[實(shí)用新型]一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022718830.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213859294U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫富強(qiáng);程卓;袁泉;黃田野;嚴(yán)端騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00;B25J9/08;B25J9/16;B25J13/08;B25J19/02
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 王佩

1.一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：包括上位機(jī)、UWB基站、機(jī)器人以及若干工作模塊，機(jī)器人包括機(jī)器人車體以及設(shè)置在機(jī)器人車體上的中央處理器、UWB定位導(dǎo)航模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源管理模塊、超聲波避障模塊，工作模塊包括土壤溫濕度監(jiān)測(cè)模塊、割草機(jī)模塊、智能攝像頭病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)模塊、農(nóng)藥噴灑模塊；

所述上位機(jī)與UWB基站連接，UWB基站與UWB定位導(dǎo)航模塊之間為無(wú)線連接，UWB定位導(dǎo)航模塊與中央處理器連接，上位機(jī)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，UWB基站和UWB定位導(dǎo)航模塊均用于機(jī)器人的導(dǎo)航定位，同時(shí)負(fù)責(zé)上位機(jī)與機(jī)器人之間的遠(yuǎn)程通訊；

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于接收中央處理器的控制信息，從而通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人車體兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體的前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)向；

所述超聲波避障模塊與中央處理器連接，超聲波避障模塊用于將所采集機(jī)器人車體周圍的障礙物距離信息傳入中央處理器；

所述電源管理模塊與中央處理器連接，電源管理模塊用于向機(jī)器人車體供電以及產(chǎn)生回航充電信號(hào)；

所述機(jī)器人車體上還設(shè)有I2C接口和第一可拆卸連接結(jié)構(gòu)，I2C接口與中央處理器連接，每一工作模塊上均設(shè)有第二可拆卸連接結(jié)構(gòu)和I2C插頭，第一可拆卸連接結(jié)構(gòu)與第二可拆卸連接結(jié)構(gòu)為相匹配的可拆卸連接結(jié)構(gòu)，使每一工作模塊均可通過(guò)第一可拆卸連接結(jié)構(gòu)與第二可拆卸連接結(jié)構(gòu)相連接而安裝在機(jī)器人車體上，I2C接口與I2C插頭為相匹配的插接結(jié)構(gòu)，使每一工作模塊均可通過(guò)I2C接口與I2C插頭相連接而與中央處理器連接，中央處理器用于對(duì)UWB定位導(dǎo)航模塊、超聲波避障模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，控制機(jī)器人車體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制機(jī)器人車體上所裝載工作模塊進(jìn)行工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述中央處理器為單片機(jī)，單片機(jī)的型號(hào)為STM32F103C8T6。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述UWB定位導(dǎo)航模塊為DWM1000模塊，DWM1000模塊采用TDOA時(shí)差算法及三坐標(biāo)定位法定位。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為DRV8825模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲波避障模塊包括四組HC-SR04模塊，四組HC-SR04模塊分布在機(jī)器人車體頂面的四周。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述土壤溫濕度監(jiān)測(cè)模塊底部設(shè)有Decagon 5TE土壤溫濕度傳感器，Decagon 5TE土壤溫濕度傳感器通過(guò)三叉狀探針測(cè)定土壤的介電常數(shù)來(lái)確定含水量，通過(guò)三叉狀探針基部的熱敏電阻測(cè)定土壤溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述割草機(jī)模塊的底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀頭，旋轉(zhuǎn)刀頭用于果園雜草清理工作。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述智能攝像頭病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)模塊的頂部設(shè)有攝像頭，攝像頭用于果園病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)工作。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB定位技術(shù)的果園智能多用途機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：所述農(nóng)藥噴灑模塊中設(shè)有噴灑控制器、藥箱、泵體、連接管、霧化噴頭，藥箱、泵體、連接管、霧化噴頭依次連接，農(nóng)藥噴灑模塊用于果園病蟲(chóng)害治理工作。