本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平普遍提高，綠色無(wú)公害果蔬在市場(chǎng)悄然走俏，越來(lái)越多的菜農(nóng)投身到綠色果蔬的種植當(dāng)中，觀光采摘業(yè)也應(yīng)運(yùn)而生，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均非?？捎^，因此相關(guān)的配套設(shè)施市場(chǎng)需求量也非常大。

但是這種農(nóng)場(chǎng)的配套設(shè)施在市面上沒(méi)有集成化的生產(chǎn)，設(shè)施配套、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、管理技術(shù)等方面還相對(duì)落后，農(nóng)場(chǎng)相關(guān)的配套服務(wù)體系尚未建立健全。在針對(duì)農(nóng)場(chǎng)種植農(nóng)作物過(guò)程中發(fā)生病蟲(chóng)害以及在栽培技術(shù)、管理方式等方面的問(wèn)題沒(méi)有任何機(jī)構(gòu)、組織對(duì)菜農(nóng)進(jìn)行培訓(xùn)或指導(dǎo)，使得菜農(nóng)在農(nóng)場(chǎng)種植農(nóng)作物的過(guò)程中大多靠自身經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致很難達(dá)到預(yù)期效果。在觀光農(nóng)場(chǎng)上做到種植采摘，美觀整潔一體，則需花費(fèi)更多的人力、物力、財(cái)力，同時(shí)，對(duì)于開(kāi)放式和半開(kāi)放式農(nóng)場(chǎng)來(lái)講，花卉、果蔬受氣候影響較大，不易管理，維護(hù)費(fèi)用更高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置，不需要人力即可完成多種農(nóng)場(chǎng)工作，滿(mǎn)足農(nóng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)需求。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置，設(shè)置在箱體上，包括驅(qū)動(dòng)單元，傳感單元和控制單元，所述箱體下面設(shè)有底座導(dǎo)軌，上面安裝有工具箱，工具箱上安裝有種子盤(pán)和可更換的工具頭；所述驅(qū)動(dòng)單元包括縱向驅(qū)動(dòng)的z軸機(jī)構(gòu)、豎向驅(qū)動(dòng)的龍門(mén)機(jī)構(gòu)和橫向驅(qū)動(dòng)的十字滑塊機(jī)構(gòu)；龍門(mén)機(jī)構(gòu)、十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)作，帶動(dòng)工具頭在不同方向上實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)移動(dòng)；所述z軸機(jī)構(gòu)包括z軸電機(jī)、z軸型材、工具頭和絲杠，絲杠穿過(guò)絲杠滑塊固定在十字滑塊上，z軸型材由滑輪組成的左排輪和右排輪裝卡在十字滑塊上，z軸電機(jī)和絲杠間柔性連接，z軸機(jī)構(gòu)可以單獨(dú)通過(guò)z軸電機(jī)帶動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)；所述龍門(mén)機(jī)構(gòu)由龍門(mén)柱、龍門(mén)梁、滑輪、龍門(mén)輪板和龍門(mén)角板組成，通過(guò)滑輪組成的上排輪和下排輪裝卡在底座導(dǎo)軌上，可以單獨(dú)通過(guò)龍門(mén)柱電機(jī)帶動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)；所述十字滑塊機(jī)構(gòu)包括十字滑塊、十字滑塊電機(jī)、滑輪、絲杠滑塊、皮帶；十字滑塊機(jī)構(gòu)通過(guò)滑輪組成的上排輪和下排輪裝卡在龍門(mén)梁上，由十字滑塊電機(jī)帶動(dòng)皮帶實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)；

所述傳感單元包括橫向檢測(cè)傳感器單元、豎向檢測(cè)傳感器單元、縱向檢測(cè)傳感器單元，所述橫向檢測(cè)傳感器單元設(shè)置在所述龍門(mén)梁上，所述豎向檢測(cè)傳感器單元設(shè)置在所述底座導(dǎo)軌上，所述縱向檢測(cè)傳感器單元設(shè)置在z軸型材上；

所述控制單元包括控制板，用于采集所述傳感器單元信號(hào)的信號(hào)采集模塊，用于識(shí)別功能頭的識(shí)別模塊，用于接收遠(yuǎn)端指令的無(wú)線(xiàn)模塊，用于實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動(dòng)的控制模塊和用于執(zhí)行遠(yuǎn)端指令的執(zhí)行模塊。

進(jìn)一步地，所述工具頭安裝在z軸型材底端，工具頭的自主更換通過(guò)z軸電機(jī)帶動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)；z軸電機(jī)固定在z軸型材頂端，絲杠穿過(guò)固定在十字滑塊上的絲杠滑塊與z軸電機(jī)柔性連接，由z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)整個(gè)z軸縱向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述工具頭為除草工具頭、測(cè)量土壤濕度工具頭、播種工具頭、澆水工具頭或犁地工具頭。

進(jìn)一步地，所述工具頭（8）連接有采用繼電器模塊控制的水泵、氣泵或/和攝像頭。

進(jìn)一步地，所述工具箱內(nèi)設(shè)有與工具頭配合使用的功能頭。

進(jìn)一步地，所述的十字滑塊安裝在龍門(mén)梁上，由安裝在十字滑塊上的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述龍門(mén)機(jī)構(gòu)安裝在底座導(dǎo)軌上，由安裝在龍門(mén)柱上的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述z軸電機(jī)、龍門(mén)柱電機(jī)和十字滑塊電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述控制板設(shè)置在龍門(mén)梁上，采集所述傳感器單元的信號(hào)，控制z軸電機(jī)、龍門(mén)柱電機(jī)和十字滑塊電機(jī)，協(xié)同運(yùn)作，控制耕管裝置順利完成遠(yuǎn)端指令。

進(jìn)一步地，所述傳感器均為位置傳感器。

有益效果是：

1、本發(fā)明不僅能實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)里播種、澆水等基本操作，也可完成除草、測(cè)量土壤濕度、噴灑營(yíng)養(yǎng)液、犁地等復(fù)雜的田間勞作，其運(yùn)動(dòng)框架由底座導(dǎo)軌、龍門(mén)機(jī)構(gòu)、十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)組成，電機(jī)、皮帶和絲杠協(xié)同運(yùn)作確保機(jī)構(gòu)的精確運(yùn)動(dòng)及精準(zhǔn)定點(diǎn)。其功能實(shí)現(xiàn)由不同的工具頭完成，在執(zhí)行不同工作指令時(shí)只需自主更換相應(yīng)的工作頭，便可以完成不同的工作，滿(mǎn)足農(nóng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)需求。本發(fā)明簡(jiǎn)單實(shí)用，能有效的提高農(nóng)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)量。

2、本發(fā)明通過(guò)控制系統(tǒng)控制三個(gè)機(jī)構(gòu)間的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，使耕管裝置按遠(yuǎn)端指令順利地實(shí)現(xiàn)功能頭的選取更換并達(dá)到空間內(nèi)的定點(diǎn)移動(dòng)；在執(zhí)行指令時(shí)，對(duì)每一指令所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作進(jìn)行糾正，各模塊間獨(dú)立工作互不干擾，從而實(shí)現(xiàn)耕地，播種，澆水，除草等功能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為本發(fā)明遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置的工具頭結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3為本發(fā)明遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置的十字滑塊結(jié)構(gòu)主視圖；

圖4為本發(fā)明遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置的龍門(mén)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)主視圖；

圖5為本發(fā)明遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置的控制系統(tǒng)圖；

圖中標(biāo)記是：1、z軸電機(jī)，2、z軸型材，3、龍門(mén)柱電機(jī)，4、龍門(mén)柱，5、工具箱，6、底座導(dǎo)軌，7、箱體，8、工具頭，9、種子盤(pán)，10、十字滑塊，11、十字滑塊電機(jī)，12、龍門(mén)梁，13、滑輪，14、絲杠，15、絲杠滑塊，16、皮帶，17、龍門(mén)輪板，18、龍門(mén)角板。

具體實(shí)施方式

如圖所示，一種遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置，設(shè)置在箱體7上，包括驅(qū)動(dòng)單元，傳感單元和控制單元；所述箱體7下面設(shè)有底座導(dǎo)軌6，上面安裝有工具箱5，工具箱5上安裝有種子盤(pán)9和可更換的工具頭8；所述驅(qū)動(dòng)單元包括縱向（z方向）驅(qū)動(dòng)的z軸機(jī)構(gòu)、豎向（y方向）驅(qū)動(dòng)的龍門(mén)機(jī)構(gòu)和橫向（x方向）驅(qū)動(dòng)的十字滑塊機(jī)構(gòu)；龍門(mén)機(jī)構(gòu)、十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)作，帶動(dòng)工具頭8在不同方向上實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)移動(dòng)；所述z軸機(jī)構(gòu)包括z軸電機(jī)1、z軸型材2、工具頭8和絲杠14，絲杠14穿過(guò)絲杠滑塊15固定在十字滑塊10上，z軸型材2由滑輪13組成的左排輪和右排輪裝卡在十字滑塊10上，z軸電機(jī)1和絲杠14間柔性連接，z軸機(jī)構(gòu)可以單獨(dú)通過(guò)z軸電機(jī)1帶動(dòng)絲杠14實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)；所述龍門(mén)機(jī)構(gòu)由龍門(mén)柱4、龍門(mén)梁12、滑輪13、龍門(mén)輪板17和龍門(mén)角板18組成，通過(guò)滑輪13組成的上排輪和下排輪裝卡在底座導(dǎo)軌6上，可以單獨(dú)通過(guò)龍門(mén)柱電機(jī)3帶動(dòng)皮帶15驅(qū)動(dòng)；所述十字滑塊機(jī)構(gòu)包括十字滑塊10、十字滑塊電機(jī)11、滑輪13、絲杠滑塊15、皮帶16；十字滑塊機(jī)構(gòu)通過(guò)滑輪13組成的上排輪和下排輪裝卡在龍門(mén)梁12上，由十字滑塊電機(jī)11帶動(dòng)皮帶16實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)；

進(jìn)一步地，所述傳感單元包括橫向檢測(cè)傳感器單元、豎向檢測(cè)傳感器單元、縱向檢測(cè)傳感器單元，所述橫向檢測(cè)傳感器單元設(shè)置在所述龍門(mén)梁12上，所述豎向檢測(cè)傳感器單元設(shè)置在所述底座導(dǎo)軌6上，所述縱向檢測(cè)傳感器單元設(shè)置在z軸型材2上；

進(jìn)一步地，所述控制單元包括控制板，用于采集所述傳感器單元信號(hào)的信號(hào)采集模塊，用于識(shí)別功能頭的識(shí)別模塊，用于接收遠(yuǎn)端指令的無(wú)線(xiàn)模塊，用于實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動(dòng)的控制模塊和用于執(zhí)行遠(yuǎn)端指令的執(zhí)行模塊。

進(jìn)一步地，所述工具頭8安裝在z軸型材2底端，工具頭8的自主更換通過(guò)z軸電機(jī)1帶動(dòng)絲杠14實(shí)現(xiàn)；z軸電機(jī)1固定在z軸型材2頂端，絲杠14穿過(guò)固定在十字滑塊10上的絲杠滑塊16與z軸電機(jī)1柔性連接，由z軸電機(jī)1驅(qū)動(dòng)絲杠14帶動(dòng)整個(gè)z軸縱向移動(dòng)。其速度可以根據(jù)不同的功能需求通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩大小隨意變動(dòng)，達(dá)到一機(jī)多用的效果。

進(jìn)一步地，所述工具頭8為除草工具頭、測(cè)量土壤濕度工具頭、播種工具頭、澆水工具頭或犁地工具頭。能在不同的功能需求下更換不同的工具頭，完成工作過(guò)程，但不僅僅為這幾種，根據(jù)其他功能設(shè)計(jì)的工具頭也在權(quán)利要求范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述工具頭（8）連接有采用繼電器模塊控制的水泵、氣泵或/和攝像頭。進(jìn)一步地，所述工具箱5內(nèi)設(shè)有與工具頭8配合使用的功能頭。

進(jìn)一步地，所述的十字滑塊安裝在龍門(mén)梁12上，由安裝在十字滑塊11上的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述龍門(mén)機(jī)構(gòu)安裝在底座導(dǎo)軌上，由安裝在龍門(mén)柱上的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)。其傳動(dòng)方式不僅僅為皮帶驅(qū)動(dòng)，也可為鏈輪鏈條驅(qū)動(dòng)，齒輪齒條驅(qū)動(dòng)，油缸或氣缸驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。

進(jìn)一步地，所述z軸電機(jī)1、龍門(mén)柱電機(jī)3和十字滑塊電機(jī)11為步進(jìn)電機(jī)。但其驅(qū)動(dòng)方式不僅僅為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可為鏈輪鏈條驅(qū)動(dòng)，齒輪齒條驅(qū)動(dòng)，油缸或氣缸驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。

進(jìn)一步地，所述控制板設(shè)置在龍門(mén)梁12上，采集所述傳感器單元的信號(hào)，控制z軸電機(jī)1、龍門(mén)柱電機(jī)3和十字滑塊電機(jī)11，協(xié)同運(yùn)作，控制耕管裝置順利完成遠(yuǎn)端指令。

進(jìn)一步地，所述傳感器均為位置傳感器。

本發(fā)明耕管裝置在執(zhí)行其部分工作內(nèi)容時(shí)所述機(jī)構(gòu)間的配合如下：

播種時(shí)，龍門(mén)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)移動(dòng)到工具箱5上方，由z軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工具頭縱向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具頭的選取，選取播種頭后移動(dòng)到種子盤(pán)9上方吸附種子，再由三個(gè)機(jī)構(gòu)配合移動(dòng)到所需播種位置，完成播種工作。在此操作中配套的氣泵會(huì)在取種和取種后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中吸氣，播種時(shí)吹氣，確保播種能夠順利完成。

澆水時(shí)，龍門(mén)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)移動(dòng)到工具箱5上方，由z軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工具頭縱向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具頭的選取，選取花灑后移動(dòng)到所需澆水位置正上方，配套的水泵根據(jù)澆水量確定打開(kāi)時(shí)長(zhǎng)，完成澆水工作。

除草時(shí)，所述機(jī)器視覺(jué)識(shí)別先對(duì)平面內(nèi)的作物進(jìn)行識(shí)別標(biāo)記，由控制系統(tǒng)處理后，所述龍門(mén)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)移動(dòng)到工具箱5上方，由z軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工具頭縱向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具頭的選取，選取噴頭后移動(dòng)到標(biāo)記物正上方，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)定量噴藥。

本發(fā)明不僅能實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)里播種、澆水等基本操作，也可完成除草、測(cè)量土壤濕度、噴灑營(yíng)養(yǎng)液、犁地等復(fù)雜的田間勞作，其運(yùn)動(dòng)框架由底座導(dǎo)軌、龍門(mén)機(jī)構(gòu)、十字滑塊機(jī)構(gòu)和z軸機(jī)構(gòu)組成，電機(jī)、皮帶和絲杠協(xié)同運(yùn)作確保機(jī)構(gòu)的精確運(yùn)動(dòng)及精準(zhǔn)定點(diǎn)。其功能實(shí)現(xiàn)由不同的工具頭完成，在執(zhí)行不同工作指令時(shí)只需自主更換相應(yīng)的工作頭，便可以完成不同的工作。

綜上所述，本發(fā)明揭示的遠(yuǎn)程可控式多功能耕管裝置，通過(guò)控制系統(tǒng)控制耕管裝置，將獨(dú)立的各個(gè)模塊協(xié)同運(yùn)作起來(lái)，確保執(zhí)行過(guò)程的準(zhǔn)確度和可靠度；將電機(jī)作業(yè)平臺(tái)和遠(yuǎn)端控制平臺(tái)有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可控，降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，從而填補(bǔ)市場(chǎng)上該類(lèi)農(nóng)機(jī)具的空白。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。