CN111264506B - 一种智能喷药机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能喷药机器人，包括机架和导轨，机架内部设有药箱，底部设有在所述导轨上行走的导向轮，机架底部两侧均安装有电瓶，机架侧部安装有主控箱和动力电机，主控箱一侧的机架上设置有喷药电机，所述喷药电机连接水泵，所述水泵的进水管通过管道连接药箱，出水管连接排型喷嘴的进水口，所述排型喷嘴下端分别连接喷嘴摆臂的上端，所述摆臂电机设置在机架上，动力电机的动力输出轴上固定动力轮，动力轮设置在机架的前侧使机器人在导轨上行走，所述喷药电机、摆臂电机、动力电机均与主控箱控制连接，所述主控箱与遥控器信号传输连接。本发明的智能喷药机器人，解决人工喷药的危险、繁重工作，进行智能喷洒，降低成本，提高效率。

Description

一种智能喷药机器人

技术领域

本发明涉及农业智能喷药设备技术领域，具体涉及一种智能喷药机器人。

背景技术

农药喷洒在农业生产中是必不可少的一个环节，用于消灭或控制农作物的害虫、病菌、杂草等。

我国是农业大国，目前农药的喷施主要通过人力完成，费时费力，在生产过程中，由于设备工艺落后，密闭不严，容易出现跑、冒、滴、漏等现象，造成农药喷洒不均匀和浪费农药，另外在农药的使用中，农民缺乏个人防护意识，或使用方法不当，会导致农药经呼吸道或皮肤进入人体，引起农药中毒。近年来虽然无人机喷洒农药发展比较快，但是其需要专业团队完成，加大了农作物的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能喷药机器人，解决人工喷药的危险、繁重工作，进行智能喷洒，降低成本，提高效率。

本发明的技术方案如下：一种智能喷药机器人，包括机架和导轨，机架内部设有药箱，底部设有在所述导轨上行走的导向轮，所述导轨的底部设有支腿，导轨两侧的机架底部分别设有平衡挡轮，机架底部两侧均安装有电瓶，机架侧部安装有主控箱和动力电机，主控箱一侧的机架上设置有喷药电机，所述喷药电机连接水泵，所述水泵的进水管通过管道连接药箱，出水管连接排型喷嘴的进水口，所述排型喷嘴相对设有两个，下端分别连接喷嘴摆臂的上端，喷嘴摆臂的中部内侧分别固接于动力拉杆的一端，所述动力拉杆的另一端均活动连接传动杆，喷嘴摆臂的下端分别活动连接在车体的前进侧，所述传动杆连接摆臂电机，所述摆臂电机设置在机架上，所述动力电机固定在机架上，动力电机的动力输出轴上固定动力轮，动力轮设置在机架的前侧使机器人在导轨上行走，所述电瓶均与喷药电机、摆臂电机、动力电机电连接，所述喷药电机、摆臂电机、动力电机均与主控箱控制连接，所述主控箱与遥控器信号传输连接，所述遥控器上设有显示屏和按键。

优选的，所述主控箱包括主控模块、电源处理模块、超声波测距模块、电机驱动模块、霍尔检测模块、通信模块；

所述主控模块包括主控芯片U1，所述主控芯片U1为芯片15W4K61S4，所述主控芯片U1与所述电源处理模块、超声波测距模块、动力电机驱动模块、喷药电机驱动模块、摆臂电机驱动模块、霍尔检测模块、通信模块控制连接，主控芯片U1的引脚P30、P31连接对外接口J1的引脚RXD、TXD。

所述电源处理模块包括芯片U2、滤波电感L1、高精度稳压器U3、滤波电容C2、C3，所述芯片U2为芯片34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D6的负极，另一路通过电阻R28连接芯片U2的引脚1，二极管D6的正极通过电源开关S1连接供电电源BT1的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C3、C2的正极端分别连接在二极管D6的两侧，负极端接地，芯片U2的引脚4接地，引脚3通过电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D7反接在引脚2和接地端，串接的电阻R29、R30与电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R29和电阻R30之间，高精度稳压器U3的输出端连接电源VCC，电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端。

所述超声波测距模块包括超声波测距模块M1和M2，M1用来检测车行走的前方是否有障碍物，M2是药箱水位检测模块，超声波测距模块M1的引脚TXD、RXD分别通过上拉电阻R4、R3连接到电源VCC，并且与主控单片机U1的RXD3、TXD3连接，超声波测距模块M2的引脚TXD、RXD分别通过上拉电阻R6、R5连接到电源VCC，并且与主控单片机U1的RXD4、TXD4连接。

所述动力电机驱动模块包括驱动模块M3、M4和M5，其中M3为动力电机驱动模块，M4为喷药电机驱动模块，M5为摆臂电机驱动模块，M3的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P07和P06，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM3，引脚M+和M-分别连接动力电机E1的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极，M4的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P14和P13，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM4，引脚M+和M-分别连接喷药电机E2的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M5的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P15和P16，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM5，引脚M+和M-分别连接摆臂电机E3的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极。

所述霍尔检测模块包括霍尔传感器M7、运算比较器U5，所述霍尔传感器M7的引脚OUT通过R17连接所述运算比较器U5的+端，运算比较器U5的-端通过分压R15、R16分别连接电源VCC和GND，运算比较器U5的输出端连接所述主控芯片U1的引脚P45，所述运算比较器U5为LM393。

所述通信模块包括无线通讯芯片M6，运算比较器U5的引脚EN连接主控芯片U1的引脚P42，引脚RXD、TXD分别与主控芯片U1的引脚TXD_2、RXD_2连接，引脚SET与主控芯片U1的引脚P35连接。

所述遥控器包括核心控制模块、电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U1，所述芯片U1为芯片IAP15W413AS，芯片U1与所述电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块信号连接；

所述电源处理模块包括芯片U4，电阻R1、R2、R3、R4，电容C1、C2、C3、C4、C5，滤波电感L1，所述芯片U4为芯片34063，芯片U4的引脚6通过电阻R3和电源开关S1连接供电电源BT1的正极端，引脚4连接供电电源BT1负极，电阻R1与R2串接后并接在供电电源BT1两端，电容C1与电阻R2并接，电阻R1和R2之间的电压采集点连接芯片U1的引脚P10，芯片U4的引脚7、8通过电阻R4与引脚6连接，引脚3通过电容C3与供电电源BT1负极连接，引脚2连接电感L1的一端，二极管D6反接在引脚2与供电电源的负极之间，电容C4、C5依次与串接的电阻R5、R6并接，芯片U4的引脚5连接在电阻R5和R6之间。

所述通信模块包括无线通讯模块M1，M1的引脚VCC、GND分别连接电源的正负极，引脚EN连接到所述芯片U1的引脚P32，引脚RXD、TXD分别连接芯片U1的引脚P31、P30，引脚SET连接芯片U1的引脚P11。

按键模块包括按键K1-K12，所述按键K1-K12通过四行三列7根线采集信号连接至芯片U1的引脚P37、P12-P17。

存储模块包括存储芯片U2，所述芯片U2为芯片FM24C04，芯片U2的引脚1、2、3、4、7与地线连接，引脚8为芯片供电脚，引脚5、6与芯片U1的引脚P54、P55连接。

所述显示模块包括液晶屏LCD1和芯片U3，所述芯片U3为液晶屏驱动专用芯片HT1621，引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1的段码连接，引脚SEG0-SEG31与液晶屏LCD1的位码连接，引脚VDD连接电源VCC，引脚CS连接芯片U1的引脚P36，引脚RD连接芯片U1的引脚P35，引脚WD连接芯片U1的引脚P34，引脚DATA连接芯片U1的引脚P33。

优选的，所述导向轮设有两个，分别为前导向轮和后导向轮。

优选的，所述药箱上设有进气阀，方便液体顺畅流出。

优选的，所述动力电机***设有动力电机箱，保证了使用的安全性。

优选的，所述主控箱的主控模块中的主控芯片U1的引脚P23、P22、P21、P42、P37、P36、P35分别通过上拉电阻R18、R19、R20、R24、R22、R23、R21连接电源VCC，保证引脚工作的稳定性。

优选的，所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P30-P32分别连接有上拉电阻R14-R16，保证引脚工作的稳定性。

优选的，所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P37、P12-P17分别连接上拉电阻R13-R7，引脚P11的上拉电阻为R21，保证引脚工作的稳定性。

优选的，所述遥控器的按键有车速控制增加和降低按键，喷药车启动停止键，泵压控制增加降低按键，水泵启停键，喷药摆臂摇摆频率设定按键，喷药摆臂的运行/停止按键，智能喷药机器人的工作模式设置按键，分为连续模式和间歇模式，整车所有功能同时启动停止按键。

本发明的智能喷药机器人，方便在任何需要喷药的农田使用，通过遥控器进行智能控制，控制车的启停，车速，农药喷药量，喷药模式，通过控制喷头摆臂的摇摆实现较大范围内农药喷洒，还可以根据实际情况控制喷头摆臂的摇摆频率，提高工作效率。

本发明的智能喷药机器人，结构简单，使用方便，实现大范围智能控制，避免了人工直接接触农药，保证人工安全，同时不需要专业人员进行操作，大大方便了使用者。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的喷药侧结构示意图；

图3为本发明的结构透视图；

图4为发明控制箱电路原理图；

图5为本发明遥控器电路原理图；

图中：1-机架，2-电瓶，3-平衡挡轮，4-出水管，5-电动水泵，6-导轨，7-药箱，8-进气阀，9-主控箱，10-前导向轮，11-排型喷嘴，12-喷嘴摆臂，13-动力拉杆，14-传动杆，15-动力电机，16-后导向轮，17-动力轮，18-动力电机箱，19-遥控器，20-显示屏，21-按键。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行进一步详细的描述：

如图1、图2所示，一种智能喷药机器人，包括机架1和导轨6，机架1内部设有药箱7，底部设有在所述导轨6上行走的导向轮，所述导轨6底部设有支腿，导轨6两侧的机架底部分别设有平衡挡轮3，所述导向轮包括前导向轮10和后导向轮16，机架1底部两侧安装有电瓶2，机架1侧部安装有主控箱9和动力电机15，主控箱9一侧的机架上设置有喷药电机，所述喷药电机连接电动水泵5，所述电动水泵5的进水管通过管道连接药箱7，出水管连接排型喷嘴11的进水口，所述排型喷嘴11相对设有两个，下端分别连接喷嘴摆臂12的上端，喷嘴摆臂12的中部内侧分别固接于动力拉杆13的一端，所述动力拉杆13的另一端均活动连接传动杆14，喷嘴摆臂12的下端分别活动连接在车架1的前进侧，所述传动杆14连接摆臂电机，所述摆臂电机设置在机架1上，所述动力电机15固定于机架1上，动力电机15的动力输出轴上固定有动力轮17，动力轮17设置在机架1的前侧使机器人在导轨6上行走，动力电机15***设有动力电机箱18，所述电瓶2均与喷药电机、摆臂电机、动力电机15电连接，所述喷药电机、摆臂电机、动力电机15均与主控箱9控制连接，所述主控箱9与遥控器19信号传输连接，所述遥控器19上设有显示屏20和按键21。

进一步的，如图4所示，所述主控箱包括主控模块、电源处理模块、超声波测距模块、电机驱动模块、霍尔检测模块、通信模块；

所述主控模块包括主控芯片U1，所述主控芯片U1为芯片15W4K61S4，所述主控芯片U1与所述电源处理模块、超声波测距模块、动力电机驱动模块、喷药电机驱动模块、摆臂电机驱动模块、霍尔检测模块、通信模块控制连接，主控芯片U1的引脚P30、P31连接对外接口J1的引脚RXD、TXD；所述主控模块的主控芯片U1的串口RXD3、TXD3连接到前障碍物检测模块，用来读取前端与障碍物的距离。U1的串口RXD4、TXD4连接到水位检测模块，用来读取药箱的水量。主控芯片U1的PWM3、PWM4、PWM5分别连接到三个电机驱动模块，用来为电机驱动模块提供PWM信号，R18-R20是三根口线的上拉电阻，RXD、TXD连接到对外接口J1，用来为单片机灌入程序。R25、R26是两根口线的上拉电阻，引脚P37/TXD_2、P36/RXD_2与无线通讯模块连接，用于与外部的遥控进行通信。

所述电源处理模块包括芯片U2、滤波电感L1、高精度稳压器U3、滤波电容C2、C3，所述芯片U2为芯片34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D6的负极，另一路通过电阻R28连接芯片U2的引脚1，二极管D6的正极通过电源开关S1连接供电电源BT1的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C3、C2的正极端分别连接在二极管D6的两侧，负极端接地，芯片U2的引脚4接地，引脚3通过电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D7反接在引脚2和接地端，串接的电阻R29、R30与电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R29和电阻R30之间，高精度稳压器U3的输出端连接电源VCC，电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端；所述电源处理模块是用来将外部供给的DC24V电源VCC转换成控制电路所需要的电压，首先设备供电端提供的12V由R27限流，C2滤波之后，再经过二极管D6之后，再经过C3进行低频滤波之后，得到一个比较稳定的24V电源，供给电源处理芯片U2，R28是过载保护取样电阻，在输出负载电流过大时，芯片U2便会切断整机电源，C4是芯片的工作频率设置电容，用来设置芯片的工作频率，芯片正常工作后，由芯片U2的引脚2输出电流，D7是本电源的续流二极管，用来保障在L1端流过比较稳定的电流，L1是一个滤波电感，将输出电压送到电容C5和C6的正极端，滤波之后，输出6.8V的电压，R29和R30是分压取样电阻，将取样之后的电压送回到电源处理芯片U2的电压采集的第5引脚，用来保障输出电压的稳定性。6.8V的电压又送到芯片高精度稳压器U3的输入端，由输出端输出高精度的5V电压，为整机提供稳定的电源。

所述超声波测距模块包括超声波测距模块M1和M2，M1用来检测车行走的前方是否有障碍物，M2是药箱水位检测模块，超声波测距模块M1的引脚TXD、RXD分别通过上拉电阻R4、R3连接到电源VCC，并且与主控单片机U1的RXD3、TXD3连接，超声波测距模块M2的引脚TXD、RXD分别通过上拉电阻R6、R5连接到电源VCC，并且与主控单片机U1的RXD4、TXD4连接；超声波测距模块M1用来检测车行走的前方是否有障碍物，如果有障碍物，车就会停下来，停止喷药，等待处理。超声波测距模块M2是药箱水位检测模块，用来监控水位高低。

所述动力电机驱动模块包括驱动模块M3、M4和M5，其中M3为动力电机驱动模块，M4为喷药电机驱动模块，M5为摆臂电机驱动模块，M3的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P07和P06，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM3，引脚M+和M-分别连接动力电机E1的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极，M4的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P14和P13，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM4，引脚M+和M-分别连接喷药电机E2的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M5的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P15和P16，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM5，引脚M+和M-分别连接摆臂电机E3的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；其中PWM是模块的控制端，用来控制车的行走速度。M3的IN2用来控制车的行走方向。M3的IN1用来控制动力电机驱动模块的输出，此引脚低电平动力给出输出，高电平动力停止输出。M4的输出连接到喷药电机，用来控制喷药的大小，M4的IN1用来控制喷药电机驱动模块的输出，此引脚低电平动力给出输出，高电平则停止输出。M5的输出连接到摆臂电机，用来控制喷头的摇摆频率，M5的IN1用来控制摆臂电机驱动模块的输出，此引脚低电平动力给出输出，高电平则停止输出。

所述霍尔检测模块包括霍尔传感器M7、运算比较器U5，所述霍尔传感器M7的引脚OUT通过R17连接所述运算比较器U5的+端，运算比较器U5的-端通过分压R15、R16分别连接电源VCC和GND，运算比较器U5的输出端连接所述主控芯片U1的引脚P45，所述运算比较器U5为LM393。霍尔检测模块是用来检测外部的磁铁，在车行走到某一个位置需要停下来，在轨道的这个位置就可以放一块磁铁，在车走到这个位置时，霍尔传感器电路就会检测到信号，由M7模块的输出端输出信号，送到比较器U5的+端，比较器的负端由R15、R16分压之后提供，比较器U5的输出端直接连接到芯片U1的P46，将信号送到主控芯片U1的内部进行判断，并作出响应。

所述通信模块包括无线通讯模块M6，运算比较器U5的引脚EN连接主控芯片U1的引脚P42，引脚RXD、TXD分别与主控芯片U1的引脚TXD_2、RXD_2连接，引脚SET与主控芯片U1的引脚P35连接。所述无线通讯模块M6具有7个引脚，其中VCC、GND为本模块的供电端。EN为本模块的片选端，在不通信的时候可以利用单片机的口线将EN引脚置1，可以使本模块进入休眠模式，以便节省电量。在通信时，由单片机口线把这只引脚拉低。EN引脚直接连接到主控芯片U1的P42端口，并连接了一只上拉电阻R24用于保证口线的稳定性。M6无线通讯模块的RXD为数据输入口，TXD为数据输出口，分别与主控U1的P36、P37连接，两根口线分别带有上拉电阻R14、R15。SET为无线通讯模块的设置端口，直接连接到U1主控芯片的引脚P35，R21是P35端口的上拉电阻。

如图5所示，所述遥控器包括核心控制模块、电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U1，所述芯片U1为芯片IAP15W413AS，芯片U1与所述电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块信号连接，用于采集电压信号、按键信号、通讯信号、读写存储器、控制液晶屏显示。

所述电源处理模块包括芯片U4，电阻R1、R2、R3、R4，电容C1、C2、C3、C4、C5，滤波电感L1，所述芯片U4为芯片34063，芯片U4的引脚6通过电阻R3和电源开关S1连接供电电源BT1的正极端，引脚4连接供电电源BT1负极，电阻R1与R2串接后并接在供电电源BT1两端，电容C1与电阻R2并接，电阻R1和R2之间的电压采集点连接芯片U1的引脚P10，芯片U4的引脚7、8通过电阻R4与引脚6连接，引脚3通过电容C3与供电电源BT1负极连接，引脚2连接电感L1的一端，二极管D6反接在引脚2与供电电源的负极之间，电容C4、C5依次与串接的电阻R5、R6并接，芯片U4的引脚5连接在电阻R5和R6之间。所述电源处理模块是用来将电池BT1供给的DC6.0V电压转换成控制电路所需要的电压。首先设备供电端提供的6.0V电压经过电阻R3限流之后，由C2进行低频滤波之后，得到一个比较稳定的6.0V的电源，供给电源处理芯片U6。R4是过载保护取样电阻，在输出负载电流过大时，芯片便会切断整机电源。C3是芯片的工作频率设置电容。用来设置芯片的工作频率。芯片正常工作后，由芯片的引脚2输出电流，D6是本电源的续流二极管，用来保障在滤波电感L2端流过比较稳定的电流，滤波电感L2将输出电压送到C4和C5的正极端，滤波之后，为整机提供稳定的3.3V电压。R5和R6是分压取样电阻，将取样之后的电压送回到电源处理芯片U4的电压采集引脚P5，用来保障输出电压的稳定性。R1、R2是电源电压的采集端，电源电压首先经过R1、R2分压之后，将采集电压送到芯片U1的A/D输入端P10，然后经过芯片U1进行运算，然后将本遥控器剩余的电量显示在液晶屏上。

所述通信模块包括无线通讯模块M1，M1的引脚VCC、GND分别连接电源的正负极，引脚EN连接到所述芯片U1的引脚P32，引脚RXD、TXD分别连接芯片U1的引脚P31、P30，引脚SET连接芯片U1的引脚P11。所述无线通讯模块M1具有7个引脚，其中VCC、GND为本模块的供电端，EN为本模块的片选端，在不通信的时候可以利用单片机的口线把EN引脚置1，可以使本模块进入休眠模式，以便节省电量。在通信时，由芯片U1口线把这只引脚拉低。EN引脚直接连接到芯片U1的引脚P32，并连接了一只上拉电阻R16用于保证口线的稳定性。M1无线通讯模块的RXD为数据输入口，TXD为数据输出口，分别与芯片U1的引脚P31、P30连接，引脚P31、P30分别带有上拉电阻R15、R14。SET为无线通讯模块的设置端口，直接连接到芯片U1的引脚P11，R21是引脚P11的上拉电阻。

按键模块包括按键K1-K12，所述按键K1-K12通过四行三列7根线采集信号连接至芯片U1的引脚P37、P12-P17；其中K1、K2分别为设定车速的增加和降低按键，K3是车启停按键，可以控制喷药车运行的启动和停止。K4、K5是水泵电压的设定按键，用来设定水泵的电压，电压越高，水泵喷药力度越大。K6是水泵的启动停止按键，用来控制喷药的启停。K7、K8是喷药摆臂的摇摆频率设定按键，K9是喷药摆臂的运行/停止控制按键。K10、K11是控制喷药车的工作模式设置按键，分为连续模式和间歇模式。K12是整车全部功能的同时启停按键。

存储模块包括存储芯片U2，所述芯片U2为芯片FM24C04，芯片U2的引脚1、2、3、4、7与地线连接，引脚8为芯片供电脚，引脚5、6与芯片U1的引脚P54、P55连接。

所述显示模块包括液晶屏LCD1和芯片U3，所述芯片U3为液晶屏驱动专用芯片HT1621，引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1的段码连接，引脚SEG0-SEG31与液晶屏LCD1的位码连接，引脚VDD连接电源VCC，引脚CS连接芯片U1的引脚P36，引脚RD连接芯片U1的引脚P35，引脚WD连接芯片U1的引脚P34，引脚DATA连接芯片U1的引脚P33。所述LCD1有四排四位的显示，分别为车速显示、水泵电压显示、喷药摆臂摇摆频率显示、喷药车的蓄电池电量显示；下边带有运行模式选择：连续和间歇。液晶屏右下角有本遥控的电量指示。芯片U3的VDD为供电管脚，CS为芯片的片选端，RD是读取液晶屏数据的控制端，用于读取液晶屏的数据。WR是写操作控制端，用于对液晶屏写入数据，DATA是数据端，用于传输数据。

进一步的，所述主控箱的主控模块中的主控芯片U1的引脚P23、P22、P21、P42、P37、P36、P35分别通过上拉电阻R18、R19、R20、R24、R22、R23、R21连接电源VCC，保证引脚工作的稳定性。

具体实施时，将导轨6置于要喷洒药液的田地里，将药液装于药箱7中，通过遥控16设置喷药机器人的行走速度、水泵的电压、喷头的摆动频率及喷药模式，按下启动按键21，机器人的动力轮在动力电机15的带动下，带动机器人沿着导轨6向前行走，喷药电机带动电动水泵5将药箱7中的液体泵到出水管中，随着液面下降，空气通过进气阀8进入药箱7内，辅助液体顺畅流出，摆臂电机带动传动杆14转动，传动杆14带动动力拉杆13拉动喷嘴摆臂12在一定范围内上下摆动，通过喷嘴摆臂12上端的排型喷嘴11将液体均匀喷洒在导轨6两侧的作物上，从而完成药液的喷洒，喷洒过程中根据要求控制遥控器19的按键21就可以对机器人的工作方式进行控制，人可以间隔一定距离进行操作，方便快捷，同时遥控器19上的显示屏20对机器人的车速、水泵电压、摇摆电机的摇摆频率和电源电量进行显示。

Claims (9)

1.一种智能喷药机器人，其特征在于包括机架和导轨，机架内部设有药箱，底部设有在所述导轨上行走的导向轮，所述导轨的底部设有支腿，导轨两侧的机架底部分别设有平衡挡轮，机架底部两侧均安装有电瓶，机架侧部安装有主控箱和动力电机，主控箱一侧的机架上设置有喷药电机，所述喷药电机连接水泵，所述水泵的进水管通过管道连接药箱，出水管连接排型喷嘴的进水口，所述排型喷嘴相对设有两个，下端分别连接喷嘴摆臂的上端，喷嘴摆臂的中部内侧分别固接于动力拉杆的一端，所述动力拉杆的另一端均活动连接传动杆，喷嘴摆臂的下端分别活动连接在车体的前进侧，所述传动杆连接摆臂电机，所述摆臂电机设置在机架上，所述动力电机固定在机架上，动力电机的动力输出轴上固定动力轮，动力轮设置在机架的前侧使机器人在导轨上行走，所述电瓶均与喷药电机、摆臂电机、动力电机电连接，所述喷药电机、摆臂电机、动力电机均与主控箱控制连接，所述主控箱与遥控器信号传输连接，所述遥控器上设有显示屏和按键；

所述主控箱包括主控模块、电源处理模块、超声波测距模块、电机驱动模块、霍尔检测模块、通信模块；

所述主控模块包括主控芯片U1，所述主控芯片U1为芯片15W4K61S4，所述主控芯片U1与所述电源处理模块、超声波测距模块、动力电机驱动模块、喷药电机驱动模块、摆臂电机驱动模块、霍尔检测模块、通信模块控制连接，主控芯片U1的引脚P30、P31连接对外接口J1的引脚RXD、TXD；

所述电源处理模块包括芯片U2、滤波电感L1、高精度稳压器U3、滤波电容C2、C3，所述芯片U2为芯片34063，所述芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D6的负极，另一路通过电阻R28连接芯片U2的引脚1，二极管D6的正极通过电源开关S1连接供电电源BT1的正极端向电源处理模块供电，引脚7和8连接引脚1，电容C3、C2的正极端分别连接在二极管D6的两侧，负极端接地，芯片U2的引脚4接地，引脚3通过电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D7反接在引脚2和接地端，串接的电阻R29、R30与电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R29和电阻R30之间，高精度稳压器U3的输出端连接电源VCC，电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端；

所述超声波测距模块包括超声波测距模块M1和M2，M1用来检测车行走的前方是否有障碍物，M2是药箱水位检测模块，超声波测距模块M1的引脚TXD、RXD分别通过上拉电阻R4、R3连接到电源VCC，并且与主控单片机U1的RXD3、TXD3连接，超声波测距模块M2的引脚TXD、RXD分别通过上拉电阻R6、R5连接到电源VCC，并且与主控单片机U1的RXD4、TXD4连接；

所述动力电机驱动模块包括驱动模块M3、M4和M5，其中M3为动力电机驱动模块，M4为喷药电机驱动模块，M5为摆臂电机驱动模块，M3的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P07和P06，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM3，引脚M+和M-分别连接动力电机E1的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极，M4的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P14和P13，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM4，引脚M+和M-分别连接喷药电机E2的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；M5的引脚IN1和IN2分别连接主控芯片U1的引脚P15和P16，引脚PWM连接主控芯片U1的引脚PWM5，引脚M+和M-分别连接摆臂电机E3的正负端，电源引脚经开关和接地引脚分别连接供电电源BT1的正负极；

所述霍尔检测模块包括霍尔传感器M7、运算比较器U5，所述霍尔传感器M7的引脚OUT通过R17连接所述运算比较器U5的+端，运算比较器U5的-端通过分压R15、R16分别连接电源VCC和GND，运算比较器U5的输出端连接所述主控芯片U1的引脚P45，所述运算比较器U5为LM393；

所述通信模块包括无线通讯芯片M6，运算比较器U5的引脚EN连接主控芯片U1的引脚P42，引脚RXD、TXD分别与主控芯片U1的引脚TXD_2、RXD_2连接，引脚SET与主控芯片U1的引脚P35连接。

2.根据权利要求1所述的智能喷药机器人，其特征在于所述遥控器包括核心控制模块、电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U1，所述芯片U1为芯片IAP15W413AS，芯片U1与所述电源处理模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块信号连接；

所述电源处理模块包括芯片U4，电阻R1、R2、R3、R4，电容C1、C2、C3、C4、C5，滤波电感L1，所述芯片U4为芯片34063，芯片U4的引脚6通过电阻R3和电源开关S1连接供电电源BT1的正极端，引脚4连接供电电源BT1负极，电阻R1与R2串接后并接在供电电源BT1两端，电容C1与电阻R2并接，电阻R1和R2之间的电压采集点连接芯片U1的引脚P10，芯片U4的引脚7、8通过电阻R4与引脚6连接，引脚3通过电容C3与供电电源BT1负极连接，引脚2连接电感L1的一端，二极管D6反接在引脚2与供电电源的负极之间，电容C4、C5依次与串接的电阻R5、R6并接，芯片U4的引脚5连接在电阻R5和R6之间；

所述通信模块包括无线通讯模块M1，M1的引脚VCC、GND分别连接电源的正负极，引脚EN连接到所述芯片U1的引脚P32，引脚RXD、TXD分别连接芯片U1的引脚P31、P30，引脚SET连接芯片U1的引脚P11；

按键模块包括按键K1-K12，所述按键K1-K12通过四行三列7根线采集信号连接至芯片U1的引脚P37、P12-P17；

存储模块包括存储芯片U2，所述芯片U2为芯片FM24C04，芯片U2的引脚1、2、3、4、7与地线连接，引脚8为芯片供电脚，引脚5、6与芯片U1的引脚P54、P55连接；

所述显示模块包括液晶屏LCD1和芯片U3，所述芯片U3为液晶屏驱动专用芯片HT1621，引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1的段码连接，引脚SEG0-SEG31与液晶屏LCD1的位码连接，引脚VDD连接电源VCC，引脚CS连接芯片U1的引脚P36，引脚RD连接芯片U1的引脚P35，引脚WD连接芯片U1的引脚P34，引脚DATA连接芯片U1的引脚P33。

3.据权利要求1所述的智能喷药机器人，其特征在于所述导向轮设有两个，分别为前导向轮和后导向轮。

4.据权利要求1所述的智能喷药机器人，其特征在于所述药箱上设有进气阀，方便液体顺畅流出。

5.据权利要求1所述的智能喷药机器人，其特征在于所述动力电机***设有动力电机箱，保证了使用的安全性。

6.据权利要求1所述的智能喷药机器人，其特征在于所述遥控器的按键有车速控制增加和降低按键，喷药车启动停止键，泵压控制增加降低按键，水泵启停键，喷药摆臂摇摆频率设定按键，喷药摆臂的运行/停止按键，智能喷药机器人的工作模式设置按键，分为连续模式和间歇模式，整车所有功能同时启动停止按键。

7.据权利要求1所述的智能喷药机器人，其特征在于所述主控箱的主控模块中的主控芯片U1的引脚P23、P22、P21、P42、P37、P36、P35分别通过上拉电阻R18、R19、R20、R24、R22、R23、R21连接电源VCC，保证引脚工作的稳定性。

8.据权利要求2所述的智能喷药机器人，其特征在于所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P30-P32分别连接有上拉电阻R14-R16，保证引脚工作的稳定性。

9.据权利要求2所述的智能喷药机器人，其特征在于所述遥控器的核心控制模块中的芯片U1的引脚P37、P12-P17分别连接上拉电阻R13-R7，引脚P11的上拉电阻为R21，保证引脚工作的稳定性。

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