[实用新型]一种教学竞赛用喷药机器人

说明书

本实用新型涉及一种教学竞赛用喷药机器人，其特征在于，包括底盘，以及设置在所述底盘上部的行驶避障模块、目标检测模块、喷药控制模块、主控制模块和电源控制模块，设置在所述底盘下部的行走控制模块，设置在所述底盘四周的挡水板；所述行驶避障模块检测竞赛是否存在障碍物，并将检测信号传输给主控制模块；所述目标检测模块检测是否存在仿真植物，并将检测信号传输给主控制模块；所述喷药控制模块根据主控制模块的信号开启向仿真植物喷药的动作；所述行走控制模块执行行驶功能；所述主控制模块控制行驶避障模块、目标检测模块、喷药控制模块和行走控制模块；电源控制模块为所有模块提供电能。所述喷药机器人在竞赛场地自动行驶，并检测识别竞赛场地的仿真植物，并按需控制喷药，自动行驶过程与仿真植物检测识别并喷药过程相互协同工作。

技术领域

本实用新型属于教学用喷药机器人技术领域，具体涉及一种教学竞赛用喷药机器人。

背景技术

教学竞赛用喷药机器人项目是中国服务机器人大赛的一项子项目，机器人比赛场地，如图1、图2所示。在比赛过程中，机器人从起始区出发，经过A区、B区、C区、D区、E区，自主完成对模拟仿真藤蔓，低矮作物，杂草，不同颜色树冠的检测识别与喷药，仿真植物如图3所示，其中01为藤蔓，02为低矮作物，03为杂草，04为树冠。

机器人在起始位置时，语音介绍参赛队伍信息，然后行驶进入A区。A区要求对藤蔓喷药，有4个对藤蔓喷药作业点，B区要求对通道两侧低矮作物连续喷药，C区要求通道两侧各10个花盆内随机杂草进行检测播报并喷药，D区要求道路两侧各4个树形进行喷药，树形为长方形白板，其上粘贴4种颜色卡纸，每一种卡纸对应仿真树冠的健康状态，其中绿色代表健康，黄色代表轻微虫害，灰色代表严重虫害，机器人经过D区时对树冠状态进行识别并播报，对患有轻微和严重虫害的树形进行不同量的喷药。E区和D区树形规则一样，只是树冠位置和方向可以随机摆放。最后机器人回到起始地点。

目前的实验设备，特别是高等教育的实验设备，针对教学竞赛环节开发的实验设备较少，刚开始参加竞赛的学生，概念比较模糊，所以有必要开发相关的教学竞赛用喷药机器人，对学生参赛进行引导。

实用新型内容

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型设计了一种教学竞赛用喷药机器人，可以实现机器人的仿真植物检测识别并语音播报和喷头旋转喷药、定点喷药、变量喷药功能。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种教学竞赛用喷药机器人，包括底盘，以及设置在所述底盘上部的行驶避障模块、目标检测模块、喷药控制模块、主控制模块和电源控制模块，设置在所述底盘下部的行走控制模块，设置在所述底盘四周的挡水板；所述行驶避障模块检测是否存在障碍物，并将检测信号传输给主控制模块；所述目标检测模块检测是否存在仿真植物，并将检测信号传输给主控制模块；所述喷药控制模块根据主控制模块的信号开启向仿真植物喷药的动作；所述行走控制模块执行行驶功能；所述主控制模块控制行驶避障模块、目标检测模块、喷药控制模块和行走控制模块；电源控制模块为行驶避障模块、目标检测模块、喷药控制模块、主控制模块和行走控制模块提供电能。

进一步，所述主控制模块包括上位机控制器树莓派、下位机控制器ARDUINO；所述树莓派与ARDUINO通过USB数据线连接。

进一步，所述行驶避障模块包括左右底层、左右高层避障光电开关传感器；左右底层、左右高层避障光电开关传感器的信号输出端与ARDUINO相对应引脚连接。

进一步，所述目标检测模块包括左右底层、右中层、左右高层检测光电开关传感器和摄像头；左右底层、右中层、左右高层检测光电开关传感器的信号输出端与树莓派相对应引脚连接；摄像头与树莓派的USB接口连接。