CN109795568A - 一种关节履带式避障走行装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种关节履带式避障走行装置，包括主动履带、摇臂履带、履带轮、摇臂大轮、摇臂小轮、主动轴、从动轴和一对相互啮合的摇臂齿轮。电机有四个，采用中心对称布置，安装在车体对角线连线上。靠近车体中心的两电机与减速器相连控制前后从动轴驱动摇臂改变姿势。靠近车体边缘的电机与减速器相连，控制前后主动轴，驱动履带轮旋转，车体框架同一侧的履带轮之间通过一条主动履带连接。前部或后部摇臂大轮和前部或后部摇臂小轮之前通过一条摇臂履带连接。通过这种方式，给两侧电机不同的转向和转速实现走行装置前进后退，左转右转，原地转向，同时摇摆摇臂以应对复杂的地形。

Description

一种关节履带式避障走行装置

技术领域

本发明涉及农业机器人设计领域，具体为一种关节履带式避障走行装置。

背景技术

我国果品产业规模较大，区域分布极为不均，且有相当一部分集中在山地丘陵地区。而果园内杂草是影响果园果树生长发育的主要因素之一。传统的杂草控制方法就是靠人工除草或者采用化学药剂来灭草。人工除草劳动强度大，耗时费力，作业效率低。化学除草剂的残留毒性给作物和土壤造成一定的化学污染、环境污染。现用于果园的除草机构多为平地果园和大田除草机械，无法应对果园内复杂的地势。近年来，随着果园生草栽培技术的推广，迫切需要研发出适合我国的小型果园的除草机械。

如何针对果园内复杂的地貌环境，构建具有强爬坡能力和抗倾覆能力的果园除草机器人，基于果园草种的力学特性，研究其切割机理和工艺参数，实现果园内垄之间的运动控制，对果园机械化装备的发展具有重要意义。

目前国内配套的果园除草机械还存在以下几个问题：(1)设计的除草机缺乏创新性的结构，仿形能力不足，不适合我国复杂的地形；(2)除草机的机体材料选择不合理，整机重量大，在果园中行走、转弯困难，导致能耗较高。目前我国研发的大部分智能除草机器人都只适用于草坪割草，研制适用于山区丘陵地带的果园除草机械的走行装置仍是一件极富挑战性的任务。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种关节履带式避障走行装置，能够适应果园复杂的地形，具有一定的越障稳定机制。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种关节履带式避障走行装置，包括用于支撑固定的车体框架，车体框架上对角设置相对车体框架转动连接的两个主动轴和两个从动轴，主动轴和从动轴通过轴承座与车体框架转动连接，其特征在于：

履带轮、摇臂大轮、摇臂由外朝内顺次共同一主动轴或从动轴穿设轴枢，履带轮和摇臂大轮接受主动轴或从动轴同步轴转驱动，而摇臂与主动轴或从动轴转动连接；在从动轴的摇臂与车体框架之间，还设有与摇臂一体连接共同一从动轴穿设轴枢的摇臂大齿轮，穿过车体框架位于主动轴背离履带轮一侧，主动轴接受第一驱动装置轴转驱动，摇臂大齿轮周侧与摇臂小齿轮啮合，摇臂小齿轮接受第二驱动装置轴转驱动；

所述摇臂分别朝向车体框架前后两端布置，位于所述摇臂远离车体框架一侧布置若干安放孔，杆件穿过位于车体框架前端或后端的一对摇臂的安放孔，与摇臂小轮或第一张紧轮转动连接，所述摇臂同一侧的摇臂小轮、第一张紧轮、摇臂大轮共同缠绕摇臂履带同步转动；

所述车体框架同一侧的履带轮共同缠绕主动履带同步转动。

进一步地，所述第一驱动装置包括联轴器组件、减速机、电机，所述第二驱动装置包括轴承座、减速机、电机。

进一步地，所述摇臂呈十字架状，摇臂小轮和摇臂大轮沿所述摇臂的同一对支撑臂安装，第一张紧轮安装在所述摇臂靠近地面的支撑臂端部。

进一步地，所述车体框架同一侧的履带轮之间还设有第二张紧轮，第二张紧轮周侧依附主动履带，该第二张紧轮还与车体框架转动连接。

本发明的有益效果在于：与现有的技术相比，所述驱动主动轮的电机相对车体框架中心对称分布，可通过差速运转带动两侧轮系实现前进后退、原地转向，使车体框架一侧的履带转速保持一致。所述驱动摇臂齿轮的电机相对车体框架中心对称分布，可通过摇臂使车体框架前后的摇臂履带上下移动，而车体框架两侧对称的履带摇臂通过杆件连接，同步摆动，实现爬坡、越障。本发明的采用关节履带式的行走机构可以适应复杂地形，根据地形上下运动，遇障时能很好的底盘。

附图说明

图1为本发明一种关节履带式避障走行装置内部立体结构图；

图2为本发明一种关节履带式避障走行装置内部平面结构图及局部放大图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，为叙述方便，下文中所称的“前”“后”“左”“右”“上”“下”与附图本身的前、后、左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图1和2，对本发明做进一步说明。一种关节履带式避障走行装置，包括用于支撑固定的车体框架3，车体框架3上对角设置相对车体框架3转动连接的两个主动轴20和两个从动轴21，主动轴20和从动轴21通过轴承座9 与车体框架3转动连接，履带轮16、摇臂大轮2、摇臂5由外朝内顺次共同一主动轴20穿设轴枢，或摇臂5由外朝内顺次共同一从动轴21穿设轴枢，履带轮16和摇臂大轮2接受主动轴20同步轴转驱动，或履带轮16和摇臂大轮2接受从动轴21同步轴转驱动，而摇臂5与主动轴20或从动轴21转动连接；在从动轴21的摇臂5与车体框架3之间，还设有与摇臂5一体连接共同一从动轴21 穿设轴枢的摇臂大齿轮4，穿过车体框架3位于主动轴20背离履带轮16一侧，主动轴20接受第一驱动装置7轴转驱动，摇臂大齿轮4周侧与摇臂小齿轮6啮合，摇臂小齿轮6接受第二驱动装置8轴转驱动；在图2中摇臂大齿轮4与摇臂5通过从动轴21和螺栓连接成一体。

摇臂5分别朝向车体框架3前后两端布置，位于摇臂5远离车体框架3一侧布置若干安放孔22，杆件23、24穿过位于车体框架3前端或后端的一对摇臂 5的安放孔22，与摇臂小轮14或第一张紧轮19转动连接，摇臂5同一侧的摇臂小轮14、第一张紧轮19、摇臂大轮2共同缠绕摇臂履带13同步转动；

车体框架3同一侧的履带轮16共同缠绕主动履带15同步转动。

第一驱动装置7包括联轴器组件18、减速机10、电机11，第二驱动装置8 包括轴承座9、减速机10、电机11。

摇臂5呈十字架状，摇臂小轮14和摇臂大轮2沿所述摇臂5的同一对支撑臂安装，第一张紧轮19安装在摇臂5靠近地面的支撑臂端部。

车体框架3同一侧的履带轮16之间还设有第二张紧轮17，第二张紧轮17 周侧依附主动履带15，该第二张紧轮17还与车体框架3转动连接。

虽然本发明以较佳的发明实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种关节履带式避障走行装置，包括用于支撑固定的车体框架，车体框架上对角设置相对车体框架转动连接的两个主动轴和两个从动轴，主动轴和从动轴通过轴承座与车体框架转动连接，其特征在于：

履带轮、摇臂大轮、摇臂由外朝内顺次共同一主动轴或从动轴穿设轴枢，履带轮和摇臂大轮接受主动轴或从动轴同步轴转驱动，而摇臂与主动轴或从动轴转动连接；在从动轴的摇臂与车体框架之间，还设有与摇臂一体接共同一从动轴穿设轴枢的摇臂大齿轮，穿过车体框架位于主动轴背离履带轮一侧，主动轴接受第一驱动装置轴转驱动，摇臂大齿轮周侧与摇臂小齿轮啮合，摇臂小齿轮接受第二驱动装置轴转驱动；

所述摇臂分别朝向车体框架前后两端布置，位于所述摇臂远离车体框架一侧布置若干安放孔，杆件穿过位于车体框架前端或后端的一对摇臂的安放孔，与摇臂小轮或第一张紧轮转动连接，所述摇臂同一侧的摇臂小轮、第一张紧轮、摇臂大轮共同缠绕摇臂履带同步转动；

所述车体框架同一侧的履带轮共同缠绕主动履带同步转动。

2.根据权利要求1所述关节履带式避障走行装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括联轴器组件、减速机、电机，所述第二驱动装置包括轴承座、减速机、电机。

3.根据权利要求1所述关节履带式避障走行装置，其特征在于：所述摇臂呈十字架状，摇臂小轮和摇臂大轮沿所述摇臂的同一对支撑臂安装，第一张紧轮安装在所述摇臂靠近地面的支撑臂端部。

4.根据权利要求1所述关节履带式避障走行装置，其特征在于：所述车体框架同一侧的履带轮之间还设有第二张紧轮，第二张紧轮周侧依附主动履带，该第二张紧轮还与车体框架转动连接。