一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能机器人，特别是针对一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人。
【背景技术】
[0002]电磁检测是用交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。通过架设导线设置路径导向，导线中通交流电流时产生电磁场，利用磁场传感器不断对电磁场检测实现对路径的检测。
[0003]目前，给农田喷药的工作主要由人工完成。人工喷药存在以下不利因素:1、药物对人体有害，会引起人体的潜在的病变危害。2、喷药效率低下，人工喷药不仅消耗体力，更耽误时间。3、药物利用率低，人工喷药会造成喷药不均匀，药物滴漏等问题，导致药物的浪费。有一些机械喷药装置应用在农田喷药方面，但这些喷药装置存在以下弊端:1、需要人为控制，不能够自主完成喷药全过程。2、喷药量不合理，药物浪费严重，药物利用率不够高。3、工作方式不符合现在农田的建园标准。4、操作方式复杂。
[0004]因此，目前农田喷药方式存在许多弊端，发明一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人可以用来解决农田喷药的问题，帮助农田种植户轻松的完成对农田农作物的喷药。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术无法满足上述农田喷药方面的问题，提供了一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人，该农田智能喷药机器人通过磁场传感器检测电磁场沿导线移动实现机器人智能识别农田区建园路径自主移动，通过检测永磁铁确定农作物种植区间开始和结束位置，通过图像处理识别农作物，根据不同农作物及所处的不同生长时期合理控制喷药量，同时完成对2列农作物顶部、中部和底部喷药，能够利用户外太阳能发电，智能完成对农田农作物的整个喷药过程。
[0006]为了完成上述目的，本发明采用以下技术方案。
[0007]一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人，其特征在于，所述农田智能喷药机器人包括:中央控制器、电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块、供电模块。所述的中央控制器分别与电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块、供电模块连接，所述的供电模块分别与中央控制器、电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块连接。通过以上各个模块的统一、协调的工作，实现各个模块的功能，完成农田智能喷药机器人对农田农作物的喷药工作。
[0008]所述的中央控制器分别与电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块、供电模块连接，接收和处理各模块的采集信息和数据，快速控制各个模块完成具体功能。
[0009]所述的电磁检测识别路径模块采用磁场传感器检测交变电流产生的交变电磁场进行识别路径技术。通过在农田区农作物种植区外的空地过道上方悬空架设包裹防水、防腐蚀绝缘层的直导线，直导线中通交流电流以产生交变的电磁场；机器人上架起一个支撑杆安装磁场传感器接近通有交变电流的直导线用来检测交流电流产生的交变电磁场，交变电流由交变电流电源提供；机器人通过处理磁场传感器检测的交变磁场强度和方向信息识别所处的空间位置，沿着直导线架设的位置循交变电磁场前进；电磁检测识别路径模块包括磁场传感器、导线、交变电流电源。
[0010]所述的永磁铁检测模块完成机器人对农作物种植区之间开始和结束位置检测，在农作物种植区外的空地过道上方架设的导线上方处农作物种植区之间开始和结束位置安装永磁铁，机器人上安装永磁铁检测装置靠近永磁铁位置；当机器人检测到永磁铁时记录检测永磁铁的次数确定出农作物种植区之间开始和结束位置，在进入农作物种植区之间开始位置控制开始喷药，在离开农作物种植区之间结束位置控制停止喷药；中央控制器对永磁铁检测模块检测到的永磁铁次数进行统计，确定区分喷药起始位置、结束位置和喷药具体情况的位置。永磁铁检测模块包括永磁铁和永磁铁检测装置。
[0011]所述的太阳能跟踪模块完成对太阳能电池板进行移动跟踪太阳光能，使太阳能电池板接收最大光照，使用光电跟踪、视日运动跟踪方法跟踪太阳能的方法。太阳能跟踪模块包括:减速电机、电机驱动芯片、光照度传感器、光敏传感器、三自由度机械臂；减速电机和电机驱动芯片组成电机动力结构，完成太阳能电池板的移动；光照度传感器和光敏传感器实现对太阳能最大光照的检测和跟踪；采用三自由度机械臂支撑太阳能电池板。
[0012]所述的太阳能发电模块实现太阳能转化为电能，采用太阳能电池板采集阳光光照对太阳能进行转化，通过DC/DC变换器转换成稳定的直流电流储存在高能效电池组中，太阳能发电模块包括:太阳能电池板、DC/DC变换器。
[0013]所述的图像处理模块完成对农作物识别和实时摄像监控周围情况，图像处理模块包括云台高清摄像头、图像采集卡、图像处理软件；图像处理模块采用图像处理和模式识别技术，通过云台高清摄像头拍摄农作物的图像，通过图像采集卡和图像处理软件处理农作物的图像，提取到农作物的重要外观特征与存储模块中的农作物图像特征信息数据库核对比较后对农作物分类并判断出农作物的种类名称。
[0014]所述的喷药模块完成机器人对农作物的喷药工作，通过2个可伸缩的机械臂、6个药物喷头同时对2列农作物的顶部、中部和底部喷药；6个药物喷头分别安装在2个可伸缩的机械臂的顶部、中部和底部与喷药导管连接，每一个可伸缩的机械臂在顶部、中部和底部各安装一个药物喷头，通过可伸缩的机械臂改变药物喷头的高度；药物喷头开关由电动调节阀控制开关，通过控制电动调节阀的开度控制药物喷药速度；喷药液压由安装在机器人上的农用喷药压力泵提供；每个药物喷头通过喷药导管与农用喷药压力泵连接；喷药模块包括:2个可伸缩的机械臂、6个药物喷头、6个电动调节阀、I台农用喷药压力泵、喷药导管。
[0015]所述的配药模块完成对药物的搅拌调配，配药时，通过内置式搅拌器对药物搅匀，使药物充分溶合；在喷药过程中，搅拌器电机按用户设置好的时间间隔带动内置式搅拌器对药物搅拌，使药物不会沉淀，保证喷药过程药物的均匀溶合。配药模块包括:内置式搅拌器、搅拌器电机、药物桶。药物桶可拆卸，在配药的时候可卸下，配完药后安装在机器人身上卡住固定。
[0016]所述的药物检测模块实现对药物剩余量、喷药流速的检测，药物检测模块包括液位传感器、涡轮流量计，通过液位传感器、涡轮流量计分别检测药物剩余量、喷药流速，能够避免无药工作和对药物喷头