太阳能自动谷物翻晒机器人的系统设计

机器人太阳能自动采集系统的设计与实现路径规划随着科技的飞速发展，机器人技术日益成熟，人们在各个领域都开始应用机器人。

其中，太阳能自动采集系统是一个受到广泛关注的领域。

本文将探讨机器人太阳能自动采集系统的设计与实现路径规划。

一、引言太阳能自动采集系统是利用机器人的自主导航与太阳能光伏板相结合的一种智能系统。

该系统利用机器人进行太阳能光伏板的摆放和调整，实现最大化的能量收集。

二、系统设计1. 机器人硬件设计为了实现太阳能自动采集系统，首先需要设计一套符合需求的机器人硬件系统。

该机器人应具备自主导航、太阳能光伏板搬运和调整的能力。

机器人的导航部分可采用雷达或激光测距等技术，以便准确感知环境。

2. 系统软件设计系统软件设计包括路径规划算法的选择和实现。

路径规划是机器人自主导航的核心部分，其目的是使机器人从起点到达目标点，同时避免障碍物的干扰。

常用的路径规划算法有A*算法、Dijkstra算法等。

根据实际需求，选择并实现适合的路径规划算法。

三、路径规划算法1. A*算法A*算法是一种常用的启发式搜索算法，通过对搜索的启发价值进行估计，选择最优路径。

该算法适用于问题空间远大于搜索路径的情况。

在机器人太阳能自动采集系统中，A*算法可以有效地规划机器人的路径，使其尽快到达目标点。

2. Dijkstra算法Dijkstra算法是一种图论中用于寻找最短路径的算法。

该算法适用于有向带权图。

在机器人太阳能自动采集系统中，通过建立机器人环境的图模型，利用Dijkstra算法可以找到机器人从起点到目标点的最短路径。

四、实现路径规划1. 数据采集为了实现路径规划，首先需要进行数据采集。

利用机器人搭载的传感器，获取环境的相关信息，如障碍物位置、太阳能光照强度等。

2. 地图构建根据数据采集的结果，构建环境地图，包括障碍物的位置、光照强度等信息。

地图的构建是路径规划的基础，决定了机器人移动的可行区域。

3. 路径规划算法实现根据地图构建完成后，选择并实现适合的路径规划算法。

以太阳能为动力的人工智能机器人的设计及其应用第一章：引言人工智能（Artificial Intelligence，AI）和机器人技术在近年来的快速发展和日益广泛的应用中，为社会带来了巨大的变革。

而能源问题一直以来都是人类发展的重要议题之一，传统的能源资源日益枯竭，不可持续。

其中以太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐成为研究的热点之一。

本章将介绍以太阳能为动力的人工智能机器人的设计及其应用。

第二章：以太阳能动力系统的设计2.1 太阳能电池板的选用太阳能电池板是将太阳能辐射转化为电能的重要装置，对机器人的性能和能源供应至关重要。

在太阳能电池板的选用过程中，需要考虑机器人的尺寸、载重和能源需求，选择适合的电池板型号和数量，以充分利用太阳能资源。

2.2 太阳能电池与电池储能系统的配套设计太阳能电池所产生的电能需要储存起来以供机器人使用。

因此，需要设计适合的电池储能系统，可以根据机器人的实际需求选择合适的电池类型和储能容量，以实现太阳能的有效利用。

2.3 太阳能跟踪系统的设计充分利用太阳能资源的关键在于确保太阳能电池板始终面向太阳。

因此，需要设计太阳能跟踪系统，根据太阳的位置和机器人的运动状态实时调整太阳能电池板的朝向，提高能源利用效率。

第三章：人工智能系统的设计3.1 感知系统为了使机器人能够感知外部环境和对周围对象进行识别，需要设计相应的感知系统。

这包括传感器的选用和布置，如摄像头、激光雷达等，以及相应的信号处理和识别算法。

3.2 决策与规划系统机器人需要根据感知到的信息做出决策和规划行动。

设计决策与规划系统，包括路径规划、任务分配等，使机器人能够灵活、高效地完成各种任务。

3.3 控制系统控制系统是机器人实施决策和规划的重要环节。

通过设计合适的控制算法和控制器，可以使机器人稳定运行、精准控制。

此外，还需设计相应的通信系统，实现与其他机器人或人类操作员的互联互通。

第四章：以太阳能动力机器人的应用4.1 星际探索以太阳能为动力的机器人可以应用在星际探索任务中，利用太阳能作为能源供应，完成长时间的探索任务。

太阳能驱动晾晒器的结构及工作原理设计一种太阳能驱动晾晒器。

该晾晒器利用太阳能电池板将太阳能转化为电能驱动直流电机，由直流电机转子通过弹簧直接驱动晾晒架，便于被晾晒物比较均匀晾晒。

设计中采用的弹簧具有蓄能、传能双重功能，减少能量转化环节，从而提高太阳能的利用效率、减轻设备重量、降低成本，提高了设备价值。

同时，恰当的电机保护電路和棘轮机构等保证了电机不欠压、不过压、不反转，保障直流电机的正常使用寿命。

标签：晾晒器；太阳能；弹簧；价值工程1 引言日常生活和生产中，需要利用太阳光和风晾晒食物、产品等，比如晾晒阳干鱼。

为晾晒均匀，要求人工翻动或电机驱动翻动食物、产品，翻晒活动要么繁琐要么耗能。

利用太阳能作为动力来代替现有晾晒方式，节能、省事。

但是，现有太阳能应用一般工作过程为：太阳能电池产生较少的电能----蓄电池存储电能----蓄电池向电动机集中输出较强的电能----电动机将电能转化为机械能----机械设备减速增扭后再输出，显然较多的能量转化过程极大地降低了太阳能的利用效率，同时增加价格比较贵的蓄电池，设备的成本提高，重量增重。

基于价值工程理论，设计时在保证设备基本功能不变的前提下，减少不必要的零部件，降低设备成本，无疑提高了设备价值。

考虑到晾晒器的主要功能是能够使产品有一定旋转，受光面、受风面有变换就可以满足生产需求，至于电动机是否匀速转动没有很高的要求。

本设计就是基于价值工程理论，比较巧妙地利用弹簧蓄能、传能，减少能量转化环节，从而提高太阳能的利用效率、减轻设备重量、降低成本，提高设备价值。

2 太阳能驱动晾晒器的结构如图1所示的太阳能驱动晾晒器，包括支撑架2、安装在支撑架2上的直流电机3、安装在支撑架2内的导轨盘7、可以在导轨盘7内圆周运动的转动架5、连接直流电机3与转动架5的蓄能弹簧4、与直流电机3电连接的太阳能电池板1以及固定在支撑架2上用于防止直流电机3反向转动的棘轮机构10。

蓄能弹簧4的一端与直流电机3的转子轴30连接，蓄能弹簧4的另一端与转动架5固定连接。

太阳能智能机械稻草人的设计与实现颜媚;张祥雪;莫小龙;田振国;王祉默【摘要】A new intelligent robot-the Solar Intelligent Machine Scarecrow is designed, based on the concepts and techniques of the Intelligent Machine Scarecrow R&D by America recent years. The scarecrow robot drive away birds by swinging his "arm" and whistling,besides a insecticidal lamps was added to kill the pests. The scarecrow work when birds and pests are active, and he will not work in rainy days. The scarecrow can change different work mode according to different environment around him. With it, he can always keep the best work mode which adapt to circumstance to protect the agroforestry. The whole system use solar energy. It is energy-saving, low-energy, environmental protection. Mainly elaborate the system' s principle and implementation process with two parts, hardware and software are preseted. Besides, according to his performance carry on verification and analysis, and finally a Polar Intelligent Machine Scarecrow with stable performance and flexible work was achieved.%基于近年来美国研发的智能机器稻草人的理念与技术,设计并实现了一种全新的智能机器人——太阳能智能机械稻草人.这款稻草人主要完成通过挥臂和发出哨叫来驱赶鸟类的任务.同时还添加了杀虫灯模块来杀灭害虫,一天之中在鸟雀或害虫出没高峰期工作,在阴雨天不工作.该设计能够根据工作环境的变化而自动改变自身工作任务,使自身保持在与环境相适应的最佳工作模式,以实现对农林业的保护功能.整个系统采用太阳能供电,节能环保、能耗低.主要从硬件和软件两个方面阐述了该机器人系统的设计原理与实现过程.并根据测试结果对其性能进行了验证与分析.最终得到一性能稳定、工作灵活的太阳能机械稻草人.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)028【总页数】7页(P7241-7246,7251)【关键词】稻草人;智能机器人;杀虫系统;太阳能;节能环保【作者】颜媚;张祥雪;莫小龙;田振国;王祉默【作者单位】北京林业大学理学院,北京100083;北京林业大学理学院,北京100083;北京林业大学理学院,北京100083;北京林业大学理学院,北京100083;北京林业大学理学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TP242.6稻草人是农田间用来驱赶鸟雀、防止其偷食粮食的人偶。

自动翻晒谷物机器人的全覆盖路径规划研究
王温鑫
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2024(32)5
【摘要】针对谷物机器人在场地进行翻晒作业时,由于场地中存在电线杆或其他限定因素,可形成机器人不可达区域,造成谷物机器人翻晒效率低等问题,提出改进A*
算法的全覆盖路径规划方案。

首先利用牛耕分解法、就近原则法、往返式弓子型遍历方法和A*算法完成整个翻晒场地的全覆盖路径规划。

其次通过对传统A*算法进行研究分析,对其估价函数进行优化,较传统A*算法相比减少无用节点的搜索,节约
搜索时间。

另外针对改进A*算法规划出的路径转折点多等问题,本文利用贝塞尔(Bezier)曲线对路径拐点进行平滑处理,同时通过增加控制点的方式对Bezier曲线
进行改进,使优化的路径更加安全。

最后,实验结果表明,本文提出的方法可完成100%覆盖,说明了该方案的有效性,具有一定的应用价值。

【总页数】6页(P36-41)
【作者】王温鑫
【作者单位】仰恩大学工程技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.太阳能自动谷物翻晒机器人的系统设计
2.储油罐清洗机器人全覆盖路径规划研究
3.移动机器人全覆盖路径规划算法研究
4.基于分治思想的扫地机器人全覆盖路径规划算法研究
5.基于遗传算法的移动机器人全覆盖路径规划研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

（完整版）光伏+清扫机器⼈技术⽅案.doc应急防恐基地库房部分分布式光伏项⽬技术⽅案XXXX有限公司⼆零⼀七年⼗⼀⽉⽬录⼀、光照资源分析 (3)⼆、⽅案设计 (4)2.1系统概述 (4)2.2标准和规范 (5)2.3组件敷设⽅式 (6)2.4排布容量 (7)2.5电⽓接⼊设计 (8)2.6智能化清扫设计 (8)三、发电量测算 (10)四、上⽹⽅式 (11)五、投资估算 (12)六、效益分析 (12)6.1电费打折收益 (12)6.2节能减排效益 (12)七、结论 (13)⼀、光照资源分析我国太阳能资源按接受太阳能辐射量的⼤⼩，全国⼤致上可分为五类地区：太阳总辐射年占国⼟资源丰富程度符号总量（ MJ/㎡）⾯积（ %）地区I ≥6300 17.4 西藏⼤部分、新疆南部以及青海、⽢资源最丰富肃和内蒙古的西部新疆北部、东北地区及内蒙古东部、II 5040~6300 42.7 华北及江苏北部、黄⼟⾼原、青海和资源很丰富⽢肃东部、四川西部⾄横断⼭区以及福建、⼴东沿海⼀带和海南岛III 3780~5040 36.3 东南丘陵区、汉⽔流域以及四川、贵资源丰富州、⼴西西部等地区资源⼀般IV ＜ 3780 3.6 川黔区表 1 我国太阳能资源分布表⼀、⼆、三类地区，年⽇照时数⼤于2000h，辐射总量⾼于 586kJ ／cm2·a，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，⾯积较⼤，约占全国总⾯积的 2 ／3 以上，具有利⽤太阳能的良好条件。

四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有⼀定的利⽤价值。

北京市按照光照资源划分属于三类地区，光照资源⽐较丰富，适合进⾏光伏项⽬建设。

北京市⼤兴区地理坐标为北纬39.73 度，东经 116.33 度。

当地太阳能辐照数据如下：图 1 北京市⼤兴区太阳能辐照数据由以上资料可以看出，本拟建项⽬所在北京市⼤兴区黄村镇，其年总辐照量达 1367kwh/m2，属于太阳能资源丰富地区（三类地区），其推⼴普及利⽤太阳能资源较好，适宜太阳能电站的建设。

无人值守太阳能自动翻晒装置设计与试验周湘博;何国光【摘要】传统的人工晾晒存在易受天气影响、劳动强度大(晾晒中需频繁翻动)、场地要求高(收获高峰期农民无奈选择道路晾晒)等问题.针对上述问题,本文给出了一套无人值守太阳能自动翻晒防水晾晒装置的设计方案.该装置采用软体防水式晒谷袋,上沿设有快收功能的拉链或抽绳,拉动拉链或抽绳即可快速收拢稻谷避雨,可降低天气影响带来的风险;采用AB两组气囊的形式,辅助太阳能供电的自动翻晒控制系统实现自动翻晒,大大节省劳动力的投入;两组气囊轮流露出吸热,使谷物上下两面同时受热,提高晾晒效率;晒谷袋设有防水底层,可利用刚收割完正空闲着的稻田来晾晒稻谷,把广阔的耕地种植区变成农产品的临时晒场,打破了晾晒场地的限制,可有效解决马路晒谷问题.制作了具有自动翻晒气囊的防水晒谷袋和自动翻晒控制系统样机,设计了样机与传统晾晒法的对比试验,试验结果表明,两种方式在等量稻谷、相同含水量、相同铺摊面积的初始条件下,自动翻晒防水晾晒装置的含水量下降速度,比传统的人工晾晒法提高了39.3％.【期刊名称】《农业工程》【年(卷),期】2018(008)005【总页数】5页(P112-116)【关键词】太阳能;晾晒;谷物;自动翻晒【作者】周湘博;何国光【作者单位】广州中学,广州510642;广州中学,广州510642【正文语种】中文【中图分类】S226.60 引言农产品干燥是农产品产后加工的关键环节和重要步骤之一，通过干燥处理，使农产品的含水量达到加工或储藏等工艺所需的要求，保证农产品的品质、耐贮性和加工性[1]。

目前农产品干燥的方法主要有机械化干燥和自然晾晒两种方式[2]。

机械化干燥相对于传统的人工自然晾晒，可大幅度提高工作效率，有效地避免混入泥土、砂石、杂物及车辆尾气颗粒等二次污染，且具有不受场地、天气等自然环境影响的特点，是现代农业生产中大力推广应用的理想模式[3]。

但当前的机械化干燥技术也存在许多局限，在中国的推广应用受到了较大的阻力，目前多用于中、大规模的集约化生产作业中[4]。

太阳能电站光伏板清扫机器人遥控技术设计基于嵌入式系统太阳能电站光伏板清扫机器人遥控技术设计基于嵌入式系统一、引言太阳能电站的光伏板是发电的核心组件，但长期暴露在室外环境中容易受到灰尘、污垢和其他杂质的积累，从而降低发电效率。

为了解决这个问题，本文提出了一种基于嵌入式系统的光伏板清扫机器人遥控技术设计。

二、嵌入式系统概述嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统，它通常包括硬件平台和软件系统。

在本设计中，我们选择使用ARM架构的嵌入式处理器作为硬件平台，并采用Linux操作系统作为软件支持。

三、光伏板清扫机器人结构设计1. 机械结构光伏板清扫机器人的机械结构主要由底盘、导轨、支架和清扫装置组成。

底盘是整个机器人的基础，导轨用于控制机器人在光伏板上移动，支架用于固定清扫装置。

清扫装置可以采用刷子、喷水等方式进行光伏板的清洁工作。

2. 电气结构光伏板清扫机器人的电气结构包括电源系统、驱动系统和传感器系统。

电源系统提供机器人所需的电能，驱动系统用于控制机器人的运动，传感器系统用于感知环境和获取光伏板的状态信息。

四、遥控技术设计1. 遥控器设计为了实现对光伏板清扫机器人的远程控制，我们设计了一款遥控器。

遥控器由按键、无线通信模块和嵌入式处理器组成。

按键用于发送指令，无线通信模块负责将指令发送给机器人，并接收机器人返回的状态信息。

嵌入式处理器负责解析指令并进行相应操作。

2. 通信协议设计为了实现遥控指令的可靠传输，我们采用了一种自定义的通信协议。

该协议基于无线通信技术，在保证数据传输可靠性的同时，还能提供较高的传输速率。

协议中包括数据帧格式、校验位等字段，以确保数据的完整性和正确性。

3. 控制算法设计在接收到遥控器发送的指令后，机器人需要根据指令进行相应的动作。

我们设计了一套控制算法，包括路径规划、运动控制和清扫策略等。

路径规划算法用于确定机器人在光伏板上的移动路径，运动控制算法用于控制机器人的速度和方向，清扫策略算法用于确定清扫装置的工作方式。

科学技术创新2020.25小型太阳能仓储物流机器人设计范娟刘永华（四川工程职业技术学院，四川德阳618000）电商行业的蓬勃发展，对我国物流行业提出了更高的要求。

物流设备的智能化也成为当今物流发展的主要趋势。

同时，环保节能是当今社会永不改变的时尚理念。

基于此，本文设计了一款小型太阳能仓储物流机器人，主要用于物流仓库内货物的拿取和搬运。

1太阳能仓储物流机器人总体结构太阳能仓储物流机器人采用太阳能作为整个系统的能源供给。

以stc51单片机为作为物流机器人主控核心器件，按照物流机器人所要实现的功能，将物流机器人设计分为7个部分，分别为：主控模块、运动控制模块、避障模块、导航模块、无线通信模块、机械臂模块和光伏充电控制模块。

具体框图如图1所示。

图1小型太阳能仓储物流机器人总体框架2各功能模块设计2.1主控模块主控模块的核心器件就是一块stc 单片机，它相当于物流机器人的大脑，获取各功能模块反馈回来的信息，并根据获取的信息控制物流机器人的运行状态。

2.2运动控制模块物流机器人能够灵活实现前进、后退、左转、右转以及调速等功能。

本文选用两个12v 的直流减速电机作为驱动轮。

利用典型H 桥驱动电路驱动直流电机的转向和转速，控制所需的PWM 信号由stc 单片机产生。

从而控制物流机器人的运动状态。

本部分的关键在于H 桥的构建和PWM 控制信号的生成。

H 桥基本工作原理如图2所示，当开关管Q1和Q4同时导通时，回路中电流从电源正极流经Q1,再从电机左侧流入右侧流出，最后经过Q4回到电源负极，此时电机将围绕箭头所示方向转动，定义为电机正转。

如图3所示，控制信号使Q1、Q4截止，Q2、Q3导通，电流从电源正极经Q3从电机右侧流入左侧流出，再经Q2回到电源负极，此时电机将沿逆时针方向转动，定义为电机反转。

通过控制电机的正反转来实现物流机器人的前进后退。

通过调节单片机产生的PWM 信号占空比，来调节电机的转速，实现物流机器人运行速度的控制。

机器人综合农田作业系统设计与实现随着科技不断发展，机器人在农田作业领域发挥的作用越来越重要。

机器人综合农田作业系统是一种将机器人技术应用于农业生产的创新方案，它能够提高农田作业的自动化程度、减轻农民劳动强度、提高农作物产量和质量。

在该系统的设计与实现中，需要考虑机器人系统的硬件、软件以及通信等方面的问题。

首先，机器人综合农田作业系统的设计需要注意选择适用的机器人硬件。

在农田作业过程中，机器人需要具备完成各项农田作业任务的能力，比如播种、浇灌、除草、施肥等。

因此，机器人的硬件设计需要考虑到不同任务的需求，包括机器人的机械结构、传感器、电池能源等。

机器人的机械结构需要具有适应不同地形和作业环境的能力，以确保机器人能够顺利完成作业任务。

其次，机器人综合农田作业系统的实现需要依靠有效的软件控制系统。

软件控制系统是整个机器人系统的“大脑”，它负责决策、规划和控制机器人的行为。

该系统需要能够实现自主导航、路径规划、任务分配等功能。

自主导航是指机器人能够根据传感器信息自主地识别和规避障碍物，并准确地到达目标地点。

路径规划是指机器人根据农田的布局和作业任务，规划出最优的路径，以提高作业效率。

任务分配是指根据作业任务的性质和机器人的性能指标，将不同的任务分配给不同的机器人，以实现资源的最优分配。

此外，机器人综合农田作业系统的实现还需要考虑到与其他系统之间的通信问题。

机器人在作业过程中需要与监控中心、农田作业管理系统等进行信息交换和数据传输。

与监控中心的通信可以实现远程监控和指导，及时解决作业中的问题。

与农田作业管理系统的通信可以实现任务分配、作业记录和数据分析等功能，以提高作业的效率和质量。

除了以上关键问题，机器人综合农田作业系统的设计与实现还需要解决一些技术挑战。

首先，机器人需要具备较强的环境感知能力和智能决策能力，以应对复杂多变的农田环境和作业要求。

其次，机器人的能耗问题也需要引起重视，特别是在长时间作业时，需要确保机器人有足够的电池能源支持作业。