技术领域
[0001] 本实用新型涉及沙漠人工林
灌溉技术领域，具体涉及一种适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人。
背景技术
[0002] 全世界沙漠化严重，
风沙大量吞噬了绿洲。目前，人们开始大量投入人
力物力治理沙漠，在沙漠中
植树造林，从而起到阻挡风沙，巩固沙土，绿化环境的目的。
[0003] 由于沙漠中极度缺
水，风沙肆掠。在沙漠中植树造林，异常艰辛，投入成本很高，且栽种的树苗成活率极低，因此需要再次种植，更增加了人力物力。树苗无法成活的重要原因是缺水。对栽种之后的树苗浇灌水分可以大大提高存活率。而沙漠中极度缺水，仅仅依靠人力运输水浇灌，杯水车薪，且异常辛苦。
[0004] 针对这个问题，人们开始深入地下取水，或从有水源的地方埋设管道取水，这两种方式，可以有效的解决水运输的问题。解决了水运输的问题，还需要解决浇灌的问题，从而尽可能的来较少或免除人工操作。目前多采用自动喷洒的方式，对树苗区进行无差别浇灌，这种方式水资源浪费严重；且向每一株树苗埋设一
根管道，虽然浇灌精准，但施工量巨大，管道用量巨大，成本昂贵，因此，针对以上问题，我们提出了一种适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人。
发明内容
[0005] 针对
现有技术的不足，本实用新型提供一种适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，该设计方案具备浇灌效果更好，节约水资源的优点，解决了原有的浇灌方式水资源浪费严重且浇灌作业费时费力的问题。
[0006] 本实用新型的一种适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，包括给水站主体和机器人主体和主控
服务器，该主控服务器安装在管理人员所在的区域，给水站主体均匀分布在林区，给水站主体的一侧连通有输水管道，给水站主体的另一侧连通有给水站出水管，给水站出水管弯曲后垂直连通有出水弯管；给水站主体的侧面且位于给水站出水管的一侧从上至下依次设有用于测量气象信息的
温度计、湿度计和气压计，给水站主体顶部的边
角位置设有具备无线通讯功能的给水站通讯天线，该给水站通讯天线的杆体上还套设有
风速计，且该给水站主体通过给水站通讯天线与机器人主体和主控服务器相互通讯，给水站主体的上端面均匀铺设有用于给给水站主体提供
电能的给水站
太阳能电池板，且该给水站
太阳能电池板在给水站主体的上端面呈倾斜状设置，给水站主体的上端面且位于给水站
太阳能电池板顶边的位置还设有可180度旋转的给水站除沙气枪；机器人主体包括有机器人车架和安装在机器人车架两侧的四个独立的
车轮悬挂，且每个车轮悬挂上均安装有波浪状
齿条的车轮，机器人主体还包括有安装在机器人车架前部的主控箱，主控箱的核心由高性能电脑
主板组成，且集成了行走
电机驱动
电路、浇灌作业电路、太阳能板除沙电路、视觉驱动电路、通讯导航电路、电源管理电路等，并安装专用控制程序，控制整个机器人的运行；机器人车架的一侧安装有具备二维
云台且能够360度旋转的摄像机，且摄像机具有方便机器人主体夜晚作业的红外夜视功能，摄像机的上端面还设有用于接收卫星
信号的卫星
定位天线和用于与给水站主体无线连接的机器人通讯天线；机器人主体的尾部安装有电池箱，该电池箱的内部有
蓄电池组，机器人主体的上端面均匀铺设有用于给机器人主体内部蓄
电池组提供电量的机器人太阳能电池板，且机器人太阳能电池板上端面的四角均安装有可360度旋转的机器人除沙气枪；机器人主体的内部还设有蓄水箱；机器人主体的头部位置还设有进水机构，该进水机构通过水箱进水管与蓄水箱相连通，进水机构包括有进水口和充气管，进水口的内部设有用于断流的阻沙气囊，阻沙气囊与充气管相互连通。
[0007] 本实用新型适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，其中，机器人主体靠近蓄水箱的一侧还安装有用于给树苗浇水的浇水机构，该浇水机构靠近机器人主体的头部，浇水机构通过软水管与蓄水箱进行连通，且软水管的管体上且靠近蓄水箱的一端依次设有水
泵和水流量计；浇水机构包括有安装在浇水机构顶部的伸缩电机、角度调节电机和与浇水机构一体成型的注水枪，注水枪安装在浇水机构的底部。
[0008] 本实用新型适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，其中，角度调节电机用于调整注水枪与地面的角度；伸缩电机用于将注水枪插入至沙土中；水泵用于
抽取蓄水箱的水；水流量计用于检测软水管中水的流量。
[0009] 本实用新型适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，其中，注水枪采用细长、坚硬且为螺旋结构的不锈
钢管制成，且头部尖细，可以深插入沙土中浇灌。
[0010] 本实用新型适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，其中，机器人车架采用重量轻、强度坚硬的
钛合金或
碳纤维制成。
[0011] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
[0012] 1、本实用新型通过将给水站主体均匀的安设在林区内，能够有效的起到一对多的作用，即一个给水站主体能够为多个机器人主体提供水源；通过机器人主体、浇水机构和蓄水箱等结构的设计，能够有效的使该设计方案具备结构简单，使用方便且浇灌效果好的优点，在进行使用时，能够有效的为林区中的树苗进行逐一浇水，且流出的水能够直达树苗的根部，从而更有利于树苗的吸收，同时也能够有效的避免水资源的浪费；有效的解决了原有的浇灌方式水资源浪费严重且浇灌作业费时费力的问题。
[0013] 2、本实用新型通过设置的给水站主体、风速计、
温度计、湿度计和气压计的设计，能够有效的使得该给水站主体具备监测风速、监测气温、监测空气的湿度、监测气压等气象变化的优点，并将气象数据汇总到主控服务器，便于制定浇灌计划，以及对天气进行预测，从而实现更高效的浇灌作业。
[0014] 3、本实用新型通过给水站太阳能电池板的设计，能够有效的为整个给水站主体提供电能；通过机器人太阳能电池板的设计，能够将吸收到的太阳能转换为电能，并储存在机器人的蓄电池中，且沙漠中日照充足，可以为浇灌机器人提供充足的电能；通过给水站除沙气枪的设计，能够有效的除去给水站太阳能电池板上
覆盖的沙土；通过机器人除沙气枪的设计，能够有效的除去机器人主体上覆盖的沙土。
附图说明
[0015] 此处所说明的附图用来提供对本
申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性
实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0016] 图1为本发明的工作流程示意图；
[0017] 图2为给水站主体的立体结构示意图；
[0018] 图3为机器人主体的立体结构示意图；
[0019] 图4为浇水机构的立体结构示意图；
[0020] 图5为给水站出水管和进水机构的立体结构示意图；
[0021] 图6为本发明中主控服务器与给水站和机器人主体无线连接的
框架示意图。
[0022] 图中：1、给水站主体；101、输水管道；102、给水站出水管；1021、出水弯管；2、给水站太阳能电池板；3、给水站除沙气枪；4、风速计；5、温度计；6、湿度计；7、气压计；8、给水站通讯天线；9、机器人主体；91、机器人车架；10、主控箱；11、车轮悬挂；12、车轮；13、浇水机构；1301、水泵；1302、水流量计；1303、软水管；1304、伸缩电机；1305、角度调节电机；1306、注水枪；14、蓄水箱；15、电池箱；16、机器人除沙气枪；17、机器人太阳能电池板；18、卫星定位天线；19、机器人通讯天线；20、摄像机；21、进水机构；2101、进水口；2102、阻沙气囊；2103、充气管；2104、水箱进水管。
具体实施方式
[0023] 以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
[0024] 请参阅图1-6，本实用新型的适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，其中沙漠人工林精准浇灌集群式智能浇灌系统，包括如下步骤：
[0025] S1、机器人主体9收到来自主控服务器的浇水指令，并启动机器人主体9；
[0026] S2、获取卫星定位信息，并通过主控服务器规划浇水路径；
[0027] S3、机器人主体9行驶到树苗旁，并通过摄像机20识别树苗；
[0028] S4、控制机器人主体9移动，使浇水机构13对准到树苗的根部；
[0029] S5、将注水枪1306插入至沙土中，直至树苗根部；
[0030] S6、机器人主体9内部的主控箱10控制注水枪1306出水，并注入到靠近根部的沙土中；
[0031] S7、一棵树苗浇水完毕后，停止浇水，并拔出注水枪1306；
[0032] S8、通过摄像机20对树苗进行拍照，并实时上传给主控服务器；
[0033] S9、根据规划的路径，继续行走到下一棵树苗旁，并再次进入到步骤S3-步骤S8；
[0034] S10、当前区域树苗浇水完成后，机器人主体9行驶到初始位置，并结束浇水作业。
[0035] 在步骤S1中，需要检测蓄水箱14中的水量是否充足，如水量充足，则开始S2步骤；如水量不充足，则通过卫星定位信息，规划最近的给水站主体1路径，并通过规划的路线行走到给水站主体1旁，并补充水量，补水完成后，进入到S2步骤。
[0036] 在步骤S8完成后，需要检测机器人太阳能电池板17上是否被泥沙土覆盖，如检测到被泥沙土覆盖，则启动机机器人除沙气枪16，对机器人太阳能电池板17上的泥沙进行吹散，然后进入到步骤S9；如检测到未被泥沙土覆盖，则直接进入到步骤S9。
[0037] 本实用新型的适用于沙漠人工林精准浇灌集群式智能机器人，包括给水站主体1和机器人主体9和主控服务器，该主控服务器安装在管理人员所在的区域，给水站主体1均匀分布在林区，给水站主体1的一侧连通有输水管道101，给水站主体1的另一侧连通有给水站出水管102，给水站出水管102弯曲后垂直连通有出水弯管1021；给水站主体1的侧面且位于给水站出水管102的一侧从上至下依次设有用于测量气象信息的温度计5、湿度计6和气压计7，给水站主体1顶部的边角位置设有具备无线通讯功能的给水站通讯天线8，该给水站通讯天线8的杆体上还套设有风速计4，且该给水站主体1通过给水站通讯天线8与机器人主体9和主控服务器相互通讯，给水站主体1的上端面均匀铺设有用于给给水站主体1提供电能的给水站太阳能电池板2，且该给水站太阳能电池板2在给水站主体1的上端面呈倾斜状设置，给水站主体1的上端面且位于给水站太阳能电池板2顶边的位置还设有可180度旋转的给水站除沙气枪3；机器人主体9包括有机器人车架91和安装在机器人车架91两侧的四个独立的车轮悬挂11，且每个车轮悬挂11上均安装有波浪状齿条的车轮12，机器人主体9还包括有安装在机器人车架91前部的主控箱10，主控箱10的核心由高性能电脑主板组成，且集成了行走电机驱动电路、浇灌作业电路、太阳能板除沙电路、视觉驱动电路、通讯导航电路、电源管理电路等，并安装专用控制程序，控制整个机器人的运行；机器人车架91的一侧安装有具备二维云台且能够360度旋转的摄像机20，且摄像机20具有方便机器人主体9夜晚作业的红外夜视功能，摄像机20的上端面还设有用于接收
卫星信号的卫星定位天线18和用于与给水站主体1无线连接的机器人通讯天线19；机器人主体9的尾部安装有电池箱15，该电池箱15的内部有蓄电池组，机器人主体9的上端面均匀铺设有用于给机器人主体9内部蓄电池组提供电量的机器人太阳能电池板17，且机器人太阳能电池板17上端面的四角均安装有可360度旋转的机器人除沙气枪16；机器人主体9的内部还设有蓄水箱14；机器人主体9的头部位置还设有进水机构21，该进水机构21通过水箱进水管2104与蓄水箱14相连通，进水机构
21包括有进水口2101和充气管2103，进水口2101的内部设有用于断流的阻沙气囊2102，阻沙气囊2102与充气管2103相互连通；本实用新型通过将给水站主体1均匀的安设在林区内，能够有效的起到一对多的作用，即一个给水站主体1能够为多个机器人主体9提供水源；通过机器人主体9和蓄水箱14等结构的设计，能够有效的使该设计方案具备结构简单，使用方便且浇灌效果好的优点，在进行使用时，能够有效的为林区中的树苗进行逐一浇水，且流出的水能够直达树苗的根部，从而更有利于树苗的吸收，同时也能够有效的避免水资源的浪费。
[0038] 机器人主体9靠近蓄水箱14的一侧还安装有用于给树苗浇水的浇水机构13，该浇水机构13靠近机器人主体9的机器头部，浇水机构13通过软水管1303与蓄水箱14进行连通，且软水管1303的管体上且靠近蓄水箱14的一端依次设有水泵1301和水流量计1302；浇水机构13包括有安装在浇水机构13顶部的伸缩电机1304、角度调节电机1305和与浇水机构13一体成型的注水枪1306，注水枪1306安装在浇水机构13的底部。
[0039] 角度调节电机1305用于调整注水枪1306与地面的角度；伸缩电机1304用于将注水枪1306插入至沙土中；水泵1301用于抽取蓄水箱14的水；水流量计1302用于检测软水管1303中水的流量。
[0040] 注水枪1306采用细长、坚硬且为螺旋结构的
不锈钢管制成，且头部尖细，可以深插入沙土中浇灌；通过注水枪1306的结构设计，能够有利于深插入沙土中进行浇灌，减少水分流失。
[0041] 机器人车架91采用重量轻、强度坚硬的钛合金或
碳纤维制成；该设计可以使机器人车架91承受较大的重量，并且具备抗风沙、耐
腐蚀的优点。
[0042] 在使用本实用新型时(工作原理)，机器人主体9通过卫星定位坐标及
图像识别，找准树苗位置，并行驶至树苗旁，开始浇水作业，如图4，首先角度调节电机1305调整好注水枪1306与地面角度，伸缩电机1304向下推动注水枪1306，将注水枪1306插入沙土中，直至树苗的根部，最后启动水泵1301，将蓄水箱14内的水抽出，经过水流量计1302和软水管1303，从注水枪1306喷出，并灌到树苗的根部。浇灌过程中，水流量计1302检测水流量。当水量达到设定量时，关闭水泵1301，缩回注水枪1306，驶向下一棵树苗进行浇灌。
[0043] 当机器人主体9水量用尽时，通过卫星定位及视觉识别进行导航，行驶到给水站主体1处，根据摄像机20拍摄的影像，机器人可以识别给水站主体1给水站出水管102的位置，如图5，机器人通过移动，将进水机构21的进水口2101，与给水站出水管102的出水弯管1021进行上下对正；此时，出水弯管1021开口朝上，由于它的内部安装有阻沙气囊2102，阻沙气囊2102通过充气管2103充满气体后，可以将进水口2101完全堵住，起到防止沙土进入的目的；当阻沙气囊2102泄气后，进水口2101被打开，水可以流进进水口2101，经水箱进水管2104流进蓄水箱14中。这一过程中，采用气囊的方式作为进水机构21的水
阀，能够有效的起到阻挡沙土效果好，结构简单，故障率低的效果。
[0044] 机器人主体9前来取水时，与给水站通讯，给水站汇打开水阀，使水从给水站出水管102流出，正好流进进水口2101，最终进入蓄水箱14，实现水量补给。
[0045] 另外需要说明的是：
[0046] 输水管道101用于连接水源与给水站主体1，从有水源的地区埋设一根主水管到沙漠的人工林区，再分成若干支水管到给水站主体1(也可以直接通过输水管道101连接到
地下水源)。
[0047] 机器人主体9还可安装热红外摄像机，通
过热红外摄像机拍摄林区的树苗，根据热红外成像，判断树苗生长状况；给水站主体1还可以采用
风力发电，保证电能的稳定供给。
[0048] 摄像机20可以为树苗拍摄照片，将树苗照片发送给主控服务器，主控服务器可根据照片分析树苗成长状。
[0049] 机器人主体9在进行浇灌作业时可以只在夜晚进行，以保证浇灌的水分更少的被
蒸发，起到浇灌的水分更多的被树苗所吸收。
[0050] 机器人主体9还具有侦查功能，当有人闯入林区破坏树苗、机器人主体9、给水站主体1、输水管道时101，可以警告、报警。并拍视频、照片传给主控制服务器。
[0051] 以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的
权利要求范围之内。
