CN111328518A - 一种试验田用轨道式农业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业作业机器人领域，具体是涉及一种试验田用轨道式农业机器人，包括施肥机器人和输运轨道，所述施肥机器人设置在所述输运轨道上，施肥机器人包括行走机构、转动机构、角度调节机构和施肥机构，所述施肥机构设置在所述角度调节机构上，角度调节机构设置在转动机构上，转动机构设置在行走机构上，行走机构与输运轨道相配合，本发明通过设计一种轨道式农业机械的农田布局结构，在农田里预先埋设好输运轨道之后，可以满足较大区域直接的施肥、灌溉要求，同施肥机器人不需要农田里的反复行走，避免对对农田的反复碾压。

Description

一种试验田用轨道式农业机器人

技术领域

本发明涉及农业作业机器人领域，具体是涉及一种试验田用轨道式农业机器人。

背景技术

农田灌溉为地补充作物所需水分的技术措施，为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分，在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求，因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足，灌溉，即用水浇地，灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，要适时、适量，合理灌溉，其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。农业用灌溉机器人。肥料随同灌溉水进入田间的过程叫做灌溉施肥。即滴灌、地下滴灌等在灌水的同时，按照作物生长各个阶段对养分的需要和气候条件等准确将肥料补加和均匀施在根系附近，被根系直接吸收利用。灌溉施肥可以提高肥料的利用率，节省肥料的用量；节省施肥劳力；灵活、方便、准确掌握施肥时间和数量；养分吸收速度快；改善土壤的环境状况；特别适合微量元素的应用；发挥水、肥的最大效益；有利于保护环境。

施肥灌溉主要通过灌溉农业产品来实现，降低其种植者的日常的工作量，节省种植者的灌溉的时间，且灌溉机器人的灌溉效率要远远高于人工灌溉，现有的灌溉机器人在使用时存在一些弊端，在使用过程中，不能够对灌溉的量的大小进行控制，导致不能灌溉到农作物需要的量，无法满足不同高度的农作物的需求，导致灌溉机器人的工作适用范围小，在地面不平的地方工作时无法保持灌溉机器人的整体的平稳，导致灌溉机器人的使用寿命短。

中国专利CN201811002084.7涉及农业灌溉技术领域，且公开了一种农业用灌溉机器人，包括灌溉水箱，所述灌溉水箱的下端外表面设置有减震底座，所述减震底座的下端设置有活动承载杆，所述活动承载杆的一侧设置有连接轴，所述连接轴的一侧设置有车轮杆，所述车轮杆的一侧设置有车轮，所述灌溉水箱的上端设置有加水口，所述加水口的上端外表面设置有密封盖。该农业用灌溉机器人，通过滑道和减震弹簧的配合，可以使灌溉机器人在工作时保持平稳，固定轴和活动轴之间的活动，可以根据不同高度的轴农作物进行灌溉高度调节，适用范围广，通过调节开关可以使灌溉机器人进行合适的灌溉量进行灌溉，且灌溉机器人通过灌溉水箱不需要进行水管的牵引，浪费时间和人工。

但是在对农田进行各种作业时需要变换各种功能的机具，且农业机械需在农田里的反复行走，这样就造成了对农田的反复碾压，不利于对农田的保护，特别是农田遇阴雨天土壤潮湿时，反复的碾压会对土壤的平整度及墒情造成严重破坏，不利于后续作业的完成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种试验田用轨道式农业机器人，该技术方案解决了普通农业机器人作业时对农田反复碾压的问题，该轨道式农业机器人通过设计一种轨道式农业机械的农田布局结构，在农田里预先埋设好输运轨道之后，可以满足较大区域直接的施肥、灌溉要求，同施肥机器人不需要农田里的反复行走，避免对对农田的反复碾压。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供一种试验田用轨道式农业机器人，包括施肥机器人和输运轨道，所述施肥机器人设置在所述输运轨道上，施肥机器人包括行走机构、转动机构、角度调节机构和施肥机构，所述施肥机构设置在所述角度调节机构上，施肥机构用于喷洒农药，角度调节机构用于驱动施肥机构进行喷洒角度的调节，角度调节机构设置在转动机构上，转动机构用于驱动施肥机构进行转动，调整农药喷洒范围，转动机构设置在行走机构上，行走机构与输运轨道相配合，用于驱动施肥机器人沿输运轨道进行水平方向上的运动。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，所述输运轨道包括两条对称设置的输运导轨，所述输运导轨的底端设有支撑腿，所述支撑腿垂直设置在农田上，其中一条输运导轨的内侧设有齿条，所述行走机构包括支撑底座、行走安装座、行走驱动电机和行走主动齿轮，所示支撑底座悬空设置在两条输运导轨的顶部，支撑底座底端与输运导轨顶端设置有一定间隙，支撑底座的顶端设有所述行走安装座，行走安装座上设有所述行走驱动电机，行走驱动电机的输出轴贯穿支撑底座并传动连接有所述行走主动齿轮，行走主动齿轮位于支撑底座的底部，两条齿条之间设有行走主动齿轮，行走主动齿轮与齿条啮合。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，支撑底座的两侧均设有至少一个防倾斜机构，所述防倾斜机构包括防倾斜安装座和防倾斜导向轮，支撑底座的两侧固定有所述防倾斜安装座，所述防倾斜安装座内转动连接有至少一个所述防倾斜导向轮，防倾斜导向轮上设有内凹槽，两条输运导轨相互远离的一端设有防倾斜导向杆，所述防倾斜导向杆与所述内凹槽相切设置，防倾斜导向轮沿防倾斜导向杆的轴向进行滑动。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，所述转动机构包括转动支撑座、转动齿盘、转动驱动电机和转动主动齿轮，所述转动支撑座设置在支撑底座的顶端，行走安装座位于支撑底座的一侧，且转动支撑座位于支撑底座的中心位置，支撑底座的顶端转动连接有所述转动齿轮，转动齿轮的侧部设有所述转动驱动电机，转动驱动电机的输出轴传动连接有所述转动主动齿轮，转动主动齿轮与转动齿盘啮合。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，转动齿盘的底端设有弧形的燕尾榫，燕尾榫圆周分布在转动齿盘上，转动支撑座上端面的边缘处设有与所述燕尾榫相配合的燕尾槽，所述燕尾槽设置为环形。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，所述角度调节机构包括支撑板、固定盘、角度调节运动模组和运动盘，转动齿盘的上端面设有至少一个所述支撑板，支撑板圆周分布在转动齿盘上，支撑板的一端与转动齿盘连接，支撑板的另一端连接有所述固定盘，固定盘的顶部设有所述运动盘，固定盘与运动盘之间设有至少一个所述角度调节运动模组，固定盘上端面设有与角度调节运动模组数量相匹配的固定端铰接座，运动盘的下端面设有与角度调节运动模组数量相匹配的运动端铰接座，角度调节运动模组的一端通过虎克铰与所述固定端铰接座铰接，角度调节运动模组的另一端通过虎克铰与所述运动端铰接座铰接。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，角度调节运动模组包括调节电动缸和伺服驱动电机，所述伺服驱动电机的输出轴传动连接有所述调节电动缸，调节电动缸的输出轴通过虎克铰与运动端铰接座传动连接。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，所述施肥机构包括施肥平台、隔板、施肥范围驱动电动推杆、减震弹簧、肥料箱、舵机和喷洒盘，运动盘上端面设有所述施肥平台，施肥平台的上端面的中间位置设有一块隔板，所述隔板的两侧均设有至少一个所述施肥范围驱动电动推杆,施肥范围驱动电动推杆的输出轴传动连接有所述肥料箱，所述隔板上设有至少一个减震弹簧，减震弹簧位于施肥范围驱动电动推杆的外部，减震弹簧的另一端与肥料箱连接，肥料箱远离施肥范围驱动电动推杆的一端设有所述舵机，所述舵机的输出端传动连接有所述喷洒盘，喷洒盘与肥料箱内部连通。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，肥料箱包括进液管、内箱体、外箱体、溢流口、第一出液管和第二出液管，所述内箱体设置在外箱体内部，内箱体的底部与外箱体的内底面相连接，施肥范围驱动电动推杆的输出轴与外箱体的外壁连接，所述进液管设置在外箱体的顶部并与内箱体内部连通，内箱体的侧壁设有所述溢流口，溢流口设置为长槽状，所述第一出液管的一端与内箱体内部连通，第一出液管的另一端通过软管与喷洒盘连通，所述第二出液管的一端与外箱体内部连通，第二出液管的另一端通过软管与喷洒盘连通。

作为试验田用轨道式农业机器人的一种优选方案，喷洒盘上设有若干雾化喷头。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

行走机构工作时，行走驱动电机驱动行走主动齿轮进行转动，行走主动齿轮转动时，由于输运导轨是固定的，即输运导轨上的齿条也是固定的，那么行走主动齿轮转动时，行走机构便推动施肥机器人沿输运轨道进行水平方向上的运动，施肥机器人在移动时，便能对输运轨道所覆盖范围内的农作物进行施肥灌溉。当转动机构工作时，转动驱动电机会驱动转动主动齿轮进行转动，而当转动主动齿轮转动时，便能带动与其啮合的转动齿盘在转动安装座上进行转动，因此实现了施肥机构的转动，可以进行作业方位的调节，通过协调控制每个调节电动缸的行程，实现运动盘的六个自由度的运动，即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动，即安装在运动盘上的施肥机构也具有六个自由度。舵机控制喷洒盘工作时的运动姿态，施肥范围驱动电动推杆行程改变时，即可以改变设置在隔板两侧的喷洒盘的作业跨度范围。该施肥机器人集作业角度调节、作业范围调节、作业方位调节等多种功能于一体，可对农田内各种农作物进行施肥灌溉，且灌溉速度快、位置调节灵活、智能化程 高、施肥清理效率高，解决了现在人工施肥灌溉清理劳动量大、效率低和成本高等问题。

通过设计一种轨道式农业机械的农田布局结构，在农田里预先埋设好输运轨道之后，使得每一条输运轨道上的施肥机器人在实际施肥灌溉的过程直播中，各个施肥机器人均可以灵活移动，可以满足较大区域直接的施肥、灌溉要求，同时可以通过网络控制，实现智能化自动化地农田工作，且由于施肥机器人不需要农田里的反复行走，避免对对农田的反复碾压，对农田进行了保护，施肥机构运动效果好，运动自由度多，结构紧凑且承载能力强，既能够起到了对施肥机构工作时角度的整体调节，便于施肥机构各种姿态全方位进行施肥灌，同时还能够对施肥机构工作时起到一定减震的效果，工作状态下下始终处于水平平稳状态，防止抖动性过大对施肥灌溉产生影响。

附图说明

图1为本发明运用在试验田上的结构示意图；

图2和图3为本发明两种视角下的结构示意图；

图4为图3中A处的放大示意图；

图5为本发明的仰视图；

图6为图5中B处的放大示意图；

图7为本发明中转动机构处的结构示意图；

图8为本发明中转动支撑座和转动齿盘分离状态下的结构示意图；

图9为图8中C处的放大示意图；

图10为本发明中角度调节机构处的结构示意图；

图11为本发明中施肥机构处的结构示意图；

图12为图11中D处的放大示意图；

图13为本发明中肥料箱处的侧视图；

图14为图13中A-A处的剖面示意图。

图中标号为：

1-输运轨道；1a-输运导轨；1b-支撑腿；1c-齿条；1d-防倾斜导向杆；

2-行走机构；2a-支撑底座；2b-行走安装座；2c-行走驱动电机；2d-行走主动齿轮；2e-防倾斜机构；2e1-防倾斜安装座；2e2-防倾斜导向轮；2e3-内凹槽；

3-转动机构；3a-转动支撑座；3a1-燕尾槽；3b-转动齿盘；3b1-燕尾榫；3c-转动驱动电机；3d-转动主动齿轮；

4-角度调节机构；4a-固定盘；4a1-固定端铰接座；4b-角度调节运动模组；4b1-调节电动缸；4b2-伺服驱动电机；4c-运动盘；4c1-运动端铰接座；

5-施肥机构；5a-施肥平台；5b-隔板；5c-施肥范围驱动电动推杆；5d-减震弹簧；5e-肥料箱；5e1-进液管；5e2-内箱体；5e3-外箱体；5e4-溢流口；5e5-第一出液管；5e6-第二出液管；5f-舵机；5g-软管；5h-喷洒盘；5h1-雾化喷头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，该轨道式农业机器人包括施肥机器人和输运轨道1，施肥机器人设置在输运轨道1上，通过设计一种轨道式农业机械的农田布局结构，在农田里预先埋设好输运轨道1之后，使得每一条输运轨道1上的施肥机器人在实际施肥灌溉的过程中，各个施肥机器人均可以灵活移动，可以满足较大区域直接的施肥、灌溉要求，同时可以通过网络控制，实现智能化自动化地农田工作，且由于施肥机器人不需要农田里的反复行走，避免对对农田的反复碾压，对农田进行了保护。

请参阅图2和图3，施肥机器人包括行走机构2、转动机构3、角度调节机构4和施肥机构5，施肥机构5设置在角度调节机构4上，施肥机构5用于喷洒农药，角度调节机构4用于驱动施肥机构5进行喷洒角度的调节，角度调节机构4设置在转动机构3上，转动机构3用于驱动施肥机构5进行转动，调整农药喷洒范围，转动机构3设置在行走机构2上，行走机构2与输运轨道1相配合，用于驱动施肥机器人沿输运轨道1进行水平方向上的运动。该施肥机器人集作业角度调节、作业范围调节、作业方位调节等多种功能于一体，可对农田内各种农作物进行施肥灌溉，且灌溉速度快、位置调节灵活、智能化程 高、施肥清理效率高，解决了现在人工施肥灌溉清理劳动量大、效率低和成本高等问题。

请参阅图2、图3、图5和图6，输运轨道1包括两条对称设置的输运导轨1a，输运导轨1a的底端设有支撑腿1b，支撑腿1b垂直设置在农田上，支撑腿1b可以是作为地桩的形式预先埋设在农田里，只要使得输运导轨1a是立于农田上即可，其中一条输运导轨1a的内侧设有齿条1c，行走机构2包括支撑底座2a、行走安装座2b、行走驱动电机2c和行走主动齿轮2d，所示支撑底座2a悬空设置在两条输运导轨1a的顶部，支撑底座2a底端与输运导轨1a顶端设置有一定间隙，支撑底座2a的顶端设有行走安装座2b，行走安装座2b上设有行走驱动电机2c，行走驱动电机2c的输出轴贯穿支撑底座2a并传动连接有行走主动齿轮2d，行走主动齿轮2d位于支撑底座2a的底部，两条齿条1c之间设有行走主动齿轮2d，行走主动齿轮2d与齿条1c啮合。行走机构2工作时，行走驱动电机2c驱动行走主动齿轮2d进行转动，行走主动齿轮2d转动时，由于输运导轨1a是固定的，即输运导轨1a上的齿条1c也是固定的，那么行走主动齿轮2d转动时，行走机构2便推动施肥机器人沿输运轨道1进行水平方向上的运动，施肥机器人在移动时，便能对输运轨道1所覆盖范围内的农作物进行施肥灌溉。

请参阅图4，考虑到施肥机器人沿输运轨道1进行水平方向上的运动时的稳定性，以及施肥机器人上施肥机构5在工作时的稳定性，支撑底座2a的两侧均设有至少一个防倾斜机构2e，防倾斜机构2e包括防倾斜安装座2e1和防倾斜导向轮2e2，支撑底座2a的两侧固定有防倾斜安装座2e1，防倾斜安装座2e1内转动连接有至少一个防倾斜导向轮2e2，防倾斜导向轮2e2上设有内凹槽2e3，两条输运导轨1a相互远离的一端设有防倾斜导向杆1d，防倾斜导向杆1d与内凹槽2e3相切设置，防倾斜导向轮2e2沿防倾斜导向杆1d的轴向进行滑动。通过防倾斜导向轮2e2与防倾斜导向杆1d的配合，施肥机器人在水平方向上移动时，整机不易发生大幅度的偏移，保证了施肥灌溉过程中的稳定性。

请参阅图7、图8和图9，转动机构3包括转动支撑座3a、转动齿盘3b、转动驱动电机3c和转动主动齿轮3d，转动支撑座3a设置在支撑底座2a的顶端，行走安装座2b位于支撑底座2a的一侧，且转动支撑座3a位于支撑底座2a的中心位置，支撑底座2a的顶端转动连接有转动齿轮，转动齿轮的侧部设有转动驱动电机3c，转动驱动电机3c的输出轴传动连接有转动主动齿轮3d，转动主动齿轮3d与转动齿盘3b啮合。转动齿盘3b的底端设有弧形的燕尾榫3b1，燕尾榫3b1圆周分布在转动齿盘3b上，转动支撑座3a上端面的边缘处设有与燕尾榫3b1相配合的燕尾槽3a1，燕尾槽3a1设置为环形，燕尾槽3a1与燕尾榫3b1的配合，实现了转动齿盘3b在转动支撑座3a上的转动，当转动机构3工作时，转动驱动电机3c会驱动转动主动齿轮3d进行转动，而当转动主动齿轮3d转动时，便能带动与其啮合的转动齿盘3b在转动安装座上进行转动，因此实现了施肥机构5的转动，可以进行作业方位的调节。

请参阅图10，角度调节机构4包括支撑板、固定盘4a、角度调节运动模组4b和运动盘4c，转动齿盘3b的上端面设有至少一个支撑板，支撑板圆周分布在转动齿盘3b上，支撑板的一端与转动齿盘3b连接，支撑板的另一端连接有固定盘4a，固定盘4a的顶部设有运动盘4c，固定盘4a与运动盘4c之间设有至少一个角度调节运动模组4b，固定盘4a上端面设有与角度调节运动模组4b数量相匹配的固定端铰接座4a1，运动盘4c的下端面设有与角度调节运动模组4b数量相匹配的运动端铰接座4c1，角度调节运动模组4b的一端通过虎克铰与固定端铰接座4a1铰接，角度调节运动模组4b的另一端通过虎克铰与运动端铰接座4c1铰接，角度调节运动模组4b包括调节电动缸4b1和伺服驱动电机4b2，伺服驱动电机4b2的输出轴传动连接有调节电动缸4b1，调节电动缸4b1的输出轴通过虎克铰与运动端铰接座4c1传动连接。在本实施例中，角度调节运动模组4b设置为6组，因此运动盘4c具有六自由度，运动盘4c通过6组角度调节运动模组4b支承，运动盘4c与角度调节运动模组4b、角度调节运动模组4b与固定盘4a之间军事通过虎克铰进行铰接，6只调节电动缸4b1采用伺服驱动电机4b2驱动，通过协调控制每个调节电动缸4b1的行程，实现运动盘4c的六个自由度的运动，即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动，即安装在运动盘4c上的施肥机构5也具有六个自由度。角度调节机构4的设置，使得施肥机构5运动效果好，运动自由度多，结构紧凑且承载能力强，既能够起到了对施肥机构5工作时角度的整体调节，便于施肥机构5各种姿态全方位进行施肥灌，同时还能够对施肥机构5工作时起到一定减震的效果，工作状态下下始终处于水平平稳状态，防止抖动性过大对施肥灌溉产生影响。

请参阅图11和图12，施肥机构5包括施肥平台5a、隔板5b、施肥范围驱动电动推杆5c、减震弹簧5d、肥料箱5e、舵机5f和喷洒盘5h，运动盘4c上端面设有施肥平台5a，施肥平台5a的上端面的中间位置设有一块隔板5b，隔板5b的两侧均设有至少一个施肥范围驱动电动推杆5c,施肥范围驱动电动推杆5c的输出轴传动连接有肥料箱5e，隔板5b上设有至少一个减震弹簧5d，减震弹簧5d位于施肥范围驱动电动推杆5c的外部，减震弹簧5d的另一端与肥料箱5e连接，肥料箱5e远离施肥范围驱动电动推杆5c的一端设有舵机5f，舵机5f的输出端传动连接有喷洒盘5h，喷洒盘5h与肥料箱5e内部连通。舵机5f控制喷洒盘5h工作时的运动姿态，施肥范围驱动电动推杆5c行程改变时，即可以改变设置在隔板5b两侧的喷洒盘5h的作业跨度范围，减震弹簧5d在施肥范围驱动电动推杆5c的伸缩运动中，对肥料箱5e起到了支撑、限位和减震缓冲的作用。

请参阅图13和图14，肥料箱5e包括进液管5e1、内箱体5e2、外箱体5e3、溢流口5e4、第一出液管5e5和第二出液管5e6，内箱体5e2设置在外箱体5e3内部，内箱体5e2的底部与外箱体5e3的内底面相连接，施肥范围驱动电动推杆5c的输出轴与外箱体5e3的外壁连接，进液管5e1设置在外箱体5e3的顶部并与内箱体5e2内部连通，内箱体5e2的侧壁设有溢流口5e4，溢流口5e4设置为长槽状，第一出液管5e5的一端与内箱体5e2内部连通，第一出液管5e5的另一端通过软管5g与喷洒盘5h连通，第二出液管5e6的一端与外箱体5e3内部连通，第二出液管5e6的另一端通过软管5g与喷洒盘5h连通，喷洒盘5h上设有若干雾化喷头5h1。采用雾化喷头5h1，是将有压的农药通过喷头喷射到空中，呈雾状散落在农田作物上。由于角度调节机构4可能根据农作物的高度、密度将肥料箱5e控制在与水平面倾斜的状态，为了避免肥料箱5e内的农药洒落出去，设置了内外式箱体，第一出液管5e5的一端与内箱体5e2内部连通，第一出液管5e5的另一端通过软管5g与喷洒盘5h连通，第二出液管5e6的一端与外箱体5e3内部连通，同时在内箱体5e2上设置了溢流口5e4，当肥料箱5e倾斜时，若肥料箱5e内农药较多，农业通过溢流口5e4进入到外箱体5e3内，并通过第二出液管5e6流入到喷洒盘5h处，避免农药的浪费。

本发明的工作原理为：行走机构2工作时，行走驱动电机2c驱动行走主动齿轮2d进行转动，行走主动齿轮2d转动时，由于输运导轨1a是固定的，即输运导轨1a上的齿条1c也是固定的，那么行走主动齿轮2d转动时，行走机构2便推动施肥机器人沿输运轨道1进行水平方向上的运动，施肥机器人在移动时，便能对输运轨道1所覆盖范围内的农作物进行施肥灌溉。当转动机构3工作时，转动驱动电机3c会驱动转动主动齿轮3d进行转动，而当转动主动齿轮3d转动时，便能带动与其啮合的转动齿盘3b在转动安装座上进行转动，因此实现了施肥机构5的转动，可以进行作业方位的调节，通过协调控制每个调节电动缸4b1的行程，实现运动盘4c的六个自由度的运动，即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动，即安装在运动盘4c上的施肥机构5也具有六个自由度。舵机5f控制喷洒盘5h工作时的运动姿态，施肥范围驱动电动推杆5c行程改变时，即可以改变设置在隔板5b两侧的喷洒盘5h的作业跨度范围。该施肥机器人集作业角度调节、作业范围调节、作业方位调节等多种功能于一体，可对农田内各种农作物进行施肥灌溉，且灌溉速度快、位置调节灵活、智能化程高、施肥清理效率高，解决了现在人工施肥灌溉清理劳动量大、效率低和成本高等问题。

通过设计一种轨道式农业机械的农田布局结构，在农田里预先埋设好输运轨道1之后，使得每一条输运轨道1上的施肥机器人在实际施肥灌溉的过程中，各个施肥机器人均可以灵活移动，对农田进行了保护，施肥机构5运动效果好，运动自由度多，结构紧凑且承载能力强，既能够起到了对施肥机构5工作时角度的整体调节，便于施肥机构5各种姿态全方位进行施肥灌，同时还能够对施肥机构5工作时起到一定减震的效果，工作状态下下始终处于水平平稳状态，防止抖动性过大对施肥灌溉产生影响。

Claims (10)

1.一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，包括施肥机器人和输运轨道（1），所述施肥机器人设置在所述输运轨道（1）上，施肥机器人包括行走机构（2）、转动机构（3）、角度调节机构（4）和施肥机构（5），所述施肥机构（5）设置在所述角度调节机构（4）上，施肥机构（5）用于喷洒农药，角度调节机构（4）用于驱动施肥机构（5）进行喷洒角度的调节，角度调节机构（4）设置在转动机构（3）上，转动机构（3）用于驱动施肥机构（5）进行转动，调整农药喷洒范围，转动机构（3）设置在行走机构（2）上，行走机构（2）与输运轨道（1）相配合，用于驱动施肥机器人沿输运轨道（1）进行水平方向上的运动。

2.根据权利要求1所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，所述输运轨道（1）包括两条对称设置的输运导轨（1a），所述输运导轨（1a）的底端设有支撑腿（1b），所述支撑腿（1b）垂直设置在农田上，其中一条输运导轨（1a）的内侧设有齿条（1c），所述行走机构（2）包括支撑底座（2a）、行走安装座（2b）、行走驱动电机（2c）和行走主动齿轮（2d），所示支撑底座（2a）悬空设置在两条输运导轨（1a）的顶部，支撑底座（2a）底端与输运导轨（1a）顶端设置有一定间隙，支撑底座（2a）的顶端设有所述行走安装座（2b），行走安装座（2b）上设有所述行走驱动电机（2c），行走驱动电机（2c）的输出轴贯穿支撑底座（2a）并传动连接有所述行走主动齿轮（2d），行走主动齿轮（2d）位于支撑底座（2a）的底部，两条齿条（1c）之间设有行走主动齿轮（2d），行走主动齿轮（2d）与齿条（1c）啮合。

3.根据权利要求2所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，支撑底座（2a）的两侧均设有至少一个防倾斜机构（2e），所述防倾斜机构（2e）包括防倾斜安装座（2e1）和防倾斜导向轮（2e2），支撑底座（2a）的两侧固定有所述防倾斜安装座（2e1），所述防倾斜安装座（2e1）内转动连接有至少一个所述防倾斜导向轮（2e2），防倾斜导向轮（2e2）上设有内凹槽（2e3），两条输运导轨（1a）相互远离的一端设有防倾斜导向杆（1d），所述防倾斜导向杆（1d）与所述内凹槽（2e3）相切设置，防倾斜导向轮（2e2）沿防倾斜导向杆（1d）的轴向进行滑动。

4.根据权利要求3所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，所述转动机构（3）包括转动支撑座（3a）、转动齿盘（3b）、转动驱动电机（3c）和转动主动齿轮（3d），所述转动支撑座（3a）设置在支撑底座（2a）的顶端，行走安装座（2b）位于支撑底座（2a）的一侧，且转动支撑座（3a）位于支撑底座（2a）的中心位置，支撑底座（2a）的顶端转动连接有所述转动齿轮，转动齿轮的侧部设有所述转动驱动电机（3c），转动驱动电机（3c）的输出轴传动连接有所述转动主动齿轮（3d），转动主动齿轮（3d）与转动齿盘（3b）啮合。

5.根据权利要求4所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，转动齿盘（3b）的底端设有弧形的燕尾榫（3b1），燕尾榫（3b1）圆周分布在转动齿盘（3b）上，转动支撑座（3a）上端面的边缘处设有与所述燕尾榫（3b1）相配合的燕尾槽（3a1），所述燕尾槽（3a1）设置为环形。

6.根据权利要求5所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，所述角度调节机构（4）包括支撑板、固定盘（4a）、角度调节运动模组（4b）和运动盘（4c），转动齿盘（3b）的上端面设有至少一个所述支撑板，支撑板圆周分布在转动齿盘（3b）上，支撑板的一端与转动齿盘（3b）连接，支撑板的另一端连接有所述固定盘（4a），固定盘（4a）的顶部设有所述运动盘（4c），固定盘（4a）与运动盘（4c）之间设有至少一个所述角度调节运动模组（4b），固定盘（4a）上端面设有与角度调节运动模组（4b）数量相匹配的固定端铰接座（4a1），运动盘（4c）的下端面设有与角度调节运动模组（4b）数量相匹配的运动端铰接座（4c1），角度调节运动模组（4b）的一端通过虎克铰与所述固定端铰接座（4a1）铰接，角度调节运动模组（4b）的另一端通过虎克铰与所述运动端铰接座（4c1）铰接。

7.根据权利要求6所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，角度调节运动模组（4b）包括调节电动缸（4b1）和伺服驱动电机（4b2），所述伺服驱动电机（4b2）的输出轴传动连接有所述调节电动缸（4b1），调节电动缸（4b1）的输出轴通过虎克铰与运动端铰接座（4c1）传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，所述施肥机构（5）包括施肥平台（5a）、隔板（5b）、施肥范围驱动电动推杆（5c）、减震弹簧（5d）、肥料箱（5e）、舵机（5f）和喷洒盘（5h），运动盘（4c）上端面设有所述施肥平台（5a），施肥平台（5a）的上端面的中间位置设有一块隔板（5b），所述隔板（5b）的两侧均设有至少一个所述施肥范围驱动电动推杆（5c）,施肥范围驱动电动推杆（5c）的输出轴传动连接有所述肥料箱（5e），所述隔板（5b）上设有至少一个减震弹簧（5d），减震弹簧（5d）位于施肥范围驱动电动推杆（5c）的外部，减震弹簧（5d）的另一端与肥料箱（5e）连接，肥料箱（5e）远离施肥范围驱动电动推杆（5c）的一端设有所述舵机（5f），所述舵机（5f）的输出端传动连接有所述喷洒盘（5h），喷洒盘（5h）与肥料箱（5e）内部连通。

9.根据权利要求8所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，肥料箱（5e）包括进液管（5e1）、内箱体（5e2）、外箱体（5e3）、溢流口（5e4）、第一出液管（5e5）和第二出液管（5e6），所述内箱体（5e2）设置在外箱体（5e3）内部，内箱体（5e2）的底部与外箱体（5e3）的内底面相连接，施肥范围驱动电动推杆（5c）的输出轴与外箱体（5e3）的外壁连接，所述进液管（5e1）设置在外箱体（5e3）的顶部并与内箱体（5e2）内部连通，内箱体（5e2）的侧壁设有所述溢流口（5e4），溢流口（5e4）设置为长槽状，所述第一出液管（5e5）的一端与内箱体（5e2）内部连通，第一出液管（5e5）的另一端通过软管（5g）与喷洒盘（5h）连通，所述第二出液管（5e6）的一端与外箱体（5e3）内部连通，第二出液管（5e6）的另一端通过软管（5g）与喷洒盘（5h）连通。

10.根据权利要求9所述的一种试验田用轨道式农业机器人，其特征在于，喷洒盘（5h）上设有若干雾化喷头（5h1）。

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