CN213153296U - 一种农业智能洒水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种农业智能洒水装置。属于农业设备领域；包括：所述机器人车体包括车架，在所述车架上安设有主控制***模块，在所述主控制***模块的内部安置有主控制芯片；所述主控制***模块通过有线线路连接有分别连接有超声波传感器、温度传感器、热释电红外传感器、避障传感器、电流传感器、角度传感器及驱动电机模块。本实用新型通过利用超声波、红外、温度、热释电红外传感器实现避障，利用电流传感器和PID阀位调节仪实现喷洒预警功能，利用角度传感器实现侧翻预警功能，利用摄像头和ARM处理器检测农田和路面边界，提高了机器的使用安全度和工作效率，更加灵活的适用于复杂的农田喷洒环境。

Description

一种农业智能洒水装置

技术领域

本实用新型涉及农业设备领域，具体涉及一种农业智能洒水装置。

背景技术

农业的生产过程中离不开水，然而在洒水的过程中，特别是炎热的夏季，一般农民都是直接人工洒水，费时费力，洒水的效率还不高。现有的灌溉方式，如地面灌溉破坏土壤结构、水资源利用低，喷灌投资巨大、高耗能、对风力敏感，滴灌极易堵塞、对水质要求严格、易引起盐分积累等，所以一种洒水高效，方便且安全运输和移动的洒水装置是所有技术人员努力的方向，同时也是广大农民迫切需要的产品。在现有的技术中，针对这个问题，目前已有的一个方案是一种便携式农业智能洒水装置(专利公开号：207885365U)，其利用主动轮和从动轮在同一直线上，保证此洒水箱在农田内的运行轨迹，减少滚轮对农作物生长的影响，但仍存在其他问题：其一、不具有避障功能，在面对复杂多变的农田中，很容易被障碍物阻挡而影响洒水效率；其二、在碰到障碍物时，装置很容易侧翻，使用存在不足。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种农业智能洒水装置；具体是通过利用超声波、红外、温度、热释电红外传感器实现避障，利用电流传感器和PID阀位调节仪实现喷洒预警功能，利用角度传感器实现侧翻预警功能，利用摄像头和 ARM处理器检测农田和路面边界，提高了机器的使用安全度和工作效率，更加灵活的适用于复杂的农田喷洒环境。

本实用新型的技术方案是：一种农业智能洒水装置，包括机器人车体，所述机器人车体包括车架，在所述车架上安设有主控制***模块，

在所述主控制***模块的内部安置有主控制芯片；

所述主控制***模块通过有线线路连接有分别连接有超声波传感器、温度传感器、热释电红外传感器、避障传感器、电流传感器、角度传感器及驱动电机模块。

进一步的，在所述车架上还安设有3个直流电机、与主控制***模块通过有线线路相连接的电源模块。

进一步的，在所述车架的上部安设有水箱、喷洒头及摄像头；

在所述喷洒头上连接有PID阀位调节仪；在所述水箱的内部安设有抽水泵。

进一步的，在所述机器人车体的底部安设有两个随动万向轮及两个驱动轮。

进一步的，所述的主控制***模块还连接有ARM处理器。

本实用新型的有益效果是：1)、可以实现装置的智能洒水，不需要人工的过多干预；2)、利用各种传感器组合实现更加精准、高效的避障功能；3)、利用角度传感器实现侧翻预警功能，防止装置侧翻，提高装置的安全性；4)、利用较为新颖的视觉技术对边界进行识别，提高了机器的使用安全度和工作效率，更加灵活的适用于复杂的农田喷洒环境。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中味觉传感器的实施例示意图；

图3是本实用新型的整体结构示意图；

图中1是随动万向轮，2是驱动轮，3是水箱，4是喷洒头，5是摄像头，6 是PID阀位调节仪，7是驱动电机模块，8是主控制***模块，81是超声波传感器，82是温度传感器，83是热释电红外传感器，84是避障传感器，85是电流传感器，86是角度传感器；

9是电源模块，10是直流电机，11是ARM处理器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图所述；一种农业智能洒水装置，包括机器人车体，所述机器人车体包括车架，在所述车架上安设有主控制***模块8，

在所述主控制***模块8的内部安置有主控制芯片11；

所述主控制***模块8通过有线线路连接有分别连接有超声波传感器81、温度传感器82、热释电红外传感器83、避障传感器84、电流传感器85、角度传感器86及驱动电机模块7；

所述主控制***模块8连接了实现各种功能的传感器，用于避障、防侧翻等情况，更加灵活的适用于复杂的农田浇水环境；

所述主控制芯片11(STM32)主要进行各种信息采集、数据处理，协调***中各种功能模块完成预定的任务；

由于超声波传感器81受温度影响，搭配温度传感器82能更好的进行距离计算；此外，由于超声波传感器81在小于30cm的距离为其盲区，所以还需搭配热释电红外传感器83，更好的实现对特殊草坪里面石块等障碍物检测；热释电红外传感器83能有效保护动物和人的安全；电流传感器85是用于传送电源的；

当农业智能洒水装置倾斜、跌倒或者被提起时形成一定角度时，这个时候角度传感器86就会派上用场；上述各模块将相应的检测信号传输给主控制芯片11 (STM32)，主控制芯片11对检测信号进行处理，及时将传输信号给驱动电机模块7，通过避障传感器84进行高速、准确的避障处理；

所述驱动电机模块7用于负载机器人本体左右轮的独立驱动，主要使用主控制***模块8内置的PWM输出单元和电机驱动芯片L2993D配合，实现左右轮的差动控制。

进一步的，在所述车架上还安设有3个直流电机10、与主控制***模块8 通过有线线路相连接的电源模块9；

所述的3个直流电机10中的两个直流电机10设置在一端，另外的一个直流电机10设置在另外一端；

所述的电源模块9选用启动直流电机10所需的12v电源和主控制器***模块8所需的5v和3.3v电源，所述的电源模块9还连接有蓄电池；

各种传感器与主控制***模块8连接，并将其安置在机器人车体的上方及水箱3的下方。

进一步的，在所述车架的上部安设有水箱3、喷洒头4及摄像头5；所述的喷洒头4与水箱3相互连接；所述的摄像头5通过无线信号连接在主控制***模块8上，安置在上方的所述摄像头5用于边界识别；

在所述喷洒头4上连接有PID阀位调节仪6；PID阀位调节仪6通过无线信号与连接主控制***模块8；当农业智能洒水装置倾斜、跌倒或者被提起时形成一定角度，角度传感器会将信号传送给主控制***模块8(STM32)，主控制***模块8会立即关闭PID阀位调节仪6，保障人身安全，不容易产生堵塞且即关即停不浪费水资源。

在所述水箱3的内部安设有抽水泵；

所述的喷洒头通过无线连接主控制***模块8，其内部控制阀用于接收主控制***模块8传输的信号，进行相应的动作,启动或者停止；

进一步的，在所述机器人车体的底部安设有两个随动万向轮1及两个驱动轮 2；考虑小车承载能力、稳定性以及转向精度的要求，本装置***采用了四轮差动转向式；其中后部两轮为驱动轮2，前部两轮为随动万向轮1。

进一步的，所述的主控制***模块8还连接有ARM处理器11。

电源模块9给主控制***模块8供电之后，驱动电机模块7驱动车轮行走、 PID阀位调节仪6打开，进行喷洒工作，利用温度、红外、超声波、热释电红等外传感器识别障碍物，若识别到了障碍物，将信号传输到主控制***模块8，主控制***模块8驱动机器人车体避开障碍物，若没有识别到障碍物则继续前行。同时，利用角度传感器85实时监测机器人平衡状态，若出现角度偏移，如侧翻等情况，将信息传递给主控制***模块8，控制PID阀位调节仪6关闭，停止喷洒；ARM处理器11和主控制芯片11(STM32)间用串口通信，将摄像头5和ARM 处理器11处理信息传输给主控制***模块8中的主控制芯片11(STM32)，用于边界识别。

机器人本体主要使用直线循环推进覆盖法进行路径规划，当农业智能洒水装置遇到障碍会选择绕过、然后回到原来的路径继续进行喷洒的工作；该方法具有工作效率高、重叠区域小和覆盖率高的特点。利用摄像头5和ARM处理器11，对图像进行颜色识别，用于辨别农田边界。

Claims (5)

1.一种农业智能洒水装置，包括机器人车体，其特征在于，所述机器人车体包括车架，在所述车架上安设有主控制***模块，

在所述主控制***模块的内部安置有主控制芯片；

所述主控制***模块通过有线线路连接有分别连接有超声波传感器、温度传感器、热释电红外传感器、避障传感器、电流传感器、角度传感器及驱动电机模块。

2.根据权利要求1所述的一种农业智能洒水装置，其特征在于，在所述车架上还安设有3个直流电机、与主控制***模块通过有线线路相连接的电源模块。

3.根据权利要求1所述的一种农业智能洒水装置，其特征在于，在所述车架的上部安设有水箱、喷洒头及摄像头；

在所述喷洒头上连接有PID阀位调节仪；在所述水箱的内部安设有抽水泵。

4.根据权利要求1所述的一种农业智能洒水装置，其特征在于，在所述机器人车体的底部安设有两个随动万向轮及两个驱动轮。

5.根据权利要求1所述的一种农业智能洒水装置，其特征在于，所述的主控制***模块还连接有ARM处理器。

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