多用途智能浇灌机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能浇灌机器人，属于农业机械技术。
【背景技术】
[0002]水是作物生长的重要因素。在现代化都市，人们的生活水平得到了不断地提高，越来越多的人重视自己的人文素养，养花养草就成为一种较为普遍的现象，在闲时能够陶冶情操。但是，现代的都市人往往会被工作所牵绊，需要经常的加班、出差等，从而无暇兼顾自己所养的花草，导致原来用于陶冶情操的花草慢慢的枯萎。现在市场出现了很多自动浇灌装置，通过在饮料瓶盖子上打一个小孔，然后通过小孔不断地将饮料瓶中的水流入到花盆中，实现自动浇灌。这种浇灌装置对于一两天还是有一定的效果，定时对于长时间不在家中就无法实现目标。当然市场上还出现了较为智能化的浇灌装置，但它们都有一个共同的缺点，只能对一盆花草进行浇灌，当盆数较多时，成本就相对过高。
[0003]种苗期的浇水管理苗木从土壤中吸收的水分主要来源于雨水、地下水及灌溉水。在北方干旱地区主要依靠灌水补充土壤中的水分。但如果雨水过多或排水不畅，也会影响苗木的呼吸，严重的会导致烂根甚至死亡。
[0004]喷洒农药是指在农业生产中，为保障、促进植物和农作物的成长，所施用的杀虫、杀菌、杀灭有害动物(或杂草)的工作。喷洒农药是一种高强度和有害人体的危险工作。在生产过程中，由于设备工艺落后，密闭不严，出现跑、冒、滴、漏，或在农药包装时徒手操作、缺乏防护措施，或在运输、储存、销售中发生意外，致农药污染环境或皮肤，经呼吸道吸入或皮肤吸收而中毒。农药在使用时，违反安全操作规程和缺乏个人防护，或使用方法不当及滥用，经呼吸道或皮肤黏膜吸收中毒。农药中毒是指在接触农药过程中，农药进入机体的量超过了正常人的最大耐受量，使人的正常生理功能受到影响，引起机体生理失调和病理改变，表现出一系列的中毒临床症状。
[0005]机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。是既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。多用途智能浇灌机器人的任务是取代人类高频率和繁琐的工作。喷洒农药时是取代人类高强度和有害人体的危险工作。
【发明内容】
[0006]为了针对并解决上述问题，提出了一种集绿化洒水和喷药杀虫功能于一身的智能喷灌机械产品一一多用途智能浇灌机器人。
[0007]本实用新型包括移动平台、浇灌机组、检测装置和控制系统，其特征是:在水罐的底部装有带电机驱动轮子的平台，顶部装有智能控制装置和浇灌机组，四周装有检测装置；控制系统以单片机为控制核心，配有电源电路、显示电路、按键设置电路、位置检测电路、水量控制电路。
[0008]所述的机器人移动平台是为了实现多点的自动浇灌，必须具备各个浇灌点的移动，采用移动小车。考虑小车在移动的过程中的安全性，在移动平台四周装有检测装置，以免碰撞到周边的障碍物和掉进沟坎。
[0009]所述的浇灌机组采用新一代高射程，高效率，机动性好的植保机械，配有喷雾装置，可上下左右移动，集绿化洒水和喷药功能于一身。
[0010]所述的电源电路使用的电源为直流电进行供电。考虑到所需电流较大，直接采用市电AC220V经集成的开关电源转换对电瓶进行充电。
[0011]所述的显示电路采用8位数码管进行显示，显示分为待机界面、设置界面和浇灌三个界面。
[0012]所述的位置检测电路主要用于对每个浇灌点的定位，在各个浇灌点的位置放置金属块，然后在移动平台下部安装一个金属传感器，通过自动感应对浇灌点位置进行判断，实现移动平台的准确定位。
[0013]所述的水量控制电路采用先导式膜片电磁阀实现，供电电压为DC12V，通过控制电磁阀的线圈的吸合时间来决定浇灌的水量。
[0014]本发明的积极效果:
[0015]由于在水罐的底部装有带电机驱动轮子的平台，顶部装有智能控制装置和浇灌机组，很好的解决了日常生活中不能按时进行浇灌的难题，能自动进行浇灌或喷洒。
[0016]由于在移动平台四周装有检测装置，以免碰撞到周边的障碍物和掉进沟坎。由于在各个浇灌点的位置放置金属块，在移动平台下部安装一个金属传感器，通过自动感应对浇灌点位置进行判断，实现移动平台的准确定位。
[0017]由于有设置界面是预先对浇灌点，浇灌时间，浇灌线路进行设置。能够根据不同的季节、不同的花草种类对浇灌的时间、水量进行灵活的设置，大大简化了花草养殖的难度。
[0018]由于控制系统以AT89C51单片机为控制核心，配有电源电路、显示电路、按键设置电路、位置检测电路、水量控制电路。没电没水时自动进入充电灌输位置。
[0019]具有设置灵活，安全可靠，多功能多用途的特点。可以作为一个基础平台，在此基础上对执行机构进行相应的调整，能够解决一系列的难题。比如现在出现的“用工荒”，很多工作完全可以被机器人所代替。
【附图说明】
[0020]图1为实施例结构主视图，图2为实施例结构右视图，图3为位置检测信号转换电路图，图4为浇灌水量电磁阀控制电路图，图5为移动小车控制电路图。包括:喷口(I)、管道(2)、智能控制器(3)、浇灌机(4)、水罐(5)、检测装置(6)、移动轮(7)、驱动电机⑶、传感器(9)。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0022]实施例智能浇灌机器人:包括四个移动轮(7)的平台上载有水罐(5)，考虑小车在移动的过程中的安全，因此采用四轮小车，二个轮子均由各自的直流减速电机带动，单片机通过L298N驱动芯片带动二组直流电机工作。移动的力矩相对要大，最大移动时速5公里，二个移动轮(7)连接驱动电机(8)另二个轮子是支撑轮。移动平台的方向为向前和向后，转向时由二个驱动电机(8)的不同转速实现。移动小车控制电路图如图5所示。
[0023]水罐(5)顶部装有智能控制器(3)和浇灌机(4)。浇灌机(4)连接管道(2)和喷口(I);水罐(5)四周装有检测装置￠)，底部装有传感器(9)。
[0024]智能控制器(3)以AT89C51单片机为控制核心，配有电源电路、显示电路、按键设置电路、位置检测电路、水量控制电路。
[0025]位置检测电路主要用于对每个浇灌点的定位，在各个浇灌点的位置放置金属块，然后在移动平台下部安装一个传感器(9)和位置检测电路，通过自动感应对浇灌点位置进行判断，实现移动平台的准确定位。
[0026]电源电路使用的电源为两种:AT89C51单片机、显示电路和按键控制电路采用5V直流电进行供电，检测装置￠)、传感器(9)、水量控制和驱动电机(8)采用12V直流电进行供电。考虑到所需电流较大，直接采用市电AC220V经集成的开关电源转换对电瓶进行充电。
[0027]显示电路采用8位数码管进行显示，显示分为待机、设置和浇灌三个界面。第一界面为待机界面，机器人上电之后，中间4位数码管显示系统时间，设置为北京时间，可作为日常生活时钟使用。设置界面是预先对浇灌点，浇灌时间，浇灌线路进行设置。浇灌界面是浇灌工作状态。
[0028]位置检测的传感器(9)选用信号为LJ18A3，金属传感器的工作电压采用12V电压进行供电，当检测到金属信号时，输出低电平，否则输出高电平。因此输出信号也为12V信号，要送至单片机处理，必须对信号进行转换，位置检测信号转换电路如图3所示，能做到精确定位。
[0029]浇灌水量控制电路采用先导式膜片电磁阀实现，供电电压为DC12V，通过控制电磁阀的线圈的吸合时间来决定浇灌的水量。浇灌水量电磁阀控制电路如图4所示。
[0030]工作过程:1)准备环节:充足电，考虑到机器人使用时间的持久性，电源直接采用AC220V对电瓶进行充电。灌满水，浇灌的水直接与自来水管进行连接。2)设置环节:电源、供水准备到位之后，首先需对相关参数进行设置。按下“设置”键，系统切换到设置界面，数码管前两位显示浇灌点的编号，通过“丨”键和“丨”键进行切换，浇灌点数最多可达99个。选择到相应的编号后，通过“切换”键分别选择设置浇灌点，浇灌时间，浇灌线路，然后通过“ ? ”键和“丨”键进行具体设置。再次按“切换”键，切换到系统时间设置界面，设置方法与前者相似。第三次按“切换”键，系统重新回到正常工作界面。3)工作环节:参数全部设置完成之后，未到浇灌时间时，机器人在原地待命。当某设定的时刻需要浇灌时，机器人自动移动到相应位置，按照预先设定的水量进行浇灌，完成之后或没电没水时，回原地自动进入充电灌输位置。
[0031]该机器人设计、制作完成之后，首先在实验室进行了测试，机器人能够按照预设的时间、水量对相应的植物进行浇灌。为了验证机器人工作的持久性，将其移至实际中进行为期三周的试验，工作一切正常，稳定性高。
[0032]本实用新型是一种能够实现定时、定量、多工位浇灌的机器人，很好的取代人类高频率和繁琐的工作和高强度和有害人体的危险工作，适合水肥浇灌和农药喷洒。。
[0033]以上是对本实用新型进一步解释和说明的一个实施例，而不是对本实用新型的限制，在本实用新型的权利范围内所作的任何修改，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.多用途智能浇灌机器人，包括移动平台、浇灌机组、检测装置和控制系统，其特征是:在水罐的底部装有带电机驱动轮子的平台，顶部装有智能控制装置和浇灌机组，四周装有检测装置；控制系统以单片机为控制核心，配有电源电路、显示电路、按键设置电路、位置检测电路、水量控制电路。
2.根据权利要求1所述的多用途智能浇灌机器人，其特征是:水罐(5)顶部装有智能控制器⑶和浇灌机⑷。
3.根据权利要求1所述的多用途智能浇灌机器人，其特征是:水罐(5)四周装有检测装置⑶。
4.根据权利要求1所述的多用途智能浇灌机器人，其特征是:在各个浇灌点的位置放置金属块，然后在移动平台下部安装一个传感器(9)和位置检测电路。
5.根据权利要求1所述的多用途智能浇灌机器人，其特征是:电源为两种:AT89C51单片机、显示电路和按键控制电路采用5V直流电进行供电，检测装置(6)、传感器(9)、水量控制和驱动电机(8)采用12V直流电进行供电。
6.根据权利要求1所述的多用途智能浇灌机器人，其特征是:显示电路采用8位数码管进行显示，显示分为待机、设置和浇灌三个界面。
【专利摘要】多用途智能浇灌机器人，是一种集绿化洒水和喷药杀虫功能于一身的智能喷灌机械产品，属于农业机械技术。包括移动平台、浇灌机组、检测装置和控制系统，其特征是：在水罐的底部装有带电机驱动轮子的平台，顶部装有智能控制装置和浇灌机组，四周装有检测装置；控制系统以单片机为控制核心，配有电源电路、显示电路、按键设置电路、位置检测电路、水量控制电路。具有设置灵活，安全可靠，多功能多用途的特点，适合水肥浇灌和农药喷洒。
【IPC分类】A01G25-16, A01M7-00, A01G25-09
【公开号】CN204377595
【申请号】CN201420776938
【发明人】洪健, 张光聚, 项建峰, 周丽娇, 林小勇, 陶钧炳
【申请人】洪健
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月8日