CN113747017A - 一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，涉及马蹄采收技术领域，本发明包括导航机构，包括底座以及拖拉机，底座顶部固设有外壳和调整组件，外壳一侧设置有遥测组件以及微控制器，底座安装于拖拉机顶端；驱动机构，包括与拖拉机输出端连接的第一驱动轴以及由第一驱动轴驱动的传动组件；筛选机构，其安装于拖拉机尾部，包括框架式结构的支撑架以及支撑支撑架移动的轮胎，支撑架用于支撑传动组件和筛选组件，筛选组件与传动组件连接。本发明通过设置微控制器，通过微控制器设置的自动导航仪获取拖拉机的位置坐标和速度信息，拖拉机按照设定的路径行走并通过遥测摄像头以及监控摄像头实时观察耕作农作物图像，提高导航的精度。

Description

一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机
技术领域
本发明属于马蹄采收技术领域，特别是涉及一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机。
背景技术
自动化控制技术在农业现代中的地位和作用越来越被人们所重视。农业自动化能够大大提高劳动生产率和增加劳动舒适性，农业生产向着高效率和高精度的机械化、自动化方向发展是必然的选择。农机视觉导航是农业机械自动化的重要技术，农机在使用过程中经常面对多种不同的使用情况，需要采集的图像范围、位置和角度经常不相同，设计一套适用农业生产的需要的导航***，导航***需要得到准确的信息，导航精度需要能够满足农业生产需求。
现有技术下的马蹄采收机缺少无人视觉导航驾驶技术，同时有着需要多人多天采摘，劳动效率低下，且工作量大、繁重，间接增加了种植农户的采收成本等缺点，为此我们提出了一种一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，解决现有的缺少无人视觉导航驾驶技术，同时有着需要多人多天采摘，劳动效率低下，且工作量大、繁重，间接增加了种植农户的采收成本的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明为一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，包括：
导航机构，包括底座以及拖拉机，所述底座顶部固设有外壳和调整组件，所述外壳一侧设置有遥测组件以及微控制器，所述底座安装于拖拉机顶端；
驱动机构，包括与拖拉机输出端连接的第一驱动轴以及由第一驱动轴驱动的传动组件；
筛选机构，其安装于拖拉机尾部，包括框架式结构的支撑架以及支撑支撑架移动的轮胎，所述支撑架用于支撑传动组件和筛选组件，所述筛选组件与传动组件连接。
进一步地，所述调整组件包括第一电机以及第二电机，所述第一电机一侧设有输出端，所述第一电机安装于底座顶端，所述输出端与外壳连接，所述第二电机安装于外壳内部。
进一步地，所述遥测组件包括遥测摄像头以及监控摄像头，所述遥测摄像头以及监控摄像头均安装有物联网模块以及电子测速仪，所述遥测摄像头以及监控摄像头安装于外壳两端，所述第二电机两侧均设有输出端且分别与遥测摄像头以及监控摄像头一侧连接。
进一步地，所述第一电机、第二电机、物联网模块以及电子测速仪均与微控制器连接，所述微控制器安装有语音输出装置以及储存模块。
进一步地，所述拖拉机内部设有控制运行的电控***，所述微控制器与电控***连接。
进一步地，所述传动组件包括第二驱动轴以及传动齿轮组，所述第一驱动轴、第二驱动轴以及传动齿轮组均安装于支撑架上，所述传动齿轮组外部安装有保护功能的齿轮盒。
进一步地，所述第二驱动轴一端与第一皮带轮连接，所述第一皮带轮通过传动皮带与第二皮带轮连接，所述第二皮带轮安装于支撑架一侧，所述第二驱动轴一端安装有皮带护罩以及轴承。
进一步地，所述筛选组件包括链条以及破土铲，所述链条一侧固设有若干筛选杆，所述破土铲安装于支撑架前端，所述筛选杆尾端方向安装有储存箱，所述储存箱内部安装有重量传感器，所述微控制器与重量传感器连接。
进一步地，所述破土铲倾斜放置，所述破土铲表面设置有一定宽度缺口，所述破土铲宽度小于两个轮胎之间的间距。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置微控制器，通过微控制器设置的自动导航仪和基准站获取拖拉机的位置坐标和速度信息，拖拉机按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像，可以提高导航的精度。
2、本发明通过设置遥测摄像头以及监控摄像头，工作人员通过遥测摄像头以及监控摄像头对储存的农作物图像信息进行处理并作出相应的姿态调整，提高作业安全性。
3、本发明通过设置筛选杆以及储存箱，筛选杆间距可调，主要取决于工作人员对果实大小要求，储存箱内置重量传感器向微控制器发送果实重量信息，在储存箱无空间时提示工作人员。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机的第一视角外部整体结构示意图；
图2为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机的第二视角外部整体示意图；
图3为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机的外部侧视结构示意图；
图4为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机中驱动机构和筛选机构的外部整体结构示意图；
图5为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机中驱动机构和筛选机构的俯视结构示意图；
图6为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机的图2中A处局部放大结构示意图；
图7为本发明一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机的图4中B处局部放大结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100、导航机构；101、第一电机；102、底座；103、外壳；104、遥测摄像头；105、监控摄像头；106、拖拉机；107、第二电机；200、驱动机构；201、第一驱动轴；202、第二驱动轴；203、传动齿轮组；204、第一皮带轮；205、第二皮带轮；206、皮带护罩；207、齿轮盒；208、轴承；300、筛选机构；301、支撑架；302、链条；303、筛选杆；304、破土铲；305、储存箱；306、轮胎。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“下”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图1-7所示，本发明为一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，包括：
导航机构100，包括底座102以及拖拉机106，底座102顶部固设有外壳103和调整组件，外壳103一侧设置有遥测组件以及微控制器，底座102安装于拖拉机106顶端；
驱动机构200，包括与拖拉机106输出端连接的第一驱动轴201以及由第一驱动轴201驱动的传动组件；
筛选机构300，其安装于拖拉机106尾部，包括框架式结构的支撑架301以及支撑支撑架301移动的轮胎306，支撑架301用于支撑传动组件和筛选组件，筛选组件与传动组件连接。
使用时，遥测组件获取导航区域的图像信息，同时视觉传感器分别安装在拖拉机106最前端机架、左右两侧的机架上，安装在拖拉机106左右两侧机架上的视觉传感器相背设置，通过微控制器设置自动导航仪和基准站获取拖拉机106的位置坐标和速度信息，拖拉机106按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像，对储存的农作物图像信息进行处理并作出相应的姿态调整，可以提高导航的精度，同时拖拉机106启动驱动传动组件以及筛选组件进行果实采收。
为了调整遥测组件的测量范围以及测量角度，调整组件包括第一电机101以及第二电机107，第一电机101一侧设有输出端，第一电机101安装于底座102顶端，输出端与外壳103连接，第二电机107安装于外壳103内部，第一电机101可以控制遥测组件的水平方向上的测量角度，第二电机107控制遥测组件的垂直角度。
遥测组件包括遥测摄像头104以及监控摄像头105，遥测摄像头104以及监控摄像头105均安装有物联网模块以及电子测速仪，遥测摄像头104以及监控摄像头105安装于外壳103两端，第二电机107两侧均设有输出端且分别与遥测摄像头104以及监控摄像头105一侧连接，物联网模块用于工作人员远程控制，电子测速仪测量车辆速度，不断纠正。
第一电机101、第二电机107、物联网模块以及电子测速仪均与微控制器连接，微控制器安装有语音输出装置以及储存模块，当拖拉机106速度或者角度发生异常时，语音输出装置通过物联网模块向工作人员发出警报，提示停机或者纠偏，储存模块不断储存车辆行进信息，增加装置安全性。
为了视觉导航控制拖拉机106运行，拖拉机106内部设有控制运行的电控***，微控制器与电控***连接。
传动组件包括第二驱动轴202以及传动齿轮组203，第一驱动轴201、第二驱动轴202以及传动齿轮组203均安装于支撑架301上，传动齿轮组203外部安装有保护功能的齿轮盒207，当拖拉机106运行时，其输出轴驱动第一驱动轴201并通过传动齿轮组203驱动第二驱动轴202运行。
第二驱动轴202一端与第一皮带轮204连接，第一皮带轮204通过传动皮带与第二皮带轮205连接，第二皮带轮205安装于支撑架301一侧，第二驱动轴202一端安装有皮带护罩206以及轴承208，皮带护罩206以及轴承208用来保护装置以及保证装置稳定性，防止进入泥土。
筛选组件包括链条302以及破土铲304，链条302一侧固设有若干筛选杆303，破土铲304安装于支撑架301前端，筛选杆303尾端方向安装有储存箱305，储存箱305内部安装有重量传感器，微控制器与重量传感器连接，筛选杆303间距可调，主要取决于工作人员对果实大小要求，重量传感器向微控制器发送果实重量信息，在储存箱305无空间时提示工作人员。
为了便于收获果实，破土铲304倾斜放置，破土铲304表面设置有一定宽度缺口，破土铲304宽度小于两个轮胎306之间的间距。
下面为本发明的工作原理：
请参阅图1-7所示，本发明为一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其使用方法为：使用时，遥测组件获取导航区域的图像信息，同时视觉传感器分别安装在拖拉机106最前端机架、左右两侧的机架上，安装在拖拉机106左右两侧机架上的视觉传感器相背设置，通过微控制器设置自动导航仪和基准站获取拖拉机106的位置坐标和速度信息，拖拉机106按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像，工作人员通过遥测摄像头104以及监控摄像头105对储存的农作物图像信息进行处理并作出相应的姿态调整，可以提高导航的精度，拖拉机106运行时，其输出轴驱动第一驱动轴201并通过传动齿轮组203驱动第二驱动轴202运行，此时第一皮带轮204通过皮带驱动第二皮带轮205使链条302运行，果实通过筛选杆303运行进入储存箱305，储存箱305内置重量传感器向微控制器发送果实重量信息，在储存箱305无空间时提示工作人员，设备具备良好的机动性和灵活性安全性，可以提高导航定位的精度同时降低人力消耗，大大提高了工作效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：包括
导航机构(100)，包括底座(102)以及拖拉机(106)，所述底座(102)顶部固设有外壳(103)和调整组件，所述外壳(103)一侧设置有遥测组件以及微控制器，所述底座(102)安装于拖拉机(106)顶端；
驱动机构(200)，包括与拖拉机(106)输出端连接的第一驱动轴(201)以及由第一驱动轴(201)驱动的传动组件；
筛选机构(300)，其安装于拖拉机(106)尾部，包括框架式结构的支撑架(301)以及支撑支撑架(301)移动的轮胎(306)，所述支撑架(301)用于支撑传动组件和筛选组件，所述筛选组件与传动组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述调整组件包括第一电机(101)以及第二电机(107)，所述第一电机(101)一侧设有输出端，所述第一电机(101)安装于底座(102)顶端，所述输出端与外壳(103)连接，所述第二电机(107)安装于外壳(103)内部。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述遥测组件包括遥测摄像头(104)以及监控摄像头(105)，所述遥测摄像头(104)以及监控摄像头(105)均安装有物联网模块以及电子测速仪，所述遥测摄像头(104)以及监控摄像头(105)安装于外壳(103)两端，所述第二电机(107)两侧均设有输出端且分别与遥测摄像头(104)以及监控摄像头(105)一侧连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述第一电机(101)、第二电机(107)、物联网模块以及电子测速仪均与微控制器连接，所述微控制器安装有语音输出装置以及储存模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述拖拉机(106)内部设有控制运行的电控***，所述微控制器与电控***连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述传动组件包括第二驱动轴(202)以及传动齿轮组(203)，所述第一驱动轴(201)、第二驱动轴(202)以及传动齿轮组(203)均安装于支撑架(301)上，所述传动齿轮组(203)外部安装有保护功能的齿轮盒(207)。
7.根据权利要求6所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述第二驱动轴(202)一端与第一皮带轮(204)连接，所述第一皮带轮(204)通过传动皮带与第二皮带轮(205)连接，所述第二皮带轮(205)安装于支撑架(301)一侧，所述第二驱动轴(202)一端安装有皮带护罩(206)以及轴承(208)。
8.根据权利要求1所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述筛选组件包括链条(302)以及破土铲(304)，所述链条(302)一侧固设有若干筛选杆(303)，所述破土铲(304)安装于支撑架(301)前端，所述筛选杆(303)尾端方向安装有储存箱(305)，所述储存箱(305)内部安装有重量传感器，所述微控制器与重量传感器连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于视觉导航的无人驾驶马蹄采收机，其特征在于：所述破土铲(304)倾斜放置，所述破土铲(304)表面设置有一定宽度缺口，所述破土铲(304)宽度小于两个轮胎(306)之间的间距。
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