一種溫室智能移動(dòng)檢測平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明屬于智能農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種檢測設(shè)施環(huán)境和作物生長信息的智能檢測平臺(tái)，特指一種溫室智能移動(dòng)檢測平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國設(shè)施面積已超過400萬公頃，位于世界前列，隨著溫室向大型化、現(xiàn)代化、智能化方向迅速發(fā)展，如何提高溫室作物產(chǎn)量、品質(zhì)，提高資源利用效率，使我國由設(shè)施大國轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)施強(qiáng)國成為目前設(shè)施領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵問題。我國設(shè)施環(huán)境調(diào)控起步較晚，傳統(tǒng)的控制方式依靠人工經(jīng)驗(yàn)或環(huán)境因子的設(shè)定值調(diào)控，由于缺少作物生長信息反饋環(huán)節(jié)，無法按照作物的真實(shí)需求進(jìn)行調(diào)控，導(dǎo)致作物的產(chǎn)量和品質(zhì)潛力沒有得到充分挖掘。目前溫室環(huán)境檢測設(shè)備大多采用分布式的布局，設(shè)施內(nèi)的作物生長信息探測尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，缺少先進(jìn)適用的設(shè)施生長和環(huán)境監(jiān)測平臺(tái)。本發(fā)明采用智能移動(dòng)檢測平臺(tái)進(jìn)行作物生長和環(huán)境信息的自動(dòng)巡航監(jiān)測，由于其具有可移動(dòng)性，可以通過多溫室共用的方式，通過自動(dòng)巡航檢測可大幅減少的溫室檢測設(shè)備的重復(fù)投入，降低成本，提高設(shè)備利用效率。同時(shí)，智能移動(dòng)檢測平臺(tái)由于采用定時(shí)自動(dòng)巡航監(jiān)測的方式，大幅降低人員投入，有效避免人員的操作誤差，提高溫室環(huán)境和作物生長信息的檢測精度和作業(yè)效率。
[0003]目前設(shè)施智能移動(dòng)平臺(tái)主要有履帶式、輪式和復(fù)合式移動(dòng)平臺(tái)。申請?zhí)?01310192634.7的發(fā)明專利申請，公開了一種履帶式機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)，通過控制模塊根據(jù)監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)控制主動(dòng)輪系與從動(dòng)輪系帶動(dòng)車體運(yùn)行。該履帶式機(jī)器人由于其履帶、輪系和車體均采用剛性連接，無法過濾不平路面的顛簸，對(duì)搭載在移動(dòng)平臺(tái)上的檢測設(shè)備造成損傷以及對(duì)檢測的穩(wěn)定性有影響。
[0004]申請?zhí)?01420313952.4的發(fā)明專利申請，公開了一種帶懸掛的機(jī)器人平臺(tái)，包括底盤主體、輪系結(jié)構(gòu)等部件，其輪系結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)，由懸掛擺臂、避震器、末級(jí)減速器、電機(jī)、輪子共同組成，該懸掛結(jié)構(gòu)使機(jī)器人能夠適應(yīng)一定凹凸不平的路面，能夠更加平穩(wěn)高速的運(yùn)行通過，減小了機(jī)器人主體在運(yùn)動(dòng)中由于地面凹凸不平所產(chǎn)生的震動(dòng)，不容易造成顛簸而使底盤傾覆或?qū)Υ钶d的器件造成損傷。由于帶懸掛的移動(dòng)平臺(tái)是采用三輪設(shè)計(jì)，對(duì)于搭載在移動(dòng)平臺(tái)上需要水平移動(dòng)和垂直升降的檢測設(shè)備，因?yàn)樵谒揭苿?dòng)和垂直升降的過程中，尤其是大擺臂帶動(dòng)傳感器模塊伸展至作物上方進(jìn)行俯視光譜、圖像和冠層溫度探測過程，由于大幅改變了移動(dòng)平臺(tái)的重心，會(huì)造成重心偏離平臺(tái)，由于該設(shè)備沒有針對(duì)該工況的專門設(shè)計(jì)，因此容易出現(xiàn)傾倒的情況，因此難以滿足設(shè)施作物生長和環(huán)境監(jiān)測需搭載可大范圍水平和垂直升降的機(jī)構(gòu)的需求。
[0005]申請?zhí)?01310408112.6的發(fā)明專利申請，公開了一種用于探測的多地形智能移動(dòng)平臺(tái)，包括自主前進(jìn)四輪小車系統(tǒng)和四軸旋翼飛行系統(tǒng)，兩者通過鎖緊系統(tǒng)相連，并通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與PC終端機(jī)進(jìn)行通信。自主前進(jìn)四輪小車系統(tǒng)利用Arduino對(duì)車載多參數(shù)傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)模塊等進(jìn)行控制:四軸旋翼飛行系統(tǒng)利用Arduino對(duì)機(jī)載多參數(shù)傳感器模塊、高速驅(qū)動(dòng)模塊等進(jìn)行控制。當(dāng)遇到無法逾越的障礙物時(shí)，鎖緊系統(tǒng)可自動(dòng)解鎖，從而觸發(fā)四軸旋翼飛行系統(tǒng)運(yùn)行。多地形復(fù)合式智能移動(dòng)平臺(tái)不論是四輪模式還是飛行模式，其整體的平穩(wěn)性沒有帶獨(dú)立懸架的移動(dòng)平臺(tái)好。在啟動(dòng)飛行模式時(shí)，對(duì)其搭載的檢測設(shè)備要進(jìn)行均勻分配質(zhì)量，對(duì)搭載的檢測設(shè)備的有重量限制，相對(duì)于單一模式的移動(dòng)平臺(tái)，多地形復(fù)合式智能移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的智能移動(dòng)平臺(tái)由于檢測對(duì)象和任務(wù)目標(biāo)不同，其裝置和方法無法應(yīng)用于設(shè)施作物生長信息監(jiān)測，無法滿足設(shè)施生長監(jiān)測系統(tǒng)所搭載的檢測設(shè)備因擺臂升降和水平移動(dòng)需要而大幅改變移動(dòng)平臺(tái)的重心，需克服移動(dòng)平臺(tái)傾覆風(fēng)險(xiǎn)的工況需求，以及在溫室路況和環(huán)境條件下，作物生長信息檢測設(shè)備對(duì)平臺(tái)巡航精度及平穩(wěn)性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種溫室智能移動(dòng)檢測平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)能夠同時(shí)對(duì)作物的圖像、光譜、紅外溫度及環(huán)境光照、溫濕度進(jìn)行同步檢測的智能移動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室作物生長和環(huán)境信息的定時(shí)巡航檢測。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種溫室智能移動(dòng)檢測平臺(tái)，其特征在于包括:車架、前懸總成、后懸總成、動(dòng)力總成、驅(qū)動(dòng)總成，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、自動(dòng)巡航位姿探測傳感器模塊、溫室環(huán)境和作物圖像傳感器模塊、信號(hào)采集模塊、中控系統(tǒng)、信息傳輸模塊和電源模塊；車架由方管焊接而成，車架前面的凹槽部分安裝前懸總成，車架后面凹槽部分安裝后懸總成，動(dòng)力總成安裝在中間車廂的后部，驅(qū)動(dòng)總成安裝在后懸總成的中心，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝在車架的前部，自動(dòng)巡航位姿探測傳感器模塊分別固定在車頭、車尾和車架的左右兩側(cè)，溫室環(huán)境和作物圖像傳感器模塊、激光傳感器分別固定在車架的右側(cè)，電源模塊固定在車廂的前部，信號(hào)采集模塊、中控系統(tǒng)、信息傳輸模塊固定在電源模塊的上面；中控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線分別和信號(hào)采集模塊、信息傳輸模塊、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力總成相連接，信號(hào)采集模和傳感器模塊通過數(shù)據(jù)線相連，電源模塊通過電源線分別和中控系統(tǒng)、信號(hào)采集模塊、信息傳輸模塊、傳感器模塊、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力總成相連接。
[0009]所述車架(I)由方管焊接而成；車架(I)前面凹槽部分分別與安裝車架懸架支架
(37)和車架減震器支架(38)焊接連接，用于連接懸架和減震器；與車架焊接連接的車架懸架支架(37)和車架減震器支架(38)沿車架(I)寬度中心左右對(duì)稱，車架(I)后面凹槽部分車架懸架支架(37)和車架減震器支架(38)的安裝位置和車架(I)前面凹槽部分的安裝位置相同；車架(I)的前面凹槽內(nèi)部安裝有超聲波傳感器C( 25 )、攝像頭(27 )、舵機(jī)(21)，車架(I)的中間車廂位置安裝有12V鋰電池(34)、5V電源轉(zhuǎn)換器(35)、6V電源轉(zhuǎn)換器(36)、信號(hào)采集模塊(30 )、工控機(jī)(31)、驅(qū)動(dòng)模塊(32 )、無線發(fā)射接收模塊(33 )步進(jìn)電機(jī)(14 )、減速器
(15)、溫室環(huán)境和作物圖像傳感器模塊(29)，車架(I)的后面凹槽內(nèi)部安裝有差速器(18)、超聲波傳感器D (26)，車架(I)的兩側(cè)安裝有用于保持移動(dòng)平臺(tái)不偏離航線的超聲波傳感器A (23)和超聲波傳感器B (24)。
[0010]所述前懸總成包括上懸臂A (2)、下懸臂A (3)、轉(zhuǎn)向羊角(4)、減震器A (5)和輪胎A (6);所述上懸臂A (2)和下懸臂A (3)通過螺栓與車架懸架支架(37)連接，所述轉(zhuǎn)向羊角(4)與上懸臂A (2)和下懸臂A (3)分別連接，所述減震器A (5)與減震器支架A (7)和車架減震器支架(38)分別連接；所述輪胎A (6)安裝在轉(zhuǎn)向羊角(4)上，通過轉(zhuǎn)向羊角
(4)上的階梯軸和螺母使輪胎A (6)固定；所述輪胎A (6)內(nèi)部安裝有滾動(dòng)軸承，以使輪胎A (6)能滾動(dòng)；所述前懸總成沿車架(I)寬度中心左右對(duì)稱；
所述后懸總成包括上懸臂B (8)、下懸臂B (9)、C型架(10)、減震器B (11)和輪胎B(12);所述上懸臂B (8)和下懸臂B (9)通過螺栓與車架懸架支架(37)連接，所述C型架
[10]分別通過螺栓與上懸臂B(8)和下懸臂B (9)連接，所述減震器B (11)通過螺栓與減震器支架B (13)和車架減震器支架(38)連接，所述C型架(10)外側(cè)的空心圓管內(nèi)安裝有滾動(dòng)軸承，所述輪胎B (12)和傳動(dòng)半軸(19)連接；所述后懸總成沿車架(I)寬度中心左右對(duì)稱；
所述動(dòng)力總成包括步進(jìn)電機(jī)(14)、減速器(15)、電機(jī)支架(16)、萬向聯(lián)軸器A (17);電機(jī)支架(16)安裝在車架(I)上，步進(jìn)電機(jī)(14)和減速器(15)通過螺栓連接一起安裝在電機(jī)支架(16)上，萬向聯(lián)軸器A (17)的一端安裝在減速器(15)的輸出軸上；
所述驅(qū)動(dòng)總成包括差速器(18)、傳動(dòng)半軸(19);差速器(18)輸入軸與減速器(15)輸出軸通過萬向聯(lián)軸器B (20)連接，差速器(18)輸出軸通過傳動(dòng)半軸(19)和輪胎B (12)連接;
所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括舵機(jī)(21)和轉(zhuǎn)向拉桿(22 );轉(zhuǎn)向拉桿(22 )通過螺栓和轉(zhuǎn)向羊角(4 )連接，舵機(jī)(21)連接于轉(zhuǎn)向拉桿(22 )的中心；
所述自動(dòng)巡航位姿探測傳感器模塊包括安裝在車架左側(cè)的超聲波傳感器A (23)、右側(cè)的超聲波傳感器B (24)、前方的超聲波傳感器C (25)、后方的超聲波傳感器D (26)、前方的攝像頭(27 )，以及安裝在車架右側(cè)的激光傳感器(28 )。
[0011]所述溫室環(huán)境和作物圖像傳