[實用新型]自平衡農用植保機器人

有效

• 申請號: 201821561521.4
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN209463182U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 王強;王剛;劉慧力;季爽風
• 申請（專利權）人: 長春市智本致華科技有限公司
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00;A01M21/04;A01C23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.自平衡農用植保機器人，其特征在于包括農業溶液盛裝容器，行走輪，自平衡裝置，機器視覺模塊，激光循跡模塊，變量噴施液體裝置，靜止承托支架，遙控裝置；農業溶液盛裝容器包覆于行走輪的外圍，自平衡裝置安裝于農業溶液盛裝容器的幾何中心，機器視覺模塊安裝于農業溶液盛裝容器的兩端，激光循跡模塊安裝于機器視覺模塊的下方，變量噴施液體裝置安裝于農業溶液盛裝容器的兩側，靜止承托支架安裝于農業溶液盛裝容器的任意一側的斜下方。

2.如權利要求1所述的自平衡農用植保機器人，其特征在于所述的農業溶液盛裝容器為T型包圍式設計，依據機器視覺模塊、激光循跡模塊、變量噴施液體裝置、行走輪、自平衡裝置、適配的供電電池組的尺寸設計有安裝槽，安裝槽處的壁厚與其余部位的壁厚相等。

3.如權利要求1所述的自平衡農用植保機器人，其特征在于所述的行走輪的輪轂上安裝伺服輪轂電機，輪胎可選用充氣或免充氣橡膠輪胎。

4.如權利要求1所述的自平衡農用植保機器人，其特征在于所述的自平衡裝置包含陀螺儀，鉛芯平衡擺，鉛芯平衡擺伺服電機，控制單元；鉛芯平衡擺為倒立鐘擺型，其質心位于距離擺軸1/3至4/5處；控制單元可獨立自動作業或者接收遙控信號，控制單元驅動伺服輪轂電機與鉛芯平衡擺伺服電機運動，伺服輪轂電機的轉動量由如下公式確定：

△α=P[(σ_k-σ_k-1)+∫σ_kdt+d(σ_k-σ_k-1-σ_k-2)/dt]

其中，以垂直于地面向上的方向為z軸，以自平衡農用植保機器人帶有靜止承托支架的一側為y軸建立右手笛卡爾坐標系，σ為陀螺儀檢測到當前時刻自平衡農用植保機器人繞x軸方向的傾角，k為計時起點時刻，k-1為前1時刻，k-2則為前2時刻，P為比例常數，t為時間間隔，△α為伺服輪轂電機需要調整的角度；

鉛芯平衡擺伺服電機轉動量由如下公式確定：

△γ=-Q[(θ_k-θ_k-1)+∫θ_kdt+d(θ_k-θ_k-1-θ_k-2)/dt]

其中，以垂直于地面向上的方向為z軸，以自平衡農用植保機器人帶有靜止承托支架的一側為y軸建立右手笛卡爾坐標系，θ為陀螺儀檢測到當前時刻自平衡農用植保機器人繞y軸方向的傾角，k為計時起點時刻，k-1為前1時刻，k-2則為前2時刻，Q為比例常數，t為時間間隔，△γ為鉛芯平衡擺伺服電機需要向反方向調整的角度。

5.如權利要求1所述的自平衡農用植保機器人，其特征在于所述的機器視覺模塊由工業攝像頭、視覺光源、紅外避障傳感器、圖像處理單片機、圖像處理算法、避障算法組成；工業攝像頭在自平衡農用植保機器人的兩端各有2組，每組的拍攝角度可以調整，調整的范圍為135°的球面以內，球面以工業攝像頭的主光軸和安裝平面的交點為坐標原點，視覺光源可依據工業攝像頭主光軸的角度調整而改變其照射方向。

6.如權利要求1所述的自平衡農用植保機器人，其特征在于所述的激光循跡模塊由激光發射器、激光接收器與數據輸出單元組成，數據輸出單元可兼容串行通信協議、并行通信協議與數據通信協議。

7.如權利要求1所述的自平衡農用植保機器人，其特征在于所述的變量噴施液體裝置包含基于脈沖寬度調制的噴頭、電動泵體和變量噴施控制裝置，變量噴施控制裝置可獨立自動工作或者接收遙控信號。