專利名稱：一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于自動化農業裝備技術領域，特別涉及一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置。
背景技術：
農業生產中化學制劑的應用不僅對人體的危害很大，并且還會造成環境污染，影響土壤結構，威脅農業生產的可持續發展。目前國際上解決農業化學制劑使用過程中的負面影響的方法有兩種一種是在藥劑上進行創新，采用綜合防治的方法或者研制新型的防控藥劑(如植物學殺蟲劑等)；另一種是在施藥手段上進行革新，利用現代化的噴霧器具，如采用智能傳感器檢測噴霧作業對象，采用精準變量噴霧裝置實現精細化噴霧作業，從而在實現功效的基礎上最大限度地降低藥劑使用量。
在施藥手段上，自動化的噴霧作業是最好的解決方案。采用噴霧機器人技術進行噴霧作業，可以依據作業對象的位置、輪廓、枝葉分布等生長信息或者病蟲草害位置信息進行精準噴霧作業，從而減少藥液的使用量、減少藥液漂移、保護勞動者和消費者的健康、保護環境、實現可持續農業生產等。目前現有自動化噴霧機器人在噴霧作業過程中，普遍不夠靈活，導致化學藥劑噴灑不夠均勻也不夠準確。
發明內容
針對現有技術不足，為解決自動化噴霧作業過程中采用機械臂來實現如同人手一樣靈活的自動化噴霧作業的問題，本發明提供了一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人
>J-U裝直。如圖I所示，一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置包括噴頭、攝像頭、機械手、大機械臂、小機械臂、控制器、電源和變量噴霧系統。其中大機械臂的底端通過轉軸連接在旋轉底座上,并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動，旋轉底座可在水平方向上自由轉動；小機械臂的底端通過轉軸連接在大機械臂的頂端，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動；機械手的底端通過轉軸連接在小機械臂的頂端上，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動；噴頭的底端通過轉軸連接在機械手的頂端，并可繞轉軸在垂直于小機械臂所在的豎直面方向上自由轉動；攝像頭固定安裝在噴頭的上方；旋轉底座外接控制器、電源和變量噴霧系統。控制器控制旋轉底座、大機械臂、小機械臂和機械手的運動，從而帶動由工業攝像頭組成傳感單元的攝像頭的運動，實現對噴霧作業對象的輪廓識別和檢測。變量噴霧系統采用電控比例閥實現變量噴霧控制。本發明的有益效果為本發明應用于植保機械中，可以降低人工勞動強度、依據植物信息制定噴霧策略、實現精準噴霧作業、降低農藥的使用量、減少漂移、提高藥液的利用率、保護環境、保護勞動者和消費者的健康、保護農業生產的可持續發展。本發明還可用于機器人采摘、搬運等作業過程。
圖I是一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置的結構示意圖。圖中標號1_噴頭；2_攝像頭；3_大機械臂；4_控制器；5_電源；6_變量噴霧系統'7-小機械臂；8_機械手。
具體實施例方式本發明提供了一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明。 一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置包括噴頭I、攝像頭2、機械手8、大機械臂3、小機械臂7、控制器4、電源5和變量噴霧系統6 ；其中大機械臂3的底端通過轉軸連接在旋轉底座上,并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動，旋轉底座可在水平方向上自由轉動；小機械臂7的底端通過轉軸連接在大機械臂3的頂端，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動；機械手8的底端通過轉軸連接在小機械臂7的頂端上，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動；噴頭I的底端通過轉軸連接在機械手8的頂端，并可繞轉軸在垂直于小機械臂7所在的豎直面方向上自由轉動；攝像頭2固定安裝在噴頭I的上方；旋轉底座外接控制器4、電源5和變量噴霧系統6。攝像頭2采用工業攝像頭組成傳感單元，通過圖像采集卡將圖像信號傳遞給圖像處理單元，圖像處理單元對傳感信號進行分析處理，將噴霧作業對象信息傳遞給運動控制單兀控制器4。變量噴霧系統6采用電磁閥進行噴霧開閉控制，采用電控比例閥實現變量噴霧控制。控制信號由控制器4提供，能量供給單元采用兩塊蓄電池進行供能，系統工作時，系統相互協調完成精準噴霧作業的應用要求。本發明安裝在移動平臺上，通過攝像頭2對噴霧作業對象進行輪廓識別和檢測，控制器4依據檢測到的植物的輪廓信息結合噴霧特性制定出噴霧策略，然后由旋轉底座、大機械臂3、小機械臂7和機械手8帶動噴頭I在變量噴霧系統6的控制下實現精準定量噴霧作業。
權利要求
1.一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置，其特征在于所述能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置包括噴頭(I)、攝像頭(2)、機械手(8)、大機械臂(3)、小機械臂(7)、控制器(4)、電源(5)和變量噴霧系統(6)； 其中所述大機械臂(3 )的底端通過轉軸連接在旋轉底座上，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動，旋轉底座可在水平方向上自由轉動；小機械臂(7)的底端通過轉軸連接在大機械臂(3)的頂端，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動；機械手(8)的底端通過轉軸連接在小機械臂(7)的頂端上，并可繞轉軸在豎直方向上自由轉動；噴頭(I)的底端通過轉軸連接在機械手(8)的頂端，并可繞轉軸在垂直于小機械臂(7)所在的豎直面方向上自由轉動；攝像頭(2)固定安裝在噴頭(I)的上方；旋轉底座外接控制器(4)、電源(5)和變量噴霧系統(6)。
2.根據權利要求I所述的一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置，其特征在于所述控制器(4)控制旋轉底座、大機械臂(3)、小機械臂(7)和機械手(8)的運動，從而帶動由工業攝像頭組成傳感單元的攝像頭(2)的運動,實現對噴霧作業對象的輪廓識別和檢測。
3.根據權利要求I所述的一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置，其特征在于所述變量噴霧系統(6)采用電控比例閥實現變量噴霧控制。
全文摘要
本發明屬于自動化農業裝備技術領域，特別涉及一種能夠靈活作業的手眼方式噴霧機器人裝置。該裝置包括噴頭、攝像頭、大機械臂、小機械臂、機械手、控制器、電源和變量噴霧系統。本發明安裝在移動平臺上，利用安裝在機械手上的攝像頭組成手眼方式，通過控制攝像頭的運動實現噴霧作業對象的輪廓識別和檢測，控制器依據檢測到的植物輪廓信息結合噴霧特性制定出噴霧策略，然后由旋轉底座、大機械臂、小機械臂和機械手帶動噴頭，在變量噴霧系統的控制下實現精準噴霧作業。本發明能夠降低人工勞動強度、依據植物信息實現精準噴霧作業、降低農藥的使用量、減少漂移、提高藥液的利用率、保護環境、保護勞動者和消費者的健康、實現農業生產的可持續發展。
文檔編號A01M7/00GK102696570SQ20121020373
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者張東波, 張賓, 薛子云, 賈繼興 申請人:中國農業大學