[發明專利]田間作物表型監測機器人

有效

• 申請號: 201811273308.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109466655B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 倪軍;袁華麗;朱艷;曹衛星;田永超;姚霞;姚立立;徐可;龐方榮
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: B62D63/02
• 分類號: B62D63/02;B60B35/00;B60B35/10
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 許軻;徐冬濤

本發明公開了一種田間作物表型監測機器人，包括包括底盤、高度可調的橫梁，輪距可調的左右側臂，電池安裝架和和監測平臺；所述橫梁與底盤通過豎直升降滑移導軌相互連接，監測平臺搭載在橫梁上方，且橫梁的兩端分別與左右側臂剛性連接，形成龍門架結構；所述底盤底部設有三個車輪形成倒三輪結構，分別為左輪、右輪和后輪，在左右輪之間設有一個小萬向輪；所述電池安裝架安裝于底盤縱梁上，該縱梁前后端通過后輪和小萬向輪支撐；所述左右側臂的下端通過減震叉與左右輪連接，左右側臂上端與橫梁剛性連接。本田間作物表型監測機器人具有重心低，穩定性好，結構輕巧等優點，其可適應不同行距和不同生育時期的旱田作物作業。

技術領域

本發明涉及作物表型監測領域，特別涉及一種田間作物表型監測機器人。

背景技術

作物表監測是新品種選育和推廣、基因與表型組學研究的基礎。用于田間的移動式的作物表型監測搭載平臺多為大型拖拉機、手推式表型平臺、自動行走的表型平臺，大型拖拉機容易造成土壤板結，費用高；手推式表型平臺耗費人力，效率低。目前，自動行走的表型平臺的研究較少，且多存在以下問題：結構不靈活，質心偏高，穩定性低，使用范圍局限，難以適應多種作物行距及作物的多生育時期。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供了一種在田間平穩運行的作物表型監測機器人，可搭載多種傳感器，能夠進行輪距和離地間隙調節，可適用于不同行距和不同生育期的旱田作物。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種田間作物表型監測機器人，該監測機器人包括底盤、高度可調的橫梁，輪距可調的左右側臂，電池安裝架和和監測平臺；所述橫梁與底盤通過豎直升降滑移導軌相互連接，監測平臺搭載在橫梁上方，且所述橫梁的兩端分別與左右側臂剛性連接，形成龍門架結構；所述底盤底部設有三個車輪形成倒三輪結構，三個車輪分別為左輪、右輪和后輪，在所述左輪、右輪之間設有一個小萬向輪，所述小萬向輪直接與底盤支架連接；所述左輪、右輪均內置輪轂電機，既為轉向輪，又為驅動輪，所述后輪為萬向輪，左輪和右輪位于同一橫向平面上，小萬向輪和后輪位于同一縱向平面，橫向和縱向平面相互垂直；所述電池安裝架安裝于底盤縱梁上，該縱梁前后端通過后輪和小萬向輪支撐；所述左右側臂的下端通過減震叉與左輪、右輪連接，左右側臂上端與橫梁剛性連接。

進一步的，所述橫梁包括三節套筒，分別為左端套筒、右端套筒和中間套筒，所述左端套筒和右端套筒分別與中間套筒通過伸縮液壓桿連接，橫梁中間一節的中間套筒和底盤上豎直升降滑移導軌均設置有吊耳，橫梁與豎直升降滑移導軌通過銷連接。其中，所述豎直升降滑移導軌采用套筒結構，可手動進行高度調節，且最大調節高度為1.9m，調節后通過限位銷固定高度。高度調節時，先將豎直滑移導軌調至相應高度后，通過銷連接定位，之后通過側臂上的升降液壓桿帶動橫梁升降，從而實現監測平臺的高度調節。

更進一步的，所述左右側臂包括左側臂和右側臂，左側臂和右側臂均分別包括扭矩電機、扭矩電機安裝架、高度調節液壓升降桿；所述扭矩電機安裝架設置在減震叉上方，扭矩電機安裝于扭矩電機安裝架內，扭矩電機的輸出軸通過花鍵與減震叉連接，所述高度調節液壓升降桿下端通過液壓桿底部的法蘭盤與扭矩電機安裝架連接，上端與橫梁剛性連接。

更進一步的，所述伸縮液壓桿，扭矩電機構成底盤輪距調節機構，調節方式為扭矩電機帶動減震叉使車輪轉動90°后，通過橫梁上的伸縮液壓桿推動左右套筒帶動車輪向兩側滾動，實現輪距2.4m-3.2m的調節，之后車輪再通過扭矩電機轉回原位。輪距調節的范圍為2.4m-3.2m，可以滿足不同行距的旱田作物和高通量的要求，而且這種調節方式，較常見的通過液壓桿直接推動側臂來調節輪距的方式，節省動力，避免車身兩側受力傾斜。

更進一步的，所述監測平臺為沖孔鋼板結構，且通過螺紋連接形式安裝于橫梁上，通過調節所述高度調節液壓升降桿的高度，使橫梁沿著底盤上的豎直升降滑移導軌移動，從而調節監測平臺高度。所述監測平臺的高度調節范圍為1.4m-1.9m。