一种喷洒用全地形农业机器人的制作方法

1.本发明涉及农业机器人技术领域，具体涉及一种喷洒用全地形农业机器人。


背景技术：

2.随着人工智能技术的不断进步，我国农业机器人市场发展迅速，同时在“智慧农业”政策的持续推动下，市场发展态势持续向好。依据新的产业环境，机器人自主进行农业作业不能再局限于理想的农田环境，复杂环境下的非结构性农田作业是未来农业机器人的发展趋势，这对农业机器人的设计提出了新的挑战和要求。
3.现有的农业喷洒机器人大多为轮式结构，适用于较平整的农田环境，但在农田地形不确定、工作环境复杂的情况下，现有的轮式机器人无法主动调节姿态，遇到障碍物无法越障，工作时机器人的姿态与行驶平顺性不可避免发生改变，导致各系统之间的合作协调能力大为降低，作业精度难以保证。如何实现农业机器人在复杂农田工况下精准作业，是本领域的研究难点。因此在保持机动能力与低环境足迹能力（减少对农作物的干扰）的前提下，寻求具有稳定性与良好行驶平顺性的新型农业机器人仍是该领域亟待解决的关键问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种喷洒用全地形农业机器人，它可以在复杂环境下的非结构性农田作业时，具有稳定性与良好行驶平顺性，实现在复杂农田工况下的精准喷洒作业。
5.为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种喷洒用全地形农业机器人，包括安装有摄像头和喷头的delta机器人，外连接有四个轮腿组件、内设有传感器、电池和控制模块的主体；所述主体的四角设有电机支架，该电机支架上固定有肩部电机；所述轮腿组件包括腿单元和设置于该腿单元下端的内设轮毂电机的驱动轮，该驱动轮的轮轴连接有转向电机，腿单元上还设有可驱使其上下摆动的起落装置；当需要轮式行驶或转向时，所述控制模块通过控制四个所述转向电机和四个所述轮毂电机，分别实现驱动轮的转向和转动；当需要越障时，所述控制模块依据所述摄像头的识别信息，控制所述肩部电机实现腿单元的水平摆动，及控制所述起落装置实现驱动轮的抬起或落下，同时，根据所述传感器的监测结果，调节机器人姿态，使其主体始终处于水平状态。
6.进一步地，所述腿单元由肩部架、腿杆和轮部架组成，该肩部架与两根平行的所述腿杆和所述轮部架枢接构成平行四边形。
7.进一步地，所述控制模块，采用差速转向与独立转向相结合的方式，实现所述驱动轮的360度无死角转向。
8.进一步地，所述起落装置包括电推杆和与所述肩部架铰接的推杆支架，该电推杆
一端铰接在所述平行四边形的一边，另一端固定在推杆支架上。
9.进一步地，所述腿杆正面开设有多个长孔。
10.进一步地，所述传感器为陀螺仪，且陀螺仪设置在主体的中心位置。
11.本发明的有益效果在于：本发明采用轮腿组件，该机器人每个轮腿组件有4个自由度，在控制模块的控制下，肩部电机可使腿单元水平摆动，起落装置能驱使腿上下摆动，转向电机能驱使驱动轮转向，轮毂电机可驱使驱动轮转动，通过4个轮腿组件可实现农业机器人的越障、轮式行驶和转向三种工作模式，根据不同的地形可实现不同模式切换，该农业机器人兼具轮式与腿式机器人的双重优点，既保证复杂地形条件下行驶稳定性和良好平顺性，又能避免对农作物的干扰。
12.本发明的转向采用差速转向与四轮独立转向相结合的方式，能够实现360度无死角转向。当行驶方向遇到无法逾越障碍且深陷其中时，可随意切换行驶方向摆脱障碍，提高机器人在非结构农田的脱困能力。
附图说明
13.图1为本发明整体结构示意图。
14.图2为本发明轮腿组件示意图。
15.图3为本发明delta机器人示意图。
16.图中:1-主体、2-轮腿组件、3-delta机器人、11-陀螺仪、12-电机支架、13-肩部电机、21-肩部架、22-推杆支架、23-电推杆、24-腿杆、25-轮部架、26-转向电机、27-驱动轮、31-摄像头。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.如图1所示，一种喷洒用全地形农业机器人，包括delta机器人3和连接有四个轮腿组件2的主体1，所述delta机器人3上安装有摄像头31和喷头。
19.所述主体1上设有传感器11，本实施例中，传感器11为陀螺仪，且陀螺仪设置在主体1的中心位置，并且机器人的主体1中设有电池及控制模块，电池对机器人的用电设备进行供电，控制模块对机器人的各个机构进行控制。机器人的主体1的四个角均有电机支架12，电机支架12上固定有肩部电机13，四个轮腿组件2分别连接于肩部电机13；如图2，轮腿组件2包括腿单元、起落装置、转向电机26及驱动轮27。如图3，所述delta机器人3包括静平台，机械臂和动平台；所述静平台前方设有用于识别道路和用于识别杂草或作物的两摄像头31，所述动平台上设有喷洒用的喷头。
20.如图2所示，在轮腿组件2中，腿单元由肩部架21、腿杆24和轮部架25组成，该肩部架21与两根平行的所述腿杆24和所述轮部架25枢接构成平行四边形；起落装置包括电推杆23和与所述肩部架21铰接的推杆支架22，该电推杆23一端铰接在所述平行四边形的一边，
另一端固定在推杆支架22上；所述轮部架25与转向电机26和内设轮毂电机的驱动轮27关联，所述转向电机26可驱使该驱动轮27绕所述轮部架25在水平面转向。
21.传感器11可以对该农业机器人的偏角进行监测，根据传感器11对该农业机器人姿态的监测结果，控制模块通过控制四个起落装置的调节机器人的姿态，使该机器人的主体1始终处于水平状态，移动更加平稳；控制模块可控制转向电机26驱使驱动轮27转向及控制驱动轮27内的轮毂电机驱使驱动轮27转动，控制模块通过控制四个所述转向电机26和轮毂电机，可实现该农业机器人的轮式行驶，该农业机器人采用差速转向与四个所述驱动轮27独立转向相结合的方式，能够实现360度无死角转向，当行驶方向遇到无法逾越的障碍且深陷其中时，可随意切换行驶方向摆脱障碍，提高机器人在非结构农田的脱困能力；当所述摄像头31识别到障碍物，控制模块可控制所述肩部电机21驱动所述轮腿组件2在水平面摆动及控制所述起落装置实现轮腿组件2的抬起或落下越过障碍，实现该农业机器人的越障。
22.在复杂地形行驶时，机器人采用越障模式和轮腿复合模式行进，保证机器人在复杂地形能够快速移动；当行进到平坦地形时，控制模块可驱动轮毂电机采用轮式模式进行高速行驶，提高机器人的机动性和工作效率。机器人移动到位后，根据摄像头31识别的结果，控制模块控制delta机器人3的动平台运动到指定位置之后，经由动平台的喷头将药物或者水精准的喷洒到目标上。
23.以上详细说明是针对本发明可行实施的具体说明，该实施案例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施方或变更，均应包含于本案的专利范围中。