本發(fā)明涉及一種雙手栽插水稻秧苗的智能機(jī)器人，屬于機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

千百年來，農(nóng)民栽插水稻秧苗的勞動(dòng)是一種艱苦的繁重的體力勞動(dòng)，兩條光腿泡在稻田的泥水里，彎著腰背朝青天面向水田，左手拿著一把秧苗，右手每次從中取出2-4株秧苗插到水田里。一個(gè)勞動(dòng)力起早帶晚自拔秧苗、自挑秧苗、自栽秧苗，一天只能栽插五分田的水稻秧苗。

近十年來，農(nóng)村中出現(xiàn)了用插秧機(jī)栽插一部分水稻秧苗。前五年，以半機(jī)械化的人力插秧機(jī)為主，人在使用手扶插秧機(jī)插秧時(shí)身體站直了，勞動(dòng)效率有一些提高，后五年，以機(jī)動(dòng)插秧機(jī)為主，勞動(dòng)效率有了顯著提高，然而，機(jī)動(dòng)插秧機(jī)上的汽油機(jī)不斷地向空氣中排放二氧化碳和二氧化硫，污染了水稻田上方的空氣。機(jī)動(dòng)插秧機(jī)在小塊水田里轉(zhuǎn)彎不便，在山區(qū)的梯田里，更加難以使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種雙手栽插水稻秧苗的智能機(jī)器人。

在智能機(jī)器人的頭頂上安裝太陽能光伏發(fā)電帽，太陽光照射安裝在太陽能光伏發(fā)電帽上的太陽能電池產(chǎn)生的電流通過導(dǎo)電線、控制器輸入分流器，從分流器輸出的電流通過導(dǎo)電線分別向左視覺傳感器、右視覺傳感器和北斗導(dǎo)航儀供電，左視覺傳感器和右視覺傳感器是一種雙手栽插水稻秧苗的智能機(jī)器人的眼睛，其分辨率、鏡頭、頻譜范圍，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人的雙眼，比人的雙眼更能看清稻田里那些地方已經(jīng)插秧，那些地方還沒有插秧，秧苗插得直不直，在淺水插秧時(shí)，有沒有發(fā)生漂秧。安裝在太陽能光伏發(fā)電帽上的北斗導(dǎo)航儀接收天線接收北斗衛(wèi)星導(dǎo)航電信號(hào)，將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航電信號(hào)輸入北斗導(dǎo)航儀進(jìn)行處理，為智能機(jī)器人進(jìn)行雙手栽插水稻秧苗的勞動(dòng)提供實(shí)時(shí)高精度位置和導(dǎo)航信息，提高插秧的作業(yè)效率，減少插秧作業(yè)的重疊和遺漏，使一行行秧苗在水田里載得筆直，不發(fā)生稻行彎曲的現(xiàn)象。智能機(jī)器人頭部上的左視覺傳感器和右視覺傳感器獲取的稻田和秧苗的圖像信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入電子計(jì)算機(jī)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航電信號(hào)在北斗導(dǎo)航儀中為智能機(jī)器人提供的實(shí)時(shí)高精度位置和導(dǎo)航信息通過導(dǎo)電線輸入電子計(jì)算機(jī)，從安裝在智能機(jī)器人左肩上的左鋰離子電池輸出的電流通過導(dǎo)電線向電子計(jì)算機(jī)供電，電子計(jì)算機(jī)通過可以提供電力和信息的導(dǎo)電線指令左伺服電機(jī)甲、左機(jī)器手臂上段、左伺服電機(jī)乙、左機(jī)器手臂下段、左伺服電機(jī)丙和左機(jī)插秧手按照電信號(hào)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)，左機(jī)插秧手從左方抓取盛放秧苗箱中的秧苗，在左伸縮裝置和右伸縮裝置同時(shí)縮短長(zhǎng)度、智能機(jī)器人的軀體下降高度時(shí)，左機(jī)插秧手將抓取的秧苗插進(jìn)稻田，從安裝在智能機(jī)器人右肩上的右鋰離子電池輸出的電流通過導(dǎo)電線向電子計(jì)算機(jī)供電，電子計(jì)算機(jī)通過可以提供電力和信息的導(dǎo)電線指令右伺服電機(jī)甲、右機(jī)器手臂上段、右伺服電機(jī)乙、右機(jī)器手臂下段、右伺服電機(jī)丙和右機(jī)插秧手按照電信號(hào)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)，右機(jī)插秧手從右方抓取盛放秧苗箱中的秧苗，在左伸縮裝置和右伸縮裝置同時(shí)縮短長(zhǎng)度、智能機(jī)器人的軀體下降高度時(shí)，右機(jī)插秧手將抓取的秧苗插進(jìn)稻田。插秧規(guī)格控制器通過電子計(jì)算機(jī)和導(dǎo)電線控制左機(jī)插秧手和右機(jī)插秧手的插秧規(guī)格，例如：在肥力條件比較好的水稻田里，將行距為5寸、株距為3寸的規(guī)格變換為行距為6寸、株距為4寸的規(guī)格。從電子計(jì)算機(jī)輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入盛放秧苗箱，在盛放秧苗箱的底部安裝有不外露的壓力傳感器，壓力傳感器能感知盛放秧苗箱內(nèi)盛放的秧苗的數(shù)量，并將秧苗數(shù)量的多少轉(zhuǎn)換成電信號(hào)、通過導(dǎo)電線輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，從電子計(jì)算機(jī)輸出的電流接下去輸入高度伸縮及滑行控制器。從高度伸縮及滑行控制器通過導(dǎo)電線輸出的電流和信息向左輸入左伸縮裝置，控制左伸縮裝置的伸長(zhǎng)和縮短，接著輸入左滑行器，控制左滑行器的向前滑行或退后滑行。從高度伸縮及滑行控制器通過導(dǎo)電線輸出的電流和信息向右輸入右伸縮裝置，控制右伸縮裝置的伸長(zhǎng)和縮短，接著輸入右滑行器，控制右滑行器的向前滑行或退后滑行。左伸縮裝置和右伸縮裝置同時(shí)伸長(zhǎng)時(shí)，智能機(jī)器人的軀體的高度位置升高，左機(jī)插秧手和右機(jī)插秧手分別從盛放秧苗箱中取出秧苗，左伸縮裝置和右伸縮裝置同時(shí)縮短時(shí)，智能機(jī)器人的軀體的高度位置下降，左機(jī)插秧手和右機(jī)插秧手分別向水田中栽插秧苗。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

由智能機(jī)器人1、太陽能光伏發(fā)電帽2、北斗導(dǎo)航儀3、北斗導(dǎo)航儀接收天線4、控制器5、分流器6、左視覺傳感器7、右視覺傳感器8、電子計(jì)算機(jī)9、導(dǎo)電線10、左充電裝置11、左鋰離子電池12、左伺服電機(jī)甲13、左機(jī)器手臂上段14、左伺服電機(jī)乙15、左機(jī)器手臂下段16、左伺服電機(jī)丙17、左機(jī)插秧手18、右充電裝置20、右鋰離子電池21、右伺服電機(jī)甲22、右機(jī)器手臂上段23、右伺服電機(jī)乙24、右機(jī)器手臂下段25、右伺服電機(jī)丙26、右機(jī)插秧手27、插秧規(guī)格控制器28、盛放秧苗箱29、中鋰離子電池30、高度伸縮及滑行控制器31、左伸縮裝置32、左滑行器33、右伸縮裝置34和右滑行器35共同組成；

在智能機(jī)器人1的頭頂上安裝太陽能光伏發(fā)電帽2，在太陽能光伏發(fā)電帽2內(nèi)安裝北斗導(dǎo)航儀3，在北斗導(dǎo)航儀3的上面安裝北斗導(dǎo)航儀接收天線4，在太陽能光伏發(fā)電帽2的左側(cè)的下方安裝控制器5，在太陽能光伏發(fā)電帽2的正下方安裝分流器6和導(dǎo)電線10，在分流器6的左方安裝左視覺傳感器7，在分流器6的右方安裝右視覺傳感器8，在智能機(jī)器人1的胸部安裝電子計(jì)算機(jī)9，在電子計(jì)算機(jī)9的左上方安裝左鋰離子電池12，在左鋰離子電池12的上方、智能機(jī)器人1的左肩上安裝左充電裝置11，在智能機(jī)器人1的胸部的左側(cè)安裝左伺服電機(jī)甲13，在左伺服電機(jī)甲13的上面安裝左機(jī)器手臂上段14，在左機(jī)器手臂上段14的上面安裝左伺服電機(jī)乙15，在左伺服電機(jī)乙15的上面安裝左機(jī)器手臂下段16，在左機(jī)器手臂下段16的上面安裝左伺服電機(jī)丙17，在左伺服電機(jī)丙17的上面安裝左機(jī)插秧手18，左機(jī)插秧手18從左方抓取秧苗19，在電子計(jì)算機(jī)9的左下方安裝插秧規(guī)格控制器28，在電子計(jì)算機(jī)9的右上方安裝右鋰離子電池21，在右鋰離子電池21的上方、智能機(jī)器人1右肩上安裝右充電裝置20，在智能機(jī)器人1的胸部的右側(cè)安裝右伺服電機(jī)甲22，在右伺服電機(jī)甲22的上面安裝右機(jī)器手臂上段23，在右機(jī)器手臂上段23的上面安裝右伺服電機(jī)乙24，在右伺服電機(jī)乙24的上面安裝右機(jī)器手臂下段25，在右機(jī)器手臂下段25的上面安裝右伺服電機(jī)丙26，在右伺服電機(jī)丙26的上面安裝右機(jī)插秧手27，右機(jī)插秧手27從右方抓取秧苗19，在智能機(jī)器人1的腹部上安裝盛放秧苗箱29、中鋰離子電池30和高度伸縮及滑行控制器31，在盛放秧苗箱29的下方安裝高度伸縮及滑行控制器31，在盛放秧苗箱29與高度伸縮及滑行控制器31的中間安裝中鋰離子電池30；

北斗導(dǎo)航儀3通過內(nèi)置導(dǎo)電線與北斗導(dǎo)航儀接收天線4連接，北斗導(dǎo)航儀3通過導(dǎo)電線10與分流器6連接，太陽能光伏發(fā)電帽2通過導(dǎo)電線10與控制器5連接，控制器5通過導(dǎo)電線10與分流器6連接，分流器6通過導(dǎo)電線10與左視覺傳感器7連接，分流器6通過導(dǎo)電線10與右視覺傳感器8連接，分流器6通過導(dǎo)電線10與電子計(jì)算機(jī)9連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與左鋰離子電池12連接，左鋰離子電池12通過導(dǎo)電線10與左充電裝置11連接，左鋰離子電池12通過導(dǎo)電線10與左伺服電機(jī)甲13、左伺服電機(jī)乙15、左伺服電機(jī)丙17和左機(jī)插秧手18連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與左伺服電機(jī)甲13、左伺服電機(jī)乙15、左伺服電機(jī)丙17和左機(jī)插秧手18連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與插秧規(guī)格控制器28連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與盛放秧苗箱29連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與右鋰離子電池21連接，右鋰離子電池21通過導(dǎo)電線10與右充電裝置20連接，右鋰離子電池21通過導(dǎo)電線10與右伺服電機(jī)甲22、右伺服電機(jī)乙24、右伺服電機(jī)丙26和右機(jī)插秧手27連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與右伺服電機(jī)甲22、右伺服電機(jī)乙24、右伺服電機(jī)丙26和右機(jī)插秧手27連接，電子計(jì)算機(jī)9通過導(dǎo)電線10與盛放秧苗箱29連接，盛放秧苗箱29通過導(dǎo)電線10與高度伸縮及滑行控制器31連接，盛放秧苗箱29通過導(dǎo)電線10與中鋰離子電池30連接，中鋰離子電池30通過導(dǎo)電線10與高度伸縮及滑行控制器31連接，高度伸縮及滑行控制器31通過導(dǎo)電線10與左伸縮裝置32和左滑行器33連接，高度伸縮及滑行控制器31通過導(dǎo)電線10與右伸縮裝置34和右滑行器35連接。

左視覺傳感器7和右視覺傳感器8是3d視覺傳感器或智能視覺傳感器。

左鋰離子電池12、右鋰離子電池21和中鋰離子電池30是磷酸鐵鋰鋰離子電池或鈷酸鋰鋰離子電池或錳酸鋰鋰離子電池或鈦酸鋰鋰離子電池。

盛放秧苗箱29的盛放秧苗19的重量是15公斤到20公斤。

左伸縮裝置32和右伸縮裝置34的可以控制的伸出與縮進(jìn)的高度差是40公分到60公分。

左機(jī)插秧手18和右機(jī)插秧手27的每一次抓取秧苗19的數(shù)量是可以調(diào)控的1株到6株。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：①智能機(jī)器人適應(yīng)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)身靈活，既可以在大塊水田里插秧，也可以在小塊稻田、山區(qū)梯田里栽插秧苗。②智能機(jī)器人栽插秧苗的質(zhì)量好，北斗導(dǎo)航精準(zhǔn)定位作業(yè)，使栽插的稻行直，秧苗的行距和株距保持一致，插秧的規(guī)格好。視覺傳感器看得清，避免栽秧時(shí)發(fā)生重疊或漏插。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

2017年8月23日—27日世界機(jī)器人大會(huì)在北京舉行。會(huì)上展示的13個(gè)自由度的機(jī)器仿生蜻蜓能夠輕巧的朝著任何方向飛行，機(jī)器人鋼琴師用53根手指演奏鋼琴、比人的速度快，雙足機(jī)器人能做手勢(shì)抓取物品，工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)型機(jī)器人吸引了眾多的觀眾。2016年，中國(guó)的機(jī)器人出貨量約達(dá)9萬臺(tái)，上升27%，接近全球總產(chǎn)量的三分之一，到2019年，機(jī)器人出貨量將接近16萬臺(tái)。中國(guó)農(nóng)村中許多農(nóng)民已經(jīng)年老，十分需要機(jī)器人取代人力來從事插秧等繁重的體力勞動(dòng)，相信不久的未來，中國(guó)農(nóng)村里會(huì)出現(xiàn)機(jī)器人從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng)，而且會(huì)出現(xiàn)越來越多的栽插水稻秧苗智能機(jī)器人、翻曬稻谷智能機(jī)器人等。

下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述：

太陽光照射安裝在智能機(jī)器人頭上的太陽能光伏發(fā)電帽上面的太陽能電池產(chǎn)生電流、電流通過導(dǎo)電線輸入控制器進(jìn)行調(diào)整，接著通過導(dǎo)電線輸入分流器進(jìn)行分流供電，從分流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入北斗導(dǎo)航儀，向北斗導(dǎo)航儀和北斗導(dǎo)航儀接收天線提供接受北斗衛(wèi)星導(dǎo)航電信號(hào)、通過導(dǎo)電線將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航電信號(hào)輸入電子計(jì)算機(jī)用于為智能機(jī)器人進(jìn)行雙手栽插水稻秧苗作業(yè)時(shí)提供導(dǎo)航服務(wù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)插秧，提高插秧質(zhì)量。從安裝在智能機(jī)器人左肩上的左鋰離子電池輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入電子計(jì)算機(jī)，從電子計(jì)算機(jī)輸出的電流和信息通過導(dǎo)電線輸入左伺服電機(jī)甲、左伺服電機(jī)乙、左伺服電機(jī)丙和左機(jī)插秧手，為左伺服電機(jī)甲、左機(jī)器手臂上段、左伺服電機(jī)乙、左機(jī)器手臂下段、左伺服電機(jī)丙和左機(jī)插秧手的運(yùn)轉(zhuǎn)和栽插水稻秧苗提供動(dòng)力能源，從安裝在智能機(jī)器人右肩上的右鋰離子電池輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入電子計(jì)算機(jī)，從電子計(jì)算機(jī)輸出的電流和信息通過導(dǎo)電線輸入右伺服電機(jī)甲、右伺服電機(jī)乙、右伺服電機(jī)丙和右機(jī)插秧手，為右伺服電機(jī)甲、右機(jī)器手臂上段、右伺服電機(jī)乙、右機(jī)器手臂下段、右伺服電機(jī)丙和右機(jī)插秧手的運(yùn)轉(zhuǎn)和栽插水稻秧苗提供動(dòng)力能源，從電子計(jì)算機(jī)輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入盛放秧苗箱和高度伸縮及滑行控制器，同時(shí)，中鋰離子電池分別向盛放秧苗箱和高度伸縮及滑行控制器供電。向盛放秧苗箱供應(yīng)的電流主要用于安置在盛放秧苗箱內(nèi)的壓力傳感器通過導(dǎo)電線向電子計(jì)算機(jī)傳送盛放秧苗箱內(nèi)有無秧苗或有多少秧苗等信息。向高度伸縮和滑行控制器供電用于控制左伸縮裝置、左滑行器、右伸縮裝置和右滑行器。智能機(jī)器人與人力插秧有五點(diǎn)區(qū)別：1.智能機(jī)器人用雙手插秧，人力插秧時(shí)是用單手插秧，另一只手要拿住一把秧苗。2.智能機(jī)器人靠電力驅(qū)動(dòng)插秧，人力插秧靠人的體力。3.智能機(jī)器人的軀體上安裝有盛放秧苗箱，用人力插秧的農(nóng)民身上沒有盛放秧苗箱。4.人力插秧時(shí)，農(nóng)民的兩條腿要彎曲蹲下身體，同時(shí)彎腰，將身體伸向前方，智能機(jī)器人插秧時(shí)不彎腰、不彎腿，而是將左伸縮裝置和右伸縮裝置全部收縮進(jìn)去，降低智能機(jī)器人的軀體的高度，使左機(jī)插秧手和右機(jī)插秧手能夠接觸到水田的表土層，進(jìn)行插秧。插完秧后，左伸縮裝置和右伸縮裝置全部伸長(zhǎng)出來，升高智能機(jī)器人的軀體的高度。左機(jī)插秧手和右機(jī)插秧手從盛放秧苗箱中取出秧苗。5.人工插秧時(shí)，農(nóng)民的左腳和右腳踏在水田的泥漿里移動(dòng)，智能機(jī)器人的、相當(dāng)于人的左腳的左滑行器能夠在水田里自主向前滑行或退后滑行，智能機(jī)器人的、相當(dāng)于人的右腳的右滑行器能夠在水田里自主向前滑行或退后滑行。

現(xiàn)舉出實(shí)施例如下：

實(shí)施例一：

在一塊水田里，有六位用雙手栽插水稻秧苗的智能機(jī)器人一字形排開、準(zhǔn)備插秧。一只平底滑行小船滿載水稻秧苗在稻田里滑行，給每一只盛放秧苗箱里裝滿秧苗，并用小船上的水上充電樁給每位智能機(jī)器人的鋰離子電池充足電。太陽光照射安裝在太陽能光伏發(fā)電帽的上表面上的單晶硅太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入控制器、分流器，從分流器輸出的電流通過導(dǎo)電線分別向北斗導(dǎo)航儀、左視覺傳感器、右視覺傳感器和電子計(jì)算機(jī)供電，由于六位智能機(jī)器人都是用北斗導(dǎo)航的，導(dǎo)航精度高，兩位相鄰的智能機(jī)器人之間，一起插秧時(shí)，不會(huì)發(fā)生重疊或遺漏。電子計(jì)算機(jī)指令左伺服電機(jī)甲、左伺服電機(jī)乙、左伺服電機(jī)丙驅(qū)動(dòng)左機(jī)插秧手從盛放秧苗箱里取出秧苗、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器手臂，用左機(jī)插秧手將秧苗按照3寸×5寸的規(guī)格栽插到水田里。電子計(jì)算機(jī)指令右伺服電機(jī)甲、右伺服電機(jī)乙、右伺服電機(jī)丙驅(qū)動(dòng)右機(jī)插秧手從盛放秧苗箱里取出秧苗，運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器手臂，將秧苗按照3寸×5寸的規(guī)格栽插到水田里。電子計(jì)算機(jī)通過導(dǎo)電線驅(qū)動(dòng)高度伸縮及滑行控制器控制左伸縮裝置和右伸縮裝置的伸長(zhǎng)和收縮，同時(shí)控制左滑行器和右滑行器的向前滑行或退后滑行。

實(shí)施例二：

在一大塊耙平的水田里，有十位用雙手栽插水稻秧苗的智能機(jī)器人排成一字形長(zhǎng)蛇陣，快要栽插水稻秧苗。一只平底滑行船滿載水稻秧苗滑到智能機(jī)器人的面前，給每位智能機(jī)器人的盛放秧苗箱里放置秧苗，并用船上的水上充電樁給每位智能機(jī)器人的鋰離子電池充足電。太陽光照射安裝在太陽能光伏發(fā)電帽的上表面上的多晶硅太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入控制器、分流器，從分流器輸出的電流通過導(dǎo)電線分別向北斗導(dǎo)航儀、左視覺傳感器、右視覺傳感器和電子計(jì)算機(jī)供電，由于十位智能機(jī)器人都是用北斗導(dǎo)航的，導(dǎo)航精度高，兩位相鄰的智能機(jī)器人之間，一起插秧時(shí)，不會(huì)發(fā)生重疊或遺漏。電子計(jì)算機(jī)指令左伺服電機(jī)甲、左伺服電機(jī)乙、左伺服電機(jī)丙驅(qū)動(dòng)左機(jī)插秧手從盛放秧苗箱里取出秧苗、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器手臂，用左機(jī)插秧手將秧苗按照4寸×6寸的規(guī)格栽插到水田里。電子計(jì)算機(jī)指令右伺服電機(jī)甲、右伺服電機(jī)乙、右伺服電機(jī)丙驅(qū)動(dòng)右機(jī)插秧手從盛放秧苗箱里取出秧苗、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器手臂，將秧苗按照4寸×6寸的規(guī)格栽插到水田里。電子計(jì)算機(jī)通過導(dǎo)電線驅(qū)動(dòng)高度伸縮及滑行控制器控制左伸縮裝置和右伸縮裝置的伸長(zhǎng)和收縮，同時(shí)控制左滑行器和右滑行器的向前滑行或退后滑行。