一种葵花打药机器人

1.本技术涉及导航机器人领域，具体涉及一种葵花打药机器人。


背景技术：

2.向日葵菌核病的传播途径复杂、各生育期均能侵染为害、病害发生具有区域性特点、植株高大、后期化学防治困难等因素。尤其在菌核病化学毒药防治喷施方面依然采用传统的喷洒方式，没有针对性的专用喷施机械。由于向日葵花期植株过于高大，在菌核病化学防治过程中田间用药十分不便，采用传统喷药机很难把药物喷施到葵盘正面上，不仅浪费大量的药物，还给自然环境带来很大危害，药物不能准确喷到而降低药物作用等问题。


技术实现要素：

3.本技术通过将农药高压雾化之后，搭载于机械臂之上，以喷雾方式实现精准给药。
4.为实现上述目的，本技术提供了一种葵花打药机器人，包括：机器人本体和附属设备；
5.所述机器人本体与所述附属设备连接，用于进行喷药工作；
6.所述附属设备用于控制所述机器人本体进行控制。
7.优选的，所述机器人本体包括：移动底盘、协作机械臂，图像识别装置、喷药装置、惯性导航装置、控制系统、远程通信装置、能源动力系统和雷达避障装置；所述移动底盘、所述协作机械臂，所述图像识别装置、所述喷药装置、所述惯性导航装置、所述远程通信装置、所述能源动力系统和所述雷达避障装置均与所述控制系统连接；
8.所述移动底盘用于为所述机器人本体提供移动能力；
9.所述协作机械臂用于搭载所述喷药装置；
10.所述图像识别装置用于识别向日葵位置，为喷洒进行准备；
11.所述喷药装置用于喷洒农药；
12.所述惯性导航装置用于为所述葵花打药机器人进行导航；
13.所述控制系统用于控制所述机器人本体；
14.所述远程通信装置用于接收所述附属设备发出的控制信号；
15.所述能源动力系统用于为所述机器人本体提供能源；
16.所述雷达避障装置用于避开路径上的障碍物。
17.优选的，所述附属设备包括：遥控器和通讯基站；
18.所述遥控器用于对所述机器人本体发布指令；
19.所述通讯基站用于为实现所述葵花打药机器人的远程控制提供网络连接。
20.优选的，所述雷达避障装置包括：超声波传感器和超声波控制器；
21.所述超声波传感器用于发射和接收超声波，进行障碍物定位；
22.所述超声波控制器用于控制超声波的发射间隔。
23.优选的，所述超声波传感器包括：发射单元和接收单元；
24.所述发射单元用于发射超声波；
25.所述接收单元用于接收超声波。
26.优选的，所述喷药装置包括：电机、高压三缸柱塞泵、泵头；
27.所述电机用于为所述喷药装置提供电源；
28.所述高压三缸柱塞泵用于将农药注入喷头；
29.所述泵头用于调节所述高压三缸柱塞泵的内部压力。
30.优选的，所述遥控器包括：摇杆、天线、显示屏和模式选择按钮；
31.所述摇杆用于控制所述葵花打药机器人的活动；
32.所述天线用于发射和接收信号；
33.所述显示屏用于显示所述葵花打药机器人的当前状态；
34.所述模式选择按钮用于切换模式。
35.优选的，所述移动底盘具有导向结构，由钢板和型钢组合形成。
36.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
37.本技术通过机器人将农药进行雾化喷洒，不仅可以喷施到葵盘正面，减小浪费和污染；还可以自主控制路径和规避障碍物，实现全自动喷洒。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本技术实施例一的系统结构示意图；
40.图2为本技术实施例二的机器人实体结构图。
41.附图标记说明：1、高压雾化喷头；2、高清摄像头；3、电机；4、移动底盘车架；5、轮毂电机；6、药箱；7、进药管；8、回药管；9、泵头；10、泵；11、喷药管；12、机械臂。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
44.实施例一
45.如图1所示，为本实施例系统结构示意图，包括：机器人本体和附属设备；机器人本体与附属设备连接，用于进行喷药工作；附属设备用于控制机器人本体进行控制。
46.其中，机器人本体包括：移动底盘、协作机械臂，图像识别装置、喷药装置、惯性导航装置、控制系统、远程通信装置、能源动力系统和雷达避障装置；移动底盘、协作机械臂，图像识别装置、喷药装置、惯性导航装置、远程通信装置、能源动力系统和雷达避障装置均
与控制系统连接；移动底盘用于为机器人本体提供移动能力；协作机械臂用于搭载喷药装置；图像识别装置用于识别向日葵位置，为喷洒进行准备；喷药装置用于喷洒农药；惯性导航装置用于为葵花打药机器人进行导航；控制系统用于控制机器人本体；远程通信装置用于接收附属设备发出的控制信号；能源动力系统用于为机器人本体提供能源；雷达避障装置用于避开路径上的障碍物。
47.机器人本体的移动底盘具有导向结构，由钢板和型钢组合形成。
48.上述的雷达避障装置包括：超声波传感器和超声波控制器；超声波传感器用于发射和接收超声波，进行障碍物定位；超声波控制器用于控制超声波的发射间隔。此外，上述的超声波传感器包括：发射单元和接收单元；发射单元用于发射超声波；接收单元用于接收超声波。而喷药装置包括：电机、高压三缸柱塞泵、泵头；电机用于为喷药装置提供电源；高压三缸柱塞泵用于将农药注入喷头；泵头用于调节高压三缸柱塞泵的内部压力。
49.附属设备包括：遥控器和通讯基站；遥控器用于对机器人本体发布指令；通讯基站用于为实现葵花打药机器人的远程控制提供网络连接。其中，遥控器包括：摇杆、天线、显示屏和模式选择按钮；摇杆用于控制葵花打药机器人的活动；天线用于发射和接收信号；显示屏用于显示葵花打药机器人的当前状态；模式选择按钮用于切换模式。
50.实施例二
51.下面将结合本实施例，详细说明本技术如何解决实际生活中的技术问题。
52.如图2所示，为本实施例的机器人实体结构图。在本实施例中，协作机械臂选用jakazu5六自由度机械臂；图像识别装置使用sonyimx291智能高清相机；惯性导航装置包括mems陀螺仪和处理器，处理器与控制系统连接，处理器为stm32微处理器。控制系统采用arm嵌入式系统作为处理平台，使用c/c++等编写控制程序，接收和处理信号。在本实施例中，雷达避障装置包括超声波传感器和超声波控制器，超声波传感器设置于喷药机器人的前后端位置，超声波传感器包括发射单元和接收单元，超声波控制器与超声波传感器连接，超声波控制器与控制系统连接。通过发送和接收超声波，计算障碍物和机器人本体的具体和方向来判断障碍物的具体方位。
53.下面将详细说明机器人的喷药过程。首先，移动底盘车架4通过四个轮毂电机5驱动和实现转向。移动底盘车架4结构具有导向结构，钢板和型钢组合加工制造。具有搭载药箱、电瓶、机械臂12、喷药系统(包括电机3、泵10、泵头9)、控制系统的能力。通过图像识别装置来确定需要施药的向日葵群，根据确定施药的农作物位置、布局、方向等，利用a-star路径规划算法来为机器人的路径进行提前规划。也可以采用遥控器来对机器人进行手动遥控，其各项数据均在显示屏中有所显示。其手动和自动模式可以通过模式选择按钮来切换。在自动模式下，其所有的活动信息均由远程通讯装置经由通讯基站发送至用户，用以达成信息实时传输和远程控制。
54.手动模式下，用户利用遥控器控制机器人的行进和喷药；下面将着重说明机器人的喷药过程。
55.在高清摄像头2确定作物位置后，通过电机3带动泵10将农药从药箱6中经由进药管7吸入喷药管11，这其中，泵头9可以调节泵10的压力。农药由喷药管11进入高压雾化喷头1中，将液体药物进行高压处理，形成雾化农药，最终进行喷洒。喷洒完毕后，剩余农药由回药管8回到药箱6中。
56.以上所述的实施例仅是对本技术优选方式进行的描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。