CN103797921B - 农业无人驾驶耕整机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现遥控犁地及耙田作业的农业无人驾驶耕整机，包括有减速电机Ⅰ、减速电机Ⅱ、升降自锁机构和至少两个电动推杆，耕整组件通过升降自锁机构和至少一个电动推杆与底盘连接，离合器通过杠杆与另一电动推杆连接，减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ通过拉索Ⅰ、拉索Ⅱ分别与右制动控制杆和左制动控制杆连接，所述的电动推杆、减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ均是由无线遥控器控制。本发明各个操控功能都有相应的电机以及电动推杆实现相应的操作动作，从而实现对耕整机的遥控控制。相比传统的耕整机，本发明耕整机结构简单、造价低，适合大规模生产，同时能够大幅度地降低农民的劳动强度，具有操作灵活，安全可靠，适合多地形作业。

Description

农业无人驾驶耕整机

技术领域

本发明涉及一种耕整机，特别是一种可实现遥控犁地及耙田作业的农业无人驾驶耕整机。

背景技术

由于地形因素的影响，南方众多丘陵地方难以实现大型农业器械的普及，传统的水田耕作多以家庭式耕作为主。市面上已有人力操作的手扶式耕整机销售，因其耕作效率高，使用灵活方便，维护成本低等特点而深受农耕家庭喜爱。

随着农民外出打工的浪潮兴起，农民朋友对传统的农耕方式提出了新的要求。他们需要一种能够轻松作业的耕整机。这样遥控耕整机就有了市场前景。遥控耕整机在拥有了上述手扶式耕整机的特点外，摒弃手扶式耕整机劳动强度大，可持续生产能力差以及受环境因素影响大的缺点。

目前也有一些无人驾驶农业机械的结构报道，但是这些机械结构普遍存在结构复杂、制造成本高以及使用范围小、使用要求高等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单、造价低、适合大规模生产的农业无人驾驶耕整机，该耕整机具有耕作效率高、操作灵活、爬坡能力强、行驶稳定性高、适合复杂的工作环境等特点。

解决上述技术问题的技术方案是：一种农业无人驾驶耕整机，包括变速箱、后导向机构、底盘、四杆机构、离合器、左制动控制杆、右制动控制杆、油门控制杆和与底盘连接的耕整组件，所述的后导向机构主要由导轮横臂和与导轮横臂连接的万向轮构成，该农业无人驾驶耕整机还包括有减速电机Ⅰ、减速电机Ⅱ和电动推杆Ⅱ，所述的离合器通过杠杆与电动推杆Ⅱ连接，所述的减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ通过拉索Ⅰ、拉索Ⅱ分别与左制动控制杆和右制动控制杆连接，所述的电动推杆Ⅱ、减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ均是由遥控器控制。

该农业无人驾驶耕整机还包括有耕整组件升降机构，所述的耕整组件升降机构包括升降自锁机构和至少一个电动推杆，所述的耕整组件通过耕整组件升降机构与底盘连接。

所述的升降自锁机构包括自锁机构固定件Ⅰ、自锁机构固定件Ⅱ和锁扣，所述的自锁机构固定件Ⅰ前端具有限位板，锁扣上开有凹槽，自锁机构固定件Ⅰ与自锁机构固定件Ⅱ通过插销Ⅰ活动连接，所述的自锁机构固定件Ⅰ两侧分别设置有电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ，电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ一端分别连接在自锁机构固定件Ⅰ两侧，电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ另一端通过穿过锁扣的连接杆相互连接，所述的锁扣通过安装在自锁机构固定件Ⅱ底面的支撑耳和插销Ⅱ活动安装在自锁机构固定件Ⅱ上，当耕整组件位于最低位置时，自锁机构固定件Ⅰ的限位板位于锁扣的凹槽内；所述的自锁机构固定件Ⅰ与底盘连接，所述的自锁机构固定件Ⅱ与耕整组件连接，所述的电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ是由遥控器控制。

该农业无人驾驶耕整机还包括有舵机，所述的舵机通过拉杆与油门控制杆连接，所述的舵机是由遥控器控制。

所述的底盘上安装有电动推杆Ⅰ，电动推杆Ⅰ通过四杆机构与后导向机构的导轮横臂连接，所述的电动推杆Ⅰ是由遥控器控制。

所述的耕整组件是犁或耙。

所述的电动推杆是由舵机开关控制，所述的减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ是由同一个舵机开关控制，所述的舵机开关是旋转式正反开关。

本发明之农业无人驾驶耕整机，能够替代手扶式耕整机，操作者可以在舒适的环境中用遥控器进行遥控作业，不需要随着农机下田作业。本发明包含各个功能的机械设计以及无线遥控系统与电气系统相结合的设计。其特点是耕整机上的各个操控功能都有相应的电机以及电动推杆实现相应的操作动作，所述的电机以及电动推杆通过遥控器实现远程无线遥控，所有的电动推杆都能通过遥控器实现伸缩功能，从而实现对耕整机的遥控控制。相比传统的耕整机，本发明耕整机结构简单、造价低，适合大规模生产，同时实现轻松作业，即能够大幅度地降低农民的劳动强度，改善农民朋友的劳动环境，可持续生产能力大大加强，从而提高耕作效率，降低耕整机的使用要求，使更多的农民朋友可以操作耕整机进行农业生产，妇女、老人也能从容面对传统劳动强度的水田作业，解放生产力。本发明还具有爬坡能力强、行驶稳定性高、适合复杂的工作环境，操作灵活，安全可靠，适合多地形作业。

下面，结合附图和实施例对本发明之农业无人驾驶耕整机的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1-1～图1-3：本发明之农业无人驾驶耕整机结构示意图。

图1-1：立体图之一；图1-2：立体图之二；图1-3：立体图之三。

图2-1～图2-2：本发明之后导向机构、电动推杆Ⅰ、四杆机构和底盘连接关系示意图。

图2-1：立体图之一；图2-2：立体图之二。

图2-3：本发明之后导向机构和四杆机构连接关系示意图。

图3-1：本发明之离合器、电动推杆Ⅱ和杠杆连接关系示意图。

图3-2～图3-3：本发明之变速箱、离合器、电动推杆Ⅱ和杠杆连接关系示意图。

图3-2：主视图，图3-3：立体图。

图4：本发明之舵机、拉杆与油门控制杆连接关系示意图。

图5-1：本发明之升降自锁机构、电动推杆Ⅲ、电动推杆Ⅳ和耕整组件连接关系示意图。

图5-2：本发明之升降自锁机构、电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ连接关系示意图。

图6：本发明之减速电机、拉索与制动控制杆连接关系示意图。

图7：本发明之电路示意图。

图中：1-离合器，2-电动推杆Ⅱ，3-拉索Ⅰ，4-变速箱，5-拉索Ⅱ，6-减速电机Ⅱ，7-电动推杆Ⅰ，8-底盘，9-导轮横臂，10-万向轮，11-电动推杆Ⅲ，12-升降自锁机构，121-自锁机构固定件Ⅰ，1211-限位板，122-插销Ⅰ，123-自锁机构固定件Ⅱ，124-插销Ⅱ，125-连接杆，126-锁扣，127-支撑耳，1261-凹槽，13-耕整组件，14-电动推杆Ⅳ，15-发动机，16-档把，17-减速电机Ⅰ，18-驱动轮，19-遥控接收盒，20-四杆机构，21-杠杆，22-支架，23-舵机，24-拉杆，25-油门控制杆，26-左制动控制杆，27-右制动控制杆。

具体实施方式

实施例一：一种农业无人驾驶耕整机，采用四轮结构，前轮为两个驱动轮18，后轮为两个导向轮10，如图1-1～图1-3所示，包括变速箱4、后导向机构、底盘8、四杆机构20、离合器1、左制动控制杆26、右制动控制杆27、油门控制杆25、耕整组件13、升降自锁机构12、电动推杆Ⅰ7、电动推杆Ⅱ2、电动推杆Ⅲ11、电动推杆Ⅳ14、舵机23、减速电机Ⅰ17和减速电机Ⅱ6，所述的后导向机构主要由导轮横臂9和与导轮横臂连接的万向轮10构成，所述的耕整组件是犁或耙或其他农用器具如撒种机、灌溉水喉等。

所述的电动推杆Ⅰ7通过四杆机构20与后导向机构的导轮横臂9连接（参见图2-1～图2-3），即所述的电动推杆Ⅰ7一端安装在底盘8上，另一端与四杆机构20连接。通过电动推杆Ⅰ的伸缩，实现耕整机尾部升降功能，在软硬程度不同的田地上作业时，需要通过耕整机尾部升降来调整耕地的深浅，耕整机需要调头来回在田地作业，此时尾部的升高有助于耕整机快速调头，缩小转弯半径，提高耕整机的灵活性。

所述的电动推杆Ⅱ2通过杠杆21与离合器1连接（参见图3-1～图3-3），即所述的电动推杆Ⅱ2一端通过支架22安装在减速机4上，另一端与杠杆21连接。通过电动推杆Ⅱ的伸缩，实现离合器的分离和咬合，以启停耕整机。

所述的减速电机Ⅰ17和减速电机Ⅱ6通过拉索Ⅰ3、拉索Ⅱ5分别与左制动控制杆26和右制动控制杆27连接（参见图6），减速电机的通电与断电控制制动操作杆的断开与锁止，通过左制动控制杆26和右制动控制杆27控制驱动轮18，实现耕整机的左、右转向。

所述的舵机23通过拉杆24与油门控制杆25连接（参见图4），通过一个大扭矩舵机不同的转动角度推动油门控制杆，实现柴油机（发动机）的无级调速。

所述的升降自锁机构12（参见图5-1～图5-2）包括自锁机构固定件Ⅰ121、自锁机构固定件Ⅱ123和锁扣126，所述的自锁机构固定件Ⅰ前端具有限位板1211，锁扣上开有凹槽1261，自锁机构固定件Ⅰ与自锁机构固定件Ⅱ通过插销Ⅰ122活动连接，所述的自锁机构固定件Ⅰ两侧分别设置有电动推杆Ⅲ11和电动推杆Ⅳ14，电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ一端分别连接在自锁机构固定件Ⅰ两侧，电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ另一端通过穿过锁扣的连接杆125相互连接，所述的锁扣126通过安装在自锁机构固定件Ⅱ底面的支撑耳127和插销Ⅱ124活动安装在自锁机构固定件Ⅱ上并位于自锁机构固定件Ⅱ下方，当耕整组件位于最低位置时，自锁机构固定件Ⅰ的限位板1211位于锁扣的凹槽1261内。所述的耕整组件通过升降自锁机构和与底盘8连接。当电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ伸长，推动锁扣126绕插销Ⅱ124转动，使限位板1211与锁扣（相当于杠杆）的凹槽1261分离，并带动自锁机构固定件Ⅱ123绕插销Ⅰ122转动升高，从而带动耕整组件升高，反之，当电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ收缩，带动自锁机构固定件Ⅱ123绕插销Ⅰ122转动降低，从而带动耕整组件降低，当限位板1211进入锁扣的凹槽1261内，自锁机构固定件Ⅱ不能再绕插销Ⅰ122转动降低，此时耕整组件位于最低位置，通过上述方式实现耕整组件的举升和下降锁止功能。非工作状态下，可举升耕整组件以便于耕整机的行走。

所述的电动推杆Ⅰ是由舵机开关Ⅰ控制，所述的电动推杆Ⅱ是由舵机开关Ⅱ控制，所述的电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ是由舵机开关Ⅲ控制，所述的减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ是由舵机开关Ⅳ控制，所述的舵机开关Ⅰ、舵机开关Ⅱ、舵机开关Ⅲ和舵机开关Ⅳ是旋转式正反开关。所述的舵机、舵机开关是由无线遥控器控制运转。

作为本实施例的一种变换，当不需要调节耕地的深浅时，也可以不设置电动推杆Ⅰ；作为本实施例的又一种变换，也可以不设置电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ，通过设置手动升降机构升降耕整组件，以便于耕整机不工作时的行走。

作为本实施例的一种变换，所述的推动升降自锁机构上升 或下降的电动推杆的个数可以根据需要增加或减少，可以为1个，也可以为3个或4个。

作为本实施例的一种变换，也可以不设置舵机对发动机进行无级调速，采用均速状态进行作业即可。

作为本实施例的一种变换，所述的耕整组件还可以采用蒲滚或耙等其他工具。

作为本实施例的一种变换，可设置档把用于手动换挡。

本实施例的工作原理为：在图7中遥控器为六通道，分别是通道A、通道B、通道C、通道D、通道E、通道F（F通道为备用通道，便于增加新功能），通道A控制舵机开关Ⅰ（MA）、通道B控制舵机开关Ⅱ（MB）、通道C控制舵机开关Ⅲ（MC）、通道D控制舵机开关Ⅳ（MD），舵机开关Ⅰ（MA）控制电动推杆1马达（M1）、舵机开关Ⅱ（MB）控制电动推杆Ⅱ马达（M2）、舵机开关Ⅲ（MC）控制电动推杆Ⅲ、Ⅳ马达（M3）、舵机开关Ⅳ（MD）控制减速电机Ⅰ（M4）和减速电机Ⅱ（M5），舵机ME控制油门控制杆，通过上述的对应关系，就可以控制无人驾驶耕整机的对应动作，拨动遥控器通道A的正反开关，就能控制舵机开关Ⅰ（MA）正反转，从而就能控制电动推杆Ⅰ马达M1正反转，这样就能实现电动推杆Ⅰ的伸缩功能，也就控制后导向机构升降功能，拨动遥控器通道B的正反开关，控制舵机开关Ⅱ（MB）正反转，就能控制电动推杆Ⅱ马达M2正反转，这样就能实现电动推杆Ⅱ的伸缩，从而就控制离合控制器的分离和闭合状态，实现耕整机的遥控启停，拨动通道C的正反开关，控制舵机开关Ⅲ（MC）正反转，就能控制电动推杆Ⅲ、Ⅳ2个马达M3正反转，这样就能实现电动推杆Ⅲ、Ⅳ的伸缩，从而就能控制升降自锁机构，实现犁或耙的升降自锁功能，拨动通道D正反开关，控制舵机开关Ⅳ（MD）正反转，这样就能实现减速电机Ⅰ（M4）和减速电机Ⅱ（M5）通电与断开状态，从而实现耕整机的左右转弯功能，拨动通道E滑动开关控制舵机ME无级转动，这样就能无级调节油门拉杆，实现发动机转速的无级调节。通过上述的工作原理，就能遥控控制耕整机实现犁或耙地的作业要求。

Claims (7)

1.一种农业无人驾驶耕整机，包括变速箱（4）、后导向机构、底盘（8）、四杆机构（20）、离合器（1）、左制动控制杆（26）、右制动控制杆（27）、油门控制杆（25）和与底盘连接的耕整组件（13），所述的后导向机构主要由导轮横臂（9）和与导轮横臂连接的万向轮（10）构成，其特征在于：该农业无人驾驶耕整机还包括有减速电机Ⅰ（17）、减速电机Ⅱ（6）和电动推杆Ⅱ（2），所述的离合器（1）通过杠杆（21）与电动推杆Ⅱ连接，所述的减速电机Ⅰ（17）和减速电机Ⅱ（6）通过拉索Ⅰ（3）、拉索Ⅱ（5）分别与左制动控制杆（26）和右制动控制杆（27）连接，所述的电动推杆Ⅱ、减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ均是由遥控器控制。

2.根据权利要求1所述的农业无人驾驶耕整机，其特征在于：该农业无人驾驶耕整机还包括有耕整组件升降机构，所述的耕整组件升降机构包括升降自锁机构（12）和至少一个电动推杆，所述的耕整组件通过耕整组件升降机构与底盘（8）连接。

3. 根据权利要求2所述的农业无人驾驶耕整机，其特征在于：所述的升降自锁机构（12）包括自锁机构固定件Ⅰ（121）、自锁机构固定件Ⅱ（123）和锁扣（126），所述的自锁机构固定件Ⅰ前端具有限位板（1211），锁扣上开有凹槽（1261），自锁机构固定件Ⅰ与自锁机构固定件Ⅱ通过插销Ⅰ（122）活动连接，所述的自锁机构固定件Ⅰ两侧分别设置有电动推杆Ⅲ（11）和电动推杆Ⅳ（14），电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ一端分别连接在自锁机构固定件Ⅰ两侧，电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ另一端通过穿过锁扣的连接杆（125）相互连接，所述的锁扣（126）通过安装在自锁机构固定件Ⅱ底面的支撑耳（127）和插销Ⅱ（124）活动安装在自锁机构固定件Ⅱ上，当耕整组件位于最低位置时，自锁机构固定件Ⅰ的限位板（1211）位于锁扣的凹槽（1261）内；所述的自锁机构固定件Ⅰ（121）与底盘（8）连接，所述的自锁机构固定件Ⅱ（123）与耕整组件连接，所述的电动推杆Ⅲ和电动推杆Ⅳ是由遥控器控制。

4.根据权利要求1、2或3所述的农业无人驾驶耕整机，其特征在于：该农业无人驾驶耕整机还包括有舵机（23），所述的舵机通过拉杆（24）与油门控制杆（25）连接，所述的舵机是由遥控器控制。

5.根据权利要求1、2或3所述的农业无人驾驶耕整机，其特征在于：所述的底盘上安装有电动推杆Ⅰ（7），电动推杆Ⅰ通过四杆机构（20）与后导向机构的导轮横臂（9）连接，所述的电动推杆Ⅰ是由遥控器控制。

6.根据权利要求1、2或3所述的农业无人驾驶耕整机，其特征在于：所述的耕整组件是犁或耙。

7.根据权利要求5所述的农业无人驾驶耕整机，其特征在于：所述的电动推杆是由舵机开关控制，所述的减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ是由同一个舵机开关控制，所述的舵机开关是旋转式正反开关。