專利名稱：移動滴灌機器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)機械，特別是一種移動滴灌機器人系統(tǒng)，適用于在機器
人控制下使用移動滴灌方式灌溉農(nóng)田。
背景技術(shù)：
目前，采用滴灌方式灌溉農(nóng)田有三種形式。第一種是固定式滴灌系統(tǒng)，通常是將毛 管和滴頭都固定布置在地面(干、支管一般埋在地下)上，在整個灌水季節(jié)毛管和滴頭都不 移動，毛管用量大，造價與固定式噴灌相近。固定式滴灌系統(tǒng)的優(yōu)點是節(jié)省勞力，由于其布 置在地面，施工簡單而且便于發(fā)現(xiàn)問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等)；固定式滴灌 系統(tǒng)的缺點是毛管用量大，鋪設(shè)工程量大，毛管直接受太陽曝曬，老化快，而且對其他農(nóng)業(yè) 操作會有影響，還容易受到人為的破壞。 第二種是半固定式滴灌系統(tǒng)，為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間，而毛 管及滴頭都是可以根據(jù)灌溉需要移動。這種滴灌系統(tǒng)投資僅為固定式滴灌系統(tǒng)的50_70%， 但是這樣也增加了移動毛管的勞力，而且易于損壞。 第三種是移動式滴灌系統(tǒng)，是將塑料管固定在一些支架上，通過某些設(shè)備移動管 道支架。這種移動式滴灌系統(tǒng)解決了毛管用量大，鋪設(shè)工程量大的問題，但由于通訊速度 慢，定位不準(zhǔn)確，使用起來依然費時費力，而且容易造成農(nóng)作物損壞。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種通訊快速，能夠準(zhǔn)確識別滴灌位置，能夠全自動配 料，自充電，自取水，省時省力的智能化移動滴灌機器人系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 本移動滴灌機器人系統(tǒng)，包括有滴灌系統(tǒng)和伸縮管移動機械系統(tǒng)，其特征是所述 的移動滴灌機器人系統(tǒng)還包括有機器人控制系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、圖像反饋系統(tǒng)和輔助 功能系統(tǒng)；滴灌系統(tǒng)由多個滴灌伸縮管、儲水裝置、儲藥裝置和自動配料裝置組成；伸縮管 移動機械系統(tǒng)由車體、位于車體內(nèi)部的伺服電機和位于車體底部的履帶行進系統(tǒng)組成；所 述的多個滴灌伸縮管固定在車體內(nèi)部，工作時，其兩端分別向兩側(cè)伸出到車體外，儲水裝置 和儲藥裝置分別固定在車體頂部的前部位置和后部位置，機器人控制系統(tǒng)固定在車體頂部 的中間位置，圖像反饋系統(tǒng)固定在車體頂部的兩端位置；輔助功能系統(tǒng)由圖像處理裝置、自 取水裝置和自充電裝置組成；自動配料裝置和輔助功能系統(tǒng)均固定在機器人控制系統(tǒng)的內(nèi) 部，自動化控制系統(tǒng)安裝在控制室內(nèi)。 本實用新型所述的機器人控制系統(tǒng)為體內(nèi)帶有控制器和無線接收器的六軸機器 人。 本實用新型所述的自動化控制系統(tǒng)由PC控制系統(tǒng)、上位機控制器和觸摸屏組成。 本實用新型所述的圖像反饋系統(tǒng)為兩個攝像裝置。 本實用新型所述的多個滴灌伸縮管均為碳纖維伸縮管。[0012] 本實用新型所述的滴灌伸縮管有7個。 本實用新型所述六軸機器人體內(nèi)的控制器的控制芯片為單片機芯片或者是DSP 心片。 本實用新型的優(yōu)點是毛管用量小，減少了鋪設(shè)工程量，滴灌伸縮管采用碳纖維材 質(zhì)，強度大，滴灌系統(tǒng)能夠長期、穩(wěn)定的工作；另外，該移動滴灌機器人系統(tǒng)采用PC機控制， 通訊快速，能夠準(zhǔn)確地識別滴灌位置，能夠全自動配料，自充電，自取水，省時省力，是一種 理想的智能化的移動滴灌機器人系統(tǒng)。

圖1是本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的左視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式如圖1——3所示，本移動滴灌機器人系統(tǒng)，包括有滴灌系統(tǒng)和伸縮管移動機械系 統(tǒng)，其特征是所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)還包括有機器人控制系統(tǒng)6、自動化控制系統(tǒng)、 圖像反饋系統(tǒng)4和輔助功能系統(tǒng)；滴灌系統(tǒng)由多個滴灌伸縮管2、儲水裝置7、儲藥裝置5和 自動配料裝置組成；伸縮管移動機械系統(tǒng)由車體3、位于車體3內(nèi)部的伺服電機和位于車體 3底部的履帶行進系統(tǒng)1組成；所述的多個滴灌伸縮管2固定在車體3內(nèi)部，工作時，其兩 端分別向兩側(cè)伸出到車體3夕卜，儲水裝置7和儲藥裝置5分別固定在車體3頂部的前部位 置和后部位置，機器人控制系統(tǒng)6固定在車體3頂部的中間位置，圖像反饋系統(tǒng)4固定在車 體3頂部的兩端位置；輔助功能系統(tǒng)由圖像處理裝置、自取水裝置和自充電裝置組成；自動 配料裝置和輔助功能系統(tǒng)均固定在機器人控制系統(tǒng)6的內(nèi)部，自動化控制系統(tǒng)安裝在控制 室內(nèi)。所述的機器人控制系統(tǒng)6為體內(nèi)帶有控制器和無線接收器的六軸機器人。所述的自 動化控制系統(tǒng)由PC控制系統(tǒng)、上位機控制器和觸摸屏組成。所述的圖像反饋系統(tǒng)4為兩個 攝像裝置。所述的多個滴灌伸縮管2均為碳纖維伸縮管。所述的滴灌伸縮管2有7個。所 述六軸機器人體內(nèi)的控制器的控制芯片為單片機芯片或者是DSP芯片。 本移動滴灌機器人系統(tǒng)的工作原理是該移動滴灌機器人系統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng) 通過PC控制系統(tǒng)、上位機控制器和觸摸屏完成機器人的運動軌跡規(guī)劃、傳感器信息融合控 制算法、視覺處理、人機接口及遠程處理等任務(wù)；機器人控制系統(tǒng)6和輔助功能系統(tǒng)完成電 機伺服控制、反饋處理、圖像處理和通信接口等功能。該移動滴灌機器人系統(tǒng)由點觸式開關(guān) 通過無線啟動方式啟動，當(dāng)系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)自檢，看是否缺電或缺水，如缺水則通過六軸 機器人體內(nèi)的無線接收器和控制器啟動機器人控制系統(tǒng)6內(nèi)部的自取水裝置工作，如缺電 則啟動機器人控制系統(tǒng)6內(nèi)部的自充電裝置工作。在系統(tǒng)自檢完畢后，系統(tǒng)根據(jù)原有的滴 灌數(shù)據(jù)庫，判斷那塊地需要滴灌，并計算出滴灌的時間和流量；然后啟動伸縮管移動機械系 統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)6就開始在需要滴灌的地段停下，啟動圖像反饋系統(tǒng)4，進行掃描，經(jīng)圖 像處理裝置傳輸掃描數(shù)據(jù)后，進行作物空隙對比，最后判斷在什么位置坐標(biāo)處停下，打開滴 灌伸縮管2，固定好滴灌伸縮管2的位置后，該移動滴灌機器人系統(tǒng)根據(jù)滴灌數(shù)據(jù)庫計算出 的滴灌的時間和流量進行滴灌，當(dāng)?shù)喂嗤戤吅螅栈氐喂嗌炜s管2。接下來，該系統(tǒng)按照預(yù)存程序進行下輪掃描，得到位置數(shù)據(jù)后，啟動伸縮管移動機械系統(tǒng)內(nèi)部的伺服電機，精確控制 位移及姿態(tài)，并通過履帶行進系統(tǒng)1行進到位，然后打開滴灌伸縮管2，重復(fù)運行上面的程序。 自取水裝置的工作原理是當(dāng)系統(tǒng)檢測水位低到系統(tǒng)報警位置后，系統(tǒng)啟動自取 水裝置工作，自取水裝置首先啟動圖像處理裝置，檢測現(xiàn)在的位置并將其與農(nóng)田的固定取 水位置進行坐標(biāo)變換，取得行進路線后，自取水裝置控制伺服電機工作，待機器人控制系統(tǒng) 6到達制定位置后，六軸機器人點動出水開關(guān)，進行取水，完畢后，機器人控制系統(tǒng)回到滴灌位置。 自充電裝置工作原理是當(dāng)系統(tǒng)檢測電位低到系統(tǒng)報警位置后，系統(tǒng)啟動自充電 裝置工作，自充電裝置首先啟動圖像處理裝置，檢測現(xiàn)在的位置并將其與農(nóng)田的固定充電 位置進行坐標(biāo)變換，取得行進路線后，自充電裝置控制伺服電機工作，待機器人控制系統(tǒng)6 到達制定位置后，六軸機器人取出插銷，進行充電，完畢后，機器人控制系統(tǒng)回到滴灌位置。
權(quán)利要求一種移動滴灌機器人系統(tǒng)，包括有滴灌系統(tǒng)和伸縮管移動機械系統(tǒng)，其特征是所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)還包括有機器人控制系統(tǒng)(6)、自動化控制系統(tǒng)、圖像反饋系統(tǒng)(4)和輔助功能系統(tǒng)；滴灌系統(tǒng)由多個滴灌伸縮管(2)、儲水裝置(7)、儲藥裝置(5)和自動配料裝置組成；伸縮管移動機械系統(tǒng)由車體(3)、位于車體(3)內(nèi)部的伺服電機和位于車體(3)底部的履帶行進系統(tǒng)(1)組成；所述的多個滴灌伸縮管(2)固定在車體(3)內(nèi)部，工作時，其兩端分別向兩側(cè)伸出到車體(3)外，儲水裝置(7)和儲藥裝置(5)分別固定在車體(3)頂部的前部位置和后部位置，機器人控制系統(tǒng)(6)固定在車體(3)頂部的中間位置，圖像反饋系統(tǒng)(4)固定在車體(3)頂部的兩端位置；輔助功能系統(tǒng)由圖像處理裝置、自取水裝置和自充電裝置組成；自動配料裝置和輔助功能系統(tǒng)均固定在機器人控制系統(tǒng)(6)的內(nèi)部，自動化控制系統(tǒng)安裝在控制室內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)，其特征是所述的機器人控制系統(tǒng)(6) 為體內(nèi)帶有控制器和無線接收器的六軸機器人。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)，其特征是所述的自動化控制系統(tǒng)由 PC控制系統(tǒng)、上位機控制器和觸摸屏組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)，其特征是所述的圖像反饋系統(tǒng)(4) 為兩個攝像裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)，其特征是所述的多個滴灌伸縮管(2)均為碳纖維伸縮管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)，其特征是所述的滴灌伸縮管(2) 有7個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動滴灌機器人系統(tǒng)，其特征是所述六軸機器人體內(nèi)的控制器的控制芯片為單片機芯片或者是DSP芯片。
專利摘要一種移動滴灌機器人系統(tǒng)，包括有滴灌系統(tǒng)、伸縮管移動機械系統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、圖像反饋系統(tǒng)和輔助功能系統(tǒng)；滴灌系統(tǒng)由多個滴灌伸縮管、儲水裝置、儲藥裝置和自動配料裝置組成；伸縮管移動機械系統(tǒng)由車體、位于車體內(nèi)部的伺服電機和位于車體底部的履帶行進系統(tǒng)組成；機器人控制系統(tǒng)為體內(nèi)帶有控制器和無線接收器的六軸機器人；輔助功能系統(tǒng)由圖像處理裝置、自取水裝置和自充電裝置組成。其優(yōu)點為，滴灌伸縮管采用碳纖維材質(zhì)，強度大，滴灌系統(tǒng)工作長期、穩(wěn)定；該移動滴灌機器人系統(tǒng)采用PC機控制，通訊快速，能夠準(zhǔn)確地識別滴灌位置，能夠全自動配料，自充電，自取水，省時省力，是一種理想的智能化的移動滴灌機器人系統(tǒng)。
文檔編號A01G25/02GK201518641SQ2009202543
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者姬志剛, 姬志強, 李小苗, 李筱, 王芳, 董利勛, 賈海亮, 陳艷俊 申請人:姬志剛