一种农业自动化电动喷雾器
技术领域
本发明涉及农业生产的技术领域，尤其是涉及一种农业自动化电动喷雾器。
背景技术
喷雾器是喷雾器材的简称，喷雾器是利用空吸作用将药水或其他液体变成雾状，均匀地喷射到其他物体上的器具。在农村，喷雾器是防治病虫害不可缺少的重要农具。
现有授权公告号为CN107950507A的中国专利，公开了一种电动喷雾器，其技术方案要点是：包括储液箱、用于将储液箱内的液体吸出的电泵、用于对电泵供电的电池，所述电泵以及电池均安装于储液箱的下箱面一侧，通过上述技术方案，由于电池以及电泵两者均具备一定的质量，将两者同时安装于储液箱的下箱面上，当该电动喷雾器背负在使用者背部时，能有效减少了电池、电泵、储液箱、储液箱内的农药液体等整体重心位置的横向偏移量，且喷雾器的整体重心有所下降，使用者的舒适度得到大幅度改善。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述电动喷雾器由操作人员握持着喷枪进行摆动，但是由于操作人员行走的速度和摆动的频率受人主观因素和客观身体疲劳的影响，会存在喷洒不均匀的情况，故有待改善。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种农业自动化电动喷雾器，其具有自动判断喷洒速度使得喷洒更加均匀的优势。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种农业自动化电动喷雾器，包括储液箱、用于抽取液体的电泵、用于给电泵供电的电池和连接在电泵出水端的喷枪；所述储液箱底部设置有运动检测模块，所述运动检测模块连接有中心处理模块，所述中心处理模块用于对运动检测模块检测所得数据进行处理和分析，所述中心处理模块连接有水平摆动机构，所述喷枪可拆卸连接在水平摆动机构上，所述水平摆动机构受控于中心处理模块以调整摆动的速率。
通过采用上述技术方案，运动检测模块对操作人员背负着储液箱移动的速率进行检测并将数据传输给中心处理模块，中心处理模块根据需要的浓度以及喷雾器可以喷洒的区域面积计算出水平摆动机构需要摆动的频率，从而使得水平摆动机构能够适应于操作人员的行走速度，从而使得药物的喷洒比操作人员手动摆动更加均匀，提高了撒药的均匀度。
本发明进一步设置为：所述水平摆动机构包括固定在储液箱底部的支撑板，所述支撑板设置有摆动槽，所述摆动槽位于中部转动连接有摆动杆，所述摆动杆外侧壁套设有转动齿轮，所述转动齿轮啮合有驱动齿条，所述驱动齿条远离转动齿轮的一端设置有主动轮，所述驱动齿条铰接在主动轮的一侧表面上，所述摆动槽位于驱动齿条远离摆动杆的一侧设置有用于限制驱动齿条移动位置的抵接弧形块；所述主动轮中间设置有驱动主动轮转动的驱动装置，所述驱动装置连接于中心处理模块。
通过采用上述技术方案，主动轮一侧铰接的驱动齿条与摆动杆上的转动齿轮相啮合，在抵接弧形块的限位下以及强力磁铁的吸引下，驱动齿条沿着转动齿轮的外沿滑动；由于驱动齿条与转动齿轮相啮合，因而主动轮转动能够带动驱动齿条移动并且驱动转动齿轮转动，从而实现了将主动轮的转动转化为摆动杆的180度往复摆动。
本发明进一步设置为：所述驱动装置包括插设在主动轮中以驱动主动轮转动的伺服电机、用于控制伺服电机输送转速的控制器，所述控制器连接于中心处理模块以接收来自中心处理模块的控制指令。
通过采用上述技术方案，伺服电机通过接受来自中心处理模块的控制指令并控制器对其转速进行控制，进而实现了摆动频率可调以便于均匀喷洒药物。
本发明进一步设置为：所述摆动杆两侧底部设置有用于将喷枪限位在其之间的限位板，其中一侧所述限位板底部转动连接有可与喷枪相抵的限位杆，另一侧所述限位板设置有供限位杆插设的固定条孔，所述摆动杆朝向喷枪的表面固定有用于检测喷枪的光电检测装置，所述光电检测装置连接于中心处理模块。
通过采用上述技术方案，限位板和摆动杆组成的凹槽能够便于将喷枪嵌置于其中，限位杆转动至固定条孔中能够将喷枪固定在限位板之间，并通过光电检测装置检测限位板之间是否有喷枪以判断处于手动模式还是自动模式，从而便于对喷枪进行拆卸，便于调节有操作人员手动摆动喷洒或者是水平摆动装置自动摆动喷洒。
本发明进一步设置为：所述中心处理连接有路径规划模块，所述路径规划模块包括人工智能芯片，所述人工智能芯片用于规划覆盖整片待喷洒区域的最短路径。
通过采用上述技术方案，路径规划模块的设置便于对待喷洒区域进行规划，便于在喷洒能够覆盖整片区域的情况下选取最短的路径，从而节约电池的电能以及节省操作人员的体力。
本发明进一步设置为：所述中心处理模块连接有用于向路径规划模块输入待喷洒区域信息的显示输入模块，所述中心处理模块连接有发出路径指令的语音播报模块。
通过采用上述技术方案，显示输入模块便于向路径规划模块输入带喷洒的区域信息以及喷雾器的信息，从而便于输入人工智能芯片从而根据蚁群算法进行路径规划，而规划好的路径需要通过语音播报模块播报出来，从而便于操作人员及时获知，以便于跟随预先规划的路径进行行走和喷洒。
本发明进一步设置为：所述储液箱底部开设有安装槽，所述安装槽底壁设置有用于安装电池的阶梯槽，所述阶梯槽一侧转动连接有抵接杆，所述阶梯槽位于抵接杆转动连接的另一侧设置有供抵接杆插设的支撑通槽，所述支撑通槽一侧侧壁设置有可与抵接杆磁性相吸的磁性件。
通过采用上述技术方案，由于各个元器件和水泵对电池电能的损耗，因而需要频繁更换电池以提高喷洒的效率；阶梯槽的设置便于将电池插设在其中，而抵接杆转入支撑通槽中与支撑通槽中的磁性件磁性相吸能够将电池固定在阶梯槽中，从而便于电池的快速固定，便于快速对电池进行更换。
本发明进一步设置为：所述阶梯槽一侧侧壁设置有导电簧片，所述电池贴合于导电簧片的一侧设置有接触触点，所述阶梯槽远离导电簧片的一侧设置有定位凸条，所述电池远离接触触点的一侧设置有定位凹槽。
通过采用上述技术方案，导电簧片抵接电池上的接触触点便于快速对电池进行取电；而定位凸条和定位凹槽的设置便于快速确定电池的方向，防止正负极接反，从而进一步提高了电池安装的效率。
本发明进一步设置为：所述安装槽内盖设有固定板，所述固定板朝向安装槽的表面以及侧壁均包裹有可与安装槽过盈配合的密封橡胶，所述固定板远离密封橡胶的表面设置有握持把手。
通过采用上述技术方案，包裹有密封橡胶的固定板通过握持把手塞设在安装槽中能够提高安装槽周围的密封性，从而有效地防止储液罐中的药液或者灌水搅拌的过程中喷洒的水导致元器件损坏。
本发明进一步设置为：所述安装槽两端端壁上分别开设有滑移孔，所述滑移孔内滑移连接有固定凸块，所述滑移孔内设置有抵接弹簧；所述固定凸块朝向固定板的一侧表面与固定板相抵，所述固定凸块远离固定板的一侧表面设置有导向面。
通过采用上述技术方案，滑移孔中通过抵接弹簧驱动以弹出的固定凸块能够对固定板远离安装槽的一侧表面进行相抵，在固定板插入安装槽时，导向面能够起到导向的作用，而抵接弹簧能够将固定凸块自动弹出，从而与固定板表面相抵，进一步对固定板进行固定。
综上所述，本发明的有益效果为：
1、采用了运动检测模块、中心处理模块、水平摆动机构、伺服电机、控制器、限位板、限位杆、固定条孔和光电检测装置相配合的技术，从而产生便于自动摆动喷枪以提高喷洒均匀度的效果；
2、采用了路径规划模块、人工智能芯片、显示输入模块和语音播报模块相配合的技术，从而产生便于对喷洒路径进行规划的效果；
3、采用了安装槽、阶梯槽、抵接杆、支撑通槽、磁性件、导电簧片、接触触点、定位凸条和定位凹槽相配合的技术，从而产生便于对电池进行快速更换的效果。
附图说明
图1为实施例中一种农业自动化电动喷雾器的整体结构示意图；
图2为实施例中用于展现中心处理模块连接关系的结构框图；
图3为实施例中用于展现安装槽处结构的示意图；
图4为实施例中用于展现阶梯槽处结构的示意图；
图5为实施例中用于展现支撑板处结构的示意图；
图6为实施例中用于展现支撑板底部结构的示意图。
图中：1、储液箱；11、电泵；12、喷枪；13、电池；131、接触触点；132、定位凹槽；14、延长板；2、运动检测模块；21、中心处理模块；210、无线通信模块；22、路径规划模块；221、人工智能芯片；222、显示输入模块；23、语音播报模块；3、安装槽；30、抵接环板；31、阶梯槽；310、抵接橡胶垫；311、抵接杆；312、支撑通槽；313、磁性件；314、导电簧片；315、定位凸条；32、固定板；321、密封橡胶；322、握持把手；33、滑移孔；331、固定凸块；3311、导向面；332、抵接弹簧；4、水平摆动机构；41、支撑板；411、摆动槽；412、摆动杆；4121、锁紧橡胶垫；413、强力磁铁；414、转动齿轮；415、驱动齿条；416、主动轮；417、抵接弧形块；42、驱动装置；421、伺服电机；422、控制器；43、限位板；431、限位杆；432、固定条孔；433、光电检测装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：
一种农业自动化电动喷雾器，参照图1，其包括储液箱1、用于抽取液体的电泵11和连接在电泵11出水端的喷枪12，电泵11固定在储液箱1的底部；储液箱1底部安装有运动检测模块2，运动检测模块2包括定位芯片以及运动检测芯片MPU6050，定位芯片采用GPS和北斗双模芯片，运动检测芯片用于检测人体背负着储液箱1的移动、速度等参数。
参照图1和图2，运动检测模块2连接有中心处理模块21，中心处理模块21用于对运动检测模块2检测所得数据进行处理和分析，中心处理模块21为意法半导体公司生产的STM32型单片机。中心处理模块21通过无线通信模块210连接有路径规划模块22，路径规划模块22为手持移动终端，例如手机或者平板电脑。路径规划模块22包括人工智能芯片221，人工智能芯片221用于规划覆盖整片待喷洒区域的最短路径。人工智能芯片221内部编辑有蚁群算法，通过蚁群算法能够在一片区域中计算出最短的路径，从而便于在行走距离最短的情况下覆盖所有的区域。
参照图1和图2，中心处理模块21还包括有用于向路径规划模块22输入待喷洒区域信息的显示输入模块222，显示输入模块222为液晶触摸显示屏。中心处理模块21连接有发出路径指令的语音播报模块23，语音播报模块23为带有TF卡的扬声器，其将路径规划的路径播报给操作人员。
参照图1和图3，储液箱1的底部还安装有用于给电泵11供电的电池13，储液箱1底部开设有安装槽3，中心处理模块21和无线通信模块210均固定在安装槽3的底壁上。安装槽3底壁开设有用于安装电池13的阶梯槽31，阶梯槽31底壁粘接固定有抵接橡胶垫310。阶梯槽31一侧通过转轴转动连接有抵接杆311，阶梯槽31远离抵接杆311转动连接的一侧一体成型有供抵接杆311插设的支撑通槽312，支撑通槽312一侧远离安装槽3底壁的表面粘固有可与抵接杆311磁性相吸的磁性件313，磁性件313优选为钕铁硼磁铁。
参照图4，阶梯槽31一侧侧壁嵌置固定有导电簧片314，导电簧片314连接于中心处理模块21的电路板电源输入端。电池13贴合于导电簧片314的一侧设置有接触触点131，接触触点131为导电金属，以便于通过导电簧片314抵接接触触点131进行取电。阶梯槽31远离导电簧片314的一侧一体成型有定位凸条315，定位凸条315设置在阶梯槽31长度方向中线一侧，电池13贴合于定位凸条315的一侧开设与定位凸条315相适配的有定位凹槽132，从而防止电池13倒装。
参照图1和图4，安装槽3内盖设有固定板32，固定板32朝向安装槽3的表面以及侧壁均包裹有可与安装槽3过盈配合的密封橡胶321，密封橡胶321为硅橡胶。安装槽3侧壁一体成型有可与密封橡胶321相抵的抵接环板30，固定板32远离密封橡胶321的表面通过螺栓固定有握持把手322，通过握持把手322将固定板32塞设在安装槽3中与抵接环板30相抵从而提高安装槽3的防水性能。
参照图4，安装槽3两端端壁上分别开设有滑移孔33，滑移孔33为方型盲孔。滑移孔33内滑移连接有固定凸块331，固定凸块331与滑移孔33底壁之间放置有抵接弹簧332，抵接弹簧332在正常伸长状态下固定凸块331伸出滑移孔33中。抵接弹簧332靠近滑移孔33底壁的一端粘接固定在滑移孔33底壁上。固定凸块331朝向固定板32的一侧表面与固定板32相抵，固定凸块331远离固定板32的一侧表面一体成型有导向面3311，导向面3311自远离固定板32的一侧侧壁向靠近固定板32的一侧侧壁倾斜。
参照图1和图5，中心处理模块21连接有水平摆动机构4，喷枪12可拆卸连接在水平摆动机构4上，水平摆动机构4受控于中心处理模块21以调整摆动的速率。储液箱1底部位于喷枪12的一侧一体成型有延长板14，水平摆动机构4包括固定在储液箱1底部的支撑板41，支撑板41固定在延长板14上。
参照图5，支撑板41开设有摆动槽411，摆动槽411两边开设有开口。摆动槽411位于中部通过轴承座转动连接有摆动杆412，摆动杆412上粘接固定有强力磁铁413，强力磁铁413为钕铁硼材料制成。摆动杆412外侧壁套设有转动齿轮414，转动齿轮414啮合有驱动齿条415，驱动齿条415远离转动齿轮414的一端通过轴承座转动连接有主动轮416，转动齿轮414轴心的水平线与主动轮416相切且主动轮416位于靠近槽内部的一侧。
参照图5和图6，摆动槽411位于驱动齿条415远离摆动杆412的一侧设置有用于限制驱动齿条415移动位置的抵接弧形块417，抵接弧形块417靠近主动轮416的一侧贴合于驱动齿条415与主动轮416相切时的位置，抵接弧形块417靠近主动轮416的一侧贴合于驱动齿条415与主动轮416相切的径向堆成位置时驱动齿条415的位置。驱动齿条415铰接在主动轮416的一侧表面上，主动轮416中间插设有驱动主动轮416转动的驱动装置42。
参照图2和图6，驱动装置42连接于中心处理模块21，驱动装置42包括插设在主动轮416中以驱动主动轮416转动的伺服电机421、用于控制伺服电机421输送转速的控制器422，伺服电机421为带有自锁的伺服电机，控制器422为PWM转速控制器422。控制器422连接于中心处理模块21以接收来自中心处理模块21的控制指令，中心处理模块21通过检测到的储液箱1移动的速度根据需要的浓度计算出伺服电机421的转速，并将信号传输给控制器422以进行速度控制，进而控制摆动的速率。
参照图5和图6，摆动杆412两侧底部一体成型有用于将喷枪12限位在其之间的限位板43，两块限位板43之间的距离恰好与喷枪12的直径相同，摆动杆412贴合于喷枪12的表面粘固有锁紧橡胶垫4121。其中一侧限位板43底部通过一体成型在限位板43厚度中心的转轴转动连接有可与喷枪12相抵的限位杆431，限位杆431的宽度等于限位板43的厚度。另一侧限位板43开设有供限位杆431插设的固定条孔432，限位杆431插设在固定条孔432中从而将喷枪12进行固定。摆动杆412朝向喷枪12的表面固定有用于检测喷枪12的光电检测装置433，光电检测装置433为扩散反射型光电开关，光电检测装置433连接于中心处理模块21以用于检测喷枪12处于自动模式还是属于手动模式。
工作原理如下：
当需要对田地喷洒农药时，技术人员先将待喷洒的区域范围、喷雾器的参数输入给路径规划模块22，路径规划模块22根据喷雾器喷洒的区域规划出最短的路径并通过无线通信的方式传输给中心处理模块21。中心处理模块21将路径存储在其自带的存储装置中并可以通过语音播报模块23进行播报。
当用户打开喷枪12并进行移动时，光电检测装置433预先对限位板43之间有没有喷枪12进行检查以判断处于自动模式还是手动模式。然后运动检测模块2检测储液箱1移动的速度，当处于自动模式时根据需要喷洒的浓度计算水平摆动机构4摆动的速率并将数据转化为驱动轮的转速传输给控制器422，控制器422将转速转化为占空比传输给伺服电机421控制伺服电机421的转速，从而控制摆动杆412的摆动频率；由于喷枪12固定在摆动杆412上，因而摆动杆412均匀地摆动从而使得农药或者其他喷洒物喷洒得更加均匀。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
