一种基于北斗的农作物远程监测装置的制作方法

1.本发明涉及农业机器人技术领域，特别涉及一种基于北斗的农作物远程监测装置。


背景技术：

2.农作物远程监测装置，是一种能够远程检查农作物的健康状况的一种现代化器械，如图1所示，示出了最新开发的农作物远程监测装置，其可以搭载北斗定位系统。
3.它的行驶方式很特别，依靠两边的无框开口轮(a)进行移动，使其可以在各种崎岖路面上前行，还不用担心会对农作物造成伤害。在其顶部和底部各安装有上摄像头(b)和下摄像头(c)，在行驶过程中可以识别周围环境，利用两个摄像头对植物进行成像，通过人工智能分析相关数据，从而确定农作物的受损程度。有了农作物远程监测装置的数据分析，结合北斗定位系统给出的位置信息，农场主可以快速准确的确定出需要处理的地方，并且只在需要处理的地方喷洒杀虫剂和相关化学品，还可以根据实际情况分区域来加水和施肥，极大提高了耕作效率。
4.然而，随着农作物生长，不同时间段的农作物高度也不同，如果仍是采用固定机位的上摄像头和下摄像头，显然会对植物的成像、分析的数据造成影响，以至于检测的准确度降低。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是如何在不同的时间段都能很好拍摄农作物，以免对农作物成像、数据分析造成影响，提供一种基于北斗的农作物远程监测装置。
6.本发明的技术方案是，一种基于北斗的农作物远程监测装置，包括主壳体，所述主壳体的两侧均设有转轮电机，所述转轮电机的转轴上固定连接有转臂，所述转臂的外端固定连接有转套，所述转套的内部镂空并且一侧设有开口，所述转臂内插设有横移盘，所述转臂外转动连接有调节转轮，所述调节转轮和所述横移盘操作性连接并且转动所述调节转轮能够使所述横移盘产生沿着所述转轮电机的转轴方向的横移，所述横移盘的端部设有接触球；所述转套的所述开口处设有巢座，所述巢座上设有以同一圆心向外发散的若干座片，各个所述座片上转动连接有轮杆，所述轮杆呈l形，所述轮杆的短端伸入所述转套的内部，所述轮杆的长端位于所述转套外并且端部设有球形垫，所述轮杆的弯折处开设有转槽，所述轮杆通过所述转槽转动连接所述座片，所述转槽和所述座片之间设有扭簧以使所述轮杆的短端保持远离所述座片，所述开口处设有配合所述轮杆的短端卡入的若干卡槽，所述接触球抵触所述巢座；其中，当转动所述调节转轮使所述横移盘产生横移时，所述接触球的位置变化使所述巢座产生横移，以使各个轮杆呈现不同角度的张开。
7.作为一种实施方式，所述主壳体的顶部设有上摄像头。
8.作为一种实施方式，所述主壳体的底部设有下摄像头。
9.作为一种实施方式，所述上摄像头和所述下摄像头均设于所述主壳体的前端，所
述主壳体的后端设有向后伸出的尾杆，所述尾杆上设有配重块，所述配重块下方设有下垂至地面的尾摆。
10.作为一种实施方式，所述尾摆为能够匹配所述主壳体的高度产生自适应形变以保持贴地的柔性尾摆。
11.作为一种实施方式，所述配重块的位置能够沿着所述尾杆的长度方向进行调整。
12.作为一种实施方式，所述上摄像头和所述下摄像头的朝向相同。
13.作为一种实施方式，所述主壳体的前端设有拓展舱，所述拓展舱内设有激光雷达，两侧的所述转轮电机根据所述激光雷达的检测结果调整速度比以避开路障。
14.作为一种实施方式，所述座片包括轴片段和连接片段，所述轴片段和所述连接片段之间存在90度夹角，所述轴片段的设置方向所述转轮电机的转轴方向平行，所述轮杆转动连接在所述连接片段上，一处所述轮杆和一处所述连接片段的连接处设有角度传感器，所述角度传感器用于检测所述轮杆的长端和所述轴片段之间的夹角大小；两侧的所述转轮电机根据所述轮杆的长端和所述轴片段之间的夹角大小调整行进速度以降低拍摄振动。
15.作为一种实施方式，所述球形垫为橡胶材质的柔性垫。
16.本发明相比于现有技术的有益效果是，各个轮杆的位置状态是能够调整的，通过转动调节转轮，经过转臂内部的传动配合实现横移盘的横移。横移盘的横移对于各个轮杆而言，类似有雨伞伞骨打开的效果。各个轮杆弹性连接在巢座的各个座片上，在这些扭簧的作用下，使轮杆的弯折处连着的短端卡在卡槽内。而巢座的一侧始终由接触球抵触，如果接触球向右横移，那么轮杆的短端被挤入开口处的卡槽内，即轮杆的短端更趋于水平，这样各个轮杆整体更张开，所以整体上相当于半径更大的无框开口轮。相反的，如果接触球向左横移，那么在这些扭簧的作用下，使轮杆的短端接近弯折处的部位，移到开口处的卡槽内，即轮杆的短端更趋于竖直，这样各个轮杆整体更聚拢，所以整体上相当于半径更小的无框开口轮。这样根据季节性、时间性的不同调整对开口轮进行如上调整，之所以使用开口轮，是因为可以将农作物远程监测装置直接开进农作物种植区，其受阻力没有传统轮子那么大，而且在行进过程中不会压到农作物。
附图说明
17.图1为背景技术中提及的农作物远程监测装置的结构示意图；
18.图2为本发明实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置的结构示意图；
19.图3为本发明实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置的正视图；
20.图4为图3中提供的基于北斗的农作物远程监测装置的局部放大视图；
21.图5为本发明实施方式提供的转套内部的视图。
22.图中：1、主壳体；2、转轮电机；3、转臂；4、转套；5、开口；6、横移盘；7、调节转轮；8、接触球；9、巢座；10、座片；11、轮杆；12、球形垫；13、转槽；14、扭簧；15、卡槽；16、上摄像头；17、下摄像头；18、尾杆；19、配重块；20、尾摆；21、拓展舱；22、激光雷达；23、轴片段；24、连接片段；25、角度传感器。
具体实施方式
23.以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。
显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。
24.在一种实施方式中，如图2-5所示。
25.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其包括主壳体1，主壳体1的两侧均设有转轮电机2，转轮电机2的转轴上固定连接有转臂3，转臂3的外端固定连接有转套4，转套4的内部镂空并且一侧设有开口5，转臂3内插设有横移盘6，转臂3外转动连接有调节转轮7，调节转轮7和横移盘6操作性连接并且转动调节转轮7能够使横移盘6产生沿着转轮电机2的转轴方向的横移，横移盘6的端部设有接触球8。转套4的开口5处设有巢座9，巢座9上设有以同一圆心向外发散的若干座片10，各个座片10上转动连接有轮杆11，轮杆11呈l形，轮杆11的短端伸入转套4的内部，轮杆11的长端位于转套4外并且端部设有球形垫12，轮杆11的弯折处开设有转槽13，轮杆11通过转槽13转动连接座片10，转槽13和座片10之间设有扭簧14以使轮杆11的短端保持远离座片10，开口5处设有配合轮杆11的短端卡入的若干卡槽15，接触球8抵触巢座9。其中，当转动调节转轮7使横移盘6产生横移时，接触球8的位置变化使巢座9产生横移，以使各个轮杆11呈现不同角度的张开。
26.在本实施方式中，正如背景技术中提及的，不同季节使用农作物远程监测装置在农场执行工作任务所遇到的情况是不同的。其中最典型的就是农作物会长，不同季节或者不同时间段，其实上摄像头16和下摄像头17捕捉到的影像画面是有区别的。那么为了降低这一因素带来的干扰，本实施方式中通过以下的调整方法进行克服。
27.在本实施方式中，各个轮杆11的位置状态是能够调整的，不像传统的轮子，基于目前的无框开口轮结构进行改进，通过转动调节转轮7，经过转臂3内部的传动配合实现横移盘6的横移。横移盘6的横移对于各个轮杆11而言，类似有雨伞伞骨打开的效果。如图3和图4所示，各个轮杆11弹性连接在巢座9的各个座片10上，在这些扭簧14的作用下，使轮杆11的弯折处连着的短端卡在卡槽15内。而巢座9的一侧始终由接触球8抵触，如图4中所示，如果接触球8向右横移，那么轮杆11的短端被挤入开口5处的卡槽15内，即轮杆11的短端更趋于水平，这样各个轮杆11整体(主要指轮杆11的长端)更张开，所以整体上相当于半径更大的无框开口轮。相反的，如果接触球8向左横移，那么在这些扭簧14的作用下，使轮杆11的短端接近弯折处的部位，移到开口5处的卡槽15内，即轮杆11的短端更趋于竖直，这样各个轮杆11整体(主要指轮杆11的长端)更聚拢，所以整体上相当于半径更小的无框开口轮。这样根据季节性、时间性的不同调整对开口轮进行如上调整，之所以使用开口轮，是因为可以将农作物远程监测装置直接开进农作物种植区，其受阻力没有传统轮子那么大，而且在行进过程中不会压到农作物。
28.在本实施方式中，不同于传统无框开口轮的地方还在于，其轮杆11非垂直向上而是倾斜向上的，因此通过调整l形轮杆11的倾斜度相当于调整了无框开口轮的半径。
29.在一种实施方式中，如图3所示。
30.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其主壳体1的顶部设有上摄像头16。其主壳体1的底部设有下摄像头17。
31.在本实施方式中，在主壳体1的顶部设置上摄像头16，在主壳体1的底部设置下摄像头17，这和传统的设置方式相同，通过上面的上摄像头16可以拍摄农作物的顶部区域，通过下面的下摄像头17可以近距离拍摄农作物更靠下的区域，两者相结合可以更准确判断农作物的受损情况。并且在进行过程中尤其搭载的北斗定位系统更新实时位置，结合拍摄的
信息可以快速确定是哪一片区的数据。
32.在一种实施方式中，如图2所示。
33.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其上摄像头16和下摄像头17均设于主壳体1的前端，主壳体1的后端设有向后伸出的尾杆18，尾杆18上设有配重块19，配重块19下方设有下垂至地面的尾摆20。
34.在本实施方式中，上摄像头16和下摄像头17均位于主壳体1的前端，主壳体1的前端就是行进方向的前方，将两个摄像头设置在这个位置有利于拍摄，有利于获取数据，这也是传统的做法。然后主壳体1的后端设有向后伸出的尾杆18，尾杆18上设有配重块19，这个尾杆18和配重块19用于维持进行过程中主壳体1的平衡。配重块19下方设有下垂至地面的尾摆20，这里的尾摆20也有一定维持平衡的作用，这里还参考了仿生学袋鼠的尾巴，通过尾摆20下垂至地面提供一定的支撑性。
35.在一种实施方式中，如图2所示。
36.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其尾摆20为能够匹配主壳体1的高度产生自适应形变以保持贴地的柔性尾摆。
37.在本实施方式中，由于尾摆20能够匹配主壳体1的高度产生自适应形变以保持贴地，所以不管主壳体1的高度如何变化，在尾摆20形变幅度允许的范围内，主壳体1都能够受到尾摆20的支撑。
38.在一种实施方式中，如图2所示。
39.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其配重块19的位置能够沿着尾杆18的长度方向进行调整。此外，其上摄像头16和下摄像头17的朝向相同。
40.在本实施方式中，可以通过对配重块19的位置进行调整，尤其是当农作物远程监测装置的行进速度发生变化时，这个位置的调整相当有必要，其能够维持农作物远程监测装置平稳行进。
41.在一种实施方式中，如图2所示。
42.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其主壳体1的前端设有拓展舱21，拓展舱21内设有激光雷达22，两侧的转轮电机2根据激光雷达22的检测结果调整速度比以避开路障。
43.在本实施方式中，农作物远程监测装置的主壳体1内还设有拓展舱21，拓展舱21内设有激光雷达22。激光雷达22用于检测路面，如果路面不平整，其凹陷或者凸起超过一定的程度，可以通过判定使两侧的转轮电机2调整转速比从而绕过障碍。
44.在一种实施方式中，如图4-5所示。
45.本实施方式提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其座片10包括轴片段23和连接片段24，轴片段23和连接片段24之间存在90度夹角，轴片段23的设置方向转轮电机2的转轴方向平行，轮杆11转动连接在连接片段24上，一处轮杆11和一处连接片段24的连接处设有角度传感器25，角度传感器25用于检测轮杆11的长端和轴片段23之间的夹角大小；两侧的转轮电机2根据轮杆11的长端和轴片段23之间的夹角大小调整行进速度以降低拍摄振动。
46.在本实施方式中，因为通过对各个轮杆11的调整，能够改变无框开口轮的半径。但是，如果各个轮杆11更张开或者更聚拢，也意味着各个轮杆11端部点对点的距离也发生了
变化。以各个轮杆11更张开为例，张开后，各个轮杆11端部的距离更大，那么如果进行速度太低，会产生行进过程伴随一振一振的振感，如果各个轮杆11更聚拢，那么振感将减弱。在本实施方式中，为提高拍摄质量，防止检测准确度下降，通过角度传感器25检测轮杆11的长端和轴片段23之间的夹角大小。获知轮杆11的长端和轴片段23之间的夹角后，因为轮杆11的长端长度已知且为不变量，即可知道轮杆11的长端端部至无框开口轮的轴线的垂直距离，该距离也就是无框开口轮的半径，根据轮杆11的数量恒定，无框开口轮的实际半径已知，可以求得各个轮杆11端部点对点的距离。因此根据这个点对点的距离来调整两侧的转轮电机2的转速，我们知道转速越高各个轮杆11的活动路径越接近于圆形，在一次的转动过程中，主壳体1还未发生由高位降至低位即被下一轮杆11撑起，由此降低了拍摄振动。
47.在一种实施方式中，基于北斗的农作物远程监测装置的球形垫12为橡胶材质的柔性垫。
48.以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，包括主壳体(1)，所述主壳体(1)的两侧均设有转轮电机(2)，所述转轮电机(2)的转轴上固定连接有转臂(3)，所述转臂(3)的外端固定连接有转套(4)，所述转套(4)的内部镂空并且一侧设有开口(5)，所述转臂(3)内插设有横移盘(6)，所述转臂(3)外转动连接有调节转轮(7)，所述调节转轮(7)和所述横移盘(6)操作性连接并且转动所述调节转轮(7)能够使所述横移盘(6)产生沿着所述转轮电机(2)的转轴方向的横移，所述横移盘(6)的端部设有接触球(8)；所述转套(4)的所述开口(5)处设有巢座(9)，所述巢座(9)上设有以同一圆心向外发散的若干座片(10)，各个所述座片(10)上转动连接有轮杆(11)，所述轮杆(11)呈l形，所述轮杆(11)的短端伸入所述转套(4)的内部，所述轮杆(11)的长端位于所述转套(4)外并且端部设有球形垫(12)，所述轮杆(11)的弯折处开设有转槽(13)，所述轮杆(11)通过所述转槽(13)转动连接所述座片(10)，所述转槽(13)和所述座片(10)之间设有扭簧(14)以使所述轮杆(11)的短端保持远离所述座片(10)，所述开口(5)处设有配合所述轮杆(11)的短端卡入的若干卡槽(15)，所述接触球(8)抵触所述巢座(9)；其中，当转动所述调节转轮(7)使所述横移盘(6)产生横移时，所述接触球(8)的位置变化使所述巢座(9)产生横移，以使各个轮杆(11)呈现不同角度的张开。2.根据权利要求1所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述主壳体(1)的顶部设有上摄像头(16)。3.根据权利要求2所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述主壳体(1)的底部设有下摄像头(17)。4.根据权利要求3所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述上摄像头(16)和所述下摄像头(17)均设于所述主壳体(1)的前端，所述主壳体(1)的后端设有向后伸出的尾杆(18)，所述尾杆(18)上设有配重块(19)，所述配重块(19)下方设有下垂至地面的尾摆(20)。5.根据权利要求4所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述尾摆(20)为能够匹配所述主壳体(1)的高度产生自适应形变以保持贴地的柔性尾摆。6.根据权利要求4所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述配重块(19)的位置能够沿着所述尾杆(18)的长度方向进行调整。7.根据权利要求3所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述上摄像头(16)和所述下摄像头(17)的朝向相同。8.根据权利要求1所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述主壳体(1)的前端设有拓展舱(21)，所述拓展舱(21)内设有激光雷达(22)，两侧的所述转轮电机(2)根据所述激光雷达(22)的检测结果调整速度比以避开路障。9.根据权利要求1所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述座片(10)包括轴片段(23)和连接片段(24)，所述轴片段(23)和所述连接片段(24)之间存在90度夹角，所述轴片段(23)的设置方向所述转轮电机(2)的转轴方向平行，所述轮杆(11)转动连接在所述连接片段(24)上，一处所述轮杆(11)和一处所述连接片段(24)的连接处设有角度传感器(25)，所述角度传感器(25)用于检测所述轮杆(11)的长端和所述轴片段(23)之间的夹角大小；两侧的所述转轮电机(2)根据所述轮杆(11)的长端和所述轴片段(23)之间的夹角大小调整行进速度以降低拍摄振动。
10.根据权利要求1所述的基于北斗的农作物远程监测装置，其特征在于，所述球形垫(12)为橡胶材质的柔性垫。

技术总结
本发明提供的农作物远程监测装置属于农业机器人技术领域，本发明提供的基于北斗的农作物远程监测装置，其包括主壳体，主壳体的两侧均设有转轮电机，转轮电机的转轴上固定连接有转臂，转臂的外端固定连接有转套，转臂内插设有横移盘，转臂外转动连接有调节转轮，调节转轮和横移盘操作性连接，横移盘的端部设有接触球；转套的开口处设有巢座，巢座上设有若干座片，各个座片上转动连接有轮杆，轮杆的短端伸入转套的内部，轮杆的长端位于转套外并且端部设有球形垫，轮杆的弯折处开设有转槽，轮杆通过转槽转动连接座片，转槽和座片之间设有扭簧以使轮杆的短端保持远离座片，开口处设有配合轮杆的短端卡入的若干卡槽，接触球抵触巢座。座。座。


技术研发人员：董广明
受保护的技术使用者：深圳聚瑞云控科技有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/8/28