[發(fā)明專利]自動行走式靶向噴藥智能小車的控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113671952A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 楊選將;胡澤林;李淼;婁一鳴;李華龍;劉曉萌;劉先旺;郭盼盼;鐘昌源;岳旭東;陳星宇;劉飛;付水香
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院;浙江大學華南工業(yè)技術研究院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本發(fā)明公開了自動行走式靶向噴藥智能小車的控制系統(tǒng)，包括用于控制靶向噴藥智能小車的上位機，還包括雙路伺服驅動器與兩臺伺服電機；上位機與雙路伺服驅動器通訊連接，雙路伺服驅動器與兩臺伺服電機電連接，且雙路伺服驅動器同時對兩臺伺服電機進行差分控制。其中，雙路伺服驅動器接受上位機發(fā)送的命令后，通過公式確定智能小車的行進距離，同時借由微型電腦，可以從遠程對小車進行控制，避免用戶過多吸入農藥，采用可充電的鋰電池，節(jié)能環(huán)保，噪音小，適用于野外復雜的地形條件，適用范圍廣。

技術領域

本發(fā)明屬于農作物病害治理領域，涉及精準噴藥技術，具體是自動行走式靶向噴藥智能小車的控制系統(tǒng)。

背景技術

許多農田作業(yè)(如剪枝、嫁接、移栽、噴藥和采摘等)仍需人工作業(yè)，耗時耗力、效率低下且成本高。人們越來越意識到大量使用化學殺蟲劑對個人健康和環(huán)境的不利影響。目前絕大多數情況是工作人員背負傳統(tǒng)的噴藥器噴藥，不當的操作或缺少保護裝置環(huán)境下的施藥會對噴藥者身體造成傷害，目前已有數以千計意外中毒事件發(fā)生。而且，農藥的濫用還會對環(huán)境造成很大壓力，導致土壤酸化和水源污染。因此，研究基于機器視覺的智能噴藥系統(tǒng)是農業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。

為了應對這些挑戰(zhàn)，人們對精準農業(yè)越來越感興趣。精準農業(yè)是一個通用術語，它涵蓋了使農業(yè)管理更加精確和受控的所有技術。這些技術包括拖拉機的全球定位系統(tǒng)(GPS)導航、機器人技術、遙感、數據分析以及無人機和陸地飛行器。病蟲害的準確檢測是精準農業(yè)的關鍵支柱。

現有的農用噴藥機構，自動化、智能化程度低，需要工人對噴藥車進行駕駛，但是與噴頭距離太近，霧狀噴霧容易被工人吸入體內，對身體造成不利影響。

農用噴藥機構驅動方式一般采用柴油發(fā)動機，除了自動化程度低外，柴油發(fā)動機和油箱整體重量大，使得整個噴藥機構沉重，整個底盤載重藥箱的比例減少。同時柴油發(fā)電機燒柴油對環(huán)境會有污染，并且發(fā)動過程中振動嚴重，噪聲大，不利于智能化的控制模塊的使用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供自動行走式靶向噴藥智能小車的控制系統(tǒng)，用于解決的問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現：

自動行走式靶向噴藥智能小車的控制系統(tǒng)，包括用于控制靶向噴藥智能小車的上位機，還包括雙路伺服驅動器與兩臺伺服電機，其中，伺服電機設置在小車內，用于為小車提供動能；

上位機與雙路伺服驅動器通訊連接，雙路伺服驅動器與兩臺伺服電機電連接，且雙路伺服驅動器同時對兩臺伺服電機進行差分控制；

其中，

雙路伺服驅動器接受上位機發(fā)送的命令后，通過公式

M＝P1×(D/E)×(1/R)×L確定智能小車的行進距離；

式中，M為伺服電機行進的信號，P1為脈沖指令數，D是驅動器內部指令分倍頻比，E是編碼器脈沖數，R為減速比，L為滾珠絲杠螺距。

進一步的，所述伺服電機行進的信號通過上位機產生；

其中，

信號形式為！M nn mm；

式中，nn和mm為發(fā)送的脈沖，nn和mm為正數時代表電機正轉，nn和mm為負數代表電機反轉，nn和mm的絕對值的大小代表發(fā)送脈沖的數量。

進一步的，所述雙路伺服驅動器與上位機通過RS232串口通信協(xié)議相連。

進一步的，所述雙路伺服驅動器的PULSE+，PULSE-，SIGN+，SIGN-是伺服驅動器長線驅動器專用脈沖串接口，采用差分方式；U、V及W分別與電機的三相繞組連接。