一种在水泥晒场上翻晒稻谷的智能机器人的制作方法

本实用新型涉及一种在水泥晒场上翻晒稻谷的智能机器人，属于机器人应用技术领域。

背景技术：

水稻是主要的粮食作物。水稻在秋季成熟，每年的秋收秋种是农村中大忙的日子，农民们挥起镰刀收割水稻，将割倒的水稻植株摊在稻田里曝晒，晒干后捆成稻捆，将稻捆挑运到晒场用脱粒机脱下稻谷。近年来，许多地方的水稻生产的机械化程度提高，水稻收获机在田间收割的同时进行了脱粒，只需要将稻谷运到晒场上进行翻晒。

刚收获上来的稻谷含水份多，不能直接运进仓库储存。因为含水量较多的稻谷在仓库里时间长了，会发生霉变，人吃了生霉的稻谷，不仅摄取不到营养，还会得癌生病。收获上来的稻谷一定要在晒场上晒干，达到规定的水分标准，才能运进仓库。农村中有许多的泥土晒场，由于泥土中含有比较多的水分，在太阳光照射下、泥土升温慢，将稻谷放到泥土晒场上进行曝晒，在短时间内不易晒干，如果碰上秋雨连绵，雨淋放在泥土晒场上的稻谷，会造成损失。随着农业生产条件的改善，农村中的水泥晒场越来越多，特别是一些大、中型农场建造了面积较大的水泥晒场，这些水泥晒场在太阳光照射下升温快，热量大，有利于稻谷的早日干燥。然而，大量的稻谷堆积在水泥晒场上，如果不能及时进行一日多次的人工翻晒，仍然不能达到显著降低稻谷中含水量的目的。稻谷含水量达不到要求的验收标准，仍然不能运进粮食仓库。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种在水泥晒场上翻晒稻谷的智能机器人。

智能机器人用左机器手臂和右机器手臂推动翻晒板手推杆，使安装在翻晒板手推杆前端的翻晒木推板和木推板附扫帚一起向前移动，将稻谷堆里的下层稻谷翻动到上层，暴露在太阳光的直接照射下，靠太阳的光和热来减少稻谷里的水分。由于水泥晒场的颜色和稻谷的颜色有明显的不同，太阳光照射下的稻谷堆里的含水份少的上层稻谷的颜色与含水份多的下层稻谷的颜色也有区别，所以智能机器人首先靠安装在头部前面的二只视觉传感器来摄录稻谷高堆的体积、稻谷高堆占地面积和周围的空水泥晒场的面积等图像，将图像信息通过可以同时传输信息和电流的导电线输入电子计算机甲和电子计算机乙进行运算，其运算结果通过驱动装置指令下部机械控制系统和行驶控制器控制左前行驶轮、左后行驶轮、右前行驶轮和右后行驶轮同时装运智能机器人连同翻晒稻谷的工具一起移动到需要翻晒的稻谷堆的近旁。智能机器人的视觉传感器已能代替人眼对稻谷堆放的地点进行定位，并能获知稻谷在水泥晒场上的堆放面积、堆放高度、堆放形状、堆放体积等数据，功能强大、简单易用、精度高，一台或数台智能机器人在水泥晒场上迅速聚集在稻谷堆的周围着手进行翻晒稻谷的劳动。智能视觉传感器的识别精度可以达到0.1毫米，一粒带壳稻谷的长度是5毫米，智能视觉传感器能够获取千万张彩色图像，辨认稻谷堆表面上每一粒稻谷内的含水量是多少，需要在水泥晒场上曝晒多长的时间才能达到稻谷进库的水分要求。智能视觉传感器是一种复杂的图像处理传感器，它可以一毫秒就获取图像、识别图像并且发送控制信号，为智能机器人高效、优质、快捷翻晒稻谷创造了条件。

智能机器人的左机器手臂和右机器手臂内各包括系统控制器、伺服电机和减速机三大部件。从电子计算机甲和电子计算机乙输出的运算结果信息通过导电线输入系统控制器，系统控制器作为“神经中枢”通过导电线向伺服电机发出指令信息，同时通过电子计算机乙向减速机发出指令信息，在智能机器人中伺服电机用作执行单元，是影响智能机器人工作性能的主要因素。减速机是纯机械的精密部件，减速机的精度寿命和产品寿命关系到智能机器人的劳动质量和使用寿命。用抱紧装置将减速机的人力轴与伺服电机的出力轴连接在一起，使系统控制器、伺服电机和减速机协调运转，在驱动装置的驱动下，伺服电机可以根据指令转动，同时可以反馈信号给系统控制器。智能机器人用左机器手臂和右机器手臂同时推动翻晒板手推杆的劳动，由于动作不复杂，只需采用单轴或双轴的机器手臂，在单轴机器手臂中安装一只伺服电机或在双轴机器手臂中安装二只伺服电机就能满足翻晒稻谷对机器手臂的自由度的要求了。

智能机器人用左机器手臂和右机器手臂同时推动翻晒板手推杆时的力度不宜过小，也不宜过大。力度过小时，推动的稻谷数量过少，力度过大时，翻晒木推板与水泥晒场之间的摩擦力会使一部分稻壳破裂碾出米粒，这些裸露的米粒进入仓库后不久会变成霉米，人吃了会损害健康。安装在左机器手臂前端的左触觉传感器和左压力传感器，以及安装在右机器手臂前端的右触觉传感器和右压力传感器会感知到翻晒木推板和木推板附扫帚与水泥晒场接触处的推力的大小，会自动调节推力的大小，还可以调节翻晒木推板推动稻谷时接触水泥晒场的角度的大小，大幅度减少米粒的产生，有些水泥晒场的表面不够平整，需要在翻晒木推板的后面加装木推板附扫帚，将遗漏下来的稻谷清扫干净。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

由智能机器人1、太阳能光伏发电帽2、光伏控制器3、分流器甲4、视觉传感器5、导电线6、电子计算机甲7、无线通讯设备8、电子计算机乙9、左机器手臂10、左系统控制器11、左减速机12、左抱紧装置13、左伺服电机14、左压力传感器15、左触觉传感器16、充电装置17、锂离子电池18、分流器乙19、驱动装置20、下部机械控制系统21、行驶控制器22、左前行驶轮23、左后行驶轮24、翻晒板手推杆25、翻晒木推板26、木推板附扫帚27、右机器手臂29、右系统控制器30、右减速机31、右抱紧装置32、右伺服电机33、右压力传感器34、右触觉传感器35、右前行驶轮36和右后行驶轮共同组成；

智能机器人1用左机器手臂10和右机器手臂29推动翻晒板手推杆25以及安装在翻晒板手推杆25前端的翻晒木推板26和木推板附扫帚27，向前方翻晒稻谷28，在智能机器人1的头顶上安装太阳能光伏发电帽2，在太阳能光伏发电帽2上安装无线通讯设备8及其接收天线，在太阳能光伏发电帽2的下方安装分流器甲4，在分流器甲4的前方的两侧各安装一只视觉传感器5，在分流器甲4的后方安装光伏控制器3，在分流器甲4的下方安装电子计算机甲7，在左机器手臂10的后半部分内安装左系统控制器11，在左机器手臂10的前半部分内安装左减速机12、左抱紧装置13和左伺服电机14，在左伺服电机14的上面安装左抱紧装置13，在左抱紧装置13的上面安装左减速机12，在左机器手臂10的前端、从前向后依次安装左触觉传感器16和左压力传感器15，在右机器手臂29的后半部分内安装右系统控制器30，在右机器手臂29的前半部分内安装右减速机31、右抱紧装置32和右伺服电机33，在右伺服电机33的上面安装右抱紧装置32，在右抱紧装置32的上面安装右减速机31，在右机器手臂29的前端、从前向后依次安装右触觉传感器35和右压力传感器34，在智能机器人1的胸腹部躯干内从上向下分别安装电子计算机乙9、驱动装置20和下部机械控制系统21，在智能机器人1的背部内安装分流器乙19，在背部的外表面上安装锂离子电池18，在锂离子电池18上安装充电装置17，在智能机器人1的腿部内安装行驶控制器22，在智能机器人1的脚部安装左前行驶轮23、左后行驶轮24、右前行驶轮36和右后行驶轮；

太阳能光伏发电帽2通过导电线6与光伏控制器3连接，光伏控制器3通过导电线6与分流器甲4连接，分流器甲4通过导电线6与无线通讯设备8连接，分流器甲4分别通过导电线6与两只视觉传感器5连接，分流器甲4通过导电线6与电子计算机甲7连接，两只视觉传感器5分别通过导电线6与电子计算机甲7连接，电子计算机甲7通过导电线6与电子计算机乙9连接，锂离子电池18通过导电线6与分流器乙19连接，分流器乙19通过导电线6与电子计算机乙9连接，分流器乙19通过导电线6与左系统控制器11连接，分流器乙19通过导电线6与右系统控制器30连接，分流器乙19通过导电线6与驱动装置20连接，分流器乙19通过导电线6与下部机械控制系统21连接，电子计算机乙9通过导电线6与左系统控制器11连接，电子计算机乙9通过导电线6与左减速机12连接，电子计算机乙9通过导电线6与左压力传感器15和左触觉传感器16连接，左系统控制器11通过导电线6与左伺服电机14连接，左伺服电机14通过导电线6与驱动装置20连接，电子计算机乙9通过导电线6与右系统控制器30连接，电子计算机乙9通过导电线6与右减速机31连接，电子计算机乙9通过导电线6与右压力传感器34和右触觉传感器35连接，右系统控制器30通过导电线6与右伺服电机33连接，右伺服电机33通过导电线6与驱动装置20连接，驱动装置20通过导电线6与下部机械控制系统21连接，下部机械控制系统21通过导电线6与行驶控制器22连接，行驶控制器22通过导电线6与左前行驶轮23连接，行驶控制器22通过导电线6与左后行驶轮24连接，行驶控制器22通过导电线6与右前行驶轮36连接，行驶控制器22通过导电线6与右后行驶轮连接。

左、右各一只视觉传感器5是3D视觉传感器或智能视觉传感器。

锂离子电池18是锰酸锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或磷酸铁锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。

翻晒木推板26的宽度是100厘米至160厘米。

左伺服电机14和右伺服电机33是直流伺服电机。

左伺服电机14和右伺服电机33的数量是各1只到2只。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：①解决了秋收中需要解决的翻晒稻谷人力不足的难题，使用智能机器人能高效率翻晒稻谷。②在晴天里，增加了翻晒稻谷的次数，使稻谷能早日晒干进仓库。③提高了水泥晒场的利用效率。④提高了稻谷的干燥质量。

附图说明

图1为本实用新型的侧视结构示意图。

图2为本实用新型的正视结构示意图。

具体实施方式

安装在智能机器人头顶上的太阳能光伏发电帽上的太阳能电池在太阳光的照射下产生电流，电流通过导电线、光伏控制器输入分流器甲，从分流器甲输出的电流分别供应无线通讯设备、二只视觉传感器和电子计算机甲。从锂离子电池输出的电流通过分流器乙分别向电子计算机乙、左机器手臂内的全部用电器、右机器手臂内的全部用电器、驱动装置和下部机械控制系统供电，并通过下部机械控制系统向行驶轮控制器及电动的左前行驶轮、右前行驶轮、左后行驶轮、右后行驶轮供应电力。提供以锂离子电池为主、光伏电力为辅的清洁能源，满足智能机器人的全部用电需求。导电线是同时输送电流和信息的导电线，伺服电机需要电力驱动，同时将接收到的电信号信息转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，控制机器手臂代替人力来翻晒稻谷。

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

在稻田里收获水稻的收获机驾驶员通过无线通讯设备通知智能机器人：有三吨刚收获的稻谷运往水泥晒场需要及时翻晒。无线通讯设备接收到的秋收信息通过导电线输入电子计算机甲处理并储存，并指令视觉传感器进行搜索，发现在水泥晒场的北部，有运输汽车卸下了三吨刚才运来的稻谷。智能机器人的驱动装置和下部机械控制系统按照指令的要求，通过行驶控制器控制左前行驶轮、左后行驶轮、右前行驶轮和右后行驶轮同时行驶到新运来的三吨稻谷的旁边，准备将这三吨稻谷在水泥晒场上摊开，并及时进行翻晒。智能机器人的视觉传感器观察到：在这三吨稻谷的南面，有一块已腾空的水泥场地可以供三吨稻谷摊开。电子计算机甲将三吨稻谷的相关信息通过导电线传输给电子计算机乙，电子计算机乙通过运算、指令驱动装置驱动左机器手臂内的左系统控制器、左伺服电机、左减速机、左压力传感器和左触觉传感器全部运转起来，同时，电子计算机乙通过运算指令驱动装置驱动右机器手臂内的右系统传感器、右伺服电机、右减速机、右压力传感器和右触觉传感器全部运转起来。左机器手臂和右机器手臂同时握紧翻晒板手推杆向前推进，先推运三吨稻谷堆四周的低位稻谷，尽量运送到比较远一些的地方，这时稻谷堆上的高处稻谷会像流水那样从高处流向低处，智能机器人往返一趟又一趟，每行驶一趟都将一部分稻谷推走，结果推出高度为25公分至30公分的一大摊低位稻谷，在太阳光的照射下，当天将下层稻谷与上层稻谷翻晒六次，晒去不少水分，连续翻晒五天后，稻谷已经晒干，经检测稻谷中的水分含量已经符合进入粮食仓库保存的标准。

现举出实施例如下：

实施例一：

在智能机器人头顶上的太阳能光伏发电帽的朝阳面上安装单晶硅太阳能电池，单晶硅太阳能电池接受太阳光的照射产生电流，电流通过导电线、光伏控制器和分流器甲向无线通讯设备、视觉传感器和电子计算机甲分别供电，从安装在智能机器人的背部外表面上的钴酸锂锂离子电池输出的电流通过导电线、分流器乙向电子计算机乙、左机器手臂内的左系统控制器等用电器、右机器手臂内的右系统控制器等用电器、驱动装置和下部机械控制系统分别供电，使智能机器人在水泥晒场上行驶到稻谷堆旁，用左机器手臂和右机器手臂推动翻晒板手推杆，用安装在翻晒板手推杆前端的翻晒木推板和木推板附扫帚一起推动一部分稻谷向前移动，将稻谷高堆中的稻谷逐步推平，在水泥晒场上平摊成高度为25公分至30公分的稻谷低堆，让上层稻谷接受阳光的照射蒸发水份。白天，每间隔1—2个小时，就翻晒稻谷低堆一次，将下层含水量多的稻谷翻到上层来接受太阳光的直接照射，减少稻谷中的含水量。在晴天，经过5天到7天的曝晒，使稻谷的含水量显著减少，达到可以进入粮食仓库长期储存的稻谷的含水量标准。

实施例二：

在智能机器人头顶上的太阳能光伏发电帽的朝阳面上安装多晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池接受太阳光的照射产生电流，电流通过导电线、光伏控制器和分流器甲向无线通讯设备、视觉传感器和电子计算机甲分别供电，从安装在智能机器人的背部外表面上的锰酸锂锂离子电池输出的电流通过导电线、分流器乙向电子计算机乙、左机器手臂内的左系统控制器、左伺服电机等用电器、右机器手臂内的右系统控制器、左伺服电机等用电器、驱动装置和下部机械控制系统分别供电，使智能机器人在水泥晒场上行驶到稻谷堆旁，用左机器手臂和右机器手臂推动翻晒板手推杆，用安装在翻晒板手推杆前端的翻晒木推板和木推板附扫帚一起推动一部分稻谷向前移动，将稻谷高堆中的稻谷逐步推平，在水泥晒场上平摊成高度为15公分到20公分的稻谷低堆，让上层稻谷接受阳光的照射蒸发水份。白天，每间隔1—2个小时，就翻晒稻谷低堆一次，将下层含水量多的稻谷翻到上层来接受太阳光的直接照射，减少稻谷中的含水量。在晴天，经过4天到6天的曝晒，使稻谷的含水量显著减少，达到可以进入粮食仓库安全储存的稻谷的含水量标准。