[發明專利]四輪驅動導航噴霧機器人系統

無效

• 申請號: 201210204818.6
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102696571A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張賓;張東波;薛子云;賈繼興
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種四輪驅動導航噴霧機器人系統，其特征在于，該系統包括：

四輪驅動部分采用四個電機分別對四個輪子進行相對獨立的驅動的輪機連接機構，實現了電機對輪子的直接驅動，并且承重主要由該連接結構承受；采用了雙推力軸承的的電機箱相對于底板的靈活轉動部分結構，在后輪電機箱與底板連接處設置四輪高度協調擺軸，以實現四輪對地的附著力的調整；

噴霧部分采用雙側噴霧機構的噴霧方式，應用噴桿擺動來調整噴頭相對于作物的距離，噴霧控制電磁閥和噴霧泵的控制采用控制信號逐級放大的方式來避免后續電路對控制器的影響，噴桿擺動采用H型雙極性PWM驅動方式進行驅動，并且采用光電接近開關檢測擺桿擺動的角度和對擺桿擺動位置的控制；

傳感器部分采用組合式電磁傳感器布局方式，提高了輸出信號的線性，避免了干擾因素的影響；基于四輪驅動結構結合角度傳感器和電磁傳感器的信息設計了四輪驅動沿誘導線信號軌跡行走的導航算法。

2.根據權利要求1所述四輪驅動導航噴霧機器人系統，其特征在于，系統主要由電磁傳感器組、角度傳感器、輪子、底板、噴霧裝置和控制器組成；該系統采用四個直流電機（3）分別對前輪（1）和后輪（2）共四個輪子進行相對獨立的驅動，實現了四輪驅動和差速轉向的行走方式；電磁導航部分，電磁傳感器分為前輪電磁傳感器組（5）和后輪電磁傳感器組（6），每組為4個，在輪子前行方向的為前行電磁傳感器，在輪子后退方向的為后退電磁傳感器，前行和后退分別采用不同的電磁傳感器的組合式布置，每個電磁傳感器分別與四個輪子的行走方向成一定的夾角布置，實現了傳感信號與誘導線的偏移距離的線性輸出，提高了抗干擾能力。

3.根據權利要求1或2所述四輪驅動導航噴霧機器人系統，其特征在于，電機（3）通過螺栓與第一零件（19）相連，第一零件（19）通過（18）螺栓固定在電機箱（20）上，前輪（1）或后輪（2）通過螺栓與第二零件（16）相連，第二零件（16）通過軸向擋板（17）、滾動軸承（14）與第一零件（19）由15螺栓固定相連；電機的扭矩通過鍵（21）傳遞給第二零件（16），進而實現電機對4個輪子的驅動；噴霧機器人的壓力通過電機箱（20）傳遞給第一零件（19），第一零件（19）通過軸承（14）傳遞給第二零件（16），因第二零件（16）和輪子固連，實現了輪子對噴霧機器人的支撐。

4.根據權利要求1或2所述四輪驅動導航噴霧機器人系統，其特征在于，角度傳感器（4）通過雙螺母與圓筒零件（24）固定，圓筒零件（24）通過螺栓與機器人底板（7）相連，插頭零件（22）與圓筒零件（24）通過推力軸承（23）、套筒（25）、螺母（26）連接在一起，插頭零件（22）通過雙螺母固定的方式與電機箱（20）相連；該種示例的連接方式實現了插頭零件（22）與圓筒零件（24）既相互結合在一起，又可以進行相對的轉動；角度傳感器用來測量電機箱和噴霧機器人底板之間的相對轉動角度的，角度檢測輸入端與插頭零件（22）相連，這樣便可以測出插頭零件（22）與圓筒零件（24）轉動的角度，從而得出電機箱（20）與機器人底板之間的轉動角度。

5.根據權利要求1或2所述四輪驅動導航噴霧機器人系統，其特征在于，噴霧裝置包括噴霧擺桿（11），左直流電機（9）、右直流電機（10）、噴霧附件（12）及噴霧信號線（13）；噴霧方式采用兩側噴，并且通過噴霧噴桿的擺動來實現噴霧高度的調整。示例中，在左直流電機（9）和右直流電機（10）的兩側設置光電接近開關（34），在左直流電機（9）和右直流電機（10）的轉動軸上分別安裝噴桿（11）的固定裝置（36），扇形板（39）通過銷釘（38）與電機輸出軸相連，在這種結構下，噴桿安裝過程中能夠調整噴桿的伸出高度；左直流電機（9）和右直流電機（10）是用來帶動噴霧噴桿（11）進行擺動的，扇形板（39）其作用是輔助光電開關來對噴霧噴桿的轉動位置和角度進行檢測。