[發(fā)明專利]果園自動對靶噴藥機(jī)器人及噴藥方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710910183.4
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107691408B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張伏;王亞飛;許子和;陳新輝;郭儒雅
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 陳利超

1.果園自動對靶噴藥機(jī)器人，包括機(jī)體（14）、設(shè)置在機(jī)體（14）前部的轉(zhuǎn)向輪（12）、設(shè)置在機(jī)體（14）后部用于驅(qū)動行走輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(jī)（2），設(shè)置在機(jī)體（14）后部的驅(qū)動輪（13）和用于驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪（12）轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向舵機(jī)（1），所述機(jī)器人還包括距離感應(yīng)系統(tǒng)、噴藥系統(tǒng)和控制器（11）；驅(qū)動電機(jī)（2）與控制器（11）電連接，其特征在于：所述距離感應(yīng)系統(tǒng)與所述控制器（11）電連接，距離感應(yīng)系統(tǒng)包括固定設(shè)置在機(jī)體（14）前部的前側(cè)距離傳感器（3）、設(shè)置在機(jī)體（14）左側(cè)的左側(cè)感應(yīng)裝置和設(shè)置在機(jī)體（14）右側(cè)的右側(cè)感應(yīng)裝置，其中左側(cè)感應(yīng)裝置包括左側(cè)距離傳感器（4）和左側(cè)光電傳感器（6），右側(cè)感應(yīng)裝置包括右側(cè)距離傳感器（5）和右側(cè)光電傳感器（7）；

所述噴藥系統(tǒng)包括固定設(shè)置在機(jī)體（14）中部的藥桶（10），藥桶（10）的頂部設(shè)置有左噴頭（8）和右噴頭（9），左噴頭（8）和右噴頭（9）各通過一個電磁閥與藥桶（10）相連通，且兩個電磁閥均與所述控制器（11）電連接；

該果園自動對靶噴藥機(jī)器人的噴藥方法，具體步驟包括：

步驟一、在長方形果園的邊緣設(shè)置圍擋，并在圍擋的一個角處開設(shè)用于供機(jī)器人進(jìn)出的出入口，如果出入口的方向與壟溝延伸方向垂直則機(jī)器人選擇行走模式一，如果出入口的方向與壟溝延伸方向平行則選擇行走模式二；

步驟二、機(jī)器人在行走過程中對果樹進(jìn)行噴藥；

所述噴藥方法中的行走模式一的具體步驟為：

S1、機(jī)器人從出入口進(jìn)入果園中，同時距離感應(yīng)系統(tǒng)從前側(cè)、左側(cè)和右側(cè)對機(jī)器人與障礙物之間的距離進(jìn)行檢測，并將檢測值傳輸給控制器；

S2、當(dāng)距離感應(yīng)系統(tǒng)的左側(cè)距離傳感器或者右側(cè)距離傳感器的檢測值發(fā)生突變時，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制轉(zhuǎn)向輪向向左或者向右轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動機(jī)器人轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的角度為90°；

S3、轉(zhuǎn)向后機(jī)器人直行，直行過程中通過左側(cè)光電傳感器和右側(cè)光電傳感器對壟溝中的果樹進(jìn)行檢測，如果檢測到果樹，則由控制器生成噴藥信號，通過電磁閥對左噴頭或者右噴頭進(jìn)行控制，使左噴頭或者右噴頭對果樹進(jìn)行噴藥；

S4、機(jī)器人在直行過程中，如果左側(cè)距離傳感器或者右側(cè)距離傳感的檢測值發(fā)生突變，則在前側(cè)距離傳感器的檢測值小于X時由控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向180°，轉(zhuǎn)向的方向為朝向檢測值發(fā)生突變的一側(cè)；

S5、機(jī)器人轉(zhuǎn)向后直行，直行過程中機(jī)器人向果樹噴藥；

S6、如果機(jī)器人的左側(cè)距離傳感器和右側(cè)距離傳感器的檢測值同時發(fā)生突變，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向180°，轉(zhuǎn)動方向與上一次轉(zhuǎn)向相反；

S7、重復(fù)進(jìn)行若干次S6；

S8、當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)距離傳感器或者右側(cè)距離傳感器的檢測值發(fā)生突變時，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向90°，轉(zhuǎn)向的方向為朝向檢測值發(fā)生突變的一側(cè)；

S9、轉(zhuǎn)向后機(jī)器人直行并通過進(jìn)出口離開果園；

所述噴藥方法中的行走模式二的具體步驟為：

T1、機(jī)器人從出入口進(jìn)入果園中，同時距離感應(yīng)系統(tǒng)從前側(cè)、左側(cè)和右側(cè)對機(jī)器人與障礙物之間的距離進(jìn)行檢測，并將檢測值傳輸給控制器；

T2、當(dāng)距離感應(yīng)系統(tǒng)的左側(cè)距離傳感器或者右側(cè)距離傳感器的檢測值第三次發(fā)生突變時，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)號控制轉(zhuǎn)向輪向向左或者向右轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動機(jī)器人轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的角度為180°；

T3、轉(zhuǎn)向后機(jī)器人直行，直行過程中，通過左側(cè)光電傳感器或者右側(cè)光電傳感器對壟溝中的果樹進(jìn)行檢測，如果檢測到果樹，則由控制器生成噴藥信號，通過電磁閥對左噴頭或者右噴頭進(jìn)行控制，使左噴頭或者右噴頭對果樹進(jìn)行噴藥；

T4、轉(zhuǎn)向后機(jī)器人直行，如果機(jī)器人的左側(cè)距離傳感器和右側(cè)距離傳感器的檢測值同時發(fā)生突變，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向180°，轉(zhuǎn)動方向與上一次轉(zhuǎn)向相反；

T5、重復(fù)進(jìn)行若干次T4；

T6、當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)距離傳感器或者右側(cè)距離傳感器的檢測值發(fā)生突變時，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向90°，轉(zhuǎn)動方向與上一次轉(zhuǎn)向相同；

T7、轉(zhuǎn)動后機(jī)器人直行，若其上一次轉(zhuǎn)向方向為向左，則在機(jī)器人直行過程中，當(dāng)其右側(cè)距離傳感器的檢測值發(fā)生突變時，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人向右轉(zhuǎn)向90°；若其上一次轉(zhuǎn)向方向為向右，則在機(jī)器人直行過程中，當(dāng)其左側(cè)距離傳感器的檢測值發(fā)生突變時，控制器通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制機(jī)器人向左轉(zhuǎn)向90°；

T8、轉(zhuǎn)向后機(jī)器人直行并通過進(jìn)出口離開果園。