一种液体地膜喷洒机器人

本发明涉及农业机械，具体涉及一种液体地膜喷洒机器人。

背景技术：

1、地膜是农业生产中重要的生产资料，可以保水保温，在冷凉地区促进农作物生长。地膜主原料是聚乙烯，不易降解，加之我国的地膜一般比较薄，用后容易碎片化，回收难度巨大，造成了“白色污染”，既影响了土壤结构、水肥的运移均匀性，又造成了微塑料、塑化剂等污染，覆膜播种作物收获后农田残留的废膜成为土地污染的重要源头。

2、目前，为解决白色覆膜的污染问题，腐殖酸液体地膜逐步开始兴起，腐殖酸液体地膜喷洒即可成膜，既具有塑料地膜的吸热增温、保墒、保苗作用，又有强效的粘附功能，可将土粒联结成理想的团聚体，提高土壤微粒的毛管作用，改善土壤的通透性，成为土壤改良剂，还有肥效和药效。其在改善作物生长环境的同时，既提高了土壤的有机质，又保护了土地，作物生长后期可以自行降解，作为肥料供作物后期利用，避免地膜污染，增加土壤肥力，但液体地膜的喷洒需要大量的人工，增加了农业成本。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种液体地膜喷洒机器人，可代替人工进行液体地膜的喷洒，喷洒效率高，操作方便，节省成本。

2、本发明的一种液体地膜喷洒机器人，包括车体、主控模块、电机驱动模块和遥控器，所述车体的上部活动设置有喷液框体，底部设置有轮胎；

3、所述喷液框体的后端安装有水泵，水泵的出液口通过软管连接设置在车体后端的喷液管，喷液管上设有若干喷头，所述喷液管与所述喷液框体的后端活动连接，车架的前端设置有液体箱，后端设置有电瓶，所述电瓶与水泵电连接；

4、所述轮胎包括设置在车体底部的两个前部轮胎和两个后部轮胎，两个前部轮胎和两个后部轮胎分别轴连接电机，所述两个前部轮胎的电机支架外侧之间固定连接前连接杆，两个后部轮胎的电机支架外侧之间固定连接后连接杆，所述电机支架内侧均连接转向连接杆，转向连接杆连接转向电机，角度传感器和角度传感器探测板设置在车体底部；

5、所述主控模块与所述水泵、角度传感器和角度传感器探测板信号连接，所述电机驱动模块、遥控器与主控模块信号控制连接。

6、优选的，所述喷头出液口向下设置。

7、优选的，喷液管与所述喷液框体的后端通过梅花手柄螺纹连接，方便固定调整。

8、优选的，所述主控模块包括动力信号输出接口、电源模块、障碍物检测模块、单片机模块、转向模块、无线通信模块、编程端口、水泵控制模块；

9、所述电源模块包括电源处理芯片ic10，所述电源处理芯片ic10为芯片mc34063，其引脚1、引脚7和引脚8均通过过载保护取样电阻r64连接滤波电容c21的正极，滤波电容c21的正极和电源处理芯片ic10的引脚6连接二极管d17的负极，滤波电容c20的正极连接二极管d17的正极，滤波电容c20、滤波电容c21的负极均接地，二极管d17的正极通过限流电阻r63连接开关s1，所述电源处理芯片ic10的引脚连接滤波电感l3的输入端，引脚5连接在分压取样电阻r65和r66之间，分压取样电阻r65的另一端连接滤波电感l3的另一端，分压取样电阻r66的另一端接地，滤波电感l3的输出端连接高精度稳压芯片ic11的输入端，高精度稳压芯片ic11的输入端和接地端之间并接电容c23和电容c24，输出端输出5v电源，高精度稳压芯片ic11的输出端和接地端之间并接电容c25，电源处理芯片ic10的引脚3和引脚4之间连接电容c22；

10、所述单片机模块包括芯片ic9，所述芯片ic9为芯片iap15w4k61s4；

11、所述动力信号输出接口包括蓄电池供电输出端口j1、左侧车速控制输出端口j2、右侧车速控制输出端口j3和水泵控制端口j4，所述蓄电池供电输出端口j1的正极引脚连接开关s1，开关s1连接蓄电池的正极，蓄电池供电输出端口j1的负极引脚接地；

12、所述左侧车速控制输出端口j2的电源引脚连接5v电源，引脚pwm连接所述芯片ic9的引脚p22，引脚oe连接芯片ic9的引脚p24；

13、所述右侧车速控制输出端口j3的电源引脚连接5v电源，引脚pwm连接所述芯片ic9的引脚p23，引脚oe连接芯片ic9的引脚p25；

14、所述水泵控制端口j4的正极引脚连接继电器jx1的常开端，负极引脚接地；

15、所述障碍物检测模块包括超声波测距模块m1，所述超声波测距模块m1的引脚1连接5v电源，引脚2连接所述芯片ic9的引脚p00/rxd3，引脚3连接芯片ic9的引脚p01/txd3，引脚4接地，引脚4与电源之间并接电容c19；

16、所述转向模块包括转向电机驱动模块m2、转向电机e5和角度传感器r59，所述转向电机驱动模块m2的引脚2、引脚3、引脚4分别连接所述芯片ic9的引脚p21、引脚p06、引脚p07，引脚5、引脚7接地，引脚6为模块m2的24v供电引脚，引脚8、引脚9分别连接转向电机e5的正极和负极；角度传感器r59的信号输出端通过限流电阻r60连接至运算放大器ic12a的同相输入端，运算放大器ic12a的输出端依次连接电阻r62、r61接地，r62与r61分压后连接到运算放大器的反相输入端，所述运算放大器ic12a为芯片lm358；

17、所述无线通信模块包括无线通讯模块m3，所述无线通讯模块m3的引脚1接地，引脚2连接5v电源，引脚4连接所述芯片ic9的引脚p37，引脚5连接芯片ic9的引脚p36，引脚1和引脚2之间并接电容c26；

18、所述编程模块包括编程端口j4，所述编程端口j4的引脚1连接5v电源，引脚2和引脚3分别连接芯片ic9的引脚p31、p30，引脚4接地；

19、所述水泵控制模块包括继电器jx1、场效应管q9，所述继电器jx1线圈的一端通过电源开关s1后连接至24v电源，另一端连接场效应管q9的漏极，场效应管q9的控制栅极连接至芯片ic9的引脚p05，源极接地。

20、所述电机驱动模块包括稳压模块、左侧隔离控制模块、右侧隔离控制模块、左侧电机驱动模块和右侧电机驱动模块；

21、所述稳压模块包括电源处理芯片ic1、ic2，电源处理芯片ic1的引脚1连接所述主控模块的dc24v电压正极端、引脚2通过电阻r1连接低频滤波电容c1的正极，低频滤波电容c1的负极接地、引脚8通过电阻r4连接电感l1的输入端，电阻r4和电感l1的连接端与电源处理芯片ic1的引脚6连接，引脚6通过电阻r3连接引脚3，电阻r5一端连接在电感l1的输出端，另一端连接引脚3，电感l1的输出端依次通过二极管d2和电阻r2连接至引脚2，电阻r4与电感l1的连接端连接二极管d1的负极，二极管d1的正极接地，电感l1的输出端连接电阻r6的一端，电阻r6另一端接地，电容c3与电阻r6并接，电容c3正极连接5v电源；

22、电源处理芯片ic2的引脚1连接所述主控模块的dc24v电压正极端、引脚2通过电阻r7连接低频滤波电容c4的正极，低频滤波电容c4的负极接地、引脚8通过电阻r10连接电感l2的输入端，电阻r10和电感l2的连接端与电源处理芯片ic2的引脚6连接，引脚6通过电阻r9连接引脚3，电阻r9的一端连接在电感l2的输出端，另一端连接引脚3，电感l2的输出端依次通过二极管d4和电阻r8连接至引脚2，电阻r10与电感l2的连接端连接二极管d3的负极，二极管d3的正极接地，电感l2的输出端连接电阻r12的一端，电阻r12另一端接地，电容c6与电阻r12并接，电容c6正极连接12v电源。

23、所述左侧隔离控制模块包括光耦ic9、ic10，施密特触发器ic3a、ic3c，所述光耦ic9输入正极端连接所述主控模块5v电源，输入负极端通过电阻r13连接所述左侧车速控制输出端口j2的pwm输入端，光耦ic9的输出端连接施密特触发器ic3a的输入端；所述光耦ic10输入正极端连接所述主控模块的5v电源，输入负极端通过电阻r14连接所述左侧车速控制输出端口j2的oe输入端，光耦ic10的输出端连接施密特触发器ic3c的输入端。

24、所述右侧隔离控制模块包括光耦ic11、ic12，施密特触发器ic3d、ic3f，所述光耦ic11输入正极端连接所述主控模块5v电源，输入负极端通过电阻r29连接所述右侧车速控制输出端口j3的pwm输入端，光耦ic11的输出端连接施密特触发器ic3d的输入端；所述光耦ic12输入正极端连接所述主控模块的5v电源，输入负极端通过电阻r30连接所述右侧车速控制输出端口j3的oe输入端，光耦ic12的输出端连接施密特触发器ic3f的输入端。

25、所述左侧电机驱动模块包括半桥场效应管驱动专用芯片ic5、ic6，所述半桥场效应管驱动专用芯片ic5、ic6为芯片eg3116d，半桥场效应管驱动专用芯片ic5的引脚1连接电源，引脚2分两路一路通过电阻r17连接在施密特触发器ic3a的输出端，另一路连接在与门电路ic4b的输入端，引脚3通过电阻r18连接与门电路ic4a输出引脚，所述施密特触发器ic3c的输出端连接与门电路ic4a的输入端，半桥场效应管驱动专用芯片ic5的引脚4接地，引脚1和引脚8之间连接升压二极管d5，引脚7连接二极管d9的负极，二极管d9并接限流电阻r21，二极管d9的正极通过电阻r25连接场效应管q1的源极，电阻r21的输出端连接场效应管q1的控制栅极，场效应管q1的漏极连接24v电源，半桥场效应管驱动专用芯片ic5引脚5通过电阻r22连接至场效应管q2的控制栅极，电阻r22并接二极管d10，二极管d10通过电阻r26连接至场效应管q2的源极，场效应管q2的漏极连接场效应管q1的源极，场效应管q2的漏极和场效应管q1的源极连接端连接电机e1、e2的正极端；

26、所述半桥场效应管驱动专用芯片ic6的引脚1连接电源，引脚2分两路一路通过电阻r19连接在施密特触发器ic3b的输出端，另一路连接在与门电路ic4a的输入端，施密特触发器ic3b的输入端连接施密特触发器ic3a的输出端，半桥场效应管驱动专用芯片ic6引脚3通过电阻r20连接与门电路ic4b输出引脚，所述施密特触发器ic3c的输出端连接与门电路ic4b的输入端，半桥场效应管驱动专用芯片ic6的引脚4接地，引脚1和引脚8之间连接升压二极管d6，引脚7连接二极管d11的负极，二极管d11并接限流电阻r23，二极管d11的正极通过电阻r27连接场效应管q3的源极，电阻r23的输出端连接场效应管q3的控制栅极，所述场效应管q3的漏极连接24v电源，半桥场效应管驱动专用芯片ic6引脚5通过电阻r24连接至场效应管q4的控制栅极，电阻r24并接二极管d12，二极管d12通过电阻r28连接至场效应管q4的源极，场效应管q4的漏极连接场效应管q3的源极；场效应管q4的漏极和场效应管q3的源极连接端连接电机e1、e2的负极端。

27、所述右侧电机驱动模块包括半桥场效应管驱动专用芯片ic7、ic8，所述半桥场效应管驱动专用芯片ic7、ic8为芯片eg3116d，半桥场效应管驱动专用芯片ic7的引脚1连接电源，引脚2分两路一路通过电阻r33连接在施密特触发器ic3d的输出端，另一路连接在与门电路ic4d的输入端，引脚3通过电阻r34连接与门电路ic4c输出引脚，所述施密特触发器ic3f的输出端连接与门电路ic4c的输入端，半桥场效应管驱动专用芯片ic7的引脚4接地，引脚1和引脚8之间连接升压二极管d7，引脚7连接二极管d13的负极，二极管d13并接限流电阻r37，二极管d13的正极通过电阻r14连接场效应管q5的源极，电阻r37的输出端连接场效应管q5的控制栅极，场效应管q5的漏极连接24v电源；半桥场效应管驱动专用芯片ic7引脚5通过电阻r38连接至场效应管q6的控制栅极，电阻r38并接二极管d14，二极管d14通过电阻r42连接至场效应管q6的源极，场效应管q6的漏极连接24v电源，场效应管q6的漏极连接场效应管q5的源极，场效应管q6的漏极和场效应管q5的源极连接端连接电机e3、e4的正极端；

28、所述半桥场效应管驱动专用芯片ic8的引脚1连接电源，引脚2分两路一路通过电阻r35连接在施密特触发器ic3e的输出端，另一路连接在与门电路ic4c的输入端，施密特触发器ic3e的输入端连接施密特触发器ic3d的输出端，半桥场效应管驱动专用芯片ic8引脚3通过电阻r36连接与门电路ic4d输出引脚，所述施密特触发器ic3f的输出端连接与门电路ic4d的输入端，半桥场效应管驱动专用芯片ic8的引脚4接地，引脚1和引脚8之间连接升压二极管d8，引脚7连接二极管d15的负极，二极管d15并接限流电阻r39，二极管d15的正极通过电阻r43连接场效应管q7的源极，电阻r39的输出端连接场效应管q7的控制栅极，半桥场效应管驱动专用芯片ic8引脚5通过电阻r40连接至场效应管q8的控制栅极，电阻r40并接二极管d16，二极管d16通过电阻r44连接至场效应管q8的源极，场效应管q8的漏极连接场效应管q7的源极；场效应管q8的漏极和场效应管q7的源极连接端连接电机e3、e4的负极端。

29、所述遥控器包括壳体，壳体的上端设有显示屏，所述显示屏上设有显示速度数码管和显示机器人电量数码管，所述显示屏下端设有若干按键。优选的，所述遥控器内部设有遥控模块，所述遥控模块包括单片机、电源处理模块、无线通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

30、所述单片机为芯片ic13，芯片ic13为芯片iap15w413as；

31、所述电源处理模块包括电源处理芯片ic12、蓄电池bt2和开关s1，所述电源处理芯片ic12的引脚1、引脚7和引脚8均通过过载保护取样电阻r72连接滤波电容c28的正极，滤波电容c28的正极和电源处理芯片ic12的引脚6连接限流电阻r71的一端，限流电阻r71的另一端通过开关s1连接蓄电池bt2的正极，电阻r69和电阻r70串接后与滤波电容c28并接，连接在开关s1和电阻r71之间，蓄电池bt2的负极连接电容c27的一端，电容c27的另一点连接至芯片ic13的引脚19，电源处理芯片ic12的引脚2连接电感l4的一端，引脚5连接在分压取样电阻r73和r74之间，分压取样电阻r73的另一端连接滤波电感l4的另一端，分压取样电阻r74的另一端接地，电容c31的正极连接3.3v电源，负极接地；电容c30与电容c31并接，电源处理芯片ic12的引脚3、引脚4连接在电容c28的负极。

32、所述无线通信模块包括通讯模块m4，所述通讯模块m4的引脚1、引脚3接地，引脚2连接3.3v电源，引脚4、引脚5分别连接芯片ic13的引脚p31和引脚p30，引脚7连接芯片ic13的引脚p11。

33、所述按键模块包括按键k1-k8，所述按键k1-k8的一端分别通过上拉电阻r77、r80、r76、r79、r75、r78、r82、r81连接芯片ic13的引脚p14、引脚p17、引脚p13、引脚p16、引脚p12、引脚p15、引脚p32、引脚37，另一端接地。

34、所述存储模块包括数据存储芯片ic14，所述数据存储芯片ic14的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚7均接地，引脚5、引脚6分别连接芯片ic13的引脚p54、引脚p55，引脚8连接3.3v电源。

35、所述显示模块包括液晶屏lcd1和液晶屏驱动芯片ic15，所述液晶屏驱动芯片ic15的引脚como0- como3与液晶屏lcd1的引脚cm1-cm4连接，引脚seg0-seg15与液晶屏的引脚1a、引脚1b、引脚2a、引脚2b、引脚3a、引脚3b、引脚4a、引脚4b、引脚5a、引脚5b、引脚6a、引脚6b、引脚7a、引脚7b、引脚8a、引脚8b连接；引脚vss接地，引脚vdd连接3.3v电源，引脚data、引脚/wr、引脚/rd、引脚/cs分别连接芯片ic13的引脚p33、引脚p34、引脚p35、引脚p36。

36、优选的，所述主控模块中电源模块的滤波电感l4的输入端连接续流二极管d19的负极，续流二极管d19的正极接地，续流二极管d19用来保障在滤波电感l4流过比较稳定的电流。

37、优选的，所述按键k1为前进按键，k5为加速前进按键，k3为左转按键，k2为后退按键，k7为暂停行驶按键，k6为减速，k4为右转按键，k8为水泵开关按键。

38、本发明的液体地膜喷洒机器人，首先在液体箱中装满液体地膜，然后通过遥控器来控制车体行进，按下“前进”按健，机器人向前行走，需要加速前进时可以按“加速前进”按健，需要暂停行驶、左转、右转、后退、加速后退时按相应的按健，需要喷液时，按下“水泵开关”按键，结束喷液后，再次按下“水泵开关”按键，遥控器上的显示速度数码管会实时显示机器人行驶速度，显示机器人电量数码管会实时显示机器人的所剩电量。

39、本发明的液体地膜喷洒机器人，通过人工控制遥控器从而控制液体地膜的喷洒，喷洒速度快，节省了人工成本，同时方便操作，实现了液体地膜喷洒的自动化。