本發(fā)明涉及一種設(shè)施農(nóng)業(yè)機械,尤其涉及一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺及其控制方法,在溫室內(nèi)集內(nèi)靈活地移動實現(xiàn)物流運輸并具有升降功能于一體的智能化移動平臺,用于施藥、采摘、作物整理等操控自動化作業(yè)。
背景技術(shù):
近幾年,隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整,日光溫室在我國農(nóng)村迅速發(fā)展。但是,日光溫室內(nèi)的各項農(nóng)事作業(yè),基本上都是手工操作,勞動強度大,工作效率低,因而經(jīng)濟效益仍處于低水平狀態(tài)。日光溫室灌溉、施肥、施藥多采用傳統(tǒng)的溝灌、漫灌,需水量大,勞動強度大,養(yǎng)分流失嚴重,對作物需水量難以有效控制。同時,也給溫室內(nèi)環(huán)境帶來危害,尤其是溫室內(nèi)濕度大,溫度高,對工作人員身體會造成損害,工作效率低。
溫室內(nèi)現(xiàn)有移動平臺僅能實現(xiàn)一些簡單的直線或軌道化運動,因此其可以進行的溫室內(nèi)作業(yè)非常有限。為了實現(xiàn)靈活的溫室內(nèi)的靈活移動,有些移動平臺需要投入高成本的傳感器,例如激光雷達或機器視覺,這樣非常限制了普通日光溫室的大面積應(yīng)用。
但溫室是一個種植模式相對固定的生成場所,迫切需要發(fā)明一種針對現(xiàn)有溫室改造要求不高,投入成本低,并且能在溫室內(nèi)集內(nèi)靈活地移動實現(xiàn)物流運輸并具有升降功能于一體的智能化移動平臺,用于施藥、采摘、作物整理等操控自動化作業(yè)。這對溫室的輕簡化、自動化工作的推進有非常重要的實際意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供了一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺及其控制方法,能夠?qū)崿F(xiàn)在溫室內(nèi)集內(nèi)靈活地移動實現(xiàn)物流運輸并具有升降功能于一體的智能化移動平臺,用于施藥、采摘、作物整理等操控自動化作業(yè)。
本發(fā)明一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺所采用的技術(shù)方案包括:底盤、行走裝置、轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向裝置、升降裝置、智能控制模塊和半結(jié)構(gòu)化溫室路面。
所述底盤用于固定和承載其他裝置與模塊,形成移動平臺機械結(jié)構(gòu)的基本框架;
所述行走裝置,包括左右兩個萬向前輪總成和左右兩個驅(qū)動后輪總成。所述左右兩個萬向前輪總成分別固定在底盤前端橫梁兩側(cè);所述左右兩個驅(qū)動后輪總成包括左右兩個驅(qū)動電機和左右兩個后輪,左右兩個驅(qū)動電機分別固定于底盤后端的T形架上左右兩側(cè),驅(qū)動電機輸出軸固定于后輪輪轂上,實現(xiàn)兩后輪的差速驅(qū)動。
所述轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向裝置,包括導(dǎo)向電動推桿,軸承,彈簧,轉(zhuǎn)向軸,導(dǎo)向桿。所述導(dǎo)向電動推桿共有兩個,分別位于底盤前后兩端中央處的底面,通過螺栓與導(dǎo)向桿固聯(lián);所述軸承共有四個,兩兩一組,分別位于兩個導(dǎo)向桿的下端,每個導(dǎo)向桿底端的兩個軸承分別成水平和豎直安置;所述彈簧位于導(dǎo)向桿與導(dǎo)向電動推桿之間;所述轉(zhuǎn)向軸用于導(dǎo)向桿與導(dǎo)向電動推桿以及軸承與導(dǎo)向桿的連接與固定;所述導(dǎo)向桿,用來連接導(dǎo)向電動推桿與軸承。
所述升降裝置,包括支撐架、連接桿、升降臺、升降軸、升降電動推桿、底座。所述支撐架用于鏈接底盤和升降臺;所述連接桿用于支撐架內(nèi)側(cè)的固定,并與電動推桿連接;所述升降臺位于支撐架的上端;所述升降軸位于升降臺和底盤的槽鋼內(nèi);所述的升降電動推桿固定于底座上,與連接桿連接;所述底座位于底盤底板的最前端中央處。
所述智能控制模塊,包括控制箱、控制器、驅(qū)動輪電機驅(qū)動器、激光測距模塊、超聲波測距模塊、WIFI模塊、無線路由器、平板電腦、急停按鈕和蓄電池。所述控制箱固定于底盤底板上,用于布置控制器、驅(qū)動輪電機驅(qū)動器、電動推桿驅(qū)動器、WIFI模塊、急停按鈕和蓄電池;所述的控制器優(yōu)先選用STM32單片機系統(tǒng),所述的導(dǎo)向電動推桿和升降電動推桿分別與控制器電氣連接,實現(xiàn)電動推桿的伸縮與停止控制;所述的驅(qū)動輪電機驅(qū)動器的輸入端與控制器電氣連接,輸出端分別與左右兩個驅(qū)動電機電氣連接,用于分別驅(qū)動后輪正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止;所述的激光測距模塊安裝于底盤最前端,與控制器進行電氣連接;所述超聲波測距模塊設(shè)有四個,分別固定于底盤的兩側(cè)的前后邊沿上,與控制器進行電氣連接。所述激光測距模塊和超聲波測距模塊用于監(jiān)測探測頭與反射面的距離;所述無線路由器安裝于日光溫室的后墻上;所述WIFI模塊串接到控制器,與無線路由器進行通訊,實現(xiàn)與平板電腦的信號收發(fā)功能;所述平板電腦用于對移動平臺進行遠程無線智能操控;所述蓄電池用于給移動平臺提供電能。所述急停按鈕位于底盤后端右上角,與蓄電池進行電氣連接,發(fā)生意外情況時工作人員可以按下急停按鈕,立刻切斷移動平臺電源,停止任何作業(yè)。
所述半結(jié)構(gòu)化溫室路面,包括過道,過道臺沿,種植槽,壟間路面,地面凹槽。所述過道為鋪設(shè)在溫室后墻或前坡面的一條的平直鋪裝路面,用于移動平臺沿溫室東西走向的行進;所述過道臺沿為過道離開種植區(qū)一側(cè)的臺沿,臺沿高度一般不低于20cm;所述種植槽為種植作物區(qū),一般為一行或兩行作物種植區(qū)域,其邊緣有限選用磚混結(jié)構(gòu)包圍,種植槽邊緣一般不低于20cm;所述壟間路面位于兩種植槽之間的一條平直鋪裝或非鋪裝路面,用于移動平臺沿溫室南北走向的行內(nèi)行進;所述地面凹槽,位于過道與壟間路面的T形路口處,每個T形路口處各有一個地面凹槽,在進入行間轉(zhuǎn)彎時,起到限制移動平臺運動軌跡的作用。
本發(fā)明一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的控制方法:
(1)移動平臺啟動、移動與關(guān)停:平板電腦的啟動指令經(jīng)過無線信號發(fā)送到移動平臺的WiFi模塊,控制器處理WiFi信號,并分析操作命令,形成移動軌跡規(guī)劃,使移動平臺從溫室起始點開始運動。啟動后,超聲波測距模塊和激光測距模塊開始工作,并將信息反饋給控制器,控制器計算當(dāng)前位置并與溫室電子地圖比較定位后,形成移動平臺在溫室內(nèi)的定位信息,并將該信息通過WiFi模塊傳送給平板電腦,標示當(dāng)前移動平臺在電子地圖中的位置。當(dāng)控制器接受到關(guān)停命令時,控制器規(guī)劃移動軌跡,使移動平臺從當(dāng)前位置運動至溫室起始點。
(2)移動平臺的直線運動控制:分為在過道和壟間路面的兩種直線運動。
(A)在過道上的直線行走:一方面,遠種植區(qū)側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊開始實時探測車身與過道臺沿的距離;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊測量的距離大于后超聲波測距模塊測量的距離時,控制器減小遠種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪的速度,增大近種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊測量的距離小于后超聲波測距模塊測量的距離時,控制器增大遠種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪的速度,減小近種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊測量的距離等于后超聲波測距模塊測量的距離時,不單獨改變驅(qū)動后輪的速度,使移動平臺行進過程中使行進方向保持不變,移動平臺就可以保持直線行駛。另一方面,激光測距模塊開始測量車身到前方反射面的距離,同時近種植區(qū)側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊開始實時探測車身與種植槽距離的變化,來確定移動平臺行駛過的壟間路面和種植槽的數(shù)目,將上述兩種信息與電子地圖上的位置信息融合確定移動平臺在溫室過道中更準確的當(dāng)前位置信息。
(B)在壟間路面上的直線行走:一方面,使用與(A)中移動平臺同側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊開始實時探測車身與種植槽的距離;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊測量的距離大于后超聲波測距模塊測量的距離時,控制器減小該超聲波測距模塊所在側(cè)驅(qū)動后輪的速度,增大另一側(cè)驅(qū)動后輪的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊測量的距離小于后超聲波測距模塊測量的距離時,控制器增大該超聲波測距模塊所在側(cè)驅(qū)動后輪的速度,減小另一側(cè)驅(qū)動后輪的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊測量的距離等于后超聲波測距模塊測量的距離時,不單獨改變驅(qū)動后輪的速度,使移動平臺行進過程中使行進方向保持不變,移動平臺就可以保持直線行駛。另一方面,激光測距模塊開始測量車身到前方反射面的距離,將該距離信息發(fā)送給控制器計算出移動平臺的當(dāng)前位置信息,并將信息通過WiFi模塊反饋回平板電腦,形成電子地圖,通過電子地圖可以確定移動平臺在溫室壟間路面內(nèi)的確切位置,方便移動平臺在溫室壟間路面內(nèi)進行精準作業(yè)。
(3)移動平臺的轉(zhuǎn)彎運動控制:分為進入壟間路面和離開壟間路面的兩種轉(zhuǎn)彎運動。
(a)進入壟間路面的轉(zhuǎn)彎運動:按照移動平臺的路徑規(guī)劃,移動平臺行駛過若干數(shù)量的種植槽后,即在直行到要轉(zhuǎn)彎位置的過道與壟間路面的T形路口時,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿使導(dǎo)向桿下降;移動平臺向前行進的過程中行使入T形路口的地面凹槽中,使前后依次導(dǎo)向桿在地面凹槽的形狀約束下,實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向,當(dāng)四個超聲波測距模塊均檢測到距離時,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿使導(dǎo)向桿上升,完成移動平臺進入壟間路面的自主轉(zhuǎn)彎運動。
(b)離開壟間路面的轉(zhuǎn)彎運動:控制器控制驅(qū)動電機反向轉(zhuǎn)動,移動平臺實現(xiàn)自動倒行,并保持直線行駛。當(dāng)激光測距模塊探測到移動平臺車身與大棚后墻的距離到設(shè)定值時,表明移動平臺行駛到過道與壟間路面的T形路口,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿使導(dǎo)向桿下降,移動平臺倒車的過程中行使入T形路口的地面凹槽中,使后導(dǎo)向桿和前導(dǎo)向桿依次在地面凹槽的形狀約束下,完成移動平臺從壟間路面駛?cè)脒^道的轉(zhuǎn)彎運動。當(dāng)與(A)中移動平臺同側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊開始實時探測到車身與過道臺沿的距離時,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿使導(dǎo)向桿上升,完成移動平臺離開壟間路面的自主轉(zhuǎn)彎運動。
(4)移動平臺的升降運動:當(dāng)移動平臺需要升降作業(yè)時,平板電腦通過無線路由器將無線信號將升降指令經(jīng)由WiFi模塊傳輸給控制器,控制器對命令解析后,控制升降電動推桿上升或下降,通過控制電動推桿的伸出行程控制升降臺的升降高度,實現(xiàn)移動平臺升降臺面的定量升降作業(yè)。
(5)移動平臺的安全措施:移動平臺前后激光測距模塊探測距離信息實時傳輸?shù)娇刂破?,?dāng)移動平臺前進同時前方有障礙物或移動平臺倒車同時后方有障礙物時,移動平臺車身距離障礙物的距離小于程序設(shè)定的最小安全距離,控制器將發(fā)出報警信息,同時控制驅(qū)動電機停止轉(zhuǎn)動,等移動平臺與障礙物的距離大于最小安全距離時,移動平臺再繼續(xù)進行原先的運動。當(dāng)有突發(fā)狀況發(fā)生時,工作人員可以關(guān)閉移動平臺后端的急停按鈕,使移動平臺斷電并立刻停止作業(yè),從而保證移動平臺、溫室及工作人員的安全。
本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明采用了后輪差速驅(qū)動,前輪萬向輪轉(zhuǎn)向,結(jié)合低成本的溫室半結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu),節(jié)約了軌道鋪設(shè)成本,最大程度的實現(xiàn)了溫室內(nèi)的無軌道自主運動的工作模式進行作業(yè),提高勞動效率,省時、省力、易操作。
2、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計中升降臺與底盤連結(jié)穩(wěn)定,可以實現(xiàn)行走中穩(wěn)定的升降合理使用了底盤結(jié)構(gòu)空間,結(jié)構(gòu)精煉,成本低廉,并設(shè)有防碰撞探測器和急停按鈕,安全方便、設(shè)計精密、操作簡單。
3、本發(fā)明可配套使用多種農(nóng)用機具和自動運輸物料及工作人員,并具備遠程無線控制的升降功能,自動化程度高、作業(yè)效率高、功能全面、靈活度高、節(jié)省勞動力。
附圖說明
圖1為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的前視圖;
圖3為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的底視圖;
圖4為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的右視圖;
圖5為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的底盤俯視圖;
圖6為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺作業(yè)路況圖;
圖7為一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向裝置圖。
圖中:1、升降臺2、電動推桿3、激光測距模塊4、前輪5、萬向前叉6、超聲波測距模塊7、底盤8、實心后輪9、驅(qū)動電機10、導(dǎo)向電動推桿11、連接桿12、支撐架13、急停按鈕14、導(dǎo)向輪15、底座16、驅(qū)動輪電機驅(qū)動器17、單片機18、WiFi模塊19、蓄電池20、種植槽21、過道22、過道臺沿23、地面凹槽24、壟間路面25、導(dǎo)向桿26、彈簧27、軸承
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本專利進行進一步的說明。本發(fā)明是一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺,如圖1、2、3、4、5、6、7所示。一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺所采用的技術(shù)方案包括:底盤7、行走裝置、轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向裝置、升降裝置、智能控制模塊和半結(jié)構(gòu)化溫室路面。
所述底盤7用于固定和承載其他裝置與模塊,形成移動平臺機械結(jié)構(gòu)的基本框架;
所述行走裝置,包括左右兩個萬向前輪總成和左右兩個驅(qū)動后輪總成。所述左右兩個萬向前輪總成分別固定在底盤7前端橫梁兩側(cè);所述左右兩個驅(qū)動后輪總成包括左右兩個驅(qū)動電機9和左右兩個后輪8,左右兩個驅(qū)動電機9分別固定于底盤7后端的T形架上左右兩側(cè),驅(qū)動電機9輸出軸固定于后輪8輪轂上,實現(xiàn)兩后輪8的差速驅(qū)動。
所述轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向裝置,包括導(dǎo)向電動推桿10,軸承27,彈簧26,轉(zhuǎn)向軸,導(dǎo)向桿25。所述導(dǎo)向電動推桿10共有兩個,分別位于底盤7前后兩端中央處的底面,通過螺栓與導(dǎo)向桿25固聯(lián);所述軸承27共有四個,兩兩一組,分別位于兩個導(dǎo)向桿25的下端,每個導(dǎo)向桿25底端的兩個軸承27分別成水平和豎直安置;所述彈簧26位于導(dǎo)向桿25與導(dǎo)向電動推桿10之間;所述轉(zhuǎn)向軸用于導(dǎo)向桿25與導(dǎo)向電動推桿10以及軸承24與導(dǎo)向桿25的連接與固定;所述導(dǎo)向桿25,用來連接導(dǎo)向電動推桿10與軸承27。
所述升降裝置,包括支撐架12、連接桿11、升降臺1、升降軸、升降電動推桿、底座15。所述支撐架12用于鏈接底盤7和升降臺1;所述連接桿11用于支撐架12內(nèi)側(cè)的固定,并與電動推桿2連接;所述升降臺1位于支撐架12的上端;所述升降軸位于升降臺1和底盤7的槽鋼內(nèi);所述的升降電動推桿固定于底座15上,與連接桿11連接;所述底座15位于底盤7底板的最前端中央處。
所述智能控制模塊,包括控制箱、控制器、驅(qū)動輪電機驅(qū)動器16、激光測距模塊3、超聲波測距模塊6、WIFI模塊18、無線路由器、平板電腦、急停按鈕13和蓄電池19。所述控制箱固定于底盤7底板上,用于布置控制器、驅(qū)動輪電機驅(qū)動器16、電動推桿驅(qū)動器、WIFI模塊18、急停按鈕13和蓄電池19;所述的控制器優(yōu)先選用STM32單片機系統(tǒng),所述的導(dǎo)向電動推桿10和升降電動推桿分別與控制器電氣連接,實現(xiàn)電動推桿2的伸縮與停止控制;所述的驅(qū)動輪電機驅(qū)動器16的輸入端與控制器電氣連接,輸出端分別與左右兩個驅(qū)動電機9電氣連接,用于分別驅(qū)動后輪8正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止;所述的激光測距模塊3安裝于底盤7最前端,與控制器進行電氣連接;所述超聲波測距模塊6設(shè)有四個,分別固定于底盤7的兩側(cè)的前后邊沿上,與控制器進行電氣連接。所述激光測距模塊3和超聲波測距模塊6用于監(jiān)測探測頭與反射面的距離;所述無線路由器安裝于日光溫室的后墻上;所述WIFI模塊18串接到控制器,與無線路由器進行通訊,實現(xiàn)與平板電腦的信號收發(fā)功能;所述平板電腦用于對移動平臺進行遠程無線智能操控;所述蓄電池19用于給移動平臺提供電能。所述急停按鈕13位于底盤7后端右上角,與蓄電池19進行電氣連接,發(fā)生意外情況時工作人員可以按下急停按鈕13,立刻切斷移動平臺電源,停止任何作業(yè)。
所述半結(jié)構(gòu)化溫室路面,包括過道21,過道臺沿22,種植槽20,壟間路面24,地面凹槽23。所述過道21為鋪設(shè)在溫室后墻或前坡面的一條的平直鋪裝路面,用于移動平臺沿溫室東西走向的行進;所述過道臺沿22為過道21離開種植區(qū)一側(cè)的臺沿,臺沿高度一般不低于20cm;所述種植槽20為種植作物區(qū),一般為一行或兩行作物種植區(qū)域,其邊緣有限選用磚混結(jié)構(gòu)包圍,種植槽20邊緣一般不低于20cm;所述壟間路面24位于兩種植槽20之間的一條平直鋪裝或非鋪裝路面,用于移動平臺沿溫室南北走向的行內(nèi)行進;所述地面凹槽23,位于過道21與壟間路面24的T形路口處,每個T形路口處各有一個地面凹槽23,在進入行間轉(zhuǎn)彎時,起到限制移動平臺運動軌跡的作用。
本發(fā)明一種半結(jié)構(gòu)化日光溫室用智能移動平臺的控制方法:
(1)移動平臺啟動、移動與關(guān)停:平板電腦的啟動指令經(jīng)過無線信號發(fā)送到移動平臺的WiFi模塊18,控制器處理WiFi信號,并分析操作命令,形成移動軌跡規(guī)劃,使移動平臺從溫室起始點開始運動。啟動后,超聲波測距模塊6和激光測距模塊3開始工作,并將信息反饋給控制器,控制器計算當(dāng)前位置并與溫室電子地圖比較定位后,形成移動平臺在溫室內(nèi)的定位信息,并將該信息通過WiFi模塊18傳送給平板電腦,標示當(dāng)前移動平臺在電子地圖中的位置。當(dāng)控制器接受到關(guān)停命令時,控制器規(guī)劃移動軌跡,使移動平臺從當(dāng)前位置運動至溫室起始點。
(2)移動平臺的直線運動控制:分為在過道21和壟間路面24的兩種直線運動。
(A)在過道21上的直線行走:一方面,遠種植區(qū)側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊6開始實時探測車身與過道臺沿22的距離;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊6測量的距離大于后超聲波測距模塊6測量的距離時,控制器減小遠種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪8的速度,增大近種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪8的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊6測量的距離小于后超聲波測距模塊6測量的距離時,控制器增大遠種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪8的速度,減小近種植區(qū)側(cè)驅(qū)動后輪8的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊6測量的距離等于后超聲波測距模塊6測量的距離時,不單獨改變驅(qū)動后輪8的速度,使移動平臺行進過程中使行進方向保持不變,移動平臺就可以保持直線行駛。另一方面,激光測距模塊3開始測量車身到前方反射面的距離,同時近種植區(qū)側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊6開始實時探測車身與種植槽20距離的變化,來確定移動平臺行駛過的壟間路面24和種植槽20的數(shù)目,將上述兩種信息與電子地圖上的位置信息融合確定移動平臺在溫室過道21中更準確的當(dāng)前位置信息。
(B)在壟間路面24上的直線行走:一方面,使用與(A)中移動平臺同側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊6開始實時探測車身與種植槽20的距離;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊6測量的距離大于后超聲波測距模塊6測量的距離時,控制器減小該超聲波測距模塊6所在側(cè)驅(qū)動后輪8的速度,增大另一側(cè)驅(qū)動后輪8的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊6測量的距離小于后超聲波測距模塊6測量的距離時,控制器增大該超聲波測距模塊6所在側(cè)驅(qū)動后輪8的速度,減小另一側(cè)驅(qū)動后輪8的速度;當(dāng)移動平臺前超聲波測距模塊6測量的距離等于后超聲波測距模塊6測量的距離時,不單獨改變驅(qū)動后輪8的速度,使移動平臺行進過程中使行進方向保持不變,移動平臺就可以保持直線行駛。另一方面,激光測距模塊3開始測量車身到前方反射面的距離,將該距離信息發(fā)送給控制器計算出移動平臺的當(dāng)前位置信息,并將信息通過WiFi模塊18反饋回平板電腦,形成電子地圖,通過電子地圖可以確定移動平臺在溫室壟間路面24內(nèi)的確切位置,方便移動平臺在溫室壟間路面24內(nèi)進行精準作業(yè)。
(3)移動平臺的轉(zhuǎn)彎運動控制:分為進入壟間路面24和離開壟間路面24的兩種轉(zhuǎn)彎運動。
(a)進入壟間路面24的轉(zhuǎn)彎運動:按照移動平臺的路徑規(guī)劃,移動平臺行駛過若干數(shù)量的種植槽20后,即在直行到要轉(zhuǎn)彎位置的過道21與壟間路面24的T形路口時,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿10使導(dǎo)向桿25下降;移動平臺向前行進的過程中行使入T形路口的地面凹槽23中,使前后依次導(dǎo)向桿25在地面凹槽23的形狀約束下,實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向,當(dāng)四個超聲波測距模塊6均檢測到距離時,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿10使導(dǎo)向桿25上升,完成移動平臺進入壟間路面24的自主轉(zhuǎn)彎運動。
(b)離開壟間路面24的轉(zhuǎn)彎運動:控制器控制驅(qū)動電機9反向轉(zhuǎn)動,移動平臺實現(xiàn)自動倒行,并保持直線行駛。當(dāng)激光測距模塊3探測到移動平臺車身與大棚后墻的距離到設(shè)定值時,表明移動平臺行駛到過道21與壟間路面24的T形路口,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿10使導(dǎo)向桿25下降,移動平臺倒車的過程中行使入T形路口的地面凹槽23中,使后導(dǎo)向桿25和前導(dǎo)向桿25依次在地面凹槽23的形狀約束下,完成移動平臺從壟間路面24駛?cè)脒^道21的轉(zhuǎn)彎運動。當(dāng)與(A)中移動平臺同側(cè)的前后兩個超聲波測距模塊6開始實時探測到車身與過道臺沿22的距離時,控制器控制前后兩個導(dǎo)向電動推桿10使導(dǎo)向桿25上升,完成移動平臺離開壟間路面24的自主轉(zhuǎn)彎運動。
(4)移動平臺的升降運動:當(dāng)移動平臺需要升降作業(yè)時,平板電腦通過無線路由器將無線信號將升降指令經(jīng)由WiFi模塊18傳輸給控制器,控制器對命令解析后,控制升降電動推桿上升或下降,通過控制電動推桿2的伸出行程控制升降臺1的升降高度,實現(xiàn)移動平臺升降臺面的定量升降作業(yè)。
(5)移動平臺的安全措施:移動平臺前后激光測距模塊3探測距離信息實時傳輸?shù)娇刂破?,?dāng)移動平臺前進同時前方有障礙物或移動平臺倒車同時后方有障礙物時,移動平臺車身距離障礙物的距離小于程序設(shè)定的最小安全距離,控制器將發(fā)出報警信息,同時控制驅(qū)動電機9停止轉(zhuǎn)動,等移動平臺與障礙物的距離大于最小安全距離時,移動平臺再繼續(xù)進行原先的運動。當(dāng)有突發(fā)狀況發(fā)生時,工作人員可以關(guān)閉移動平臺后端的急停按鈕13,使移動平臺斷電并立刻停止作業(yè),從而保證移動平臺、溫室及工作人員的安全。