识，基于此设计的机器人相对于现有技术具有操作更为加简单、可靠的特点。发明内容本发明要解决的技术问题是克服以上技术问题，提供一种农业用四足喷药机器人。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：包括药液箱和机架，所述药液箱的底部设有液压泵，所述机架两侧设有药液喷头，所述液压泵通过药液输送管连接于药液喷头，所述药液箱顶部设有搅拌电机，所述药液箱正下方位于机架上连接设有固定架，所述固定架上设有转向控制电机，所述固定架底部连接设有方柱，所述方柱底部连接设有限位架，所述方柱内侧设有第一滑道，所述固定架与限位架之间设有活动卡槽，所述活动卡槽两侧通过滑块滑动连接于第一滑道，所述固定架一侧设有抬升控制电机，所述限位架一侧设有第一固定转轮，所述抬升控制电机通过第一同步带套接于第一固定转轮，所述活动卡槽连接于第一同步带，所述活动卡槽上设有连接腿，所述连接腿一端底部设有第一移动脚，另一端底部设有第二移动脚，所述连接腿一端外侧固定有第一控制电机，另一端顶部设有第二固定转轮，所述第一控制电机顶部设有第一同步轮，所述第一同步轮通过第二同步带套接于第二固定转轮，所述机架底部一侧设有第二滑道，另一侧设有第三滑道，所述第二滑道一侧设有固定于机架上的第二控制电机，另一侧设有固定于机架上的第三固定转轮，所述第二控制电机上设有第二同步轮，所述第二同步轮通过第三同步带套接于第三固定转轮，所述第三同步带上设有滑动连接于第二滑道的第三移动脚，所述第三滑道一侧设有固定于机架上的第三控制电机，另一侧设有固定于机架上的第四固定转轮，所述第三控制电机上设有第三同步轮，所述第四固定转轮通过第四同步带套接于第四固定转轮，所述第四同步带上设有滑动连接于第三滑道的第四移动脚。优选的，所述第一移动脚、第二移动脚、第三移动脚和第四移动脚均为拱形结构，所述第一移动脚和第二移动脚底部设有工业级长微动开关。优选的，所述液压泵的输入端连接于药液箱内部，输出端连接于药液输送管。优选的，所述搅拌电机底部设有伸入药液箱内的搅拌叶。优选的，所述机架外表面上涂有防水膜。本发明与现有技术相比具有如下优点：适用于大棚种植，提高大棚内农药喷洒效率，实现喷药均匀，可以减少农药伤害作业员。附图说明图1是本发明一种农业用四足喷药机器人的正面结构示意图。图2是本发明一种农业用四足喷药机器人的背面结构示意图。图3是本发明一种农业用四足喷药机器人的底面结构示意图。如图所示：1、药液箱，2、机架，3、液压泵，4、药液喷头，5、药液输送管，6、搅拌电机，7、固定架，8、转向控制电机，9、方柱，10、限位架，11、第一滑道，12、活动卡槽，13、滑块，14、抬升控制电机，15、第一固定转轮，16、第一同步带，17、连接腿，18、第一移动脚，19、第二移动脚，20、第一控制电机，21、第二固定转轮，22、第一同步轮，23、第二同步带，24、第二滑道，25、第三滑道，26、第二控制电机，27、第三固定转轮，28、第二同步轮，29、第三同步带，30、第三移动脚，31、第三控制电机，32、第四固定转轮，33、第三同步轮，34、第四同步带，35、第四移动脚，36、工业级长微动开关。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。结合附图，一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：包括药液箱1和机架2，所述药液箱1的底部设有液压泵3，所述机架2两侧设有药液喷头4，所述液压泵3通过药液输送管5连接于药液喷头4，所述药液箱1顶部设有搅拌电机6，所述药液箱1正下方位于机架2上连接设有固定架7，所述固定架7上设有转向控制电机8，所述固定架7底部连接设有方柱9，所述方柱9底部连接设有限位架10，所述方柱9内侧设有第一滑道11，所述固定架7与限位架10之间设有活动卡槽12，所述活动卡槽12两侧通过滑块13滑动连接于第一滑道11，所述固定架7一侧设有抬升控制电机14，所述限位架10一侧设有第一固定转轮15，所述抬升控制电机14通过第一同步带16套接于第一固定转轮15，所述活动卡槽12连接于第一同步带16，所述活动卡槽12上设有连接腿17，所述连接腿17一端底部设有第一移动脚18，另一端底部设有第二移动脚19，所述连接腿17一端外侧固定有第一控制电机20，另一端顶部设有第二固定转轮21，所述第一控制电机20顶部设有第一同步轮22，所述第一同步轮22通过第二同步带23套接于第二固定转轮21，所述机架2底部一侧设有第二滑道24，另一侧设有第三滑道25，所述第二滑道24一侧设有固定于机架2上的第二控制电机26，另一侧设有固定于机架2上的第三固定转轮27，所述第二控制电机26上设有第二同步轮28，所述第二同步轮28通过第三同步带29套接于第三固定转轮27，所述第三同步带29上设有滑动连接于第二滑道24的第三移动脚30，所述第三滑道25一侧设有固定于机架2上的第三控制电机31，另一侧设有固定于机架2上的第四固定转轮32，所述第三控制电机31上设有第三同步轮33，所述第四固定转轮32通过第四同步带34套接于第四固定转轮32，所述第四同步带34上设有滑动连接于第三滑道25的第四移动脚35。所述第一移动脚18、第二移动脚19、第三移动脚30和第四移动脚35均为拱形结构，所述第一移动脚18和第二移动脚19底部设有工业级长微动开关36。所述液压泵3的输入端连接于药液箱1内部，输出端连接于药液输送管5。所述搅拌电机6底部设有伸入药液箱1内的搅拌叶。所述机架2外表面上涂有防水膜。本发明的四个移动脚均为拱形结构设计，由于农场的土地复杂多变，需要将机器人的脚结构化，使之具有更强的适应性和稳定性，拱形结构设计可以卡在不同宽度的田垄上，在田间沿垅自如行走，面对不同的垄，脚部结构可以做出相对应的转变，进而保持上层机构的稳定，保证农药喷洒的稳定均匀。药液箱内设置一个搅拌叶，通过搅拌电机药液箱上方驱动，不断对药液进行搅拌，以保持浓度均匀。液压泵设置在药液箱的下方，液压泵的输入管连接在药液箱中，输出管与喷头连接，喷头放置在机架的左右两侧，对左右两侧的植株进行喷药，喷头自带滤网、雾状喷洒，以免喷头堵塞。抬升控制电机、第一控制电机、第二控制电机和第三控制电机的控制结构是相同的，均由控制电机上的同步轮通过同步带连接于相应的固定转动，实现驱动作用，抬升控制电机用于控制移动脚的抬升，第一控制电机用于控制第一和第二移动脚的行走，第二控制电机控制第三移动脚的行走，第三控制电机控制第四移动脚的行走，第一、第二移动脚底部放置有工业级长微动开关，用于在触碰到垄之后触发开关，控制电机停止转动，进行下一步的行走。转向控制电机用于控制机器人的转向，机器人的机架外表面上覆盖一层防水膜，避免电路板、锂电池因进水或药液而短路，对机器造成损坏。机架的固定架内部设置有控制系统，内部的电源模块选用格氏12V3S锂电池供电，可以通过UN-A6对其进行充放电。电机采用12V供电，主控MCU供电电压为5V，因此需要将12V分出一路降压为5V对其进行供电，采用一块可调降压模块，此模块电路采用同步整流，电路转换效率非常高，采用大电流屏蔽电感，低内阻，最大化的提高了转换效率，降低了发热量，选用STM32F407VET6作为主控MCU，此款MCU为基于ARM的32位微控制器，内核为Cortx-M4架构，512K字节的内存存储器。片内资源包含2路USART串口、8路定时器、2路IIC接口、2路SPI接口、1路CAN接口。由于STM32F4系列比F1系列具有更先进的内核，更多的资源、更高的性能，更低的功耗，在基础功能上又增加了更多的外部接口，同时增强了各部分功能；电机驱动模块采用双H桥驱动，同时驱动两台控制电机，单路可达到7A大功率；板子上加光耦隔离输入信号，同时带隔离和欠压保护，可用IO口直接控制，不受干扰；设置欠压保护，防止瞬间大电流烧毁模块；有静电泄放回路及大功率TVS，抑制了瞬态干扰脉冲和静电，增强了EMC性能。控制系统采用的传感器包括：无线串口、液位检测传感器、足底检测传感器。无线串口选用2.4G无线收发模块，与主控MCU进行通信，通信距离远，用来进行四足喷药机器人的远程操控及喷药类似遥控器。液位检测传感器用来实时检测药液箱的液位，以便及时的添加药液。在选型上，需选取响应速度快、防液体、防波动、精度高的液位传感器。足底检测传感器用来检测脚底是否触地，进而判断下一步的动作，足底检测器可以选用工业级的长微动开关。以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：包括药液箱1和机架2，所述药液箱1的底部设有液压泵3，所述机架2两侧设有药液喷头4，所述液压泵3通过药液输送管5连接于药液喷头4，所述药液箱1顶部设有搅拌电机6，所述药液箱1正下方位于机架2上连接设有固定架7，所述固定架7上设有转向控制电机8，所述固定架7底部连接设有方柱9，所述方柱9底部连接设有限位架10，所述方柱9内侧设有第一滑道11，所述固定架7与限位架10之间设有活动卡槽12，所述活动卡槽12两侧通过滑块13滑动连接于第一滑道11，所述固定架7一侧设有抬升控制电机14，所述限位架10一侧设有第一固定转轮15，所述抬升控制电机14通过第一同步带16套接于第一固定转轮15，所述活动卡槽12连接于第一同步带16，所述活动卡槽12上设有连接腿17，所述连接腿17一端底部设有第一移动脚18，另一端底部设有第二移动脚19，所述连接腿17一端外侧固定有第一控制电机20，另一端顶部设有第二固定转轮21，所述第一控制电机20顶部设有第一同步轮22，所述第一同步轮22通过第二同步带23套接于第二固定转轮21，所述机架2底部一侧设有第二滑道24，另一侧设有第三滑道25，所述第二滑道24一侧设有固定于机架2上的第二控制电机26，另一侧设有固定于机架2上的第三固定转轮27，所述第二控制电机26上设有第二同步轮28，所述第二同步轮28通过第三同步带29套接于第三固定转轮27，所述第三同步带29上设有滑动连接于第二滑道24的第三移动脚30，所述第三滑道25一侧设有固定于机架2上的第三控制电机31，另一侧设有固定于机架2上的第四固定转轮32，所述第三控制电机31上设有第三同步轮33，所述第四固定转轮32通过第四同步带34套接于第四固定转轮32，所述第四同步带34上设有滑动连接于第三滑道25的第四移动脚35。2.根据权利要求1所述的一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：所述第一移动脚18、第二移动脚19、第三移动脚30和第四移动脚35均为拱形结构，所述第一移动脚18和第二移动脚19底部设有工业级长微动开关36。3.根据权利要求1所述的一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：所述液压泵3的输入端连接于药液箱1内部，输出端连接于药液输送管5。4.根据权利要求1所述的一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：所述搅拌电机6底部设有伸入药液箱1内的搅拌叶。5.根据权利要求1所述的一种农业用四足喷药机器人，其特征在于：所述机架2外表面上涂有防水膜。

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