一种基于机器人的大棚植保系统的制作方法

本发明属于农用设备技术领域，尤其涉及一种基于机器人的大棚植保系统。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，温室大棚越来越被广泛应用与农作物种植，使得人们能够在不同季节吃到新鲜的蔬菜水果等农作物。

由于种植在大棚内的蔬菜，偶尔会感染各种病害、寄生各种害虫，因此，需要定期为大棚内的蔬菜植保，目前，通常采用人工的方式对棚内蔬菜进行喷药，即由操作人员手持喷药装置对不同农作物进行喷药，而且，须根据其观看到的蔬菜等农作物的高度远近，手动调整喷药的位置，从而完成农药的喷洒工作。

然而，上述的由人工手动对大棚内的农作物进行植保，如喷洒农药，易出现喷药过量、少量或漏喷等情况，导致植保不均匀，从而无法保证农作物的农药含量不超标及病害或虫害的消除；而且，人工手动喷药的工作效率较低，还会对操作人员的身体健康造成影响。

技术实现要素：

本发明实施例提供的基于机器人的大棚植保系统，旨在解决需要人工手动对大棚内的农作物进行植保的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于机器人的大棚植保系统，所述系统包括：

指挥中心；以及

可与所述指挥中心通信的智能机器人；

所述智能机器人用于采集大棚内的现场视频信息，将所述视频信息传送给所述指挥中心，根据所述指挥中心的指令执行植保任务；

所述指挥中心用于根据所述现场视频信息发送植保任务指令至所述智能机器人，并监控所述智能机器人的任务作业情况。

更进一步地，所述指挥中心包括：

与所述智能机器人通信、接收现场视频信息和发送作业任务的第一收发装置；以及

用于显示所述现场视频信息的第一显示装置。

更进一步地，所述指挥中心还包括：

中央处理装置，用于根据所述第一收发装置接收的现场视频信息，制定或调整作业任务、并发送给所述第一收发装置。

更进一步地，所述指挥中心还包括：

第一语音通信装置，用于远程无线语音交互。

更进一步地，所述智能机器人包括：

无人行驶装置；

设置在所述无人行驶装置上的，用于植保的喷洒装置；

设置在所述无人行驶装置上的，用于采集所述现场视频信息的视频信息采集装置；

设置在所述无人行驶装置上的，用于与所述指挥中心通信的，发送现场视频信息和接收作业任务的第二收发装置。

更进一步地，所述智能机器人还包括：

自动控制装置，用于根据所述视频信息采集装置采集的现场视频信息，自动调整所述喷洒装置的喷头位置后，自动进行植保；

避障装置，用于根据所述视频信息采集装置采集的所述现场视频信息，自动躲避障碍物后，使所述无人行驶装置自动行驶。

更进一步地，所述智能机器人还包括：

遥控装置，用于接收并根据所述视频信息采集装置采集的现场视频信息调整所述喷洒装置的喷头位置后进行植保；

第二语音通信装置，设置在所述遥控装置上，用于远程无线语音交互。

更进一步地，所述遥控装置上设置有用于显示所述视频信息采集装置采集的视频信息的第二显示装置。

更进一步地，所述指挥中心包括用于接收所述作业任务的完成情况的反馈接收装置；

所述智能机器人包括用于反馈所述作业任务的完成情况的作业反馈装置。

更进一步地，所述指挥中心包括用于监控所述智能机器人的位置的定位接收装置；

所述智能机器人包括用于发送所述智能机器人位置的定位发送装置。

本发明实施例，通过设置指挥中心控制智能机器人，发送作业指令自动完成植保的作业任务，替代人工手动作业，摒弃了人工手动对大棚内的农作物进行植保的方式，植保均匀，保证了农作物的农药含量不超标及病害或虫害的消除，提高了工作效率，还避免了对操作人员的身体健康造成影响。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的基于机器人的大棚植保系统的结构框图；

图2是本发明另一实施例提供的基于机器人的大棚植保系统的结构框图；

图3是本发明实施例提供的基于机器人的大棚植保系统中无人行驶装置在第一视角的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的基于机器人的大棚植保系统中无人行驶装置在第二视角的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例设置指挥中心和智能机器人，使得智能机器人能够采集现场的视频信息并发送至指挥中心，而指挥中心可以根据其接收到的视频信息向智能机器人发送相应的工作指令，从而使得智能机器人可以按照该工作指令自动实现植保的作业任务，植保均匀，且工作效率较高，且现场不存在人员，因此不会影响人体健康。

实施例一

如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种基于机器人的大棚植保系统，包括指挥中心1；及可与指挥中心1通信的智能机器人2；其中，智能机器人2用于采集大棚内的现场视频信息，将视频信息传送给指挥中心1，根据指挥中心1发出的指令后执行植保任务；指挥中心1用于根据获取的现场视频信息，发送作业植保任务指令至智能机器人2，并监控智能机器人的任务作业情况。

该远程控制系统中，可以由智能机器人2实时采集现场的视频信息，同时将该视频信息实时发送至指挥中心1，使得指挥中心1可以根据该视频信息，向智能机器人2发送相应的作业任务，即相应的控制指令，而智能机器人2会根据该控制指令自动执行与其相应的植保任务，使得植保均匀，且提高了工作效率，避免了对人体健康造成影响。本发明实施例所述的大棚植保包括对大棚内植物进行喷洒农药、除草剂等作业。

本发明实施例提供的基于机器人的大棚植保系统中，由于设置了指挥中心和与指挥中心通信连接的智能机器人，而智能机器人用于采集大棚内的现场视频信息并反馈给指挥中心，再接收指挥中心发出的指令后执行植保的作业任务，指挥中心用于根据获取的现场视频信息，发送作业任务至智能机器人并监控作业情况，使得智能机器人可以实时采集现场的视频信息，并将采集到的视频信息发送至指挥中心，该指挥中心可以根据接收到的现场视频信息向智能机器人发送作业指令，从而使得智能机器人根据指挥中心发送的作业指令对大棚内的农作物进行植保。本发明实施例替代人工手动作业，摒弃了人工手动对大棚内的农作物进行植保的方式，通过智能机器人根据指挥中心发送的作业指令自动完成植保的作业任务，所以喷药均匀，保证了农作物的农药含量不超标及病害或虫害的消除，提高了工作效率，避免了对操作人员的身体健康造成影响。

实施例二

在本发明的一个可选实施例中，参见图1、图2，指挥中心1可以包括用于与智能机器人2通信、接收现场视频信息和发送作业任务的第一收发装置11；用于显示现场视频信息的第一显示装置12。通过第一收发装置11的设置，使得指挥中心1可以通过该第一收发装置11向智能机器人2发送与作业任务相应的控制指令，使得智能机器人2可以根据该控制指令自动执行植保的作业任务，同时，指挥中心1还可以通过该第一收发装置11接收由智能机器人2发来的现场视频信息，以使得指挥中心1可以根据该视频信息，制定相应的作业任务，以便发送至智能机器人2；而且，通过设置第一显示装置12，使得指挥中心1可以通过该第一显示装置12显示其接收到的现场视频信息，供监控人员观看，实现可靠，使用更方便。具体地，第一显示装置12可以为大屏幕。

实施例三

在本发明的一个可选实施例中，指挥中心1还可以包括存储装置，用于存储智能机器人2反馈的现场视频信息，以便监控人员能够随时进行查看分析，使用更方便。

实施例四

在本发明的一个可选实施例中，参见图1、图2，指挥中心1还可以包括用于根据第一收发装置接收的现场视频信息，制定或调整作业任务、并发送给第一收发装置11的中央处理装置13。通过中央处理装置13的设置，使得指挥中心1可以利用中央处理装置13通过现场视频信息，判断大棚内农作物的高度以及与智能机器人2之间的距离等信息，制定或调整作业任务，使得作业任务适应当前现场的作业要求，然后再由该中央处理装置13将与制定或调整后的作业任务相对应的控制指令发送至智能机器人2，由智能机器人2执行相应的植保的作业任务，实现可靠，使用更方便。

在本发明的该实施例中，智能机器人2还可以包括与指挥中心1通信的无线数据传输装置21。通过无线数据传输装置21的设置，使得该设备可以通过无线数据传输装置21将视频信息采集装置采集到的视频信息发送至指挥中心1，具体可以为发送至中央处理装置13，从而使得监控人员可以通过指挥中心1的显示屏幕观看当前大棚内的植保情况，以便监控人员能够实时了解喷药情况，并制定或调整作业任务，使用更方便。其中，无线数据传输装置21可以为4g无线传输模块，以保证传输距离，而监控人员在指挥中心1可以通过4g转以太网协议转换装置转换成以太网数据，再通过视频服务器在指挥中心1的大屏幕上播放发送来的视频信息。

实施例五

本发明的一个可选实施例中，参见图2，指挥中心1还可以包括用于远程无线语音交互的第一语音通信装置14，同时，可以在智能机器人2上设置有语音通信装置，使得指挥中心1可以与智能机器人2的工作人员进行语音通话，便于监控人员及时了解现场的作业情况，使用更方便。在该实施例中，第一语音通信装置14可以为4g语音通话模块。

实施例六

在本发明的一个可选实施例中，参见图1、图2，并结合图3，智能机器人2可以包括无人行驶装置22；设置在无人行驶装置22上的用于植保的喷洒装置23；设置在无人行驶装置22上的用于采集现场视频信息的视频信息采集装置24；设置在无人行驶装置22上的用于与指挥中心1通信的，发送现场视频信息和接收作业任务的第二收发装置25。其中，智能机器人2可以通过无人行驶装置22在大棚内行驶，并通过设置在其上的视频信息采集装置24实时采集现场的视频信息，然后通过第二收发装置25将该视频信息发送至指挥中心1，同时由第二收发装置25接收指挥中心1发来的控制指令，实现可靠，使用更方便。具体地，视频信息采集装置24可以为设置在无人行驶装置22上的云台摄像头。

在本发明的该实施例中，由于大棚内路况复杂，为了保证无人行驶装置22在大棚内顺利行驶，参见图3，前述的无人行驶装置22可以采用履带式滚轮222，且履带可以为高强度橡胶履带，从而保证了无人行驶装置22可以在大棚内顺利行驶，且速度较快，振动较小，噪音较低，对大棚内路面的破坏较小，同时还降低了无人行驶装置22的整体重量。

在本发明的该实施例中，参见图3、图4，无人行驶装置22可以包括给无人行驶装置22提供电源的电源模块221、驱动无人行驶装置22移动的第一驱动模块和驱动喷洒装置23植保的第二驱动模块。其中，电源模块可以为48伏40毫安续航时间40分钟且充电时间4-6小时的大容量锂电池，且该锂电池可以设置在无人行驶装置22内的中部；同时，第一驱动模块可以为通过伺服控制器与自动控制装置电连接的两个伺服电机，该两个电机分别用于驱动无人行驶装置22的车轮转动，以驱动无人行驶装置22行驶；而第二驱动模块可以与自动控制装置电连接，使得自动控制装置可以通过第二驱动模块驱动喷洒装置23，即驱动柱塞泵进行植保，保证了无人行驶装置22的续航时间，同时也保证了无人行驶装置22的正常行驶以及喷洒装置23能够正常进行植保。

实施例七

在本发明的一个可选实施例中，参见图1,，智能机器人2还可以包括用于根据视频信息采集装置24采集的现场视频信息自动调整喷洒装置23的喷头位置后自动植保的自动控制装置26；以及用于根据视频信息采集装置24采集的现场视频信息自动躲避障碍物后使无人行驶装置22自动行驶的避障装置27。其中，通过自动控制装置26的设置，使得智能机器人2可以直接利用其自身的自动控制装置26根据视频采集装置采集的视频信息，判断农作物的高度以及与无人行驶装置22之间的距离，从而自动调节喷洒装置23的喷头位置，使其与农作物的位置相对应，然后控制喷洒装置23进行植保，且在植保后无人行驶装置22继续前行，直至大棚内所有农作物喷药完成，植保均匀，且提高了工作效率，避免了对人体健康造成影响。此外，通过避障装置27的设置，使得该避障装置27可以判断视频采集装置采集的视频信息，从而判断无人行驶装置22的行驶方向上是否存在障碍物，若存在障碍物，会自动控制无人行驶装置22自动躲避障碍物后继续行驶，保证了无人行驶装置22在大棚内的顺利行驶，从而保证了植保工作的顺利进行。

在本发明的该实施例中，参见图3、图4，前述的喷洒装置23可以包括用于储存药水的药箱233，以及连接在药箱233上的第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232。其中，所述的药箱233可以设置在无人行驶装置22内的一端，且其可以为35升的大容量药箱233，保证了充足的药量，而且，该药箱233可以采用具有防腐蚀的钢板材料制成，以避免药箱233因药水腐蚀而损坏，延长了药箱233的使用寿命；同时，该喷洒装置23还可以包括用于将药水从药箱233内抽出并通过喷杆喷洒出的柱塞泵，该柱塞泵的遥控距离可以为100米作用，而在药箱233上连通的两根长度不同的喷杆可以交叉布置在无人行驶装置22上，从而使得两根喷杆可以配合柱塞泵实现同时对远近高低各个位置的农作物进行喷药，增大了喷杆的喷药距离，且进一步提高了喷药的均匀性。而且，前述的第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232的端部均可以设有精细雾化喷嘴，从而使得喷洒至远近高低各个位置农作物处的农药更加均匀而且适量，进一步保证了农作物的农药含量不超标及病害或虫害的消除。

在本发明的该实施例中，参见图3，前述的第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232上可以设置有用于调节喷洒高度和角度的调节机构，且该调解机构可以与前述的自动控制装置26电连接，以便自动控制装置26通过调节机构调节第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232的高度和角度。通过设置调节机构，使得自动控制装置26可以根据视频信息采集装置24采集的视频信息，判断农作物的高度以及与无人行驶装置22的相对位置，从而控制调节机构调节第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232的喷洒高度和角度，使喷嘴停留在合适的地方进行喷药，且喷药完成后控制无人行驶装置22继续前行，进一步保证了喷药的均匀性。其中，该调解机构可以包括与自动控制装置26电连接的第一电机和第二电机，而在无人行驶前端顶部的第一底座和第二底座，第一伸缩喷杆231可以通过第一转轴2311与第一底座转动连接，第二伸缩喷杆232可以通过第二转轴2321与第二底座转动连接，当需要调整喷杆的喷洒高度和角度时，自动控制装置26可以分别控制第一电机和第二电机分别转动相应角度，从而使得第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232相对无人行驶装置22进行转动，进而实现第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232喷洒高度和角度的调节。

实施例八

在本发明的一个可选实施例中，参见图2，智能机器人2还可以包括用于接收并根据视频信息采集装置24采集的现场视频信息调整喷洒装置23的喷头位置后进行植保的遥控装置28；设置在遥控装置28上用于远程无线语音交互的第二语音通信装置211。其中，通过遥控装置28的设置，使得智能机器人2可以在遥控装置28的控制下，对喷洒装置23的喷头进行调节，具体为：遥控装置28可以接收视频信息采集装置24采集的现场视频信息，并根据该视频信息判断农作物的高度以及与无人行驶装置22之间的距离，从而通过前述的调节机构调节第一伸缩喷杆231和第二伸缩喷杆232的高度和角度，从而调节喷洒装置23的喷头位置，使其与农作物的位置相对应，然后控制喷洒装置23进行植保，且在植保后无人行驶装置22继续前行，直至大棚内所有农作物喷药完成，植保均匀，同样可以提高工作效率，避免了对人体健康造成影响。此外，通过在遥控装置28上设置第二语音通信装置211，使得操作遥控装置28的操作人员可以通过该第二语音通信装置211与指挥中心1的第一语音通信装置14进行语音通话，便于操作人员随时与指挥中心1进行通话，以报告现场的作业情况，同时也便于指挥中心1的监控人员随时与操作人员进行通话，了解现场作业情况以实现对现场作业的监管工作。

在本发明的该实施例中，前述的遥控装置28可以为通过天线与无人行驶装置22进行无线连接的遥控器，该遥控器可以实现对无人行驶装置22的行走进行控制，具体可以包括工作模式和场外模式，其中工作模式由四个按键来实现，该四个按键可以分别控制无人行驶装置22的前进、后退、左转和右转，场外模式可以为三轴万向遥杆式控制，操作灵活简单，且该遥控器具有双模调频工作模式，抗干扰能力强，适合多机同时工作；而且，该遥控器上可以设置有用于操控无人行驶装置22的高清摄像头。此外，第二语音通信装置211可以为4g语音通话模块。

实施例九

在本发明的一个可选实施例中，参见图2，遥控装置28上可以设置有用于显示视频信息采集装置24采集的视频信息的第二显示装置281，从而使得操作人员可以通过第二显示装置281所显示的现场视频信息，对无人行驶装置22进行远程控制，使用更方便。在该实施例中，第二显示装置281可以为设置在前述的遥控器上的显示屏。

实施例十

在本发明的一个可选实施例中，参见图1或图2，指挥中心1还可以包括用于接收作业任务的完成情况的反馈接收装置15；智能机器人2还可以包括用于反馈作业任务的完成情况的作业反馈装置29。也就是说，智能机器人2可以通过作业反馈装置29将其作业情况反馈至指挥中心1，而指挥中心1可以通过反馈接收装置15接收智能机器人2反馈来的作业情况，便于指挥中心1对智能机器人2作业的管理和监控。

实施例十一

在本发明的一个可选实施例中，参见图1或图2，指挥中心1还可以包括用于监控智能机器人2的位置的定位接收装置16；智能机器人2包括用于发送智能机器人2位置的定位发送装置210。通过设置该定位发送装置210，使得该智能机器人2可以通过该定位发送装置210实时地将大棚内无人行驶装置22的工作位置发送至指挥中心1，而指挥中心1可以通过定位接收装置16接收到大棚内无人行驶装置22的工作位置信息，以便监控人员可以实时地了解到当前大棚内无人行驶装置22的工作位置，从而便于监控人员制定或调整作业任务，使用更方便。其中，定位发送装置210可以为北斗定位轨迹数据库系统，具体地，可以在无人行驶装置22上可以安装北斗卫星定位导航芯片，即数据发射机，用于实时上传无人行驶装置22的位置信息；而指挥中心1的定位接收装置16可以为北斗卫星定位导航接收机，用于实时接收无人行驶装置22的位置信息。

本发明实施例提供的基于机器人的大棚植保系统，替代人工手动作业，摒弃了人工手动对大棚内的农作物进行植保的方式，通过智能机器人根据指挥中心发送的作业指令自动完成植保的作业任务，所以喷药均匀，保证了农作物的农药含量不超标及病害或虫害的消除，提高了工作效率，避免了对操作人员的身体健康造成影响。本发明实施例，还使得指挥中心的监控人员可以通过第一显示装置显示其接收到的现场视频信息，供监控人员观看，而且，还可以通过语音通话模块与智能机器人随时进行语音通话，同时，还可以通过定位模块和作业反馈模块了解智能机器人的作业位置和作业实施情况，方便了指挥中心1的监控人员实时了解大棚内智能机器人的作业情况，并制定或调整作业任务，使用更方便；同时，也延长了药箱的使用寿命，从而延长了该设备的使用寿命；还可以进一步保证农作物的农药含量不超标及病害或虫害的消除；同时，保证了无人行驶装置的续航时间，也保证了无人行驶装置的正常行驶以及喷洒装置能够正常进行植保，延长了喷药距离，保证了植保的均匀性，提高了工作效率，避免了对人体健康造成影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。