一种用于农业大棚除害的多功能机器人的制作方法

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种用于农业大棚除害的多功能机器人，在进行锄草操作的同时进行除虫处理，属于农业机械技术领域。

背景技术：

农业机器人是机器人在农业生产中的运用，是一种可由不同程序软件控制,以适应各种作业,能感觉并适应作物种类或环境变化,有检测(如视觉等)和演算等人工智能的新一代无人自动操作机械。区别于工业机器人，是一种新型多功能农业机械。农业机器人的广泛应用，改变了传统的农业劳动方式，降低了农民的劳动力，促进了现代农业的发展。

目前，我国农业处于机械化阶段，需要大量的人力资源进行操作，智能机器人虽然逐步作为农机具代替人力资源，但其价格高昂，功能单一，开发难度大，可靠性、实用性大打折扣，这将不适合我国未来农业的发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于农业大棚除害的多功能机器人，解决目前现有农机具在农作过程中，人工的重复劳动工作，解决了锄草与除虫两种农业工作的共同展开，缩短劳动时间。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于农业大棚除害的多功能机器人，包括具有驱动往返行进机构及升降机构功能的四轮小车1，安置在小车1上的工作台2以及安置在工作台2内的杂草、害虫识别摄像装置3，集成自动控制装置和电、气驱动装置以及设置在所述工作台2前后两侧和上平面的若干水平气缸10和2根前后隔离平行安置的第一、第二机械臂4、5，所述第一、第二机械臂4、5的一端与所述小车1的一侧固定连接，另一端与所述大棚垂直侧壁上设有的轨道滚动连接，所述第一、第二机械臂4、5上分别挂置有若干可往复移动的活动支座6，所述水平气缸10的活塞杆分别与所述活动支座6上端相连接，所述活动支座6外侧平面上分别安置有活塞杆朝下的垂直气缸7，其中，设置在所述第一机械臂4上的活动支座6上的垂直气缸7活塞杆连接有锄草执行装置8，设置在所述第二机械臂5上的活动支座6上的垂直气缸7活塞杆相垂直连接有连接短管11，连接短管11的另一端连接有与所述垂直气缸7活塞杆相平行的除虫执行装置9。

进一步的，所述的锄草执行装置8由电机8-1、执行装置外壳8-2、轴承8-3、滑动套管8-4、空心转轴8-6以及双层圆锯盘8-7构成，其中所述空心转轴8-6通过上下端套装所述轴承8-3紧配在所述滑动套管8-4中，上端与所述电机8-1的输入轴相连，下端连接所述双层圆锯盘8-7，所述滑动套管8-4紧配在所述执行装置外壳8-2中，所述执行装置外8-2通过轨道安置在所述活动支座6上，并与所述的垂直气缸7活塞杆相连接。

进一步的，所述空心转轴8-6下端轴承8-3下的空心转轴8-6上还套装有用于自动复位的复位弹簧8-5。

进一步的，所述双层圆锯盘8-7为下端空心，上端实心的圆桶形，下端设有一圈锯齿，上端内端面设有若干尖齿，空心深度小于30mm。

进一步的，所述除虫执行装置9由依次相连接的喇叭形口9-1、波形吸管9-2和集驱动与放置害虫于一体的装置9-3构成，其中所述喇叭形口9-1通过所述连接短管11与所述垂直气缸7活塞杆平行相连接，所述波形吸管9-2采用“ω”形卡扣9-4卡扣在所述第二机械臂5上，所述集驱动与放置害虫于一体的装置9-3安置在所述小车1中。

进一步的，所述第一、第二机械臂4、5的轨道滚动连接端部还固定连接有从动滚轮12，从动滚轮12依靠所述大棚垂直侧壁上行径轨道前后滚动。

进一步的，所述小车1、工作台2及第一、第二机械臂4、5的制造材料均为铝合金轻型材料。

进一步的，所述第一、第二机械臂4、5的长度为2000mm～2300mm，由若干根支杆固定连接成梯子形，其间距为500mm～600mm。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果：

本发明所述的用于农业大棚除害的多功能机器人对于锄草，采用高速旋转的圆盘形切割装置，在小车主体行进过程中，通过杂草、害虫识别摄像装置进行种类筛选，当发现杂草时，通过自动控制装置操控锄草执行装置进行工作，锄草执行装置通过水平气缸左、右侧伸缩活动，通过连接于活动支座上的垂直气缸，达到高度方向的伸缩；在第一机械臂保证锄草的同时，第二机械臂通过控制装置及工作台内集成的电、气驱动装置，操控除虫执行装置进行工作，所述除虫执行装置由波形吸管与喇叭形口拼接组合而成；除虫执行装置通过水平气缸左、右侧伸缩活动，通过连接于活动支座上的垂直气缸，达到高度方向的伸缩。

由此可见，采用本发明的技术方案后，可以同时实现锄草和除虫功能，并且能加快工作速度，提高工作效率。具体体现在以下几点：

1、通过工作台固定机械臂的结构形式进行机器人锄草、除虫功能于一体化的农业工作，从根本上解决了摆脱农民重复劳动工作的困扰，结构轻巧，方便搬运，也促进了对现代农业机器人的发展；

2、全程锄草、除虫都采用物理除害的方法，区别于化学、生物等其他方法，对有机作物的保护起到了明显的作用；

3、用于农业大棚内，电池驱动机器人小车，对农业大棚内的污染要素基本控制在零范畴；

4、锄草执行装置在下探至田间时，双层圆锯盘通过识别摄像装置，识别田间虫害，利用双层圆锯盘下压力砸、扎如蜗牛等无法通过吸虫装置进行除害的特别虫害。

附图说明

图1为本发明实施例的立体构造图；

图2为本发明实施例中第一机械臂4的立体结构示意图；

图3为本发明实施例中第二机械臂5的立体结构示意图；

图4为本发明实施例中锄草执行装置8的结构示意图；

图5为本发明实施例中除虫执行装置9的结构示意图。

图中：1.小车，2.工作台，3.杂草、害虫识别摄像装置，4.第一机械臂,5.第二机械臂,6.活动支座,7.垂直气缸,8.锄草执行装置,8-1.电机，8-2.执行装置外壳，8-3.轴承，8-4.滑动套管,8-5.复位弹簧，8-6.空心转轴,8-7.双层圆锯盘，9.除虫执行装置，9-1.喇叭形口，9-2.波形吸管，9-3.集驱动与放置害虫于一体的装置，9-4.ω形卡扣，10.水平气缸，11.连接短管，12.从动滚轮。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明。

如图1所示，为本实施例的一种用于农业大棚除害的多功能机器人，包括具有驱动往返行进机构及升降机构功能的四轮小车1和安置在小车1上的工作台2以及安置在工作台2内的杂草、害虫识别摄像装置3，工作台2内集成自动控制装置和电、气驱动装置；所述工作台2前后两侧和上平面布置有若干水平气缸10和2根前后隔离平行安置的第一、第二机械臂4、5，所述第一、第二机械臂4、5的一端与所述小车1的一侧固定连接，另一端与所述大棚垂直侧壁上设有的轨道滚动连接，所述第一、第二机械臂4、5上分别挂置有若干可往复移动的活动支座6，所述水平气缸10的活塞杆分别与所述活动支座6上端相连接，所述活动支座6外侧平面上分别安置有活塞杆朝下的垂直气缸7，其中，设置在所述第一机械臂4上的活动支座6上的垂直气缸7活塞杆连接有锄草执行装置8，设置在所述第二机械臂5上的活动支座6上的垂直气缸7活塞杆相垂直连接有连接短管11，连接短管11的另一端连接有与所述垂直气缸7活塞杆相平行的除虫执行装置9。

在图2所示实施例中，所述由铝合金轻型材料构成并且挖有“腰圆形孔”的第一机械臂4，第一机械臂4端部固定连接从动滚轮12，上平面螺栓连接有水平气缸10，水平气缸10的活塞杆端部垂直固定有连接短管11，连接短管11的另一端固定连接可往复移动的活动支座6，通过水平气缸10活塞杆伸缩推动布置在“腰圆形孔”内的活动支座6；平行于机械臂“腰圆形孔”一面，螺栓连接在工作台2上的水平气缸10，活塞杆端部与带滚轮的活动支座6背部固定连接，通过气缸推动活塞杆进行往复运动，当较靠近工作台2处的活动支座6达到水平气缸10活塞杆所推进的最大距离后，较远一处活动支座6开始继续推进工作并活动于活塞杆所推进最大行程范围内，两处活动支座6的活动范围互不冲突；螺栓连接于活动支座6外侧平面上的垂直气缸7，通过向下推动活塞杆进行往复运动，活塞杆带动锄草执行装置8，活塞杆与锄草执行装置8固定连接并且不影响锄草执行装置8顶端的电机8-1的转动，电机转动带动锄草执行装置8进行高速旋转锄草及部分除虫功能。

在图3所示实施例中，所述由铝合金轻型材料构成并且挖有“腰圆形孔”的第二机械臂5，第二机械臂5端部固定连接从动滚轮12，顶端螺栓连接水平气缸10，水平气缸10的活塞杆端部垂直固定有连接短管11，连接短管11的另一端固定连接可往复移动的活动支座6，通过水平气缸10活塞杆伸缩推动布置在“腰圆形孔”内的活动支座6；平行于机械臂“腰圆形孔”一面，螺栓连接在工作台2上的水平气缸10，活塞杆端部与活动支座6背部固定连接，通过气缸推动活塞杆进行往复运动，当较靠近工作平台处的活动支座6达到水平气缸10活塞杆所推进最大距离后，较远一处活动支座6开始继续推进工作并活动于活塞杆所推进最大行程范围内，两处活动支座6的活动范围互不冲突；螺栓连接于活动支座6外侧平面上的垂直气缸7，垂直气缸7的活塞杆端部垂直连接有短管11，短管11的另一端固定连接除虫执行装置9，通过向下推动活塞杆进行往复运动以及通过自动控制装置操控工作台1内的电、气驱动装置，将田间害虫通过除虫执行装置9的“喇叭形口”9-1吸入伸缩的波形吸管9-2中，并放置在集驱动与放置害虫于一体的装置9-3内。

在图4所示实施例中，锄草执行装置8的具体结构包括电机8-1、执行装置外壳8-2、轴承8-3、滑动套管8-4、复位弹簧8-5、空心转轴8-6以及双层圆锯盘8-7。空心转轴8-6通过上下端套装所述轴承8-3紧配在所述滑动套管8-4中，空心转轴上端与电机8-1的输入轴连接，下端安装有双层圆锯盘8-7，滑动套管8-4套设于螺栓连接在活动支座6上的锄草执行装置外壳8-2内，滑动套管8-4的下端与执行装置外壳8-2之间装载有复位弹簧8-5，轴承8-3内圈与空心转轴8-6紧配，轴承8-3外圈与欢动套管8-4紧配。垂直气缸7通过活塞杆与电机8-1顶部外壳连接并不影响电机转动的情况下，通过向下伸缩，使得滑动套管8-4在外壳8-2的内孔中向下滑动并顶下复位弹簧8-5，高速旋转的电机8-1带动空心转轴8-6以及转轴8-6下端的双层圆锯盘8-7；当垂直气缸7停止工作时，复位弹簧8-5复位，并将双层圆锯盘8-7收缩至原位。

在图5所示实施例中，所述除虫执行装置9由依次相连接的喇叭形口9-1、波形吸管9-2和集驱动与放置害虫于一体的装置9-3构成，其中所述喇叭形口9-1通过所述连接短管11与所述垂直气缸7活塞杆平行相连接，波形吸管9-2采用“ω”形卡扣9-4卡扣在第二机械臂5上，安置在所述小车1上集驱动与放置害虫于一体的装置9-3通过自动控制装置和电、气驱动装置将虫害从喇叭形口吸至波形吸管内，最后到达放置装置9-3，待装置9-3内虫害积累到一定量后拆卸清理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。