[發(fā)明專利]一種溫室植保機器人用自動導(dǎo)向和定位裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710891805.3
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107624737B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雪美;杜帥;李揚;苑進(jìn);趙新學(xué);劉興華;牛子孺;鄒亮亮
• 申請（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及了一種溫室植保機器人用自動導(dǎo)向和定位裝置及控制方法，包括機架、行走導(dǎo)向裝置、定位裝置和控制系統(tǒng)。機架用于支撐和固定其他裝置；行走導(dǎo)向裝置固定在機架上用于驅(qū)動機架行進(jìn)與導(dǎo)向；定位裝置用于植保機器人行走過程中定位并對植保機器人行走方向進(jìn)行校正；施藥裝置用于對溫室內(nèi)蔬菜作物噴灑農(nóng)藥；控制系統(tǒng)用于控制溫室植保機器人完成行走、定位、噴藥等動作。本發(fā)明采用自動導(dǎo)向和定位，基于機器視覺自動修正植保機器人的行走方向，省去了軌道，在不進(jìn)行噴霧作業(yè)時不影響溫室其他作業(yè)進(jìn)行；采用前輪萬向，后輪差速驅(qū)動，自主行走和導(dǎo)向，實現(xiàn)換棚作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，涉及一種溫室植保機器人用自動導(dǎo)向和定位裝置及控制方法，實現(xiàn)溫室植保機器人的自主行走導(dǎo)向及自動定位。

技術(shù)背景

經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國設(shè)施蔬菜取得了巨大成效，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)面積居世界第一，逐漸呈現(xiàn)出區(qū)域化、規(guī)?；陌l(fā)展趨勢。設(shè)施蔬菜多以反季節(jié)蔬菜為主，具有產(chǎn)量高、效益好的優(yōu)點。但由于溫室大棚內(nèi)高溫高濕、土壤位置相對固定，易發(fā)生病蟲害問題，嚴(yán)重影響到蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。

目前，國內(nèi)設(shè)施蔬菜病蟲害防治機械與發(fā)達(dá)國家還有較大差距，存在：①防治設(shè)備陳舊老化，以人工作業(yè)為主，勞動強度大，作業(yè)效率低，“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象造成嚴(yán)重污染；②設(shè)施蔬菜多樣化種植模式下現(xiàn)有植保機械自動化程度低，噴霧模式設(shè)計不合理，不能實現(xiàn)精準(zhǔn)噴霧，病蟲害防治效果差，藥液覆蓋密度不均勻，農(nóng)藥有效利用率僅20％～30％；③現(xiàn)有設(shè)備自動化、智能化程度低，在溫室密閉環(huán)境下對操作人員人身傷害大，易出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利“一種溫室用單軌植保機器人”專利申請?zhí)?01521015030.6X，采用導(dǎo)軌實現(xiàn)植保機器人在溫室里行走導(dǎo)向及定位，這種定位方式存在以下問題：①溫室里需要鋪設(shè)導(dǎo)向軌道及定位錨片，鋪設(shè)成本高。②該植保機器人采用軌道輪，脫離軌道后，出現(xiàn)前后輪不能同時接觸地面，在進(jìn)行換棚作業(yè)時，不能自主行走。③鋪設(shè)的軌道位于地面中間，影響溫室里其他作業(yè)。

針對現(xiàn)有溫室植保機器人存在的問題，急需發(fā)明一種溫室植保機器人用自動導(dǎo)向和定位裝置及控制方法，利用機器視覺實現(xiàn)植保機器人的自主行走導(dǎo)向、自動定位與換棚作業(yè)，使作業(yè)步驟更為簡單、快捷，提高作業(yè)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對溫室用植保機器人存在的不足，提供了一種自動導(dǎo)向和定位裝置及控制方法，實現(xiàn)植保機器人的自主行走導(dǎo)向、自動定位與換棚作業(yè)，使作業(yè)步驟更為簡單、快捷，提高作業(yè)效率。

本發(fā)明一種溫室植保機器人用自動導(dǎo)向和定位裝置采用如下技術(shù)方案：包括機架、行走導(dǎo)向裝置、定位裝置和控制系統(tǒng)。所述的機架用于支撐和固定其他裝置；所述的行走導(dǎo)向裝置固定在機架上用于驅(qū)動機架行進(jìn)與導(dǎo)向；所述的定位裝置用于植保機器人行走過程中定位并對植保機器人行走方向進(jìn)行校正；所述的施藥裝置用于對溫室內(nèi)蔬菜作物噴灑農(nóng)藥；所述的控制系統(tǒng)用于控制溫室植保機器人完成行走、定位、噴藥等動作。

所述的行走導(dǎo)向裝置包括行進(jìn)輪、萬向輪、驅(qū)動減速電機、行進(jìn)輪支座、萬向輪支座。所述的行進(jìn)輪為兩個，分別通過行進(jìn)輪支座固定在機架的后半部分，作為溫室植保機器人行進(jìn)的驅(qū)動輪總成；所述的萬向輪為兩個，分別通過萬向輪支座對稱固定在機架的前半部分，實現(xiàn)機器人行走過程中的導(dǎo)向；所述的驅(qū)動減速電機為兩個，分別通過連接軸與行進(jìn)輪相連；所述的行進(jìn)輪支座為兩個，分別通過螺栓對稱固定在機架后半部分下表面的兩側(cè)；所述的萬向輪支座為兩個，分別通過螺栓對稱固定在機架前半部分下表面的兩側(cè)。