(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210909246.5 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路 301号 (72)发明人 高建民　金志鹏　 (74)专利代理 机构 南京智造力知识产权代理有 限公司 32382 专利代理师 冯燕平 (51)Int.Cl. A01G 3/08(2006.01) A01M 7/00(2006.01) A01B 51/02(2006.01) G05D 1/08(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种基于仿生行走机构的田间管理装置 (57)摘要 本发明提供一种基于仿生行走机构的田间 管理装置， 包括机身、 图像采集系统、 仿生行走机 构、 控制系统、 供电系统和打顶系统； 机身外部两 侧均设有两组仿生行走机构； 图像采集系统位于 机身前部； 打顶系统位于机身上方； 控制系统和 供电系统位于机身内部； 所述控制系统与图像采 集系统、 仿生行走机构和打顶系统连接， 控制系 统根据图像采集系统采集图像进行判断， 控制仿 生行走机构和打顶系统工作。 本发 明采用视觉定 位技术， 获取作业图像， 通过控制系统利用神经 网络进行自动打顶和喷雾杀虫， 减少病虫害的影 响， 降低环境污染， 提高了 经济效益。 此外仿生行 走机构可运用于复杂地形， 能够 有效面对田间路 况， 提高了打顶效率， 降低劳动强度。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115119644 A 2022.09.30 CN 115119644 A 1.一种基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 包括机身(8)、 图像采集系统、 仿生行走机构、 控制系统、 供电系统和打顶系统(7)； 所述机身(8)外 部两侧均设有两组仿生行 走机构； 所述打顶系统位于 机身(8)上部； 所述供电系统分别与图像采集系统、 仿生行 走机构、 控制系统和打顶系统连接； 所述图像采集系统用于采集田埂线和作物信息， 并传递给控制系统； 所述控制系统分别与图像采集系统、 仿生行走机构和打顶系统连接， 控制系统根据图 像采集系统采集的田埂线信息进行路径规划， 并控制 仿生行走机构行走； 控制系统根据图 像采集系统采集的作物信息控制打顶系统(7)进行打顶作业。 2.根据权利要求1所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述图像采 集系统包括RGB ‑D传感器相机(1)； 所述RGB ‑D传感器相机(1)用于采集前方田埂和作物图像 并传输给控制系统。 3.根据权利要求1所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述仿生行 走机构包括行走电机(10)、 第一连杆机构、 第二连杆机构、 第一缓冲机构、 第二缓冲机构和 脚板(24)； 所述行走电机(10)安装在机身(8)上且与第一连杆机构连接； 所述第一连杆机构安装 在机身(8)的侧边、 且与第二连杆机构连接； 所述第一 缓冲机构一端与机身(8)连接， 另一端 与第一连杆机构连接； 所述第二缓冲机构一端与机身(8)连接， 另一端与第二连杆机构连 接； 所述脚板与第二连 杆机构连接 。 4.根据权利要求3所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述第 一连 杆机构包括摇杆(14)、 连杆(13)和第一连接板(17)； 所述摇杆(14)一端安装在机身(8)上、 且与行走电机(10)连接， 另一端与连杆(13)的一端连接； 连杆(13)的另一端与第一连接板 (17)的一端连接， 第一连接 板(17)的另一端与机身(8)连接； 所述第二连杆机构包括第三滑块(20)、 第三滑块台(21)、 第二连接板(23)和第三连接 板(22)； 所述第二连接板(23)一端与连杆(13)和第一连接板(17)相连， 另一端与脚板(24) 和第三连接板(22)一端相连； 所述第三连接板(22)另一端与第三滑块台(21)相连， 所述第 三滑块台(21)与第三滑块(20)一端连接， 第三滑块台(21)与第三滑块(20)能够相对滑动； 所述第三滑块(20)另一端与第一连接 板(17)连接 。 5.根据权利要求3所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述第 一缓 冲机构包括第一滑块(15)和第一滑 块台(16)； 第一滑块(15)一端与机身(8)连接， 另一端与 第一滑块台(16)的一端相连； 第一滑块台(16)另一端与第一连接板(17 )连接； 第一滑块 (15)和第一滑块台(16)能够相对滑动； 所述第二缓冲机构包括第二滑块(18)和第二滑块台(19)； 第二滑块(18)一端与机身 (8)连接， 另一端与第二滑 块台(19)的一端相连； 第二滑 块台(19)另一端与第二连接板(23) 连接； 第二滑块(18)和第二滑块台(19)能够相对滑动。 6.根据权利要求2所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述打顶系 统(7)包括支撑架(3 0)、 滚珠丝杆装置(31)、 自动伸缩 装置(32)和 切割装置； 所述支撑架(30)安装在机身(8)的上部； 所述滚珠丝杆装置(31)安装在支撑架(30)上； 自动伸缩装置(32)安装在滚珠丝杆装置(31)上， 能够沿滚珠丝杆装置(31)上下移动； 所述 步进电机(34)安装在自动伸缩装置(32)上， 切割装置包括切割刀(33)和步进电机(34)， 步权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115119644 A 2进电机(34)的输出轴与切割刀(3 3)的刀轴连接， 能够驱动切割刀(3 3)旋转。 7.根据权利要求6所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述图像采 集系统还包括高光谱仪； 所述高光谱仪用于采集作物上害虫信息并传输给控制系统； 所述 打顶系统(7)还包括喷雾装置， 喷雾装置包括喷头(35)和药剂箱(11)； 喷头(35)安装在自动 伸缩装置(32)上， 药剂箱(11)安装在机身(8)内部； 喷头(35)与药剂箱(11)连接， 控制系统 根据光谱仪采集作物上的害虫信息控制喷头(3 5)的作业。 8.根据权利要求7所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述控制系 统包括图像处 理器(2)、 电机驱动器(3)和工控机(4)； 所述图像处理器(2)分别与RGB ‑D传感器相机(1)、 高光谱仪和工控机(4)连接， 图像处 理器(2)用于接受RGB ‑D传感器相机(1)和高光谱仪的图像数据， 对图像数据处理， 识别田埂 线与作物及害虫信息， 并传递给工控机(4)； 所述工控机(4)分别与图像处理器(2)和电机驱动器(3)连接， 工控机(4)接受图像处理 器(2)信号， 工控机(4)根据田埂线信息进 行路径规划， 并控制电机驱动器(3)驱动行走电机 (10)行走； 工控机(4)根据作物信息控制自动伸缩装置(32)和步进电机(34)进行打顶作业； 工控机(4)根据害虫信息控制喷头(3 5)的作业。 9.根据权利要求8所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述控制系 统还包括服务器(12)； 所述服务器(12)分别与工控机(4)和手机客户端 连接， 用于接受手机 客户端的信号并将工控机(4)的机器信息传输给手机客户端。 10.根据权利要求1所述的基于仿生行走机构的田间管理装置， 其特征在于， 所述供电 系统包括锂电池组(5)和太阳能板(6)； 锂电池组(5)和太阳能板(6)安装在机身(8)上； 锂电 池组(5)与太阳能板(6)连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115119644 A 3