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专利号: 2020104720505
申请人: 安徽科杰粮保仓储设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智慧农业多功能采苗机器人,其特征在于,包括头部组件(1)、机身主体(2)、机械手(3)、下位机体(4),所述头部组件(1)设置在机身主体(2)上端,所述机身主体(2)设置在下位机体(4)上端,所述机械手(3)数量为两组,所述机械手(3)设置在机身主体(2)的两端;

所述头部组件(1)包括外壳以及设置在外壳内的图像采集模块(11)、图像识别模块(12)、GPS定位模块(13)、副控制器(15),所述图像采集模块(11)包括两台摄像机(14)和接线端子,摄像机(14)通过接线端子与图像识别模块(12)连接,两台所述摄像机(14)对称设置在头部组件(1)外壳的左右两端,所述图像识别模块(12)的信号输出端连接副控制器(15)的信号输入端;

所述机身主体(2)包括外壳以及设置在外壳内的主控制器(21)、电源(22)、无线发射模块(23)、无线接收模块(24)和故障报警模块(25),所述GPS定位模块(13)、图像识别模块(12)、无线接收模块(24)、故障报警模块(25)的信号输出端均与主控制器(21)信号输入端连接,无线发射模块(23)的信号输入端连接主控制器(21)的信号输出端;

所述机械手(3)包括机械手臂(31)、动作执行器(32)和传送带(33),所述机械手臂(31)、动作执行器(32)的信号输入端均与主控制器(21)的信号输出端连接,所述动作执行器(32)的数量为多组,所述动作执行器(32)线性设置在机械手臂(31)的前端,所述传送带(33)设置在机械手臂(31)上动作执行器(32)的后方,所述传送带(33)的末端位于集苗箱(42)正上方;

所述下位机体(4)包括履带移动平台(41)、集苗箱(42)、称重模块(43)、打印模块(44)、清洁模块(45),所述集苗箱(42)位于履带移动平台(41)上端,所述履带移动平台(41)的信号输入端连接主控制器(21)信号输出端,所述称重模块(43)设置在集苗箱(42)的底部,所述打印模块(44)设置在集苗箱(42)的入口上,所述称重模块(43)的信号输出端连接打印模块(44)和无线发射模块(23)的信号输入端,所述清洁模块(45)包括水箱(451)、水泵(452)、喷水管(453)和刮水器总成(454),所述水箱(451)位于机身主体(2)的前端外侧,所述水泵(452)通过进水管与水箱(451)连接,所述水泵(452)的出水端连接喷水管(453),喷水管(453)位于摄像机(14)的镜头下方,所述刮水器总成(454)包括减速电机(455)、连杆机构(456)、刮水臂心轴(457)、刮水片(458),刮水臂心轴(457)设置在连杆机构(456)上,连杆机构(456)的底端固定在减速电机(455)的输出轴端,刮水片(458)位于连杆机构(456)上,所述刮水片(458)位于摄像机(14)的镜头前,所述水泵(452)和减速电机(455)的信号输出端连接副控制器(15)的信号输入端,所述副控制器(15)的信号输出端连接清洁模块(45)的信号输入端;

所述打印模块(44)包括微型打印机(441)和卷纸机构(442),所述微型打印机(441)的信号输入端连接称重模块(43)的信号输出端;

所述故障报警模块(25)包括电压感应装置(251)、红外感应装置(252)和报警装置(253),所述电压感应装置(251)、红外感应装置(252)的信号输出端与报警装置(253)的信号输入端连接,所述红外感应装置(252)设置在履带移动平台(41)的前端外表面,所述电压感应装置(251)的信号输入端连接电源(22)的信号输出端,所述电压感应装置(251)、红外感应装置(252)的信号输出端与主控制器(21)的信号输入端连接;

所述履带移动平台(41)包括履带驱动总成(411)、平台车架(412),履带驱动总成(411)通过主控制器(21)与GPS定位模块(13)连接,所述机身主体(2)、集苗箱(42)均设置在平台车架(412)上。

2.根据权利要求1所述的一种智慧农业多功能采苗机器人,其特征在于:所述电源(22)用于机器人供电,包括蓄电池(221)和充电模块(222),所述充电模块(222)的充电方式为快充。

3.根据权利要求1所述的一种智慧农业多功能采苗机器人,其特征在于:所述平台车架(412)的前后左右均设置有防侧翻轮(5),所述防侧翻轮(5)包括轮轴(51)和轮胎(52),轮胎(52)设置在轮轴(51)的末端,轮轴(51)倾斜向上。

4.一种应用权利要求1‑3任一所述的智慧农业多功能菜苗机器人的采苗方法,其特征在于,包括:

步骤1:将机器人放置在两块农田中间的田埂上,根据GPS定位模块(13)的定位信息规划移动路线,主控制器(21)控制履带驱动总成(411)按照定位信息规划的路线移动;

步骤2:在无故障移动时,通过摄像机(14)实时采集左右农田区域的图像并送入图像识别模块(12)分析、处理,采苗区域植物苗分布情况和植物苗高度情况,分析植物苗高度是否在采苗阈值内,图像识别模块(12)将处理结果送至主控制器(21),当图像识别模块(12)识别到摄像机(14)实时采集到异物时,通过副控制器(15)启动水泵(452)和减速电机(455),使得喷水管(453)喷水的同时,刮水片(458)进行刮动;

步骤3:当确定采苗区域植物苗高度在阈值内,履带驱动总成(411)停止移动,主控制器(21)控制机械手臂(31)伸展,使得机械手臂(31)位于两侧农田上,使得动作执行器(32)的执行端位于植物苗的苗茎位置,启动动作执行器(32),从苗茎处剪去植物上半部分,完成一次采剪工作,然后植物上半部分进入传送带(33)送入集苗箱(42);

步骤4:集苗箱(42)底端的称重模块(43)实时检测箱内断苗的重量并将参数通过传给主控制器(21)再通过无线发射模块(23)上传终端,当称重模块(43)检测到集苗箱(42)最大容量时,报警装置(253)发生报警,同时主控制器(21)将满载信号通过无线发射模块(23)上传;

步骤5:启动微型打印机(441)根据称重模块(43)的称重数据实时打印出采苗重量数据;

步骤6:当集苗箱(42)满载时,操作者通过终端发布返回命令,命令通过无线接收模块(24)传至主控制器(21),主控制器(21)控制履带驱动总成(411)按照定位信息返回起始地点。

5.根据权利要求4所述的一种应用智慧农业多功能采苗机器人的采苗方法,其特征在于:所述步骤2的无故障判断方法:红外感应装置(252)感应到前方有障碍物时,报警装置(253)发生报警的同时,主控制器(21)将故障通过无线发射模块(23)上传,主控制器(21)停止驱动机械手臂(31)和履带驱动总成(411)。

6.根据权利要求4所述的一种应用智慧农业多功能采苗机器人的采苗方法,其特征在于:所述步骤2的无故障判断方法:电压感应装置(251)感应到电源(22)低电压时,报警装置(253)发生报警的同时,主控制器(21)控制履带驱动总成(411)按照定位信息返回起始地点。