[发明专利]一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划、变量喷雾方法

权利要求书

1.一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，包括阿克曼式移动底盘(1)、机器人支架(2)、电池(3)、中央处理器(4)、变量喷雾系统(5)、数据采集模块(6)、水泵(7)、硬件电路驱动控制板(8)和水箱(9)；阿克曼式移动底盘(1)上固定有机器人支架(2)，机器人支架(2)上固定有电池(3)、中央处理器(4)、变量喷雾系统(5)、数据采集模块(6)、水泵(7)、硬件电路驱动控制板(8)和水箱(9)；所述机器人支架(2)固定于阿克曼式移动底盘(1)上为整个机器人平台提供支撑作用；所述电池(3)为中央处理器(4)、变量喷雾系统(5)、数据采集模块(6)、水泵(7)和硬件电路驱动控制板(8)供电；所述中央处理器(4)用于处理数据采集模块(6)获取的数据并下发至硬件电路驱动控制板(8)；所述变量喷雾系统(5)由离心喷头(51)、涵道(52)和风机(53)组成，离心喷头(51)和风机(53)固定在碳纤维管(534)上，位于涵道(52)内，可随着碳纤维管(534)同步往复摆动，通过调节风机(53)的转速实时调节风速和风量，进而调节药液喷洒的穿透性和喷洒范围；药液存放于水箱(9)中，依次连接水泵(7)和离心喷头(51)，并将药液精确均匀地喷洒到植株冠层；所述硬件电路驱动控制板(8)接收到中央处理器(4)下发的数据后做进一步处理，分别电连接并控制阿克曼式移动底盘(1)的前进速度和前进方向以及变量喷雾系统(5)的喷雾量、喷雾时间、风量和风速，实现果园智能精准变量风送喷雾机器人的路径规划和精准的变流量、变风量喷雾。

2.根据权利要求1所述的一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，所述阿克曼式移动底盘(1)提供搭载平台，实现智能精准变量风送喷雾机器人的位置调整。

3.根据权利要求1所述的一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，所述机器人支架(2)由上、下两层组成，下层使用螺钉和螺母固定在阿克曼式移动底盘(1)上，并搭载有电池(3)、中央处理器(4)、水泵(7)、硬件电路驱动控制板(8)和水箱(9)；为实现防水功能，将上层和下层之间用板分隔，上层搭载有变量喷雾系统(5)和数据采集模块(6)；所述机器人支架(2)由铝型材和铝板通过金属角件连接而成，在给整个果园智能精准变量风送喷雾机器人平台提供支撑作用的同时减轻了自身重量。

4.根据权利要求1所述的一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，所述水泵(7)用于控制涵道(52)内的离心喷头(51)的流量大小；所述离心喷头(51)和风机(53)通过贯穿涵道(52)的碳纤维管(534)固定在机器人支架(2)的上层；所述离心喷头(51)和风机(53)位于涵道(52)内，通过控制风机(53)的转速以实现对风速和风量的控制。

5.根据权利要求1所述的一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，所述电池(3)为锂电池。

6.根据权利要求1所述的一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，所述数据采集模块(6)由导航模块(61)和三维激光雷达(62)组成；所述导航模块(61)固定在机器人支架(2)的顶端，用于实时获取机器人的位置和姿态等信息；所述三维激光雷达(62)固定在机器人支架(2)的前端，用于检测机器人周围的障碍物以及扫描机器人周围植株冠层的体积；所述中央处理器(4)用于处理数据采集模块(6)获取的数据，以进行路径规划和靶标植株体积运算。

7.根据权利要求1所述的一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构，其特征在于，所述硬件电路驱动控制板(8)为STM32F4控制板，通过阿克曼式移动底盘(1)、中央处理器(4)、离心喷头(51)、风机(53)和水泵(7)电连接，实现变流量、变风量喷雾。