[发明专利]一种兼具靶向定量喷施与机械定点铲挖功能的除草机器人

说明书

本发明涉及一种基于立体视觉的智能除草机器人，该机器人由双轮毂电驱动机械平台、机器视觉系统、智能控制系统、自主转向系统、水平保持机构、折叠式除草平台、交替式靶向定量喷洒系统、电力辅助系统、反馈系统组成。当机器人启动后，采用机器视觉技术追踪田间苗带走向，实现自主式智能导航。同时折叠式除草平台张开，通过五套图像采集装置实时获取田间数据，分析杂草信息整合为脉冲指令，控制电磁阀通断驱动除草平台上步进电机带动双喷头旋转实现空间定点定量対靶喷施。同时通过传感器反馈调节推杆电机的伸出长度来调整水平保持机构，从而来保持除草机构始终与地面水平且等距，实现除草机构准确根除杂草。可应用于农业除草作业当中。

技术领域

本发明涉及了一种农业除草机械设备领域，更具体而言是指一种采用机器视觉和空间式除草设备的智能除草机器人。

背景技术

由于世界人口的不断增长，土地沙漠化及不合理利用，可耕地面积在不断减少，因此只有提高土地单位面积产量、减少由杂草带来的损失，才能依靠有限的土地养活不断增长的人口，这对人力资源和农业除草的器具提出了较高的要求。然而，据国内外有关专家统计，杂草每年给全球粮食生产造成的损失高达950亿美元，由此可见喷洒农药的必要性。但是，普通喷洒方式多为粗放式喷洒，不考虑杂草和作物在空间区域上的分布特点，将农药均匀地喷洒于整个田地，盲目而大量地喷洒农药导致了土壤板结、食品农药残留等问题，不利于人们的身体健康；另一方面，现有的农业除草装备因其自主调控除草平台能力差、対靶喷施效率低、机械除草执行器精准度低、运输不方便等诸多弊端，不符合现代农业的概念。

近年来随着科技的快速发展，农业机械装备正向着智能化管理方向发展，农业现代化程度也已经成为衡量农业先进水平的重要指标。针对现代农业耕地环境，本发明提出了一种节能环保，降低劳动力，具有自主调控、定点除草、交替式定量喷洒、双形态折叠等功能的智能除草机器人，符合现代农业的发展趋势。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种兼具靶向定量喷施与机械定点铲挖功能的除草机器人。

在一些实施方式中，其中：支撑折叠式除草平台(25)平行四杆机构的机架用U型螺栓垂直固定在机械平台(1)上，上摇臂(11)和下摇臂(9)用螺栓铰接在机架上，下摇臂(9)上支撑架通过铰接在机械平台(1)的推杆电机Ⅰ(10)与机械平台(1)相连，调节推杆电机Ⅰ(10)，控制折叠式除草平台(25)与地面之间间距相同。其有益效果是，实现自主调控除草平台与地面之间的垂直距离，防止因地面坡度造成的除草误差。

在一些实施方式中，其中：折叠式除草平台(25)与上连杆(21)连接，上连杆(21)通过嵌入到燕尾(22)内的止推轴承与燕尾槽(23)组成滑轨，折叠式除草平台(25)可在与水平方向成0°～15°范围内沿滑轨滑动。其有益效果是，可实现折叠式除草平台(25)在0°～15°范围内的定夹角水平校正功能，提高了自主调控折叠式除草平台(25)倾斜角度的能力。

在一些实施方式中，其中：每套喷洒装置由双喷头(13)组成，双喷头(13)通过硬质水管分别配合到两套轴承座内，硬质水管通过齿形带轮与步进电机(15)相连，双喷头可扭转角度范围0°～120°。其有益效果是，通过控制每套喷洒装置电磁阀(19)的通断时间间隔和步进电机(15)扭转角度，实现双喷头(13)对垄台左右各0～35cm范围内的杂草进行交替式靶向定点定量喷洒，做到农药的精准喷施，而且其双喷头结构可有效避免垄沟双侧同时出现大面积杂草时单套喷头不能及时旋转喷施杂草的问题，提高対靶喷施的工作效率。

在一些实施方式中，其中：H型支撑架(18)上固定有滑道(17)，关节式机械臂(16)可沿滑道(17)前后滑动。其有益效果是，可调整机械臂与喷头之间的距离，改变喷洒作业与机械臂除草作业的时间差，进而实现更精准的除草作业。