本發(fā)明涉及農業(yè)機器人領域，特別涉及一種低成本除草機器人。

背景技術：

農田雜草直接與莊稼爭奪營養(yǎng)、水分和陽光，影響作物生長，減少作物產量。人工除草勞動度大，效率低費時費力，且工人工資開銷較大，使用除草劑，可有效抑制雜草，但污染環(huán)境。開發(fā)高效地去除雜草、降低以消除生態(tài)污染的自動化除草機器人十分必要，從長遠來看，將具有很高的經濟效益。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種低成本除草機器人。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為:一種低成本除草機器人，包括機器人本體和機械臂，所述機器人本體連接有一個固定底板，在固定底板下面連接有四個輪子，在固定底板上面連接有一個導航用的gps模塊，在固定底板的前部連接有一個機械臂固定底板，在所述機械臂固定底板的上面連接有上臂，在所述上臂上面連接有前臂，在所述前臂的前端連接有機械手和雜草識別攝像頭，在機械手的下端連接有末端執(zhí)行器；

所述主控電路電連接有按鍵模塊、顯示模塊、通信模塊、分頻器和光耦，所述分頻器電連接有驅動器，所述驅動器電連接有步進電機，所述步進電機連接有負載，所述光耦電連接有繼電器，所述繼電器電連接有電磁閥。

進一步的，所述主控電路以單片機為核心控制機械臂的運動以及除草劑的供給。．根據權利要求所述的一種新型除草機器人，其特征在于：所述機械臂包括機械臂固定底板、上臂、前臂、機械手、末端執(zhí)行器和雜草識別攝像頭，所述機械臂和上臂、所述上臂和前臂、所述前臂和機械手都采用采用步進電機連接，所述機械臂的材質為鋁合金。

進一步的，所述末端執(zhí)行器為圓盤狀，外圍有一圈鋸齒的刀片。

進一步的，所述雜草識別攝像頭圖像分辨率為320×240的sccb總線的ccd攝像頭。

進一步的，所述機器人本體采用可充電的鋰電池供電。

進一步的，所述主控電路采用stm32vet6單片機獲得雜草識別攝像頭的數據以進行雜草識別、定位以及控制機械臂來除草。

采用上述技術方案，可以達到以下有益效果：

(1)采用機器人除草可以減少人工成本的投入達到了減少工人工資開銷的目的

(2)本機器人是采用電能驅動不會產生廢棄氣體污染空氣

(3)本機器人采用攝像頭識別雜草，并且用計算機來處理雜草的圖像，可編程的處理方式可以隨時更新的雜草識別的精度。

(4)本機器人的除草刀片呈圓盤狀，刀片周圍有一圈鋸齒，當刀片轉動時，鋸齒切割雜草可以很好的切斷雜草的莖稈。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明機器人手臂圖；

圖3為本發(fā)明控制電路連接圖；

圖4為本發(fā)明的按鍵電路圖；

圖5為本發(fā)明的顯示模塊電路圖；

圖6為本發(fā)明的通信模塊電路圖；

圖7為本發(fā)明的分頻器電路圖；

圖8為本發(fā)明的光耦電路圖；

圖9為本發(fā)明的主控電路圖；

圖10為本發(fā)明的gps電路圖。

圖中，1-機器人本體，2-固定底板，3-gps模塊，4-前臂，5-雜草識別攝像頭，6-機械手，7-末端執(zhí)行器，8-機械臂，9-機械臂固定底板，10-輪子，11-上臂，12-步進電機，13-按鍵模塊，14-顯示模塊，15-通信模塊，16-主控電路，17-分頻器，18-驅動器，19-負載，20-光耦，21-繼電器，22-電磁閥。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10，本發(fā)明提供一種技術方案：一種低成本除草機器人，包括機器人本體1和機械臂8，所述機器人本體1連接有一個固定底板2，所述固定底板2的材質為亞克力材料，該材料具有強度高、質量輕、價格便宜的特點，在固定底板2下面連接有四個輪子10，四個輪子10為越野輪胎，表面具有突起的不規(guī)則分布的花紋，以應對田野間復雜的地形情況，在固定底板2上面連接有一個導航用的gps模塊3，所述gps模塊3為全球定位系統(tǒng)，可以識別機器人所在田間的經度及緯度，起到定位和標記機器人的作用，所述gps模塊3電連接主控電路16，所述gps模塊3將數據傳輸給主控電路16，主控電路16來對機器人的位置進行標定，并為機器人導航，機器人主要起到除草功能的為機器人的機械臂8，所述機械臂8采用輕質的鋁合金材料。在固定底板2的前部連接有一個機械臂固定底板9，在所述機械臂固定底板9的上面連接有上臂11，在所述上臂11上面連接有前臂4，在所述前臂4的前端連接有機械手6和雜草識別攝像頭5，在機械手6的下端連接有末端執(zhí)行器,所述機械臂8包括機械臂固定底板9、上臂11、前臂4、機械手6、末端執(zhí)行器7和雜草識別攝像頭5，所述機械臂8上的雜草識別攝像頭5來采集田間雜草的圖像，通過sccb總線將圖像信息傳輸給主控電路16，主控電路16通過內置的圖像處理程序，將雜草和農作物區(qū)別開來。所述主控電路16識別出雜草后，計算出雜草相對小車所在的位置，給機械臂8發(fā)出控制電信號，主控電路16給分頻器17發(fā)送電信號，分頻器17給驅動器18發(fā)送電信號，驅動器18給步進電機12發(fā)送電信號來驅動步進電機12轉動，步進電機12帶動負載19，所述負載19也就是機械臂8的上臂11、前臂4、機械手6，同時主控電路16發(fā)出電信號給光耦20，光耦20發(fā)送電信號給繼電器21控制電磁閥22，所述電磁閥22控制末端執(zhí)行器7，當電磁閥22收到主控電路16發(fā)出的高電平信號時，電磁閥22不接通末端執(zhí)行器7，當電磁閥22收到主控電路16發(fā)出的低電平信號時，所述電磁閥22接通末端執(zhí)行器7，所述末端執(zhí)行器7呈圓盤狀邊緣有一圈鋸齒，所述末端執(zhí)行器7開始轉動，外圍鋸齒狀的刀片切割雜草。所述主控電路16電還連接有按鍵模塊13、顯示模塊14、通信模塊15、分頻器17和光耦21，所述按鍵電路可以設置步進電機12的轉速，通信模塊15用于主控電路16和電腦進行通信，以便更新主控電路16內部的程序，顯示屏模塊14用于顯示雜草相對于機器人的位置。

以上結合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但本發(fā)明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種低成本除草機器人，所述的機器人包括機器人本體和主控電路，所述機器人本體有一個固定底板，在固定底板下面連接有四個輪子，在固定底板上面連接有一個導航用的GPS模塊，在固定底板的前部連接有一個機械臂，所述機械臂包括機械臂固定底板，在所述機械臂固定底板的上面連接有上臂，在所述上臂上面連接有前臂，在所述前臂的前端連接有機械手，在機械手的下端連接有末端執(zhí)行器，在所述前臂上連接有雜草識別攝像頭。所述主控電路以單片機為核心控制機械臂的運動，本機器人設計了適合田間除草功能的多關節(jié)機械臂，并實現了基于視覺信息的除草控制，具有識別精度高，除草效果好的特點。

技術研發(fā)人員：梁柏初
受保護的技術使用者：梁柏初
技術研發(fā)日：2017.06.01
技術公布日：2017.09.08