CN107046822A - 微型履带农业机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微型履带农业机器人，发动机与一体变速器之间装有传动轴，发动机通过自动离心式主离合器和传动轴将动力传递到一体变速器输入轴，一体变速器输出轴驱动履带行走机构的左右履带驱动轮，依靠履带的附着力行走；一体变速器的换档和转向操作控制可采用手动、遥控和计算机程序控制无人驾驶三种方式；前端除草机由液压马达驱动，农机具升降(含离合器)和移位、一体变速器、发动机转速控制油门都由小型液压油缸驱动，液压马达和小型液压油缸通过电磁换向阀进行控制实现自动控制；换档和转向电磁换向阀上均装有射频遥控接收器并配有遥控器可以进行计算机程序控制连接无人驾驶基站和卫星导航遥控、手持遥控器遥控或者手动控制。

Description

微型履带农业机器人
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，是一种实现农作物、果园或者园林、田间的作业机械自动化控制的微型履带农业机器人。
背景技术
我国的农作物和果树种植面积的规模化逐步增长，农作物的多样性和果树采用的是矮化密植的种植模式，加之农业劳动力供给呈下降趋势，且现代农业大量依赖除草剂除草，给我们的健康造成了危害并造成土壤板结。而目前市场所需求农机具的通过性、适用性、配套性的机型较少，并且技术含量较低。高端农机研制还处于起步阶段，不能满足市场需求，因此有必要设计开发一种适用于自动控制的现代化农机，以适应规模化果园种植经营、改善土壤有机质和杜绝除草剂的使用。
发明内容
本发明微型履带农业机器人是为了解决上述现有技术的不足而设计的一种通过性好、适用性强、转弯半径小并可原地掉头、可无人驾驶自动控制、遥控和手动控制等技术先进的微型履带农业机器人，配套不同类型的农机具，可以完成果园、农田或者园林的除草、植保、旋耕、开沟、施肥、起垄、播种、收割、剪枝、挖根茎植物、采摘果等作业，还适用于丘陵山区的陡坡作业。
本发明微型履带农业机器人，主要由机架和位于机架两侧的履带行走机构，位于机架上前端的除草机悬挂机构和驾驶座椅、位于机架上中部的20kw发动机、位于机架上后端的农具悬挂机构和位于机架上的动力变速、动力转向和自动刹车一体变速器控制装置等组成。发动机与一体变速器之间装有传动轴，发动机通过自动离心式主离合器和传动轴将动力传递到一体变速器输入轴，一体变速器输出轴驱动履带行走机构的左右履带驱动轮，依靠履带的附着力行走。一体变速器具有一个空档、三个前进档和一个后退档，在农机普通作业时通常将档位固定在二档，田间道路上行走时使用三档，在爬坡或大于150陡坡作业时使用一档；一体变速器的换档和转向操作控制可采用手动、遥控和计算机程序控制无人驾驶三种方式。前端除草机由液压马达驱动，农机具升降(含离合器)和移位、一体变速器、发动机转速控制油门都由小型液压油缸驱动，液压马达和小型液压油缸通过电磁换向阀进行控制(或电机控制器)实现自动控制，换档和转向电磁换向阀(或电机控制器)上均装有射频遥控接收器并配有遥控器可以进行计算机程序控制连接无人驾驶基站和卫星导航遥控、手持遥控器遥控或者手动控制，射频遥控电路采用低功耗通用编解码电路，车载有线控制器和遥控器利用其中的10路遥控信号分别控制：农机具升、农机具降、加档、减档、油门加、油门减和控制手柄，为6键1手柄。农机具升的同时自动控制耕刀离合器分离和液压马达停止，农机具降的同时自动控制耕刀离合器咬合和液压马达启动；加减档分别为：1档、2档、3档、空档、后退档，在后退档的状态下还可使用原地掉头；长按油门加键为发动机启动，长按油门减键为紧急停车，点按油门加键为逐次油门升高至3级时自动离心式主离合器咬合，点按油门减键为逐次油门下降至3级以下时自动离心式主离合器分离；控制手柄的前后左右4路遥控信号分别控制：除草机外张、除草机内收、左转向、右转向。
本发明微型履带农业机器人的一体变速器还配置了手动换档杆和手动拉线转向控制，可适用于人工驾驶的应急处置确保农机安全。
本发明微型履带农业机器人的有益效果是：由于整机设计宽度小、高度低且可遥控操作，微型履带旋耕除草机可在密植果树0.9m行间和0.7m高度的树冠及大棚下穿行，非常方便地完成除草、松土、开沟、施肥、剪枝、采摘果等作业项目，既不损伤树冠，又极大地减轻了工人的劳动强度。由前端液压马达驱动的除草机完成横向果树株距间的除草，后端旋耕机完成行距的除草和松土。由于该机动力强劲还可悬挂4m幅宽的农具适合在大面积的农田使用。本发明微型履带农业机器人搭载了目前最先进的动力变速、动力转向和自动刹车一体变速器，实现了自动化控制平台，结合微电脑控制器和卫星导航、自动控制技术实现了全部功能的自动化控制，并实现了控制键最少化即多项联机控制技术，同时本发明微型履带农业机器人采用的履带行走方式，附着力大、爬坡越沟能力强、重心低稳定性好、作业安全。
附图说明
图1是本发明微型履带农业机器人侧视图示意图；
图2是本发明微型履带农业机器人俯视图示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-2和实施例对本发明进一步说明。
本发明微型履带农业机器人，主要由机架6和位于机架两侧的履带行走机构4，位于机架6前端的农具悬挂机构9，位于机架6上前端的触控式液晶显示屏控制器10，位于机架6上前端的驾驶座椅11，位于机架6上中部的液压油箱和串联电瓶组13，位于串联电瓶组13上的射频遥控接收器(含微电脑控制器和发射天线)12，位于机架6上中部的发动机1，位于机架14上后端的农具悬挂机构2，位于机架6上后端的农具离合器3，位于机架6上中部的传动轴5，位于机架6上前端的动力变速、动力转向和自动刹车一体变速器7和位于机架6上前端的履带驱动轮8等组成。采用电起动式20kw双缸柴油机1，柴油机1与一体变速器7之间装有自动离心式主离合器、皮带带动的伞齿转向齿轮和传动轴5，一体变速器8通过左右半轴输出轴驱动履带行走机构4的两个驱动链轮8使微型履带农业机器人依靠履带的高附着力行走；柴油机1与农具悬挂机构2之间装有自动离心式主离合器、皮带带动的耕刀离合器和农具悬挂机构自带的减速机构。前端除草机9由液压马达驱动，农机具2和9的升降(含离合器)和移位、一体变速器8、发动机1转速控制油门都由小型液压油缸驱动，液压马达和小型液压油缸通过电磁换向阀进行控制(或电机控制器)实现自动控制，换档和转向电磁换向阀(或电机控制器)上均装有射频遥控接收器12并配有遥控器可以进行计算机程序控制连接无人驾驶基站和卫星导航遥控、手持遥控器遥控或者手动控制，射频遥控电路采用低功耗通用编解码电路，车载有线控制器和遥控器利用其中的10路遥控信号分别控制：农机具2和9升、农机具2和9降、加档、减档、油门加、油门减和控制手柄，为六键一手柄。农机具2和9上升的同时自动控制耕刀离合器分离3和液压马达停止，农机具2和9下降的同时自动控制耕刀离合器3咬合和液压马达启动；加减档分别为：1档、2档、3档、空档、后退档，在后退档的状态下还可使用原地掉头；长按油门加键为发动机1启动，长按油门减键为紧急停车，点按油门加键为逐次油门升高至3级时自动离心式主离合器咬合，点按油门减键为逐次油门下降至三级以下时自动离心式主离合器分离；控制手柄的前后左右四路遥控信号分别控制：除草机9外张、除草机9内收、左转向、右转向。
主机操作控制的一体变速器操作控制可采用手动及触控式液晶显示屏、遥控和计算机程序控制无人驾驶三种方式。
采用无线遥控技术，前端遥控器分为手持遥控器遥控(遥控距离200m以内)和计算机程序控制连接无人驾驶基站和卫星导航遥控二种方式，其中计算机程序控制连接无人驾驶基站和卫星导航遥控，首先技术人员将耕作面积、土壤厚度和地块的行走路线等参数输入计算机导航系统，利用卫星定位导航系统遥控指挥微型履带农业机器人自动驾驶进行精准耕作，实现卫星导航、自动控制技术与农业机械的完美结合，工作原理是通过自带基站将卫星定位信号经过二次精确定位发射到微型履带农业机器人的遥控接收器，再通过电磁阀控制液压系统元件，完成对微型履带农业机器人各种操作的控制，就可以通过导航系统实现自动无人驾驶。
最后需要说明的是，以上所述仅是本发明的优选实施方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理的前提下，对本发明的技术方案进行修改或等同替换，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种微型履带农业机器人，主要包括机架和位于机架两侧的履带行走机构，位于机架上前端的除草机悬挂机构和驾驶座椅、位于机架上中部的20kw发动机、位于机架上后端的农具悬挂机构和位于机架上的动力变速、动力转向和自动刹车一体变速器控制装置等组成，其特征在于：发动机与一体变速器之间装有传动轴，发动机通过自动离心式主离合器和传动轴将动力传递到一体变速器输入轴，一体变速器输出轴驱动履带行走机构的左右履带驱动轮，依靠履带的附着力行走。
2.根据权利要求1所述的微型履带农业机器人，其特征在于：所述一体变速器的换档和转向操作控制可采用手动、遥控和计算机程序控制无人驾驶三种方式。
3.根据权利要求1所述的微型履带农业机器人，其特征在于：所述前端除草机由液压马达驱动，农机具升降(含离合器)和移位、一体变速器、发动机转速控制油门都由小型液压油缸驱动，液压马达和小型液压油缸通过电磁换向阀进行控制(或电机控制器)实现自动控制。
4.根据权利要求1所述的微型履带农业机器人，其特征在于：所述换档和转向电磁换向阀(或电机控制器)上均装有射频遥控接收器并配有遥控器可以进行计算机程序控制连接无人驾驶基站和卫星导航遥控、手持遥控器遥控或者手动控制，射频遥控电路采用低功耗通用编解码电路，车载有线控制器和遥控器利用其中的10路遥控信号分别控制：农机具升、农机具降、加档、减档、油门加、油门减和控制手柄，为6键1手柄；长按油门加键为发动机启动，长按油门减键为紧急停车，点按油门加键为逐次油门升高至3级时自动离心式主离合器咬合，点按油门减键为逐次油门下降至3级以下时自动离心式主离合器分离；控制手柄的前后左右4路遥控信号分别控制：除草机外张、除草机内收、左转向、右转向。
5.根据权利要求1所述的微型履带农业机器人，其特征在于：所述农机具升的同时自动控制耕刀离合器分离和液压马达停止，农机具降的同时自动控制耕刀离合器咬合和液压马达启动；加减档分别为：1档、2档、3档、空档、后退档，在后退档的状态下还可使用原地掉头。
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