CN209251495U - 一种喷药机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种喷药机器人，其特征在于，包括行走底盘，以及设置在所述行走底盘上的喷药装置和控制模块，所述喷药装置的喷头部分设置在左右伸缩机构上，所述左右伸缩机构通过上下调节机构设置在所述行走底盘上；所述左右伸缩机构包括一对左右对称设置的平行四杆机构，所述平行四杆机构由相对应的舵机驱动以实现左右伸缩；所述行走底盘的左右两侧还分别设置有喷射目标检测模块，所述喷射目标检测模块的信号输入输出端分别与所述控制模块的主控芯片相对应的引脚连接。本实用新型中，喷头可伸缩，既可实现定点精准喷药，又可以使该机器人在不喷药时结构紧凑、占地面积小。

Description

一种喷药机器人

技术领域

本实用新型属于喷药机器人技术领域，具体涉及一种喷药机器人。

背景技术

随着科学技术的发展，在各种农作物种植以及取得植物性产品的过程中，自动化正逐步体现出其重要性。尤其是在农作物种植中农药喷洒这一方面，通过自动化作业，不但可以减少人们的劳动强度，而且机器做工还可以克服地形、天气、植物疏密状态等一些不利因素的影响。故如何采用机器自动化作业已经成为国内外研究的主要问题。

实用新型内容

本实用新型设计了一种喷药机器人，旨在提供一种能实现定点精准喷药的自动化喷药装置，避免了不必要的浪费，更能够适应复杂的农业环境。

为了实现上述目的，本实用新型一方面公开了：

一种喷药机器人，包括行走底盘，以及设置在所述行走底盘上的喷药装置和控制模块，所述喷药装置的喷头部分设置在左右伸缩机构上，所述左右伸缩机构通过上下调节机构设置在所述行走底盘上；所述左右伸缩机构包括一对左右对称设置的平行四杆机构，所述平行四杆机构由相对应的舵机驱动以实现左右伸缩；所述行走底盘的左右两侧还分别设置有喷射目标检测模块，所述喷射目标检测模块的信号输入输出端分别与所述控制模块的主控芯片相对应的引脚连接。

进一步，所述平行四杆机构包括顶杆、底杆和一对摆杆，设置在外侧的摆杆的上下两端分别通过相对应的销子与所述顶杆和底杆转动连接，设置在内侧的摆杆的上端通过相对应的销子与所述顶杆转动连接，设置在内侧的摆杆的下端通过相应舵机与所述底杆连接；所述顶杆的外端与相对应的喷头部分连接。

进一步，所述两个平行四杆机构的底杆加工成一体件；所述一体件底杆的中间部分与所述上下调节机构固连。

进一步，所述上下调节机构包括竖直设置的丝杠和丝杠螺母，所述丝杠下端与步进电机连接，所述步进电机由步进电机控制器驱动控制，所述步进电机控制器的信号控制端连接于所述主控模块的主控芯片对应的引脚上；所述左右伸缩机构与所述丝杠螺母连接。

进一步，所述上下调节机构还包括上、下固定板和导轨，所述丝杠上下两端分别与上、下固定板可转动连接，所述下固定板固连在所述步进电机的壳体上；所述导轨设置在上、下固定板之间，所述丝杠螺母通过滑块与所述导轨可滑动连接。

进一步，所述导轨通过导轨支架设置在所述上、下固定板之间，所述导轨支架的本体是一长条状的矩形块结构，矩形块结构上加工有纵向的U型槽，U型槽槽底设置有若干安装孔以安装所述导轨，矩形块结构的两端均设置有连接孔以分别与所述上下固定板连接。

进一步，所述丝杠螺母上设置螺纹孔以与所述左右伸缩机构连接。

进一步，所述喷药装置包括药箱、增压泵及喷头部分，所述喷头部分的各喷头分别通过相对应的水管、电磁阀和所述增压泵的出口连接，所述增压泵的进口与所述药箱的出口连接；所述电磁阀电源两极连接于电磁继电器，所述电磁继电器信号控制端通过信号线连接于所述主控模块的主控芯片相对应的引脚上。

进一步，所述喷头部分包括喷板和设置在所述喷板上的若干喷头，所述喷板通过连接件和所述左右伸缩机构连接。

进一步，所述喷板设置有连接凸台以与所述左右伸缩机构连接。

进一步，所述喷板的本体是一矩形板结构，所述连接凸台设置在矩形板结构的中部。

进一步，所述连接件是一L型板结构，L型板结构的底板与相对应喷板连接，L型板结构的立板与相对应平行四杆机构的顶杆连接，L型板结构的两侧还设置有加强板。

进一步，所述喷射目标检测模块包括光电开关。

该喷药机器人具有以下有益效果：

（1）本实用新型可以实现机器人的喷头伸缩、定点喷药、精准喷药、变量喷药，更能够适应复杂的农业环境。

（2）本实用新型成本较低，作业效率较高，且易于研究和制作。

（3）本实用新型中，喷头可伸缩，既可实现定点精准喷药，又可以使该机器人在不喷药时结构紧凑、占地面积小。而且，本实用新型中，各喷头单独控制，竖直排列，操作灵活，喷射范围广，可避免不必要的浪费。

附图说明

图1：本实用新型实施方式中喷药机器人的整体结构示意图；

图2：本实用新型实施方式中喷头部分和伸缩机构的组装结构示意图；

图3：本实用新型实施方式中上下调节机构的结构示意图；

图4：本实用新型实施方式中底盘的布局示意图；

图5：本实用新型实施方式中喷药装置的工作流程图。

附图标记说明：

1—行走底盘；11—药箱；12—增压泵；13—电磁阀；14—电磁继电器；15—主控芯片；16—喷射目标检测模块；2—喷头部分；21—喷头；22—喷板；23—连接件；3—左右伸缩机构；31—平行四杆机构；311—顶杆；312—底杆；313—摆杆；32—舵机；33—销子；4—上下调节机构；41—上固定板；42—导轨支架；43—丝杠螺母；44—滑块；45—导轨；46—丝杠；47—下固定板；48—步进电机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

图1至图5示出了本实用新型喷药机器人的具体实施方式。图1是本实施方式中喷药机器人的结构示意图；图2是本实施方式中喷头部分和伸缩机构的组装结构示意图；图3是本实施方式中上下调节机构的结构示意图；图4是本实施方式中行走底盘的布局示意图；图5是本实施方式中喷药装置的工作流程图。

如图1，本实施方式中的喷药机器人，包括行走底盘1，以及设置在行走底盘1上的喷药装置和控制模块，所述喷药装置的喷头部分2设置在左右伸缩机构3上，左右伸缩机构3通过上下调节机构4设置在行走底盘1上，左右伸缩机构3可随上下调节机构4上下移动以调节喷头部分2的高度；左右伸缩机构3包括一对左右对称设置的平行四杆机构31，平行四杆机构31由相对应的舵机32驱动以实现左右伸缩；行走底盘1的左右两侧还分别设置有喷射目标检测模块16，喷射目标检测模块16的信号输入输出端分别与所述控制模块的主控芯片15相对应的引脚连接，如图4所示。本实施例中，喷射目标检测模块16包括光电开关。行走底盘1底部装有行走轮，本实施例的附图中行走轮没有画出。

优选地，平行四杆机构31包括顶杆311、底杆312和一对摆杆313，设置在外侧的摆杆313的上下两端分别通过相对应的销子33与顶杆311和底杆312转动连接，设置在内侧的摆杆313的上端通过相对应的销子33与顶杆311转动连接，设置在内侧的摆杆313的下端通过相应舵机32与底杆312连接；顶杆311的外端与相对应的喷头部分2连接，如图1和图2所示。

优选地，两个平行四杆机构31的底杆加工成一体件；所述一体件底杆的中间部分与上下调节机构4固连，如图1和图2所示。

优选地，上下调节机构4包括竖直设置的丝杠46和丝杠螺母43，丝杠46下端与步进电机48连接，步进电机48由步进电机控制器49驱动控制，步进电机控制器49的信号控制端连接于所述主控模块的主控芯片15对应的引脚上，左右伸缩机构3与丝杠螺母43连接，如图3和图4所示。本实施例中，丝杠46下端通过联轴器与步进电机48连接。

优选地，上下调节机构4还包括上固定板41、下固定板47和导轨45，丝杠46上下两端分别与上固定板41、下固定板47可转动连接，下固定板47固连在步进电机48的壳体上；导轨45设置在上固定板41和下固定板47之间，丝杠螺母43通过滑块44与导轨45可滑动连接，如图3所示。本实施例中，丝杠46上端与上固定板41之间设置有滚动轴承。

优选地，导轨45通过导轨支架42设置在上固定板41和下固定板47之间，导轨支架42的本体是一长条状的矩形块结构，矩形块结构上加工有纵向的U型槽，U型槽槽底设置有若干安装孔以安装导轨45，矩形块结构的两端均设置有连接孔以分别与上固定板41和下固定板47连接，如图3所示。

具体地，丝杠螺母43上设置螺纹孔以与左右伸缩机构3连接。本实施例中，丝杠螺母43上设置螺纹孔与一体件的底杆中部连接。

优选地，喷药装置包括药箱11、增压泵12及喷头部分2，喷头部分2的各喷头分别通过相对应的水管、电磁阀13和增压泵12的出口连接，增压泵12的进口与药箱11的出口连接；电磁阀13电源两极连接于电磁继电器14，电磁继电器14信号控制端通过信号线连接于主控芯片15相对应的引脚上，如图4所示。

优选地，喷头部分2包括喷板22和设置在喷板22上的若干喷头21，喷板22通过连接件23和左右伸缩机构3连接，如图1和图2所示。本实施例中，若干喷头21竖直排列，喷射范围广。

优选地，喷板22设置有连接凸台以与左右伸缩机构3连接；喷板22的本体是一矩形板结构，连接凸台设置在矩形板结构的中部。

优选地，连接件23是一L型板结构，L型板结构的底板与相对应喷板22连接，L型板结构的立板与相对应平行四杆机构31的顶杆311连接，L型板结构的两侧设置有拉板以增加其强度，如图2所示。

本实施例中，行走底盘1由铝板构成，行走底盘1的本体是矩形板结构或近似椭圆的板结构。主控芯片15设置在行走底盘1前部，步进电机控制器49位于主控芯片15的一旁，电磁继电器14位于主控芯片15的另一旁，药箱11位于行走底盘1的后部，增压泵12位于药箱11的旁边。步进电机48固定在行走底盘1的中央，步进电机脉冲信号控制端通过信号线连接于步进电机控制器49，如图4所示。

工作时，喷射目标检测模块16检测到目标的位置，并发送信号给主控芯片15，主控芯片15发送信号给相对应的舵机32及步进电机控制器49，通过控制舵机转角进而控制平行四杆机构31的顶杆311伸出，并通过控制步进电机控制器49，进而控制步进电机48正转和反转以及转动的角度，控制丝杠46旋转，进而控制丝杠螺母43及滑块44沿着丝杠46上下移动，主控芯片15通过控制步进电机控制器49输出的脉冲数控制步进电机48和丝杠46的转角和转向，进而控制丝杠螺母43上升和下降的距离，从而调节喷头部分2的高度；当喷头21上升至喷药的合适高度时，主控芯片15通过控制电磁继电器14，进而控制增压泵12和电磁阀13接通电源，进行喷药。喷药时间通过主控芯片15内部定时控制完成。当机器人完成喷药后，主控芯片17通过控制相应的电磁继电器14进而控制增压泵12和电磁阀13断开电源，控制平行四杆机构31收回顶杆311，结束喷药。

本实用新型可以实现机器人的喷头伸缩、定点喷药、精准喷药、变量喷药，更能够适应复杂的农业环境。

本实用新型成本较低，作业效率较高，且易于研究和制作。

本实用新型中，喷头可伸缩，既可实现定点精准喷药，又可以使该机器人在不喷药时结构紧凑、占地面积小。而且，本实用新型中，各喷头单独控制，竖直排列，操作灵活，喷射范围广，可避免不必要的浪费。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种喷药机器人，其特征在于，包括行走底盘，以及设置在所述行走底盘上的喷药装置和控制模块，所述喷药装置的喷头部分设置在左右伸缩机构上，所述左右伸缩机构通过上下调节机构设置在所述行走底盘上；所述左右伸缩机构包括一对左右对称设置的平行四杆机构，所述平行四杆机构由相对应的舵机驱动以实现左右伸缩；所述行走底盘的左右两侧还分别设置有喷射目标检测模块，所述喷射目标检测模块的信号输入输出端分别与所述控制模块的主控芯片相对应的引脚连接。

2.根据权利要求1所述的喷药机器人，其特征在于，所述平行四杆机构包括顶杆、底杆和一对摆杆，设置在外侧的摆杆的上下两端分别通过相对应的销子与所述顶杆和底杆转动连接，设置在内侧的摆杆的上端通过相对应的销子与所述顶杆转动连接，设置在内侧的摆杆的下端通过相应舵机与所述底杆连接；所述顶杆的外端与相对应的喷头部分连接。

3.根据权利要求2所述的喷药机器人，其特征在于，所述两个平行四杆机构的底杆加工成一体件；所述一体件底杆的中间部分与所述上下调节机构固连。

4.根据权利要求1、2或3所述的喷药机器人，其特征在于，所述上下调节机构包括竖直设置的丝杠和丝杠螺母，所述丝杠下端与步进电机连接，所述步进电机由步进电机控制器驱动控制，所述步进电机控制器的信号控制端连接于所述控制模块的主控芯片对应的引脚上；所述左右伸缩机构与所述丝杠螺母连接。

5.根据权利要求4所述的喷药机器人，其特征在于，所述上下调节机构还包括上、下固定板和导轨，所述丝杠上下两端分别与上、下固定板可转动连接，所述下固定板固连在所述步进电机的壳体上；所述导轨设置在上、下固定板之间，所述丝杠螺母通过滑块与所述导轨可滑动连接。

6.根据权利要求5所述的喷药机器人，其特征在于，所述导轨通过导轨支架设置在所述上、下固定板之间，所述导轨支架的本体是一长条状的矩形块结构，矩形块结构上加工有纵向的U型槽，U型槽槽底设置有若干安装孔以安装所述导轨，矩形块结构的两端均设置有连接孔以分别与所述上、下固定板连接。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的喷药机器人，其特征在于，所述喷药装置包括药箱、增压泵及喷头部分，所述喷头部分的各喷头分别通过相对应的水管、电磁阀和所述增压泵的出口连接，所述增压泵的进口与所述药箱的出口连接；所述电磁阀的电源两极连接于电磁继电器，所述电磁继电器信号控制端通过信号线连接于所述控制模块的主控芯片相对应的引脚上。

8.根据权利要求7所述的喷药机器人，其特征在于，所述喷头部分包括喷板和设置在所述喷板上的若干喷头，所述喷板通过连接件和所述左右伸缩机构连接。

9.根据权利要求8所述的喷药机器人，其特征在于，所述喷板设置有连接凸台以与所述左右伸缩机构连接。

10.根据权利要求8所述的喷药机器人，其特征在于，所述连接件是一L型板结构，L型板结构的底板与相对应喷板连接，L型板结构的立板与相对应平行四杆机构的顶杆连接，L型板结构的两侧还设置有加强板。