[發明專利]除草機器人自動對靶變量噴霧流量控制系統

有效

• 申請號: 201110279043.4
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102428904A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 苗玉彬;徐麗麗;沈輝;胡瑋
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及農機自動化領域，具體是一種除草機器人自動對靶變量噴霧流量控制系統。

背景技術

田間雜草會嚴重影響作物產量，且由于其分布疏密不均，難以精確去除。目前我國仍采用人工鋤草為主，此方法費工費力、勞動強度大且效率低下。為了提高農業生產能力和生產效率，國外一些發達國家如美國、瑞典等已經廣泛展開了對農業機器人和除草機器人的研究，但未實現精確定位，也不能根據雜草疏密控制藥量。而我國對除草機器人的研究尚處于探索研究起步階段。對除草機器人自動對靶的研究不僅有助于提高除草效率，還能大幅度減少除草劑用量，節約成本的同時降低了對環境的危害，促進農業生產的健康綠色發展。

經過現有技術文獻的檢索發現，專利公告號：CN201163949Y，名稱：除草殺蟲噴淋機，它包括用于連接行走機械的機架，在機架上裝有藥液箱和設有與行走機械動力輸出軸連接接頭、泵入口與所述藥液箱連接的液體泵，所述機架上通過鉸接軸橫向分布地連接有多根其上裝有噴嘴的下噴桿，該機架通過鉸接軸連接有其上裝有噴嘴上噴桿，所述液體泵的出口與所述的各個噴嘴相連通，以實現向農作物噴灑除草劑。它雖然能實現調整高度和行距進行噴淋，但是不能根據不同地點的雜草疏密情況及時調整除草劑的用量，不能減少農業成本和提高經濟效益，而且不能滿足綠色農業的要求。

檢索中還發現，專利申請公開號：CN1628513A，名稱：農藥精確對靶施用方法，該技術自述：包括樹木圖像采集、圖像處理與特征識別和噴霧控制系統，利用CCD、圖像采集卡捕獲樹木形態視頻流，通過特定接口電路實現信息交換，對可調變量噴霧系統進行實時控制，通過A/D、D/A轉換電路來控制噴嘴實現農藥的精確對靶噴霧。但是，它主要用于大型樹木噴灑農藥，難以對田間作物雜草進行清除，且其僅運用單目視覺獲得圖像，難以對田間雜草進行精確定位，無法保證作用效果。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種除草機器人自動對靶變量噴霧流量控制系統。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種除草機器人自動對靶變量噴霧流量控制系統，包括主控系統、可調變量噴霧系統、支架系統及超聲波傳感器，其中，可調變量噴霧系統固定安裝在支架系統上，超聲波傳感器安裝在可調變量噴霧系統上，主控系統及可調變量噴霧系統之間通過數據傳送接口連接。

所述支架系統包括支架、滑塊、直線導軌、螺桿、直角支架、導軌電機及底盤，其中，主控系統通過支架與直線導軌固定連接，可調變量噴霧系統通過直角支架固定安裝在滑塊上，滑塊安裝在螺桿上，螺桿固定安裝在直線導軌上，直線導軌固定安裝在底盤上，導軌電機安置在直線導軌底部，超聲波傳感器測量得到高度信號后，由主控系統控制所述導軌電機的正反轉。也就是說，主控系統通過支架與直線導軌固定連接，可調變量噴霧系統通過直角支架固定安裝在滑塊上，滑塊安裝在螺桿上，螺桿固定安裝在直線導軌上，直線導軌固定安裝在底盤上，導軌電機安置在直線導軌底部，所述導軌電機由超聲波傳感器測量得到的高度信號通過主控系統控制其正反轉。

所述底盤下面對稱安裝有4個獨立驅動的車輪。

所述主控系統包括USB攝像頭、工控主板、單片機控制回路及殼體，其中，?USB攝像頭、工控主板和單片機控制回路集成在殼體內部。

所述可調變量噴霧系統包括高速電磁開關閥、變量噴嘴、儲藥箱、導管及噴嘴安裝架，其中，高速電磁開關閥及變量噴嘴分別兩兩安裝在噴嘴安裝架的兩個自由端點上，噴嘴安裝架的另一個端點與滑塊固定連接，儲藥箱通過導管與變量噴嘴相連接，安裝在底盤上，所述超聲波傳感器安裝在噴嘴安裝架的下方，主控系統計算分析雜草的分布位置和面積大小信息，調節高速電磁開關閥的開啟時間，從而實現所述變量噴嘴的噴藥流量控制。也就是說，高速電磁開關閥及變量噴嘴分別兩兩安裝在噴嘴安裝架的兩個自由端點上，噴嘴安裝架的另一個端點與滑塊固定連接，儲藥箱安裝在底盤上，儲藥箱通過導管與噴嘴安裝架兩個端點上的變量噴嘴相連接，所述超聲波傳感器安裝在噴嘴安裝架的下方，所述變量噴嘴的噴藥流量通過主控系統計算到得雜草的分布位置和面積大小信息控制高速電磁開關閥進行調節。

所述噴嘴安裝架為T型。

本發明內容與現有技術相比，其有益效果為：