[发明专利]一种适用于植物工厂化生产的立体式智能育秧机器人平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于现代植物工厂化生产的全自动立体式智能育秧平台，属农业工程领域中轻简型智能育秧装备。 

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，人们对温室绿色蔬菜瓜果和优质花卉的需求量不断增长，促进了育秧农业的规模化、集约化和自动化程度的迅速提高。蔬菜花卉秧苗对外界环境的敏感度较大，具有生产管理程序复杂和生长周期短等特点，这对人力资源的质量和育秧管理器具提出了较高的要求。然而，农村人口的城镇化浪潮，使得农业劳动力资源匮乏，不利于该类劳动密集型农业的发展；另一方面，现有的育秧管理设备因其体积庞大、功能单一、自动化和智能化程度低等诸多弊端，不宜应用于规模化精细化育秧作业；另外粗犷式的传统的浇水、施肥方式，导致了水、化肥的浪费，加重了对温室环境及农产品的污染，不利于人们的身体健康。 

近年来随着科技的飞速发展，温室物流化生产以其流水线规模化作业模式、自动化智能化水平高、生产质量和效率高和便于统一管理等特点，已成为未来温室育秧生产及管理的必然趋势。针对温室物流化育秧生产模式，借助无线网络技术、机器视觉、自动控制、人工智能等先进技术，发明一种功能齐全、生产效率和自动化水平高的立体式智能育秧管理装备，有望节约人力、减少污染、提高生产效率，以满足未来温室物流化育秧农业的发展要求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于现代工厂化育秧的立体式智能秧苗管理装备，该装备由框架式机械平台、分布式多通道数采系统、智能控制系统、自动日迹追踪系统、双翼式秧架推送机构、网状智能精量滴灌系统、智能温控系统、机器视觉系统、气动和电力等辅助系统组成。主体机械平台以太阳能和电力为驱动能源，通过GPS卫星定位技术与日迹追踪控制系统，实现育秧平台及太阳能板的实时向日，以满足秧苗及电池板的全天候光照需求；通过分布式多感传感器和Zigbee无线数据传输模块实时采集光照、温度、湿度、CO₂浓度、土壤PH等环境因子数据，并整合秧苗生长视觉信息，分析秧苗长势、杂草、虫害等情况，搭建基于STM32主控系统和GSM技术的物联网平台，驱动智能精量滴灌系统、秧架推送机构、智能温控系统执行相应动作，实现秧苗生长环境的自适应调控。 

本发明所诉的一种立体式智能育秧装备，该装备由框架式机械平台、分布式多通道数采系统、智能控制系统、自动日迹追踪系统、双翼式苗床推送机构、网状智能精量滴灌系统、智能温控系统、机器视觉系统、气动和电力等辅助系统组成：在机械平台主体框架（1）的内部由下而上放置双层外拓型苗床（2），共四层，苗床（2）的前端两侧分别与固定在机械平台主体框架（1）上的立式带座轴承固定，机械平台框架（1）的各层后部中间分别固定电动推杆（21），电动推杆（21）的前端与双层苗床（2）的底部固定，机械平台框架（1）的前下方固定略微倾斜放置的排水导槽（3），右侧与固定于机械平台框架（1）前右侧的串联型储水罐（4）进水口相连，储水罐（4）的出水管通过电磁阀接入固定于机械平台框架（1）底面的储水箱（8）的回水口，苗床（2）中各育秧盘的溢水口通过管道分别接入排水导槽（3），机械平台框架（1）的两侧前端分别安装可沿滑槽上下移动的多自由度视频采集摄像头（19），机械平台框架（1）各层后上方正对各组育秧盘位置分别固定补光灯（5），机械平台框架（1）中间两层左侧放置多感传感器套装（18），机械平台框架（1）底层紧贴苗床（2）固定双翼式苗床推送机构（12），苗床推送机构（12）两侧连接一对反向滚珠丝杠（17），双层苗床（2）的上层两侧分别固定苗床连接架（6），苗床连接架（6）向内部延伸与固定在滚珠丝杠（17）上的法兰螺母固定，苗床连接架（6）上部通过双关节轴承连杆与上层苗床伸出端固定，机械平台框架（1）底面右侧分别固定储水箱（8）、气动系统（9）和营养液箱（10），水箱（8）和营养液箱（10）的出水口分别接入气动系统（9）的入水口，气动系统（9）的出水口与分布于苗床（2）各层底部的网状滴灌系统（20）相连接，机械平台框架（1）底面中部分别固定原地转向机构（11）和电动千斤顶（13），原地转向机构（11）上部固定旋转平台（14），旋转平台（14）底部固定电动千斤顶（13）的底面，机械平台框架（1）底面左侧分别固定控制驱动系统（15）和热循环系统（16），机械平台框架（1）底端两侧和中间分别固定万向脚轮（7）。