一種基于圖像處理的自走式智能噴霧的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機，包括車架、底盤、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)、兩個履帶行走機構(gòu)、噴灑機構(gòu)和控制系統(tǒng)，車架固定在底盤上方，動力機構(gòu)和傳動機構(gòu)安裝在底盤上，兩個履帶行走機構(gòu)分別安裝在底盤兩側(cè)，噴灑機構(gòu)安裝在車架上；噴灑機構(gòu)包括儲藥箱、藥液傳輸系統(tǒng)、噴頭裝載平臺、離心泵和步進電機，步進電機輸出軸與噴頭裝載平臺驅(qū)動連接并驅(qū)動噴頭裝載平臺轉(zhuǎn)動；控制系統(tǒng)包括圖像采集裝置和主控制器，圖像采集裝置安裝在車架前端，主控制器通過圖像采集裝置獲取噴霧機前方圖像信息并根據(jù)上述圖像信息分析獲得待噴區(qū)域信息，且根據(jù)上述待噴區(qū)域信息控制動力機構(gòu)、離心泵、步進電機動作。
【專利說明】一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植保噴霧機械【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機。

【背景技術(shù)】
[0002]我國的植保機械自動化程度低，噴灑農(nóng)藥量不能根據(jù)植物長勢不同進行智能化噴灑，也無法實現(xiàn)噴霧機的自動定位、自動行走、自動調(diào)節(jié)噴霧量等功能。目前，針對玉米、小麥、大豆、棉花、高粱等窄行距、大面積高植株作物的病蟲害防治，大多依靠人工背負機械式或電動噴霧機對田地或者植物進行噴灑，這樣不僅造成環(huán)境污染、導致藥物資源浪費，而且在藥物霧滴漂移和高溫作業(yè)的環(huán)境中，很容易造成作業(yè)人員中毒中暑，導致不必要的人員傷亡。植保飛機的研制為大田塊農(nóng)作物的病蟲害防治提供了一種有效的可行性方案，但由于植保飛機技術(shù)水平滯后以及昂貴的價格等原因，使得該方案遲遲未能普及。其他相關(guān)的自走式植保機械，也由于車身寬度的限制而不能適應(yīng)作物的病蟲害防治工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機，實現(xiàn)了根據(jù)植物長勢不同進行智能化噴灑，可以進行自動定位、自動行走、自動調(diào)節(jié)噴霧量，同時也節(jié)約了用藥量和用水量，極大限度降低了環(huán)境污染。
[0004]在本發(fā)明中噴霧機前進噴灑方向為前，與之相反的方向為后。
[0005]本發(fā)明提出的一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機，包括車架、底盤、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)、兩個履帶行走機構(gòu)、噴灑機構(gòu)和控制系統(tǒng)，車架固定在底盤上方，動力機構(gòu)和傳動機構(gòu)安裝在底盤上，兩個履帶行走機構(gòu)分別安裝在底盤兩側(cè)，噴灑機構(gòu)安裝在車架上;
[0006]噴灑機構(gòu)包括儲藥箱、藥液傳輸系統(tǒng)、噴頭裝載平臺、離心泵和步進電機，儲藥箱、離心泵和步進電機安裝在車架上，離心泵的進液口與儲藥箱內(nèi)腔管路連通，離心泵的出液口通過藥液傳輸系統(tǒng)與噴頭裝載平臺進液口連通，步進電機輸出軸與噴頭裝載平臺驅(qū)動連接并驅(qū)動噴頭裝載平臺轉(zhuǎn)動；
[0007]控制系統(tǒng)包括圖像采集裝置和主控制器，動力機構(gòu)、離心泵、步進電機均與主控制器通信連接并由主控制器控制其動作，圖像采集裝置安裝在車架前端，主控制器通過圖像采集裝置獲取噴霧機前方圖像信息并根據(jù)上述圖像信息分析獲得待噴區(qū)域信息，且根據(jù)上述待噴區(qū)域信息控制動力機構(gòu)、離心泵、步進電機動作。
[0008]優(yōu)選的，噴頭裝載平臺包括空心的噴藥桿，上述噴藥桿上設(shè)有多個噴藥嘴，上述噴藥嘴交錯平行分布在噴藥桿上，每個噴藥嘴處對應(yīng)安裝有噴頭，噴藥桿內(nèi)設(shè)有螺旋流量電磁閥，上述螺旋流量電磁閥的閥體呈螺旋狀油道，油道口徑與噴藥嘴口徑一致，螺旋流量電磁閥與噴藥桿內(nèi)壁過盈配合，螺旋流量電磁閥與主控制器通信連接，主控制器通過控制螺旋流量電磁閥吸合程度而控制噴藥桿各噴頭噴射的距離和流量大小。
[0009]優(yōu)選的，噴頭裝載平臺包括空心的噴藥桿和微型增壓機，上述噴藥桿上設(shè)有多個噴藥嘴，上述噴藥嘴交錯平行分布在噴藥桿上，每個噴藥嘴處對應(yīng)安裝有噴頭，噴藥桿靠近步進電機一端與微型增壓機出液口相連，微型增壓機進液口通過藥液傳輸系統(tǒng)與離心泵的出液口連通。
[0010]優(yōu)選的，還包括噴藥機械手和液壓泵，液壓泵安裝在機架上，步進電機輸出軸通過上述噴藥機械手與噴頭裝載平臺驅(qū)動連接，噴藥機械手包括轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向搖臂、圓形橫拉桿和液壓油缸，液壓泵出液口與液壓油缸進液口連通，轉(zhuǎn)向搖臂一端與步進電機輸出軸固定且另一端與轉(zhuǎn)向節(jié)臂鉸接，液壓油缸一端與圓形橫拉桿鉸接且另一端轉(zhuǎn)向搖臂鉸接，轉(zhuǎn)向節(jié)臂一端與圓形橫拉桿鉸接且另一端轉(zhuǎn)向搖臂鉸接，轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向搖臂、圓形橫拉桿和液壓油缸組成四連桿機構(gòu)。
[0011 ] 優(yōu)選的，還包括遠程遙控器，主控制器具有無線發(fā)射器，遠程遙控器與主控制器通過上述無線發(fā)射器通信連接，遠程遙控器通過獲取噴霧機前方圖像信息并向主控制器發(fā)送控制指令以優(yōu)先方式控制動力機構(gòu)、離心泵、步進電機動作。
[0012]優(yōu)選的，還包括第一分控制器，第一分控制器與主控制器通信連接，主控制器通過第一分控制器控制步進電機動作。
[0013]優(yōu)選的，履帶行走機構(gòu)包括履帶、驅(qū)動輪、張緊輪、支撐輪和拖輪，動力機構(gòu)與驅(qū)動輪驅(qū)動連接，履帶安裝在驅(qū)動輪上，拖輪通過滾動軸承并行安裝在車架上，拖輪的底端內(nèi)嵌在履帶內(nèi)，張緊輪通過輪心轉(zhuǎn)動安裝在支架后端且內(nèi)嵌在履帶內(nèi)，張緊輪輪心通過擋板和長螺桿與車架連接。
[0014]優(yōu)選的，還包括第二分控制器、第一距離傳感器、第二距離傳感器和電磁離合器，第一距離傳感器、第二距離傳感器、電磁離合器均與第二分控制器通訊連接，第一距離傳感器、第二距離傳感器分別安裝在兩個履帶行走機構(gòu)的驅(qū)動輪外側(cè)，第二分控制器通過第一距離傳感器、第二距離傳感器獲取噴霧機與兩側(cè)障礙物之間距離信息，第二分控制器與主控制器通信連接，主控制器通過第二分控制器獲取上述距離信息并通過第二分控制器控制電磁離合器動作以實現(xiàn)噴霧機轉(zhuǎn)向。
[0015]優(yōu)選的，動力機構(gòu)包括電機和減速機，電機與減速機驅(qū)動連接，傳動機構(gòu)包括傳動軸，減速機通過電磁離合器與傳動軸驅(qū)動連接，傳動軸與驅(qū)動輪驅(qū)動連接。
[0016]優(yōu)選的，主控制器中具有數(shù)字信號處理模塊，上述數(shù)字信號處理模塊將圖像采集裝置所采集噴霧機前方圖像信息進行分析處理并得出待噴區(qū)域信息。
[0017]優(yōu)選的，遠程遙控器為智能遠程遙控器，其包括供電模塊、STM32控制器、無線視頻接收器、PAN協(xié)調(diào)器、液晶顯示模塊、按鍵模塊；供電模塊通過電源線與STM32控制器、無線視頻接收器、PAN協(xié)調(diào)器和液晶顯示模塊分別連接并為其提供電源，PAN協(xié)調(diào)器通過串口與STM32控制器的串口連接進行局域網(wǎng)通訊，用戶可通過遠程中央控制點對系統(tǒng)實施監(jiān)測和控制，按鍵模塊與STM32模塊的I/O 口連接；顯示器與無線接收器連接。
[0018]優(yōu)選的，圖像采集裝置為高清攝像機；高清攝像機通過T形支架固定在機架上。
[0019]本發(fā)明中的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，動力機構(gòu)通過傳動機構(gòu)帶動履帶行走機構(gòu)動作使得噴霧機行走，并有控制系統(tǒng)控制噴霧機行走和噴灑機構(gòu)進行噴灑；通過圖像采集裝置采集噴霧機前方的圖像信息，從而確定待噴區(qū)域，離心泵將儲藥箱中的藥液經(jīng)藥液傳輸系統(tǒng)送至噴頭裝載平臺噴出，步進電機則在控制系統(tǒng)的控制下，帶動噴頭裝載平臺轉(zhuǎn)動，將藥液準確噴灑至待噴區(qū)域；因此，與現(xiàn)有的植保機械相比，其自動化程度高、操作簡便、作業(yè)效率高，實現(xiàn)了根據(jù)植物長勢不同進行智能化噴灑，可以進行自動定位、自動行走、自動調(diào)節(jié)噴霧量，同時也節(jié)約了用藥量和用水量，極大限度降低了環(huán)境污染，噴霧機工作過程中，作業(yè)人員無需坐在噴霧機中，即可輕松完成農(nóng)藥噴施，該過程完全避免了傳統(tǒng)人工作業(yè)時由于藥物霧滴漂移和高溫環(huán)境中造成的人員中毒中暑等事故。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明提出的一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2為圖1的主視圖；
[0022]圖3為圖1的側(cè)視圖；
[0023]圖4為噴藥機械手裝置圖；
[0024]圖5為螺旋流量電磁閥芯剖面圖；
[0025]圖6為遠程遙控器機構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]參照圖1，本發(fā)明提出的一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機，包括車架1、底盤、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)、兩個履帶行走機構(gòu)2、噴灑機構(gòu)和控制系統(tǒng)，車架I固定在底盤上方，動力機構(gòu)和傳動機構(gòu)安裝在底盤上，兩個履帶行走機構(gòu)2分別安裝在底盤兩側(cè)，噴灑機構(gòu)安裝在車架I上；
[0028]噴灑機構(gòu)包括儲藥箱31、藥液傳輸系統(tǒng)、噴頭322裝載平臺32、離心泵33和步進電機34，儲藥箱31、離心泵33和步進電機34安裝在車架I上，離心泵33的進液口與儲藥箱31內(nèi)腔管路連通，離心泵33的出液口通過藥液傳輸系統(tǒng)與噴頭322裝載平臺32進液口連通，步進電機34輸出軸與噴頭322裝載平臺32驅(qū)動連接并驅(qū)動噴頭322裝載平臺32轉(zhuǎn)動；
[0029]控制系統(tǒng)包括圖像采集裝置41和主控制器42，動力機構(gòu)、離心泵33、步進電機34均與主控制器42通信連接并由主控制器42控制其動作，圖像采集裝置41安裝在車架I前端，主控制器42通過圖像采集裝置41獲取噴霧機前方圖像信息并根據(jù)上述圖像信息分析獲得待噴區(qū)域信息，且根據(jù)上述待噴區(qū)域信息控制動力機構(gòu)、離心泵33、步進電機34動作。
[0030]在上述實施例中，動力機構(gòu)通過傳動機構(gòu)帶動履帶行走機構(gòu)2動作使得噴霧機行走，并有控制系統(tǒng)控制噴霧機行走和噴灑機構(gòu)進行噴灑；通過圖像采集裝置41采集噴霧機前方的圖像信息，從而確定待噴區(qū)域，離心泵33將儲藥箱31中的藥液經(jīng)藥液傳輸系統(tǒng)送至噴頭322裝載平臺32噴出，步進電機34則在控制系統(tǒng)的控制下，帶動噴頭322裝載平臺32轉(zhuǎn)動，將藥液準確噴灑至待噴區(qū)域；因此，與現(xiàn)有的植保機械相比，其自動化程度高、操作簡便、作業(yè)效率高，實現(xiàn)了根據(jù)植物長勢不同進行智能化噴灑，可以進行自動定位、自動行走、自動調(diào)節(jié)噴霧量，同時也節(jié)約了用藥量和用水量，極大限度降低了環(huán)境污染，噴霧機工作過程中，作業(yè)人員無需坐在噴霧機中，即可輕松完成農(nóng)藥噴施，該過程完全避免了傳統(tǒng)人工作業(yè)時由于藥物霧滴漂移和高溫環(huán)境中造成的人員中毒中暑等事故。
[0031]在進一步改進的技術(shù)方案中，噴頭322裝載平臺32包括空心的噴藥桿321，上述噴藥桿321上設(shè)有多個噴藥嘴，上述噴藥嘴交錯平行分布在噴藥桿321上，每個噴藥嘴處對應(yīng)安裝有噴頭322，噴藥桿321內(nèi)設(shè)有螺旋流量電磁閥324，上述螺旋流量電磁閥324的閥體呈螺旋狀油道3242，油道3242 口徑與噴藥嘴口徑一致，螺旋流量電磁閥324與噴藥桿321內(nèi)壁過盈配合，螺旋流量電磁閥324與主控制器42通信連接，主控制器42通過控制螺旋流量電磁閥324吸合程度而控制噴藥桿321各噴頭322噴射的距離和流量大小。
[0032]在上述改進中，噴藥桿321上的多個噴頭322可以實現(xiàn)多行噴霧；優(yōu)選的方式中，可以將噴頭322數(shù)量設(shè)計為10個，由于噴藥桿321內(nèi)安裝螺旋流量電磁閥324，在主控制器42的控制下，螺旋流量電磁閥324吸合程度可以控制噴藥桿321上10個噴頭322噴射的距離和流量大??；螺旋流量電磁閥324的閥芯3241可以由硬質(zhì)鋁合金材質(zhì)制成。
[0033]在進一步改進的技術(shù)方案中，噴頭322裝載平臺32還包括微型增壓機323，噴藥桿321靠近步進電機34 —端與微型增壓機323出液口相連，微型增壓機323進液口通過藥液傳輸系統(tǒng)與離心泵33的出液口連通。
[0034]在上述改進中，藥液通過微型增壓機323將液壓再次升高送至噴藥桿321，從而提高藥液噴射能力。
[0035]在進一步改進的技術(shù)方案中，還包括噴藥機械手35和液壓泵36，液壓泵36安裝在車架I上，步進電機34輸出軸通過上述噴藥機械手35與噴頭322裝載平臺32驅(qū)動連接，噴藥機械手35包括轉(zhuǎn)向節(jié)臂354、轉(zhuǎn)向搖臂351、圓形橫拉桿353和液壓油缸352，液壓泵36出液口與液壓油缸352進液口連通，轉(zhuǎn)向搖臂351 —端與步進電機34輸出軸固定且另一端與轉(zhuǎn)向節(jié)臂354鉸接，液壓油缸352 —端與圓形橫拉桿353鉸接且另一端轉(zhuǎn)向搖臂351鉸接，轉(zhuǎn)向節(jié)臂354 —端與圓形橫拉桿353鉸接且另一端轉(zhuǎn)向搖臂351鉸接，轉(zhuǎn)向節(jié)臂354、轉(zhuǎn)向搖臂351、圓形橫拉桿353和液壓油缸352組成四連桿機構(gòu)。
[0036]在上述改進中，通過液壓泵36對油缸的油壓控制，可以通過噴藥機械手35實現(xiàn)噴藥桿321的高度和伸縮調(diào)節(jié)，從而使得藥液噴灑更加準確。
[0037]在進一步改進的技術(shù)方案中，還包括遠程遙控器6，主控制器42具有無線發(fā)射器45，遠程遙控器6與主控制器42通過上述無線發(fā)射器45通信連接，遠程遙控器6通過獲取噴霧機前方圖像信息并向主控制器42發(fā)送控制指令以優(yōu)先方式控制動力機構(gòu)、離心泵33、步進電機34動作。
[0038]在上述改進中，可以使得噴霧機在自動運行的基礎(chǔ)上，具有人工遠程干涉控制的模式，在噴霧機在工作過程中出現(xiàn)不可預(yù)知的情況，操作人員可以在進行遠程操控，使得噴霧機工作更加可靠和精確。
[0039]在進一步改進的技術(shù)方案中，還包括第一分控制器43，第一分控制器43與主控制器42通信連接，主控制器42通過第一分控制器43控制步進電機34動作。
[0040]在上述設(shè)計中，通過第一分控制器43，可以降低主控制器42的工作強度。
[0041]在進一步改進的技術(shù)方案中，履帶行走機構(gòu)2包括履帶21、驅(qū)動輪22、張緊輪25、支撐輪23和拖輪24，動力機構(gòu)與驅(qū)動輪22驅(qū)動連接，履帶21安裝在驅(qū)動輪22上，拖輪24通過滾動軸承并行安裝在車架I上，拖輪24的底端內(nèi)嵌在履帶21內(nèi)，張緊輪25通過輪心轉(zhuǎn)動安裝在支架后端且內(nèi)嵌在履帶21內(nèi)，張緊輪25輪心通過擋板和長螺桿與車架I連接。
[0042]在上述設(shè)計中，履帶行走機構(gòu)2各部件彼此配合，運行穩(wěn)定。
[0043]在進一步改進的技術(shù)方案中，還包括第二分控制器44、第一距離傳感器、第二距離傳感器和電磁離合器，第一距離傳感器、第二距離傳感器、電磁離合器均與第二分控制器44通訊連接，第一距離傳感器、第二距離傳感器分別安裝在兩個履帶行走機構(gòu)2的驅(qū)動輪22外側(cè)，第二分控制器44通過第一距離傳感器、第二距離傳感器獲取噴霧機與兩側(cè)障礙物之間距離信息，第二分控制器44與主控制器42通信連接，主控制器42通過第二分控制器44獲取上述距離信息并通過第二分控制器44控制電磁離合器動作以實現(xiàn)噴霧機轉(zhuǎn)向。
[0044]在上述設(shè)計中，第一距離傳感器和第二距離傳感器實時檢測噴霧機與兩側(cè)障礙物之間的行駛距離，同時將檢測的實時信號傳輸至第二分控制器44，從而可以根據(jù)安全行駛距離與實時行駛距離的大小關(guān)系控制電磁離合器的通斷來實現(xiàn)底盤驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)向；具體地，在底盤驅(qū)動部分正常行駛過程中，當?shù)谝粋?cè)的實時行駛距離小于安全行駛距離時，第一距離傳感器向控制系統(tǒng)發(fā)出電壓信號，控制系統(tǒng)將接收的電壓信號轉(zhuǎn)換為控制執(zhí)行第二側(cè)的電磁離合器斷開，這樣底盤驅(qū)動部分向第二側(cè)進行轉(zhuǎn)向，在轉(zhuǎn)向過程中當?shù)谝粋?cè)的實時行駛距離大于安全行駛距離時，控制系統(tǒng)控制第二側(cè)的電磁離合器結(jié)合，以使噴霧機在安全范圍內(nèi)進行行駛；第二分控制器44的存在則可以分擔主控制器42的工作，使得控制系統(tǒng)更加可靠。
[0045]在進一步改進的技術(shù)方案中，動力機構(gòu)包括電機5和減速機，電機5與減速機驅(qū)動連接，傳動機構(gòu)包括傳動軸，減速機通過電磁離合器與傳動軸驅(qū)動連接，傳動軸與驅(qū)動輪22驅(qū)動連接。
[0046]在上述改進中，電機5可以采用無刷直流電機5，整個動力機構(gòu)和傳動機構(gòu)運行平穩(wěn)可靠。
[0047]在進一步改進的技術(shù)方案中，主控制器42中具有數(shù)字信號處理模塊，上述數(shù)字信號處理模塊將圖像采集裝置41所采集噴霧機前方圖像信息進行分析處理并得出待噴區(qū)域信息。
[0048]在上述改進中，數(shù)字信號處理模塊可以提高主控制器42的圖像信息處理和分析能力。
[0049]在進一步改進的技術(shù)方案中，遠程遙控器6為智能遠程遙控器6，其包括供電模塊、STM32控制器、無線視頻接收器62、PAN協(xié)調(diào)器63、液晶顯示模塊61、按鍵模塊64 ;供電模塊通過電源線與STM32控制器、無線視頻接收器62、PAN協(xié)調(diào)器63和液晶顯示模塊61分別連接并為其提供電源，PAN協(xié)調(diào)器通過串口與STM32控制器的串口連接進行局域網(wǎng)通訊，用戶可通過遠程中央控制點對系統(tǒng)實施監(jiān)測和控制，按鍵模塊64與STM32模塊的I/O 口連接；顯示器與無線接收器連接；圖像采集裝置41采用高清攝像機；高清攝像機通過T形支架固定在車架I上。
[0050]綜上所述，上述實施例提供的噴霧機，與現(xiàn)有的植保機械相比，其自動化程度高、操作簡便、作業(yè)效率高，工作過程中作業(yè)人員可以站在田頭操作遠程遙控部分即可輕松完成農(nóng)藥噴施，該過程完全避免了傳統(tǒng)人工作業(yè)時由于藥物霧滴漂移和高溫環(huán)境中造成的人員中毒中暑等事故；該發(fā)明采用煙霧彌散形式噴施農(nóng)藥，至少可節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量和80%的用水量，很大程度上降低了資源成本和環(huán)境污染，具有良好的市場前景和推廣價值。
[0051]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，包括車架(I)、底盤、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)、兩個履帶行走機構(gòu)(2)、噴灑機構(gòu)和控制系統(tǒng)，車架(I)固定在底盤上方，動力機構(gòu)和傳動機構(gòu)安裝在底盤上，兩個履帶行走機構(gòu)(2)分別安裝在底盤兩側(cè)，噴灑機構(gòu)安裝在車架(I)上； 噴灑機構(gòu)包括儲藥箱(31)、藥液傳輸系統(tǒng)、噴頭(322)裝載平臺(32)、離心泵(33)和步進電機(34)，儲藥箱(31)、離心泵(33)和步進電機(34)安裝在車架(I)上，離心泵(33)的進液口與儲藥箱(31)內(nèi)腔管路連通，離心泵(33)的出液口通過藥液傳輸系統(tǒng)與噴頭(322)裝載平臺(32)進液口連通，步進電機(34)輸出軸與噴頭(322)裝載平臺(32)驅(qū)動連接并驅(qū)動噴頭(322)裝載平臺(32)轉(zhuǎn)動； 控制系統(tǒng)包括圖像采集裝置(41)和主控制器(42)，動力機構(gòu)、離心泵(33)、步進電機(34)均與主控制器(42)通信連接并由主控制器(42)控制其動作，圖像采集裝置(41)安裝在車架(I)前端，主控制器(42)通過圖像采集裝置(41)獲取噴霧機前方圖像信息并根據(jù)上述圖像信息分析獲得待噴區(qū)域信息，且根據(jù)上述待噴區(qū)域信息控制動力機構(gòu)、離心泵(33)、步進電機(34)動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，噴頭(322)裝載平臺(32)包括空心的噴藥桿(321)，上述噴藥桿(321)上設(shè)有多個噴藥嘴，上述噴藥嘴交錯平行分布在噴藥桿(321)上，每個噴藥嘴處對應(yīng)安裝有噴頭(322)，噴藥桿(321)內(nèi)設(shè)有螺旋流量電磁閥(324)，上述螺旋流量電磁閥(324)的閥體呈螺旋狀油道(3242)，油道(3242) 口徑與噴藥嘴口徑一致，螺旋流量電磁閥(324)與噴藥桿(321)內(nèi)壁過盈配合，螺旋流量電磁閥(324)與主控制器(42)通信連接，主控制器(42)通過控制螺旋流量電磁閥(324)吸合程度而控制噴藥桿(321)各噴頭(322)噴射的距離和流量大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，噴頭(322)裝載平臺(32)包括空心的噴藥桿(321)和微型增壓機(323)，上述噴藥桿(321)上設(shè)有多個噴藥嘴，上述噴藥嘴交錯平行分布在噴藥桿(321)上，每個噴藥嘴處對應(yīng)安裝有噴頭(322)，噴藥桿(321)靠近步進電機(34)—端與微型增壓機(323)出液口相連，微型增壓機(323)進液口通過藥液傳輸系統(tǒng)與離心泵(33)的出液口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，還包括噴藥機械手(35)和液壓泵(36)，液壓泵(36)安裝在車架(I)上，步進電機(34)輸出軸通過上述噴藥機械手(35)與噴頭(322)裝載平臺(32)驅(qū)動連接，噴藥機械手(35)包括轉(zhuǎn)向節(jié)臂(354)、轉(zhuǎn)向搖臂(351)、圓形橫拉桿(353)和液壓油缸(352)，液壓泵(36)出液口與液壓油缸(352)進液口連通，轉(zhuǎn)向搖臂(351) —端與步進電機(34)輸出軸固定且另一端與轉(zhuǎn)向節(jié)臂(354)鉸接，液壓油缸(352) —端與圓形橫拉桿(353)鉸接且另一端轉(zhuǎn)向搖臂(351)鉸接，轉(zhuǎn)向節(jié)臂(354) —端與圓形橫拉桿(353)鉸接且另一端轉(zhuǎn)向搖臂(351)鉸接，轉(zhuǎn)向節(jié)臂(354)、轉(zhuǎn)向搖臂(351)、圓形橫拉桿(353)和液壓油缸(352)組成四連桿機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，還包括遠程遙控器￠)，主控制器(42)具有無線發(fā)射器(45)，遠程遙控器(6)與主控制器(42)通過上述無線發(fā)射器(45)通信連接，遠程遙控器(6)通過獲取噴霧機前方圖像信息并向主控制器(42)發(fā)送控制指令以優(yōu)先方式控制動力機構(gòu)、離心泵(33)、步進電機(34)動作；優(yōu)選的，還包括第一分控制器(43)，第一分控制器(43)與主控制器(42)通信連接，主控制器(42)通過第一分控制器(43)控制步進電機(34)動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，履帶行走機構(gòu)(2)包括履帶(21)、驅(qū)動輪(22)、張緊輪(25)、支撐輪(23)和拖輪(24)，動力機構(gòu)與驅(qū)動輪(22)驅(qū)動連接，履帶(21)安裝在驅(qū)動輪(22)上，拖輪(24)通過滾動軸承并行安裝在車架(I)上，拖輪(24)的底端內(nèi)嵌在履帶(21)內(nèi)，張緊輪(25)通過輪心轉(zhuǎn)動安裝在支架后端且內(nèi)嵌在履帶(21)內(nèi)，張緊輪(25)輪心通過擋板和長螺桿與車架(I)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，還包括第二分控制器(44)、第一距離傳感器、第二距離傳感器和電磁離合器，第一距離傳感器、第二距離傳感器、電磁離合器均與第二分控制器(44)通訊連接，第一距離傳感器、第二距離傳感器分別安裝在兩個履帶行走機構(gòu)(2)的驅(qū)動輪(22)外側(cè)，第二分控制器(44)通過第一距離傳感器、第二距離傳感器獲取噴霧機與兩側(cè)障礙物之間距離信息，第二分控制器(44)與主控制器(42)通信連接，主控制器(42)通過第二分控制器(44)獲取上述距離信息并通過第二分控制器(44)控制電磁離合器動作以實現(xiàn)噴霧機轉(zhuǎn)向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，動力機構(gòu)包括電機(5)和減速機，電機(5)與減速機驅(qū)動連接，傳動機構(gòu)包括傳動軸，減速機通過電磁離合器與傳動軸驅(qū)動連接，傳動軸與驅(qū)動輪(22)驅(qū)動連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，主控制器(42)中具有數(shù)字信號處理模塊，上述數(shù)字信號處理模塊將圖像采集裝置(41)所采集噴霧機前方圖像信息進行分析處理并得出待噴區(qū)域信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的基于圖像處理的自走式智能噴霧機，其特征在于，遠程遙控器(6)為智能遠程遙控器(6)，其包括供電模塊、STM32控制器、無線視頻接收器(62)、PAN協(xié)調(diào)器(63)、液晶顯示模塊(61)、按鍵模塊(64);供電模塊通過電源線與STM32控制器、無線視頻接收器(62)、PAN協(xié)調(diào)器(63)和液晶顯示模塊(61)分別連接并為其提供電源，PAN協(xié)調(diào)器(63)通過串口與STM32控制器的串口連接進行通訊，按鍵模塊(64)與STM32模塊的I/O 口連接；顯示器與無線接收器連接；優(yōu)選的，圖像采集裝置(41)為高清攝像機；高清攝像機通過T形支架固定在車架(I)上。
【文檔編號】A01M7/00GK104430272SQ201410623866
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】陳黎卿, 程備久, 丁克堅, 王韋韋, 劉立超, 王品品 申請人:安徽農(nóng)業(yè)大學