張允碩 甄海鋒 姜正義
摘 ?要:對于一些植物,病蟲害會造成重大的損失,一般來說,病蟲害經常發生的樹木更傾向于涂上石灰水,而每年的噴涂石灰便是一項繁雜且耗時的工作,“智能樹木噴漆車”這款產品設計的目的就是代替人工手刷,實現自動噴白效果,通過“識別、校正、噴涂”的工作過程,代替人工手刷,完成這項耗時費力的工作。
關鍵詞:行道樹;自動噴涂;噴淋車
1技術方案
結構上采用四輪驅動形式,具有扶手來進行操控,車內可裝載大量涂料,噴頭處采用類似3D打印機的結構,豎向與橫向導軌能使噴頭能夠在車體側面實現全方位移動,采用步進電機和絲桿傳送機械爪,傳動更加快速穩定,噴頭處可調節傾斜角度可以噴涂部分扭曲的樹干。
軟件實現自動化控制,需一人實時操作,通過驅動到達目標區域,扶手處采用了LCD觸摸屏,實現一鍵噴涂,機械爪上有超聲波定位裝置,當測定距離達到時,機械爪可以自主閉合將樹木包圍,然后進行噴涂。
2 噴淋車設計
3工作過程
將噴淋車驅動至樹木旁,有噴淋爪一面朝樹,一鍵運行噴淋程序,初始化機械爪是張開狀態,由超聲波測距模塊檢測爪內與樹木的距離,縱向絲桿調節噴爪上下移動,橫向履帶調節噴爪左右移動,稍調節至合適位置,套筒向前伸出,噴爪閉合到合適位置,由機械爪的閉合角度測出樹木直徑,此時開始噴涂,噴頭噴水量可以手動調節,步進電機開始轉動,機械爪在絲桿上下做往返噴涂運動,由此循環往復,運動速度可設置。
當噴涂完成時停止循環,此時可撤出機械爪,也可再執行循環噴涂,撤出機械爪后等待下一次的執行噴淋程序。
4實際效果
(1).整體以手扶車體為結構,程序化流程,替代了手刷,操作簡單且具有高穩定性,增強了工作人員的舒適感;
(2).利用類似3D打印的絲桿履帶等傳送結構,噴頭可全方位移動,機械爪自主定位,計算出精準的噴涂量使噴涂更均勻;
(3).集成控制系統,利用STM32單片機為主芯片設計的控制系統,有豐富外設,操控簡單,實施便捷,適應性強。
參考文獻
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