[發(fā)明專(zhuān)利]一種全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310019276.X
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103010289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊福增;周渝;蒲應(yīng)俊;王元杰;劉東琴;張夢(mèng)蕓;王濤;劉虹玉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B62D3/00
• 分類(lèi)號(hào): B62D3/00;B62D5/04;B60G17/08;B60R16/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種農(nóng)用遙控移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，特別是涉及一種全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)。

背景技術(shù)

目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械化得到國(guó)家的極大關(guān)注。針對(duì)小麥、玉米、水稻、棉花等不同作物作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械相繼出現(xiàn)，但是在教學(xué)和試驗(yàn)研究中，缺少一種結(jié)構(gòu)合理、行走方便的農(nóng)業(yè)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)。

農(nóng)用遙控移動(dòng)機(jī)器人，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能顯著改善作業(yè)人員的安全性和舒適性，大大降低人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別是在施肥、噴藥等危害人體健康的作業(yè)中，農(nóng)業(yè)機(jī)器人試驗(yàn)和教學(xué)的平臺(tái)非常必要。現(xiàn)有的遙控移動(dòng)機(jī)器人在行走過(guò)程中還存在一些問(wèn)題：一、轉(zhuǎn)向困難。由于移動(dòng)機(jī)器人轉(zhuǎn)向的過(guò)程中受到較大的軸向力作用，轉(zhuǎn)向阻力矩很大，所以大多數(shù)的農(nóng)用移動(dòng)機(jī)器人仍然采用對(duì)車(chē)輛結(jié)構(gòu)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，即差分驅(qū)動(dòng)輪系。這樣的機(jī)器人能在不同曲率半徑的圓弧或直線上運(yùn)動(dòng)，也能夠原地旋轉(zhuǎn)，但不能沿著輪子平面的法線方向運(yùn)動(dòng)，而且轉(zhuǎn)向角小，難以實(shí)現(xiàn)全向轉(zhuǎn)向，靈活性差，不適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜環(huán)境。二、不能實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。不能針對(duì)不同高度的作物而適當(dāng)調(diào)整車(chē)身高度，通用性差；對(duì)地形的適應(yīng)性不好，尤其是在丘陵坡地，容易發(fā)生翻車(chē)事故。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題與缺陷，本發(fā)明通過(guò)采用液壓升降裝置和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的合理配合，利用液壓裝置中的圓形柱塞既可以軸向移動(dòng)又可以轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)，以減小轉(zhuǎn)向阻力，實(shí)現(xiàn)全方位轉(zhuǎn)向，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)高度的調(diào)整。

本發(fā)明是通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)的，一種全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，包括全向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、液壓升降系統(tǒng)、車(chē)架臺(tái)、車(chē)載電子設(shè)備、行走機(jī)構(gòu)，所述的液壓升降系統(tǒng)包括液壓缸、液壓缸柱塞、液壓油箱及液壓驅(qū)動(dòng)裝置，所述的液壓缸柱塞靠近液壓缸一端的截面為圓形，靠近車(chē)輪支架一端的截面為正方形，液壓缸由螺栓安裝在車(chē)架臺(tái)的臺(tái)階孔三內(nèi)；所述的全向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向套、大齒輪、端蓋、滾珠、伺服電機(jī)、小齒輪，大齒輪固定連接在轉(zhuǎn)向套上，轉(zhuǎn)向套上側(cè)的下邊緣圓周上開(kāi)有安放滾珠的半圓槽，端蓋上表面也開(kāi)有相應(yīng)的半圓槽，轉(zhuǎn)向套上的半圓槽與端蓋上表面的半圓槽之間安裝有滾珠，為便于安裝，將端蓋剖切成兩半并用螺栓連接在車(chē)架臺(tái)的臺(tái)階孔一中，轉(zhuǎn)向套與液壓缸同軸且套裝在液壓缸外側(cè)，轉(zhuǎn)向套下端正方形孔和液壓缸柱塞正方形軸軸向滑動(dòng)配合，所述的大齒輪與小齒輪嚙合，小齒輪與伺服電機(jī)的輸出軸固定連接；所述的行走機(jī)構(gòu)包括輪轂電機(jī)車(chē)輪、車(chē)輪支架，輪轂電機(jī)車(chē)輪的轉(zhuǎn)軸與車(chē)輪支架采用固定連接，車(chē)輪支架與液壓缸柱塞的正方形軸一端由螺栓固定連接。

所述的車(chē)載電子設(shè)備包括電池組、整機(jī)控制器、遙控信號(hào)接收器和無(wú)線通信模塊，車(chē)載電子設(shè)備安裝在車(chē)架臺(tái)的上表面；所述的液壓油箱及液壓驅(qū)動(dòng)裝置安裝在車(chē)架臺(tái)的下表面；所述的全向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、液壓缸柱塞、液壓缸和行走機(jī)構(gòu)組成一個(gè)模塊，該模塊共有四個(gè)，分別安裝在車(chē)架臺(tái)的四個(gè)角上。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用全向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與液壓升降系統(tǒng)配合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和液壓升降同時(shí)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)360度原地回轉(zhuǎn)的同時(shí)調(diào)整車(chē)身的高度，以適應(yīng)不同高度的農(nóng)作物和復(fù)雜的地形環(huán)境；采用伺服電機(jī)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度可實(shí)現(xiàn)精確控制；該轉(zhuǎn)向裝置存在的一個(gè)突出的特點(diǎn)是受軸向力影響不大，轉(zhuǎn)向阻力矩小，轉(zhuǎn)向輕松靈活；采用輪轂電機(jī)的車(chē)輪，電機(jī)和車(chē)輪一體，簡(jiǎn)化了平臺(tái)結(jié)構(gòu)，增加了靈活性，在狹窄地形下的通過(guò)性加強(qiáng)，并且該電機(jī)具一定的負(fù)載牽引能力；采用蓄電池供電，無(wú)尾氣排放，噪音小，無(wú)污染；采用模塊化的設(shè)計(jì)，全向轉(zhuǎn)向裝置和液壓升降系統(tǒng)可以方便地與車(chē)架臺(tái)裝配和拆卸；采用遙控器接收設(shè)備，設(shè)計(jì)相應(yīng)的遙控器，直接操作遙控器就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)車(chē)輪獨(dú)立的升降和轉(zhuǎn)向，靈活方便，降低了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度；安裝了無(wú)線收發(fā)模塊，可大大增強(qiáng)平臺(tái)的通信能力，在平臺(tái)上加裝攝像頭，編寫(xiě)相應(yīng)的通信程序，便可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程操作；還可以增加移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)平臺(tái)的通信協(xié)作，協(xié)同完成任務(wù)。

本發(fā)明平臺(tái)具有一定的負(fù)載能力，轉(zhuǎn)向靈活，污染小；采用了開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)，可以加裝多種傳感器，開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，還可以對(duì)多機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和研究；因此，該平臺(tái)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，很適合作為相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究的開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)平臺(tái)。

附圖說(shuō)明

圖1是農(nóng)用遙控移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的三維裝配圖。

圖2是全向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與液壓升降裝置的三維結(jié)構(gòu)圖。

圖3是車(chē)架臺(tái)的縱向剖面圖。

圖4是轉(zhuǎn)向套的半剖視圖。

以下是圖中各部件的標(biāo)號(hào)：