專利名稱：一種溫室變量施肥機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于溫室內(nèi)的粉狀或粒狀固體 肥料的自動化、精確變量施用的溫室變量施肥機器人。
(二)
背景技術(shù)：
目前，化學(xué)肥料作為農(nóng)作物生長營養(yǎng)的主要來源之一，其施用量巨大。在 溫室生產(chǎn)中，為追求高產(chǎn)量，很少考慮土壤或栽培基質(zhì)的肥料和肥效水平以及 作物生長所需要的量，往往過度施用，這不僅導(dǎo)致肥料的浪費，而且還會造成 地下水資源的污染，特別在溫室高投入高產(chǎn)出的栽培生產(chǎn)系統(tǒng)中，這一矛盾顯 得尤為突出。
符合栽培生產(chǎn)的有效方法是根據(jù)土壤中已有的肥料水平和栽培作物的營養(yǎng) 需求確定每小塊土地的施肥需求和施肥量，使肥料的施用和利用率達到最佳狀 態(tài)，然而這種施肥方法目前還未見有自動可控的施肥裝置，只能靠人工來操作， 工作效率和質(zhì)量低下。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決背景技術(shù)中存在的問題，目的在于提供一種溫室變量施肥機 器人，本發(fā)明能根據(jù)預(yù)先設(shè)定的土壤(或栽培基質(zhì))施肥處方圖對溫室栽培區(qū) 土壤進行自動化、精確變量施肥，解決了溫室內(nèi)固體肥料的按需變量施用問題。
本發(fā)明為達到上述目的采用的技術(shù)方案是 一種溫室變量施肥機器人，包 括自走式機器人和施肥單元，在自走式機器人內(nèi)設(shè)置有單板機，在自走式機器
人外部設(shè)有GPS接收模塊和變量控制器，GPS接收模塊與單板機連接，用于確定施肥機器人當(dāng)前所處的位置；單板機與變量控制器連接，變量控制器與施肥
單元連接，用于控制施肥單元的施肥量。
施肥單元包括肥料箱，排肥輪，調(diào)速減速電機，轉(zhuǎn)速傳感器；肥料箱設(shè)置 在自走式機器人上方，排肥輪設(shè)置在肥料箱的出肥口處，變量控制器控制調(diào)速 減速電機帶動排肥輪的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速傳感器與變量控制器連接。
肥料箱分三格設(shè)置在自走式機器人上方，排肥輪，調(diào)速減速電機，轉(zhuǎn)速傳 感器都為三個，與三格肥料箱的出肥口對應(yīng)設(shè)置。
施肥單元所施肥料為固體粒狀或粉狀的肥料。
作為優(yōu)選， 一種溫室變量施肥機器人還包括測距系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng)，測 距系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng)分別與單板機連接。
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在1)本發(fā)明功能強大，可實現(xiàn)精確變量施肥 作業(yè)，提高肥料的利用率，提高肥效；2)自動化程度高，在輸入施肥處方圖后 可自行完成作業(yè)過程；3)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，只需將各部件組裝起來即可進 行作業(yè)；4)具有良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益，這主要體現(xiàn)在一方面減少了 肥料的浪費，另一方面減輕了環(huán)境污染。


圖1是一種溫室變量施肥機器人的結(jié)構(gòu)示意圖2是一種溫室變量施肥機器人的功能原理圖3是一種溫室變量施肥機器人的電路控制部分的原理框圖；具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不 僅限于此-
實施例l..如圖K 2、 3所示， 一種溫室變量施肥機器人，包括自走式機 器人1和施肥單元，自走式機器人1采用上海廣茂達伙伴機器人有限公司生產(chǎn) 的AS-RE輪式或履帶式機器人，我們在自走式機器人內(nèi)設(shè)置有單板機，在自走 式機器人外部設(shè)有GPS接收模塊2和變量控制器3，測距系統(tǒng)9，視頻采集系統(tǒng) 10;變量控制器3為Raven Industrial Inc公司生產(chǎn)的SCS4400系列的變量控制 器；GPS接收模塊2、測距系統(tǒng)9和視頻采集系統(tǒng)10分別與單板機連接，單板 機與變量控制器3連接；施肥單元包括三格肥料箱41、肥料箱42、肥料箱43， 排肥輪61、排肥輪62、排肥輪63，調(diào)速減速電機51、調(diào)速減速電機52、調(diào)速 減速電機53，轉(zhuǎn)速傳感器81、轉(zhuǎn)速傳感器82、轉(zhuǎn)速傳感器83;三格肥料箱41、 肥料箱42、肥料箱43設(shè)置在自走式機器人上方，排肥輪61、排肥輪62、排肥 輪63分別設(shè)置在分別地三格肥料箱的出肥口 7處，調(diào)速減速電機51、調(diào)速減速 電機52、調(diào)速減速電機53，轉(zhuǎn)速傳感器81、轉(zhuǎn)速傳感器82、轉(zhuǎn)速傳感器83與 三格肥料箱41、肥料箱42、肥料箱43的出肥口對應(yīng)設(shè)置，變量控制器3控制 調(diào)速減速電機51、調(diào)速減速電機52、調(diào)速減速電機53帶動排肥輪的轉(zhuǎn)動，用 于控制施肥單元的施肥量，轉(zhuǎn)速傳感器81、轉(zhuǎn)速傳感器82、轉(zhuǎn)速傳感器83與 變量控制器3連接，用于將排肥輪的轉(zhuǎn)速反饋給變量控制器3;肥料箱內(nèi)裝的是 一種固體粒狀或粉狀的肥料。
本發(fā)明的使用過程如下將內(nèi)置有單板機小型自走式機器人1、 GPS接收模 塊2、測距系統(tǒng)9、視頻采集系統(tǒng)IO、變量控制器3、施肥單元等裝配在一起成為一個智能小型專用機器人。工作前，先將施肥處方圖通過無線網(wǎng)絡(luò)輸入機器 人l，自走式機器人l內(nèi)置的單板機，通過編程可以接收施肥處方圖的數(shù)據(jù)、
GPS定位數(shù)據(jù)、測距系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，將施肥指令輸出到SCS4400系 列變量控制器3中，機器人1根據(jù)GPS的定位數(shù)據(jù)、施肥處方圖及行走速度自 動進行變量施肥，其附帶的超聲和紅外測距系統(tǒng)用來精確修正機器人所處的位 置以及避免與其它設(shè)施碰撞；變量控制器3根據(jù)先前標(biāo)定的數(shù)據(jù)，對三個排肥 輪的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，以達到變量精確施肥的目的，排肥輪的轉(zhuǎn)速通過三個轉(zhuǎn)速 傳感器反饋確定。機器人采用電動式，由溫室內(nèi)鋪設(shè)的滑線槽供電，作業(yè)過程 中無污染；通過控制排肥輪的轉(zhuǎn)速進行施肥量的控制。
以上的所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術(shù)原理，若依本發(fā)明的 構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時， 仍應(yīng)屬本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種溫室變量施肥機器人，包括自走式機器人(1)和施肥單元，其特征在于還在自走式機器人(1)內(nèi)設(shè)置有單板機，在自走式機器人(1)外部設(shè)有GPS接收模塊(2)和變量控制器(3)，GPS接收模塊(2)與單板機連接，用于確定施肥機器人當(dāng)前所處的位置；單板機與變量控制器(3)連接，變量控制器(3)與施肥單元連接，用于控制施肥單元的施肥量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫室變量施肥機器人，其特征在于施肥單元包括肥料箱(4)，排肥輪(6)，調(diào)速減速電機(5)，轉(zhuǎn)速傳感器(8);肥料箱(4)設(shè)置在自走式機器人(1)上方，排肥輪(6)設(shè)置在肥料箱(4)的出肥口 (7)處，變量控制器(3)控制調(diào)速減速電機(5)，調(diào)速減速電機(5)帶動排肥輪(6)的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速傳感器(8)與變量控制器(3)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種溫室變量施肥機器人，其特征在于肥料箱(4)分三格設(shè)置在自走式機器人(1)上方，排肥輪(6)，調(diào)速減速電機(5)，轉(zhuǎn)速傳感器(8)都為三個，與三格肥料箱(4)的出肥口 (7)對應(yīng)設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種溫室變量施肥機器人，其特征在于施肥單元所施肥料為固體粒狀或粉狀的肥料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溫室變量施肥機器人，其特征在于還包括測距系統(tǒng)(9)和視頻采集系統(tǒng)(10)，測距系統(tǒng)(9)和視頻采集系統(tǒng)(10)分別與單板機連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室變量施肥機器人。這種溫室變量施肥機器人，包括自走式機器人和施肥單元，在自走式機器人內(nèi)設(shè)置有單板機，在自走式機器人外部設(shè)有GPS接收模塊和變量控制器，GPS接收模塊與單板機連接，用于確定施肥機器人當(dāng)前所處的位置；單板機與變量控制器連接，變量控制器與施肥單元連接，用于控制施肥單元的施肥量。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在1)本發(fā)明功能強大，可實現(xiàn)精確變量施肥作業(yè)，提高肥料的利用率，提高肥效；2)自動化程度高，在輸入施肥處方圖后可自行完成作業(yè)過程；3)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，只需將各部件組裝起來即可進行作業(yè)；4)具有良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益。
文檔編號A01C15/00GK101480126SQ20091009589
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者勇 何, 雷 馮, 沈明衛(wèi) 申請人:浙江大學(xué)