阅读说明：本技术 一种激光成像农药自动喷洒机器人 (Automatic laser imaging pesticide spraying robot ) 是由 张海亮 陈耀 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种激光成像农药自动喷洒机器人,包括外壳,所述外壳前部下方两侧设有两个脚轮,前部上方安装有激光扫描成像仪,激光扫描成像仪下方安装有球形电机,所述球形电机动子上安装有喷头,喷头进水端与导管一端连接,导管另一端位于储水箱内,所述储水箱内安装有液面传感器,外壳后部上方安装有显示器,显示器下方设有控制装置,所述控制装置分别与激光扫描成像仪,显示器,喷头和球形电机相连。通过激光扫描成像系统完成对目标的鉴别、自动控制喷嘴的方向及农药的喷洒量,降低了农药在非目标物或区域的沉积,提高了农药在靶标上的沉积率,较大限度地提高了农药有效利用率,减少了农药对施药人员的伤害及对环境的污染。(The invention discloses a laser imaging automatic pesticide spraying robot which comprises a shell, wherein two trundles are arranged on two sides of the lower part of the front part of the shell, a laser scanning imager is arranged above the front part of the shell, a spherical motor is arranged below the laser scanning imager, a nozzle is arranged on a rotor of the spherical motor, the water inlet end of the nozzle is connected with one end of a guide pipe, the other end of the guide pipe is positioned in a water storage tank, a liquid level sensor is arranged in the water storage tank, a display is arranged above the rear part of the shell, a control device is arranged below the display, and the control device is respectively connected with the laser scanning imager, the display, the nozzle and the. The laser scanning imaging system is used for identifying the target, automatically controlling the direction of the nozzle and the spraying amount of the pesticide, reducing the deposition of the pesticide on a non-target object or an area, improving the deposition rate of the pesticide on the target, greatly improving the effective utilization rate of the pesticide, and reducing the harm of the pesticide to pesticide applying personnel and the pollution to the environment.)

一种激光成像农药自动喷洒机器人

技术领域

本发明涉及一种农业辅助设备，尤其涉及一种激光成像农药自动喷洒机器人。

背景技术

目前农业机械已广泛应用于实际生产，但是现在的机械喷药操作固定，无法对种植排布各异的多种作物进行针对性地喷药，喷药的范围和时间不精准，造成药液的浪费，且容易造成对施药人员的伤害及对环境的污染。

中国专利文献CN107484744A公开了一种“自动农药喷洒装置”。采用了包括储药箱、输药软管和蓄电池，储药箱顶部设有垂直的套管、电机和压力泵，套管内壁设有滑槽和可在所述滑槽内上下滑动的齿条，齿条顶端设有支撑杆，支撑杆顶端设有喷头，电机的输出端设有齿轮，齿轮与齿条相互咬合，储药箱与喷头通过输药软管和压力泵连接，输药软管延伸至储药箱底部，蓄电池与储药箱连接，蓄电池与电机和压力泵电连接，该装置能够使人能够在远离农药喷洒的区域的情况下，进行农药喷洒，避免了农药对人体健康的危害。

发明内容

本发明主要解决原有的机械喷药范围和时间不精准，农药利用率低，对施药人员和环境造成污染的技术问题，提供一种激光成像农药自动喷洒机器人，通过激光扫描成像系统完成对目标的鉴别、自动控制喷嘴的方向及农药的喷洒量，降低了农药在非目标物或区域的沉积，提高了农药在靶标上的沉积率，较大限度地提高了农药有效利用率，减少了农药对施药人员的伤害及对环境的污染。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括外壳，其特征在于，所述外壳前部下方两侧设有两个脚轮，前部上方安装有激光扫描成像仪，激光扫描成像仪下方安装有球形电机，所述球形电机动子上安装有喷头，喷头进水端与导管一端连接，导管另一端位于储水箱内，所述储水箱内安装有液面传感器，外壳后部上方安装有显示器，外壳靠近显示器的下边缘处设有两个把手，显示器下方设有控制装置，所述控制装置分别与激光扫描成像仪，显示器，喷头和球形电机相连。自动喷洒机器人通过激光扫描成像仪发射激光束扫描目标场景并接收场景反射回来的激光辐射，产生连续的模拟信号，模拟信号经过控制装置在显示器上还原成实时显示目标场景的图像，控制装置分析图像实现对农药喷洒目标的鉴别，同时自动控制球形电机和喷嘴以实现农药的自动喷洒，自动喷洒机器人上安装有脚轮和把手以用于推动，在不同温室间的灵活移动。

作为优选，所述的控制装置包括数据采集模块，所述数据采集模块分别与激光扫描成像仪、液面传感器、数据录入模块相连，所述数据录入模块与中央处理器相连，中央处理器分别与角度控制模块、喷射量控制模块、监测管理云平台和显示器相连，所述角度控制模块与球形电机相连，所述喷射量控制模块与喷头相连。数据采集模块用于采集激光扫描成像仪的扫描数据以及液面传感器的液面信息，并通过数据录入模块将数据发送至中央处理器，中央处理器通过分析图像数据实现对农药喷洒目标的鉴别，进而通过角度控制模块控制球形电机的转动角度，通过喷射量控制模块控制喷嘴的开关和喷射量的大小，降低了在非目标物或区域的沉积，提高了农药在靶标上的沉积率和农药有效利用率，同时将数据发送到监测管理云平台记录下来，并且在显示器上展示出来，使用户更直观地了解农药喷洒的工作进度。

作为优选，所述的外壳后部下方设有撑脚、限位挡片和限位环，所述撑脚为L形，撑脚长端穿过限位环。撑脚用于在自动喷洒机器人静止时起支撑作用，使用时撑脚底端与地面抵接，撑脚L形短端通过旋转与限位挡片下端抵接。

作为优选，所述的限位挡片为圆形带缺口金属环，限位挡片的缺口宽度大于撑脚直径。撑脚的L形短端能够通过限位挡片的缺口上下移动，在自动喷洒机器人移动时，撑脚L形短端向上移动至限位挡片上方，通过旋转使撑脚L形短端与限位挡片上端抵接，避免撑脚落下。

作为优选，并排设置有多个球形电机和喷头。能够针对多个目标进行农药喷洒以提高工作效率。

作为优选，所述的显示器为触摸屏。用户能够直接通过显示屏对自动喷洒机器人进行控制，对工作进程进行查看，并针对不同作物实现不同工作状态的切换。

本发明的有益效果是：通过激光扫描成像系统完成对目标的鉴别、自动控制喷嘴的方向及农药的喷洒量，降低了农药在非目标物或区域的沉积，提高了农药在靶标上的沉积率，较大限度地提高了农药有效利用率，减少了农药对施药人员的伤害及对环境的污染。

附图说明

图1是本发明的一种结构图。

图2是本发明的一种原理连接结构框图。

图中1外壳，2脚轮，3把手，4激光扫描成像仪，5控制装置，5.1数据采集模块，5.2数据录入模块，5.3中央处理器，5.4角度控制模块，5.5喷射量控制模块，6显示器，7喷头，8球形电机，9导管，10储水箱，11撑脚，12限位挡片，13限位环，14液面传感器，15监测管理云平台

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种激光成像农药自动喷洒机器人，如图1所示，包括外壳1，外壳1前部下方两侧设有两个脚轮2，前部上方安装有激光扫描成像仪4，激光扫描成像仪4下方安装有球形电机8，所述球形电机8动子上安装有喷头7，能够同时装有多个球形电机8和喷头7以针对多个喷洒目标增加提高工作效率。喷头7的进水端与导管9一端连接，导管9另一端位于储水箱10内，所述储水箱10内安装有液面传感器14，液面传感器14用于监测储水箱10内的农药量，若农药不足通过显示器6发出警报。外壳1后部上方安装有显示器6，显示器6 为触摸屏，用户能够通过显示器6直接控制自动喷洒机器人以切换不同档位应对不同作物。外壳1靠近显示器6的下边缘处设有两个把手3，安装在外壳上的脚轮2和把手3用于使自动喷洒机器人移动。显示器6下方设有控制装置5，控制装置5分别与激光扫描成像仪4，显示器6，喷头7和球形电机8相连。外壳 1后部下方设有撑脚11、限位挡片12和限位环13，撑脚为L形，撑脚11长端穿过限位环13，限位挡片12为圆形带缺口金属环，限位挡片12的缺口宽度大于撑脚11直径。撑脚11用于在自动喷洒机器人静止时起支撑作用，撑脚11的 L形短端能够通过限位挡片12的缺口上下移动，撑脚11使用时，撑脚11底端与地面抵接，撑脚11的L形短端通过旋转与限位挡片12下端抵接；在自动喷洒机器人移动时，撑脚11的L形短端向上移动至限位挡片12上方，通过旋转使撑脚11的L形短端与限位挡片12上端抵接，避免撑脚11落下。

如图2所述，控制装置5包括数据采集模块5.1，数据采集模块5.1分别与激光扫描成像仪4、液面传感器14、数据录入模块5.2相连，数据录入模块5.2 与中央处理器5.3相连，中央处理器5.3分别与角度控制模块5.4、喷射量控制模块5.5、显示器6相连，角度控制模块5.4与球形电机8相连，喷射量控制模块5.5与喷头7相连，中央处理器5.3与监控管理云平台15远程无线连接。

工作时，用户向储水箱10内添加足量农药，将撑脚11移动到限位挡板12 上端，推动自动喷洒机器人开始农药喷洒。首先，激光扫描成像仪4发出激光束扫描目标场景并接收场景反射回来的激光辐射，产生连续的模拟信号，数据采集模块5.1采集激光扫描成像仪4的扫描数据以及液面传感器14的液面信息，并通过数据录入模块5.2将数据发送至中央处理器5.3，中央处理器5.3将模拟信号发送给显示器6，在显示器6上将得到的模拟电信号再还原成实时显示目标场景的图像，然后中央处理器5.3通过分析图像数据实现对农药喷洒目标的鉴别，进而通过角度控制模块5.4控制球形电机8的转动角度，通过喷射量控制模块5.5控制喷嘴7的开关和喷射量的大小，以实现农药的精确喷射，降低了农药在非目标物或区域的沉积，提高了农药在靶标上的沉积率和农药有效利用率，同时将监测数据和农药喷射数据发送到监测管理云平台15记录下来，并且在显示器6上展示出来，使用户更直观地了解农药喷洒的工作进度。若液面传感器14监测到的农药量不足，中央处理器5.3发出警报信号通过显示器6提醒用户及时补充农药。