一種溫室智能移動檢測平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]
本發(fā)明屬于智能農(nóng)業(yè)機械領域，涉及一種檢測設施環(huán)境和作物生長信息的智能檢測平臺，特指一種溫室智能移動檢測平臺。
【背景技術】
[0002]我國設施面積已超過400萬公頃，位于世界前列，隨著溫室向大型化、現(xiàn)代化、智能化方向迅速發(fā)展，如何提高溫室作物產(chǎn)量、品質(zhì)，提高資源利用效率，使我國由設施大國轉(zhuǎn)變?yōu)樵O施強國成為目前設施領域發(fā)展的關鍵問題。我國設施環(huán)境調(diào)控起步較晚，傳統(tǒng)的控制方式依靠人工經(jīng)驗或環(huán)境因子的設定值調(diào)控，由于缺少作物生長信息反饋環(huán)節(jié)，無法按照作物的真實需求進行調(diào)控，導致作物的產(chǎn)量和品質(zhì)潛力沒有得到充分挖掘。目前溫室環(huán)境檢測設備大多采用分布式的布局，設施內(nèi)的作物生長信息探測尚處于實驗室研究階段，缺少先進適用的設施生長和環(huán)境監(jiān)測平臺。本發(fā)明采用智能移動檢測平臺進行作物生長和環(huán)境信息的自動巡航監(jiān)測，由于其具有可移動性，可以通過多溫室共用的方式，通過自動巡航檢測可大幅減少的溫室檢測設備的重復投入，降低成本，提高設備利用效率。同時，智能移動檢測平臺由于采用定時自動巡航監(jiān)測的方式，大幅降低人員投入，有效避免人員的操作誤差，提高溫室環(huán)境和作物生長信息的檢測精度和作業(yè)效率。
[0003]目前設施智能移動平臺主要有履帶式、輪式和復合式移動平臺。申請?zhí)?01310192634.7的發(fā)明專利申請，公開了一種履帶式機器人移動平臺，通過控制模塊根據(jù)監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)信號控制主動輪系與從動輪系帶動車體運行。該履帶式機器人由于其履帶、輪系和車體均采用剛性連接，無法過濾不平路面的顛簸，對搭載在移動平臺上的檢測設備造成損傷以及對檢測的穩(wěn)定性有影響。
[0004]申請?zhí)?01420313952.4的發(fā)明專利申請，公開了一種帶懸掛的機器人平臺，包括底盤主體、輪系結構等部件，其輪系結構具有獨立懸掛結構，由懸掛擺臂、避震器、末級減速器、電機、輪子共同組成，該懸掛結構使機器人能夠適應一定凹凸不平的路面，能夠更加平穩(wěn)高速的運行通過，減小了機器人主體在運動中由于地面凹凸不平所產(chǎn)生的震動，不容易造成顛簸而使底盤傾覆或?qū)Υ钶d的器件造成損傷。由于帶懸掛的移動平臺是采用三輪設計，對于搭載在移動平臺上需要水平移動和垂直升降的檢測設備，因為在水平移動和垂直升降的過程中，尤其是大擺臂帶動傳感器模塊伸展至作物上方進行俯視光譜、圖像和冠層溫度探測過程，由于大幅改變了移動平臺的重心，會造成重心偏離平臺，由于該設備沒有針對該工況的專門設計，因此容易出現(xiàn)傾倒的情況，因此難以滿足設施作物生長和環(huán)境監(jiān)測需搭載可大范圍水平和垂直升降的機構的需求。
[0005]申請?zhí)?01310408112.6的發(fā)明專利申請，公開了一種用于探測的多地形智能移動平臺，包括自主前進四輪小車系統(tǒng)和四軸旋翼飛行系統(tǒng)，兩者通過鎖緊系統(tǒng)相連，并通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡與PC終端機進行通信。自主前進四輪小車系統(tǒng)利用Arduino對車載多參數(shù)傳感器模塊、驅(qū)動模塊等進行控制:四軸旋翼飛行系統(tǒng)利用Arduino對機載多參數(shù)傳感器模塊、高速驅(qū)動模塊等進行控制。當遇到無法逾越的障礙物時，鎖緊系統(tǒng)可自動解鎖，從而觸發(fā)四軸旋翼飛行系統(tǒng)運行。多地形復合式智能移動平臺不論是四輪模式還是飛行模式，其整體的平穩(wěn)性沒有帶獨立懸架的移動平臺好。在啟動飛行模式時，對其搭載的檢測設備要進行均勻分配質(zhì)量，對搭載的檢測設備的有重量限制，相對于單一模式的移動平臺，多地形復合式智能移動平臺結構復雜，價格較高。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的智能移動平臺由于檢測對象和任務目標不同，其裝置和方法無法應用于設施作物生長信息監(jiān)測，無法滿足設施生長監(jiān)測系統(tǒng)所搭載的檢測設備因擺臂升降和水平移動需要而大幅改變移動平臺的重心，需克服移動平臺傾覆風險的工況需求，以及在溫室路況和環(huán)境條件下，作物生長信息檢測設備對平臺巡航精度及平穩(wěn)性的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種溫室智能移動檢測平臺，以實現(xiàn)能夠同時對作物的圖像、光譜、紅外溫度及環(huán)境光照、溫濕度進行同步檢測的智能移動移動平臺，實現(xiàn)對溫室作物生長和環(huán)境信息的定時巡航檢測。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下:
一種溫室智能移動檢測平臺，其特征在于包括:車架、前懸總成、后懸總成、動力總成、驅(qū)動總成，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、自動巡航位姿探測傳感器模塊、溫室環(huán)境和作物圖像傳感器模塊、信號采集模塊、中控系統(tǒng)、信息傳輸模塊和電源模塊；車架由方管焊接而成，車架前面的凹槽部分安裝前懸總成，車架后面凹槽部分安裝后懸總成，動力總成安裝在中間車廂的后部，驅(qū)動總成安裝在后懸總成的中心，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝在車架的前部，自動巡航位姿探測傳感器模塊分別固定在車頭、車尾和車架的左右兩側，溫室環(huán)境和作物圖像傳感器模塊、激光傳感器分別固定在車架的右側，電源模塊固定在車廂的前部，信號采集模塊、中控系統(tǒng)、信息傳輸模塊固定在電源模塊的上面；中控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線分別和信號采集模塊、信息傳輸模塊、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力總成相連接，信號采集模和傳感器模塊通過數(shù)據(jù)線相連，電源模塊通過電源線分別和中控系統(tǒng)、信號采集模塊、信息傳輸模塊、傳感器模塊、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力總成相連接。
[0009]所述車架(I)由方管焊接而成；車架(I)前面凹槽部分分別與安裝車架懸架支架
(37)和車架減震器支架(38)焊接連接，用于連接懸架和減震器；與車架焊接連接的車架懸架支架(37)和車架減震器支架(38)沿車架(I)寬度中心左右對稱，車架(I)后面凹槽部分車架懸架支架(37)和車架減震器支架(38)的安裝位置和車架(I)前面凹槽部分的安裝位置相同；車架(I)的前面凹槽內(nèi)部安裝有超聲波傳感器C( 25 )、攝像頭(27 )、舵機(21)，車架(I)的中間車廂位置安裝有12V鋰電池(34)、5V電源轉(zhuǎn)換器(35)、6V電源轉(zhuǎn)換器(36)、信號采集模塊(30 )、工控機(31)、驅(qū)動模塊(32 )、無線發(fā)射接收模塊(33 )步進電機(14 )、減速器
(15)、溫室環(huán)境和作物圖像傳感器模塊(29)，車架(I)的后面凹槽內(nèi)部安裝有差速器(18)、超聲波傳感器D (26)，車架(I)的兩側安裝有用于保持移動平臺不偏離航線的超聲波傳感器A (23)和超聲波傳感器B (24)。
[0010]所述前懸總成包括上懸臂A (2)、下懸臂A (3)、轉(zhuǎn)向羊角(4)、減震器A (5)和輪胎A (6);所述上懸臂A (2)和下懸臂A (3)通過螺栓與車架懸架支架(37)連接，所述轉(zhuǎn)向羊角(4)與上懸臂A (2)和下懸臂A (3)分別連接，所述減震器A (5)與減震器支架A (7)和車架減震器支架(38)分別連接；所述輪胎A (6)安裝在轉(zhuǎn)向羊角(4)上，通過轉(zhuǎn)向羊角
(4)上的階梯軸和螺母使輪胎A (6)固定；所述輪胎A (6)內(nèi)部安裝有滾動軸承，以使輪胎A (6)能滾動；所述前懸總成沿車架(I)寬度中心左右對稱；
所述后懸總成包括上懸臂B (8)、下懸臂B (9)、C型架(10)、減震器B (11)和輪胎B(12);所述上懸臂B (8)和下懸臂B (9)通過螺栓與車架懸架支架(37)連接，所述C型架
[10]分別通過螺栓與上懸臂B(8)和下懸臂B (9)連接，所述減震器B (11)通過螺栓與減震器支架B (13)和車架減震器支架(38)連接，所述C型架(10)外側的空心圓管內(nèi)安裝有滾動軸承，所述輪胎B (12)和傳動半軸(19)連接；所述后懸總成沿車架(I)寬度中心左右對稱；
所述動力總成包括步進電機(14)、減速器(15)、電機支架(16)、萬向聯(lián)軸器A (17);電機支架(16)安裝在車架(I)上，步進電機(14)和減速器(15)通過螺栓連接一起安裝在電機支架(16)上，萬向聯(lián)軸器A (17)的一端安裝在減速器(15)的輸出軸上；
所述驅(qū)動總成包括差速器(18)、傳動半軸(19);差速器(18)輸入軸與減速器(15)輸出軸通過萬向聯(lián)軸器B (20)連接，差速器(18)輸出軸通過傳動半軸(19)和輪胎B (12)連接;
所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括舵機(21)和轉(zhuǎn)向拉桿(22 );轉(zhuǎn)向拉桿(22 )通過螺栓和轉(zhuǎn)向羊角(4 )連接，舵機(21)連接于轉(zhuǎn)向拉桿(22 )的中心；
所述自動巡航位姿探測傳感器模塊包括安裝在車架左側的超聲波傳感器A (23)、右側的超聲波傳感器B (24)、前方的超聲波傳感器C (25)、后方的超聲波傳感器D (26)、前方的攝像頭(27 )，以及安裝在車架右側的激光傳感器(28 )。
[0011]所述溫室環(huán)境和作物圖像傳