CN210610808U - 一种喷药杆机构及喷药机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种喷药杆机构及喷药机器人，包括控制器、机器视觉模块、喷药杆组总成Ⅰ和喷药杆组总成Ⅱ，所述喷药杆组总成Ⅰ设置在同步带机构上且随同步带上下移动，所述机器视觉模块设置在所述喷药杆组总成Ⅰ上；所述同步带机构通过承载架设置在机器人底盘上，所述喷药杆组总成Ⅱ固定设置在所述承载架下部；所述同步带机构由步进电机驱动；所述喷药杆组总成Ⅰ包括喷药杆组Ⅰ，所述喷药杆组Ⅰ与舵机Ⅰ连接，所述舵机Ⅰ通过可升降舵机支架与所述同步带机构连接；所述喷药杆组总成Ⅱ包括喷药杆组Ⅱ，所述喷药杆组Ⅱ与舵机Ⅱ连接，所述舵机Ⅱ通过固定舵机支架与所述承载架连接；所述机器视觉模块、步进电机、舵机Ⅰ和舵机Ⅱ与所述控制器连接。

Description

一种喷药杆机构及喷药机器人

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种喷药杆机构及喷药机器人。

背景技术

喷药机器人自动化程度较高，具有广阔的应用前景，喷药杆是喷药机器人的核心组成部件之一。但目前的喷药机器人，在田间作业时，喷药机器人的喷药杆大多都是随着喷药机器人从低矮农田上方经过，而对高藤蔓植物农作物的表面喷药不足，甚至喷不到农药，存在喷药不均匀、不全面的问题，作业不彻底，效果不明显，病虫害得不到有效的控制，严重影响农作物的正常生长。

实用新型内容

本实用新型设计了一种喷药杆机构及喷药机器人，旨在改善喷药机器人的喷药效果，达到喷药均匀、全面。

为了实现上述目的，本实用新型一方面采用了以下技术方案：

一种喷药杆机构，包括控制器、机器视觉模块、喷药杆组总成Ⅰ和喷药杆组总成Ⅱ，所述喷药杆组总成Ⅰ设置在同步带机构上且随所述同步带机构的同步带上下移动，所述机器视觉模块设置在所述喷药杆组总成Ⅰ上；所述同步带机构通过承载架设置在机器人底盘上，所述喷药杆组总成Ⅱ固定设置在所述承载架下部；所述同步带机构由步进电机驱动；

所述喷药杆组总成Ⅰ包括喷药杆组Ⅰ，所述喷药杆组Ⅰ与舵机Ⅰ连接，所述舵机Ⅰ通过可升降舵机支架与所述同步带机构连接；

所述喷药杆组总成Ⅱ包括喷药杆组Ⅱ，所述喷药杆组Ⅱ与舵机Ⅱ连接，所述舵机Ⅱ通过固定舵机支架与所述承载架连接；

所述机器视觉模块、步进电机、舵机Ⅰ和舵机Ⅱ与所述控制器连接。

进一步，所述承载架包括底板和顶板，所述底板和顶板之间通过至少两根支撑柱连接。

进一步，所述喷药杆组Ⅰ和所述喷药杆组Ⅱ均包括两根喷药杆，且每组中的两根喷药杆之间均通过齿轮传动连接，每组中两根喷药杆中的一根与相应舵机连接。

进一步，所述控制器采用Arduino控制器。

进一步，所述控制器固定在机器人底盘上或所述承载架顶部。

进一步，所述机器视觉模块与所述控制器无线通讯连接。

进一步，所述机器视觉模块设置在所述喷药杆组总成Ⅰ的可升降舵机支架上。

另一方面，本实用新型还公开了：

一种喷药机器人，包括上述任一所述的喷药杆机构。

该喷药杆机构及喷药机器人具有以下有益效果：

（1）本实用新型中，步进电机带动同步带机构保证了喷药杆组总成Ⅱ上下的灵活性；机器视觉模块保证了喷药的精准性；双智能控制器无线通讯保证了喷药的快捷性；双齿轮喷药杆组减少了舵机使用且能根据需要调节喷药杆的张开角度，并能同时对上下不同位置作物进行喷药，保证了其喷药的高效性。

（2）本实用新型，相比现有的单一喷杆喷药机器人，操作简便、自动化程度高、节省人力和药物、喷药均匀、全面、作业彻底、可适应地形广泛。

附图说明

图1：本实用新型实施方式中喷药杆机构的立体结构示意图；

图2：本实用新型实施方式中喷药杆组总成Ⅰ的上下移动示意图；

图3：本实用新型实施方式中喷药杆机构的工作示意图Ⅰ；

图4：本实用新型实施方式中喷药杆机构的工作示意图Ⅱ。

附图标记说明：

1—控制器；2—机器视觉模块；3—同步带机构；4—承载架；5—步进电机；6—喷药杆组总成Ⅰ；61—喷药杆组Ⅰ；62—舵机Ⅰ；63—可升降舵机支架；7—喷药杆组总成Ⅱ；71—喷药杆组Ⅱ；72—舵机Ⅱ；73—固定舵机支架。

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4示出了本实用新型喷药杆机构及喷药机器人的具体实施方式。图1是本实施方式中喷药杆机构的立体结构示意图；图2是本实施方式中喷药杆组总成Ⅰ的上下移动示意图；图3和图4是本实施方式中喷药杆机构的工作示意图。

如图1至图4所示，本实施方式中的喷药杆机构，包括控制器1、机器视觉模块2、喷药杆组总成Ⅰ6和喷药杆组总成Ⅱ7，喷药杆组总成Ⅰ6设置在同步带机构3上且随同步带机构3的同步带上下移动，机器视觉模块2设置在喷药杆组总成Ⅰ6上；同步带机构3通过承载架4设置在机器人底盘上，喷药杆组总成Ⅱ7固定设置在承载架4下部；同步带机构3由步进电机5驱动；喷药杆组总成Ⅰ6包括喷药杆组Ⅰ61，喷药杆组Ⅰ61与舵机Ⅰ62连接，舵机Ⅰ62通过可升降舵机支架63与同步带机构3连接；喷药杆组总成Ⅱ7包括喷药杆组Ⅱ71，喷药杆组Ⅱ71与舵机Ⅱ72连接，舵机Ⅱ72通过固定舵机支架73与承载架4连接。机器视觉模块2、步进电机5、舵机Ⅰ62和舵机Ⅱ72与控制器连接。本实施例中，机器人底盘没有画出，整个喷药杆机构可随机器人车体一并运动。

优选地，承载架4包括底板和顶板，底板和顶板之间通过至少两根支撑柱连接，如图1至图4所示。

优选地，喷药杆组Ⅰ61和喷药杆组Ⅱ71均包括两根喷药杆，且每组中的两根喷药杆之间均通过齿轮传动连接，每组中的两根喷药杆中的一根与相应舵机连接，如图1至图4所示，舵机Ⅰ62和舵机Ⅱ72转动，进而使喷药杆组Ⅰ61和喷药杆组Ⅱ71旋转展开不同角度，能满足不同需求。具体地，喷药杆组Ⅰ61中的两根喷药杆之间通过齿轮传动连接，且喷药杆组Ⅰ61其中的一根喷药杆与舵机Ⅰ62连接，两喷药杆高度角度可调，灵活性高。喷药杆组Ⅱ71中的两根喷药杆之间通过齿轮传动连接，且喷药杆组Ⅱ71其中的一根喷药杆与舵机Ⅱ72连接，两喷药杆角度可调，灵活性高。

本实施例中，控制器1采用Arduino控制器。

具体地，控制器1固定在机器人底盘上或承载架4顶部。本实施例中，控制器1固定在承载架4顶部，如图1至图4所示。

本实施例中，机器视觉模块2与控制器1无线通讯连接，机器视觉模块2设置在喷药杆组总成Ⅰ6的可升降舵机支架63上，识别喷洒目标，如图1至图4所示。

本实施方式中的喷药机器人，包括上述所述的喷药杆机构。

工作时，电源通电，步进电机5开始工作，驱动同步带机构3带动可升降舵机支撑架63上下移动到合适位置，如图2所示，机器视觉模块2识别喷洒目标并与控制器1进行通讯，控制器1根据机器视觉模块2的信息控制喷药机器人的增压药泵的开闭及舵机Ⅰ62、舵机Ⅱ72的旋转与否；当机器视觉模块2检测到高藤蔓作物时，舵机Ⅰ62进行旋转带动喷药杆组Ⅰ61中的两根喷药杆张闭不同角度，从而实现定点、定量喷药，如图3所示。当机器视觉模块2检测到低矮作物时，控制器1控制舵机Ⅱ72进行旋转，从而带动喷药杆组Ⅱ71中的两根喷药杆张闭不同角度，从而实现定点、定量喷药，如图4所示。当机器视觉模块2检测到既有高藤蔓作物，也有低矮作物时，舵机Ⅰ62和舵机Ⅱ72同时工作，从而实现定点、定量喷药。

本实用新型中，步进电机带动同步带机构保证了喷药杆组总成Ⅱ上下的灵活性，机器视觉模块保证了其喷药的精准性，双智能控制器无线通讯保证了喷药的快捷性，双齿轮喷药杆组减少了舵机使用且能根据需要调节喷药杆的张开角度，并能同时对上下不同位置作物进行喷药，保证了其喷药的高效性。

本实用新型，相比现有的单一喷杆喷药机器人，操作简便、自动化程度高、节省人力和药物、喷药均匀、全面、作业彻底、可适应地形广泛。

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 (8)

1.一种喷药杆机构，其特征在于，包括控制器、机器视觉模块、喷药杆组总成Ⅰ和喷药杆组总成Ⅱ，所述喷药杆组总成Ⅰ设置在同步带机构上且随所述同步带机构的同步带上下移动，所述机器视觉模块设置在所述喷药杆组总成Ⅰ上；所述同步带机构通过承载架设置在机器人底盘上，所述喷药杆组总成Ⅱ固定设置在所述承载架下部；所述同步带机构由步进电机驱动；

所述喷药杆组总成Ⅰ包括喷药杆组Ⅰ，所述喷药杆组Ⅰ与舵机Ⅰ连接，所述舵机Ⅰ通过可升降舵机支架与所述同步带机构连接；

所述喷药杆组总成Ⅱ包括喷药杆组Ⅱ，所述喷药杆组Ⅱ与舵机Ⅱ连接，所述舵机Ⅱ通过固定舵机支架与所述承载架连接；

所述机器视觉模块、步进电机、舵机Ⅰ和舵机Ⅱ与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的喷药杆机构，其特征在于，所述承载架包括底板和顶板，所述底板和顶板之间通过至少两根支撑柱连接。

3.根据权利要求1所述的喷药杆机构，其特征在于，所述喷药杆组Ⅰ和所述喷药杆组Ⅱ均包括两根喷药杆，且每组中的两根喷药杆之间均通过齿轮传动连接，每组中两根喷药杆中的一根与相应舵机连接。

4.根据权利要求1所述的喷药杆机构，其特征在于，所述控制器采用Arduino控制器。

5.根据权利要求1或4所述的喷药杆机构，其特征在于，所述控制器固定在机器人底盘上或所述承载架顶部。

6.根据权利要求1所述的喷药杆机构，其特征在于，所述机器视觉模块与所述控制器无线通讯连接。

7.根据权利要求1或6所述的喷药杆机构，其特征在于，所述机器视觉模块设置在所述喷药杆组总成Ⅰ的可升降舵机支架上。

8.一种喷药机器人，其特征在于，包括上述权利要求1至7任一所述的喷药杆机构。

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