本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種低成本除草機(jī)器人。

背景技術(shù)：

農(nóng)田雜草直接與莊稼爭奪營養(yǎng)、水分和陽光，影響作物生長，減少作物產(chǎn)量。人工除草勞動度大，效率低費時費力，且工人工資開銷較大，使用除草劑，可有效抑制雜草，但污染環(huán)境。開發(fā)高效地去除雜草、降低以消除生態(tài)污染的自動化除草機(jī)器人十分必要，從長遠(yuǎn)來看，將具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本除草機(jī)器人。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種低成本除草機(jī)器人，包括機(jī)器人本體和機(jī)械臂，所述機(jī)器人本體連接有一個固定底板，在固定底板下面連接有四個輪子，在固定底板上面連接有一個導(dǎo)航用的gps模塊，在固定底板的前部連接有一個機(jī)械臂固定底板，在所述機(jī)械臂固定底板的上面連接有上臂，在所述上臂上面連接有前臂，在所述前臂的前端連接有機(jī)械手和雜草識別攝像頭，在機(jī)械手的下端連接有末端執(zhí)行器；

所述主控電路電連接有按鍵模塊、顯示模塊、通信模塊、分頻器和光耦，所述分頻器電連接有驅(qū)動器，所述驅(qū)動器電連接有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)連接有負(fù)載，所述光耦電連接有繼電器，所述繼電器電連接有電磁閥。

進(jìn)一步的，所述主控電路以單片機(jī)為核心控制機(jī)械臂的運動以及除草劑的供給。．根據(jù)權(quán)利要求所述的一種新型除草機(jī)器人，其特征在于：所述機(jī)械臂包括機(jī)械臂固定底板、上臂、前臂、機(jī)械手、末端執(zhí)行器和雜草識別攝像頭，所述機(jī)械臂和上臂、所述上臂和前臂、所述前臂和機(jī)械手都采用采用步進(jìn)電機(jī)連接，所述機(jī)械臂的材質(zhì)為鋁合金。

進(jìn)一步的，所述末端執(zhí)行器為圓盤狀，外圍有一圈鋸齒的刀片。

進(jìn)一步的，所述雜草識別攝像頭圖像分辨率為320×240的sccb總線的ccd攝像頭。

進(jìn)一步的，所述機(jī)器人本體采用可充電的鋰電池供電。

進(jìn)一步的，所述主控電路采用stm32vet6單片機(jī)獲得雜草識別攝像頭的數(shù)據(jù)以進(jìn)行雜草識別、定位以及控制機(jī)械臂來除草。

采用上述技術(shù)方案，可以達(dá)到以下有益效果：

(1)采用機(jī)器人除草可以減少人工成本的投入達(dá)到了減少工人工資開銷的目的

(2)本機(jī)器人是采用電能驅(qū)動不會產(chǎn)生廢棄氣體污染空氣

(3)本機(jī)器人采用攝像頭識別雜草，并且用計算機(jī)來處理雜草的圖像，可編程的處理方式可以隨時更新的雜草識別的精度。

(4)本機(jī)器人的除草刀片呈圓盤狀，刀片周圍有一圈鋸齒，當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)動時，鋸齒切割雜草可以很好的切斷雜草的莖稈。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明機(jī)器人手臂圖；

圖3為本發(fā)明控制電路連接圖；

圖4為本發(fā)明的按鍵電路圖；

圖5為本發(fā)明的顯示模塊電路圖；

圖6為本發(fā)明的通信模塊電路圖；

圖7為本發(fā)明的分頻器電路圖；

圖8為本發(fā)明的光耦電路圖；

圖9為本發(fā)明的主控電路圖；

圖10為本發(fā)明的gps電路圖。

圖中，1-機(jī)器人本體，2-固定底板，3-gps模塊，4-前臂，5-雜草識別攝像頭，6-機(jī)械手，7-末端執(zhí)行器，8-機(jī)械臂，9-機(jī)械臂固定底板，10-輪子，11-上臂，12-步進(jìn)電機(jī)，13-按鍵模塊，14-顯示模塊，15-通信模塊，16-主控電路，17-分頻器，18-驅(qū)動器，19-負(fù)載，20-光耦，21-繼電器，22-電磁閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種低成本除草機(jī)器人，包括機(jī)器人本體1和機(jī)械臂8，所述機(jī)器人本體1連接有一個固定底板2，所述固定底板2的材質(zhì)為亞克力材料，該材料具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、價格便宜的特點，在固定底板2下面連接有四個輪子10，四個輪子10為越野輪胎，表面具有突起的不規(guī)則分布的花紋，以應(yīng)對田野間復(fù)雜的地形情況，在固定底板2上面連接有一個導(dǎo)航用的gps模塊3，所述gps模塊3為全球定位系統(tǒng)，可以識別機(jī)器人所在田間的經(jīng)度及緯度，起到定位和標(biāo)記機(jī)器人的作用，所述gps模塊3電連接主控電路16，所述gps模塊3將數(shù)據(jù)傳輸給主控電路16，主控電路16來對機(jī)器人的位置進(jìn)行標(biāo)定，并為機(jī)器人導(dǎo)航，機(jī)器人主要起到除草功能的為機(jī)器人的機(jī)械臂8，所述機(jī)械臂8采用輕質(zhì)的鋁合金材料。在固定底板2的前部連接有一個機(jī)械臂固定底板9，在所述機(jī)械臂固定底板9的上面連接有上臂11，在所述上臂11上面連接有前臂4，在所述前臂4的前端連接有機(jī)械手6和雜草識別攝像頭5，在機(jī)械手6的下端連接有末端執(zhí)行器,所述機(jī)械臂8包括機(jī)械臂固定底板9、上臂11、前臂4、機(jī)械手6、末端執(zhí)行器7和雜草識別攝像頭5，所述機(jī)械臂8上的雜草識別攝像頭5來采集田間雜草的圖像，通過sccb總線將圖像信息傳輸給主控電路16，主控電路16通過內(nèi)置的圖像處理程序，將雜草和農(nóng)作物區(qū)別開來。所述主控電路16識別出雜草后，計算出雜草相對小車所在的位置，給機(jī)械臂8發(fā)出控制電信號，主控電路16給分頻器17發(fā)送電信號，分頻器17給驅(qū)動器18發(fā)送電信號，驅(qū)動器18給步進(jìn)電機(jī)12發(fā)送電信號來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)12轉(zhuǎn)動，步進(jìn)電機(jī)12帶動負(fù)載19，所述負(fù)載19也就是機(jī)械臂8的上臂11、前臂4、機(jī)械手6，同時主控電路16發(fā)出電信號給光耦20，光耦20發(fā)送電信號給繼電器21控制電磁閥22，所述電磁閥22控制末端執(zhí)行器7，當(dāng)電磁閥22收到主控電路16發(fā)出的高電平信號時，電磁閥22不接通末端執(zhí)行器7，當(dāng)電磁閥22收到主控電路16發(fā)出的低電平信號時，所述電磁閥22接通末端執(zhí)行器7，所述末端執(zhí)行器7呈圓盤狀邊緣有一圈鋸齒，所述末端執(zhí)行器7開始轉(zhuǎn)動，外圍鋸齒狀的刀片切割雜草。所述主控電路16電還連接有按鍵模塊13、顯示模塊14、通信模塊15、分頻器17和光耦21，所述按鍵電路可以設(shè)置步進(jìn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)速，通信模塊15用于主控電路16和電腦進(jìn)行通信，以便更新主控電路16內(nèi)部的程序，顯示屏模塊14用于顯示雜草相對于機(jī)器人的位置。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于所描述的實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低成本除草機(jī)器人，所述的機(jī)器人包括機(jī)器人本體和主控電路，所述機(jī)器人本體有一個固定底板，在固定底板下面連接有四個輪子，在固定底板上面連接有一個導(dǎo)航用的GPS模塊，在固定底板的前部連接有一個機(jī)械臂，所述機(jī)械臂包括機(jī)械臂固定底板，在所述機(jī)械臂固定底板的上面連接有上臂，在所述上臂上面連接有前臂，在所述前臂的前端連接有機(jī)械手，在機(jī)械手的下端連接有末端執(zhí)行器，在所述前臂上連接有雜草識別攝像頭。所述主控電路以單片機(jī)為核心控制機(jī)械臂的運動，本機(jī)器人設(shè)計了適合田間除草功能的多關(guān)節(jié)機(jī)械臂，并實現(xiàn)了基于視覺信息的除草控制，具有識別精度高，除草效果好的特點。

技術(shù)研發(fā)人員：梁柏初
受保護(hù)的技術(shù)使用者：梁柏初
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.01
技術(shù)公布日：2017.09.08