[發明專利]一種小麥實時收割-轉運-干燥-維護多機器人系統

無效

• 申請號: 201310221190.5
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103345246A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 楊福增;王元杰;周渝;王濤;劉志杰;趙友亮;聶艷明;蒲應俊
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多機器人系統，尤其是涉及小麥實時收割-轉運-干燥-維護多機器人系統，屬于智能農業機械領域。

背景技術

農業機械的出現，大大提高了生產效率，解放了勞動力。隨著城鄉一體化的建設發展和新生代農民向城市的逐漸轉移，加劇了農業成產勞動力短缺矛盾，自動化、信息化、智能化成為農業生產和農機裝備發展的必然趨勢。隨著計算機技術和信息采集與處理技術的發展，自走式農業機械的田間自動導航、機器視覺與農業機器人研究得到重視，成為探索在農業機械裝備中應用智能控制等高新技術研究的重要方向。農業生產具有作業對象多樣、勞動強度大、作業環境多變等特點，田間除草、間苗、果蔬采摘等作業項目，依靠機械化和自動化是極為困難的，只有依靠具有與人類相同的知識啟發和學習功能的智能農業機械-農業機器人才可能得以實現。自1981年，法國研究者開發了田間導航的自行走耕作機器人以來，國內外已研制出多種農業生產機器人，如澳大利亞剪羊毛機器人，荷蘭擠奶機器人，日本和韓國插秧機器人以及采摘機器人，分揀機器人等。

近年來，隨著多機器人系統發展的方興未艾，智能農機集群的研究也取得了一定成績。目前，美國、日本等諸多研究機構正在積極開展多機器人系統的協作研究，已經建立了SWARM、AC-TRESS、CEBOT等多機器人系統，已開展了協作任務搬運、機器人足球賽、仿生機器魚群以及自動導向小車等多機器人系統工作實例。農業多機器人的研究處于剛剛起步階段，有成熟的農業多機器人系統還未見提出和成果發表。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種小麥實時收割-轉運-于燥-維護多機器人系統，該系統包含多臺自治機器人，監控中心可同時調度各機器人進行工作，改善以往農業機器人之間無法進行信息調度，自成一體，效率低下，不能實現最大化利用的弊端。

為實現上述目的，本發明一種小麥實時收割-轉運-干燥-維護多機器人系統，其特征在于，包括：監控中心(1)和自治機器人(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)；所述系統的組織結構為分層式結構，監控中心(1)居于上層，作為主控單元，自治機器人居于下層，各機器人之間關系平等，均能夠通過無線網絡相互進行信息交流，又分別與主控單元之間有信息流的交換；

監控中心(1)包括監控系統、通信基站和北斗衛星導航地面段，為整個系統的主控單元，通過無線網絡與各個自治機器人之間進行信息交流，并從整體上控制整個系統的運行；監控系統配有監控界面，通過分析各自治機器人傳來的環境信息和工況信息，實時對機器人進行工作路徑規劃和任務調度；通信基站負責整個系統的通信工作，整個系統組建為一個無線局域網；北斗衛星導航地面段由主控站、注入站、監測站組成；

自治機器人包括小麥聯合收割機器人(2)(3)(4)、小麥轉運機器人(5)(6)(7)、保養維護機器人(8)和小麥干燥機器人(9)，各自治機器人上均配有北斗衛星導航終端，監控中心可以實時獲知各機器人的位置信息；各自治機器人上均配有雙目立體視覺傳感器、溫濕度感應傳感器、激光掃描傳感器、車用傳感器和噪聲傳感器，這些傳感器可以實時獲取機器人的環境信息和工況信息；這些信息通過各機器人上配置的無線通信終端和無線網絡被發送至監控中心。

小麥聯合收割機器人(2)(3)(4)的小麥糧倉內配有重量傳感器，和體積傳感器，在糧倉內小麥重量達到小麥糧倉最大重量或最大體積后，自動啟動液壓執行裝置將小麥轉移到轉運機器人糧倉內。

小麥轉運機器人(5)(6)(7)在小麥聯合收割機器人開始工作后，通過監控中心和北斗衛星導航系統，與小麥聯合收割機器人保持合適位置，即不與小麥聯合收割機器人相撞，又能順利接受來自收割機器人糧倉內的小麥；轉運機器人糧倉內配有重量傳感器，在糧倉已滿后，向監控中心發送信號，監控中心接收到信號后，控制該機器人將小麥轉運至地頭的小麥干燥機器人(9)。

保養維護機器人(8)負責系統中機器人的保養維護工作，如果其他機器人發生故障，則發出求救信號至監控中心和保養維護機器人，保養維護機器人接收信號后馬上做保養維護準備。監控中心賦與保養維護機器人行駛路徑，并控制該機器人行駛至故障機器人處，開始保養維護工作。

小麥干燥機器人(9)完成小麥初步干燥工作，采用柴油機為燃料，配有干燥滾筒，筒內有小麥取樣口，每隔3分鐘隨機取樣分析一次，待所得樣品含水率低于50％，初步干燥完成。