农业机器人及其播种方法与流程

本发明涉及机器人，特别涉及一种农业机器人及其播种方法。

背景技术：

1、随着我国农业机械化水平的不断提高，加强农业生产效率的提高，建立健全农业机械化生产，施肥和产收，显得日趋重要；随着现代农业的发展，传统的播种方式已经无法满足现代农业对精准、高效和快速的需求。

2、cn111165126b公开了一种大豆自动播种机器人，包括移动车体，所述移动车体的顶部一端设有控制器，移动车体的另一端设有摄像头，移动车体的顶部设有中空机架，中空机架的内部设有若干个并排设置的旋耕组件，中空机架的内部还设有旋耕驱动组件，中空支架的两侧分别设有第一支架和第二支架，第一支架和第二支架的内部分别设有与每个旋耕组件一一对应的填土组件和大豆填料组件，中空支架和第一支架之间设有第一升降调节组件，第一支架远离中空支架的一侧设有第二升降调节组件，第二升降调节组件的输出端设有填土辅助组件。

3、cn111165128b一种自动播种施肥农业机器人，包括机器人本体，机器人本体的底部设置有转动轴，一个转动轴的一端与机器人本体的驱动动力装置固定连接，两个转动轴的两端均固定连接有移动轮，机器人本体的内部分别开设有钻孔腔、施肥腔和播种腔，钻孔腔的内部设置有自动打开装置，自动打开装置包括有第一电机安装板，第一电机安装板的表面均与钻孔腔的内顶壁固定连接；施肥腔的内部设置有施肥装置，施肥装置包括有第二电机安装板，第二电机安装板的表面与机器人本体的下表面固定连接。

4、现有的播种机器人在播种时通常将播种管插入泥土内，然后将种子从播种管上端加入，使得种子直接进入泥土内部完成播种工作，通过控制播种管的插入深度控制种子的播种深度；但在实际的播种工作中，种植地中经常需要进行翻土等工作，使得泥土表面通常是凹凸不平的状态，在播种工作时，由于各播种管的下降深度是一致的，但实际上种子与泥土表面的距离是不同的，从而会导致种子出芽后的破土时间不同，距离泥土表面较远的种子破土时间会延长，影响作物的生长，不利于作物的整体监测。

技术实现思路

1、在现有技术中，目前的播种机器人在播种时通常将播种管插入泥土内，然后将种子从播种管上端加入，使得种子直接进入泥土内部完成播种工作，通过控制播种管的插入深度控制种子的播种深度；但在实际的播种工作中，种植地中经常需要进行翻土等工作，使得泥土表面通常是凹凸不平的状态，在播种工作时，由于各播种管的下降深度是一致的，但实际上种子与泥土表面的距离是不同的，从而会导致种子出芽后的破土时间不同，距离泥土表面较远的种子破土时间会延长，影响作物的生长，不利于作物的整体监测。

2、有鉴于此，本发明旨在提出一种农业机器人，在本发明中，所述农业机器人包括机器人本体以及驱动所述机器人本体进行移动的移动机构，所述农业机器人还包括播种机构，所述播种机构设置在所述机器人本体底部，所述播种机构包括安装架、升降架、电动推杆、供料组件和播种组件；

3、所述安装架固定在所述机器人本体底部，所述安装架内开设有供料腔，所述供料腔内设置有所述供料组件，所述供料组件在所述供料腔内向所述播种组件提供种子，所述升降架滑动设置在所述安装架上，所述升降架上开设有导孔，所述电动推杆安装在所述安装架上并与所述升降架连接，电动推杆带动升降架做升降运动，所述播种组件设置在所述升降架上并与所述升降架滑动连接；

4、所述播种组件包括若干个均匀间隔设置在所述升降架上的播种件，所述播种件包括设置在活动杆、外压环、第一复位弹簧、播种管以及驱动件；

5、所述活动杆穿过所述导孔并与所述升降架滑动连接，所述外压环固定在所述活动杆外部，所述第一复位弹簧套设在所述活动杆上且位于所述外压环上端，所述第一复位弹簧的两端分别与所述外压环和所述升降架固定连接，所述播种管滑动设置在所述活动杆内部，所述播种管与所述供料组件连通，所述驱动件设置在所述活动杆内控制所述播种管做升降运动。

6、进一步地，所述驱动件包括内压环、活塞、第二复位弹簧、泄压阀和气泵；

7、所述内压环固定在所述活动杆内壁上，所述活塞固定在所述播种管顶部，所述活塞上设置有所述泄压阀，所述泄压阀设置为泄压压力可远程调节的阀组结构，所述第二复位弹簧套设在播种管外部，所述第二复位弹簧的两端分别与内压环和活塞固定连接；

8、所述活塞与所述活动杆内壁配合形成过渡腔，所述过渡腔通过进料管与所述供料腔连通，所述过渡腔与所述播种管连通，所述气泵安装在所述安装架上，所述气泵通过供气管与所述供料腔连通，所述供气管上设置有阀门。

9、进一步地，所述播种管底部设置有土壤传感器，所述土壤传感器固定在所述播种管外侧底部。

10、进一步地，所述机器人本体上还设置有智能控制模块，所述智能控制模块包括信息采集模块、远程传输模块、总控制系统和执行模块，

11、所述信息采集模块用于采集土壤的温度、湿度及疏通程度将将其转换为数字信息，所述信息采集模块包括土壤传感器；

12、所述远程传输模块用于实现信息采集模块、执行模块及总控制系统之间的信息交互；

13、所述执行模块根据远程传输模块接收到的信号进行动作，所述执行模块与所述泄压阀连接；

14、所述总控制系统具有能够输入播种深度数据的数据采集模块和用于进行计算工作的处理模块；

15、所述处理模块根据输入的播种深度数据以及土壤的温度、湿度及疏通程度的数字信息形成图像进行统计并计算出泄压阀的泄压压力数据。

16、进一步地，所述供料组件包括进料滑杆、闭合块、储料腔和出料斗；

17、所述进料滑杆设置在所述供料腔内且能够进出所述供料腔，所述闭合块固定在所述进料滑杆的一端且与所述供料腔密封连接，所述闭合块外部设置有密封圈，所述闭合块上固定有把手；

18、所述储料腔设置为多个且在所述进料滑杆上均匀设置，所述进料斗固定在所述进料滑杆底部，所述进料斗与所述储料腔连通，所述进料斗上设置有进料阀，所述进料斗位于所述进料管上端；

19、所述进料滑杆上端设置滑块，所述供料腔内部顶壁上设置有与所述滑块配合滑动的滑动轨道。

20、进一步地，所述播种管底部设置有挡板，所述挡板的一端通过转轴与所述播种管底部转动设置，所述转轴上安装有扭簧。

21、进一步地，所述安装架上还设置有灌溉机构，所述灌溉机构包括固定在所述机器人本体上的水箱、安装在所述安装架上的水泵以及连通所述水泵输出端和供料腔的供水管，所述水箱与所述水泵连通，所述供水管上设置有阀门。

22、进一步地，所述机器人本体由若干空心管路拼接组成，所述机器人本体顶部设置有太阳能组件。

23、本发明还公开了一种用于上述农业机器人的播种方法，包括：

24、s1：总控制系统下达开始播种命令，先将进料滑杆取出，在所述进料滑杆的储料腔内加入待播种的种子，然后将放置好种子的所述进料滑杆安装进入供料腔内，通过移动机构驱动机器人本体移动至待播种位置；

25、s2：启动电动推杆带动升降架下降，带动各活动杆下降与所述待播种位置的泥土表面接触顶紧，然后启动气泵带动气体持续进入供料腔和过渡腔，缓缓推动所述活动杆内的播种管下降插入泥土内部，所述播种管上的土壤传感器探测到土壤的温度、湿度及疏通程度；

26、s3：远程传输模块将探测到的土壤温度、湿度及疏通程度信息传递到总控制系统，在数据采集模块输入所述种子需要播种的播种深度数据，处理模块根据播种深度数据以及土壤的温度、湿度、疏通程度信息计算出泄压阀的泄压压力数据，通过远程传输模块将泄压压力数据传递至执行模块，由执行模块根据接收到的泄压压力数据调节泄压阀的实际泄压压力；

27、s4：打开进料斗上的进料阀，储料腔内的种子经过进料管进入到过渡腔内，在气体的持续输入下，过渡腔内的气压持续增大至泄压阀的泄压压力，此时泄压阀打开，播种管停止下降并在第二复位弹簧的作用下向上移动，同时气流带着过渡腔内的种子进入到播种管内，种子从播种管底部进入到泥土内部，完成播种工作，播种管向上移动进入活动杆内，过渡腔内的气压降低泄压阀关闭，停止气泵的气体输送；

28、s5：启动带动推杆带动生升降架上升，在第一复位弹簧的带动下所述活动杆复位，启动移动机构驱动机器人本体移动至另一播种位置进行播种工作，以此循环。

29、进一步地，所述步骤s4和步骤s5之间还包括种子浇水步骤，所述种子浇水步骤包括：

30、d1：关闭供气管上的阀门，打开供水管上的阀门，调节降低泄压阀的泄压压力；

31、d2：启动水泵，水泵带带动水流进入过渡腔内，过渡腔内水压增大，推动所述活动杆内的播种管下降插入泥土内部，过渡腔内的水压持续增大至泄压阀的泄压压力，此时泄压阀打开，水流通过播种管流入泥土内部，完成对种子的浇水工作。

32、本发明公开的农业机器人，通过播种机构的设置，在播种前通过控制升降架的移动，将各活动杆顶紧在泥土表面，然后再控制活动管内的播种管统一插入泥土内进行播种工作，从而使得该区域内播种后的种子与泥土表面的距离是始终相同的，保证在其他因素相同的情况下种子出芽后的破土时间相同，不会因为种子与泥土表面的距离导致种子的破土时间不一致，便于对作物的整体监测，保证作物的生长质量。

33、通过播种机构中多个播种管的同步控制，实现同步多播种操作，提高播种效率；且通过控制泄压阀的泄压压力来控制播种管的插入深度，控制便捷，通过采集泥土疏通度的方式计算出泄压压力再控制播种管插入的方式，较现有技术相比，不会因为泥土的疏松程度不同一项播种管的插入深度，稳定性高。

34、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。