CN110116765A - 一种可适应多种田间路况的底盘系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可适应多种田间路况的底盘系统及其工作方法，该系统包括左右两个麦轮安装座，两个麦轮安装座上分别安装有麦克纳姆轮及其驱动电机，两个麦轮安装座之间经横向伸缩机构连接，以配合麦克纳姆轮调节底盘横向宽度，两个麦轮安装座上侧分别经升降机构连接有升降平台，以支撑安装工作设备，左右两个升降平台下侧分别经收放机构连接有履带轮，以切换采用麦克纳姆轮或履带轮行进；还包括控制模块，所述控制模块的输出端分别与各麦克纳姆轮的驱动电机、履带轮的驱动机构、横向伸缩机构、升降机构以及收放机构的控制端电性连接，以控制各机构工作。该系统可以切换行进机构，并调节底盘宽度，适用于复杂路况的行进，应用范围广，使用效果好。

Description

一种可适应多种田间路况的底盘系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及移动机械技术领域，具体涉及一种可适应多种田间路况的底盘系统及其工作方法。
背景技术
在山地茶园、田间地头等工作环境，采茶机等工作设备行进的路况环境较为复杂，时而需要在摩擦力较大、凹凸不平的地面行进，时而需要跨越山道、沟渠等，而现有的工作设备一般采用普通轮式运动机构行进，且无法调节底盘及车轮间宽度，因此，难以在复杂路况上工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可适应多种田间路况的底盘系统及其工作方法，该系统可以切换行进机构，并调节底盘宽度，适用于复杂路况的行进，应用范围广，使用效果好。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可适应多种田间路况的底盘系统，包括左右两个麦轮安装座，两个麦轮安装座上分别安装有麦克纳姆轮及其驱动电机，两个麦轮安装座之间经横向伸缩机构连接，以配合麦克纳姆轮调节底盘横向宽度，两个麦轮安装座上侧分别经升降机构连接有升降平台，以支撑安装工作设备，左右两个升降平台下侧分别经收放机构连接有履带轮，以根据工作需要采用切换采用麦克纳姆轮或履带轮行进；还包括控制模块，所述控制模块的输出端分别与各麦克纳姆轮的驱动电机、履带轮的驱动机构、横向伸缩机构、升降机构以及收放机构的控制端电性连接，以控制各机构工作。
进一步地，所述各麦轮安装座外侧分别设有前后两个麦克纳姆轮，各麦克纳姆轮分别由单独的驱动电机驱动，所述收放机构及履带轮设于升降平台下侧中部，所述麦轮安装座中部开设有通孔，以让放下的履带轮通过；当所述收放机构处于收起状态时，履带轮下侧面所处水平高度高于麦克纳姆轮下侧面所处水平高度，而当所述收放机构处于放下状态时，履带轮下侧面所处水平高度低于麦克纳姆轮下侧面所处水平高度。
进一步地，所述驱动电机经电机安装座连接于麦轮安装座外侧，所述驱动电机的输出端连接麦克纳姆轮，以驱动其旋转工作。
进一步地，两个升降平台之间也经横向伸缩机构连接，以增强系统稳定性。
进一步地，所述升降机构包括设于麦轮安装座四周的若干个电缸机构，各电缸机构的电机固定于麦轮安装座且其传动丝杆向上与升降平台连接，以在各电缸机构同步工作时驱动升降平台升降。
进一步地，所述横向伸缩机构为气缸驱动机构。
进一步地，所述收放机构为起落架收放机构或气缸驱动机构。
进一步地，还包括摄像装置，所述摄像装置与控制模块的输入端连接。
本发明还提供一种可适应多种田间路况的底盘系统的工作方法，包括以下步骤：
1）在初始状态下，将工作设备安装于系统的升降平台上，并通过控制模块控制升降机构升降，调节好工作设备的工作高度；在初始状态下，收放机构处于放下状态，所述履带轮与地面接触；
2）启动系统，通过控制模块控制履带轮工作，系统通过履带轮向前行进；
3）根据路况变化情况，当需要调节底盘横向宽度时，通过控制模块控制履带轮停止工作，并控制收放机构收起履带轮，所述麦克纳姆轮与地面接触；
4）通过控制模块控制麦克纳姆轮和横向伸缩机构工作，左右两侧的麦轮安装座及其上的升降平台在麦克纳姆轮和横向伸缩机构的带动下，同时向外或向内运动，以调节底盘横向宽度；
5）当底盘横向宽度调节结束后，通过控制模块控制麦克纳姆轮和横向伸缩机构停止工作，并控制收放机构放下履带轮，所述履带轮与地面接触；
6）通过控制模块控制履带轮继续工作，系统通过履带轮向前行进。
进一步地，摄像装置实时采集路况信息并传输给控制模块，控制模块根据路况变化情况，判断是否需要调节底盘横向宽度，以自动切换采用履带轮或麦克纳姆轮行进，自适应调节底盘横向宽度。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：提供了一种可适应多种田间路况的底盘系统及其工作方法，该系统可以根据路况变化情况及工作需要，切换采用麦克纳姆轮或履带轮行进，并调节底盘横向宽度，从而适用于凹凸不平等复杂路况的行进，并跨越现有设备难以行进的山道、沟渠等，具有广阔的应用前景。此外，该系统结构简单，易于安装、操作、使用，具有很强的实用性。
附图说明
图1是本发明实施例的系统结构示意图。
图2是本发明实施例中驱动电机与麦克纳姆轮的连接结构示意图。
图中，1、麦轮安装座，2、麦克纳姆轮，3、驱动电机，4、横向伸缩机构，5、升降机构，6、升降平台，7、收放机构，8、履带轮，9、电机安装座，10、横向伸缩机构，11、摄像装置，51、电机，52、传动丝杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种可适应多种田间路况的底盘系统，如图1所示，包括左右两个麦轮安装座1，两个麦轮安装座1上分别安装有麦克纳姆轮2及其驱动电机3，两个麦轮安装座1之间经横向伸缩机构4连接，以配合麦克纳姆轮2调节底盘横向宽度，两个麦轮安装座1上侧分别经升降机构5连接有升降平台6，以支撑安装工作设备，左右两个升降平台6下侧分别经收放机构7连接有履带轮8，以根据工作需要切换采用麦克纳姆轮2或履带轮8行进。本系统还包括控制模块，控制模块的输出端分别与各麦克纳姆轮2的驱动电机3、设于履带轮8内的履带轮8驱动机构、横向伸缩机构4、升降机构5以及收放机构7的控制端电性连接，以控制各机构工作。
具体的，各麦轮安装座1外侧分别设有前后两个麦克纳姆轮2，各麦克纳姆轮2分别由单独的驱动电机3驱动。如图2所示，驱动电机3经电机安装座9连接于麦轮安装座1外侧，驱动电机3的输出端连接麦克纳姆轮2，以驱动其旋转工作。收放机构7及履带轮8设于升降平台6下侧中部，麦轮安装座1中部开设有通孔，以让放下的履带轮8通过。当收放机构7处于收起状态时，履带轮8下侧面所处水平高度高于麦克纳姆轮2下侧面所处水平高度，而当收放机构7处于放下状态时，履带轮8下侧面所处水平高度低于麦克纳姆轮2下侧面所处水平高度。收放机构可以为与现有技术中飞机起落架相同的起落架收放机构，或者为气缸驱动机构。
在本实施例中，升降机构5包括设于麦轮安装座1四周的若干个电缸机构，各电缸机构的电机51固定于麦轮安装座1且其传动丝杆52向上与升降平台6连接，以在各电缸机构同步工作时驱动升降平台6升降。两个升降平台6之间也经横向伸缩机构10连接，以增强系统稳定性。横向伸缩机构为气缸驱动机构。
本发明中，为了实现两个升降平台可相对工作设备运动且在相对运动结束后能保证不相对滑移，升降平台与工作设备可以有多种连接实现方式。较佳地，工作设备可以分别经具有棘爪的齿条传动机构与两个升降平台连接。当棘爪放开齿条时，两个升降平台可相对工作设备做相对运动或反向运动。而当运动结束后，通过棘爪卡住齿条，工作设备无法在两个升降平台上移动。
本发明还提供了上述可适应多种田间路况的底盘系统的工作方法，包括以下步骤：
1）在初始状态下，将工作设备安装于系统的升降平台上，并通过控制模块控制升降机构升降，调节好工作设备的工作高度；在初始状态下，收放机构处于放下状态，履带轮与地面接触；
2）启动系统，通过控制模块控制履带轮工作，系统通过履带轮向前行进；
3）根据路况变化情况，当需要调节底盘横向宽度时，通过控制模块控制履带轮停止工作，并控制收放机构收起履带轮至上死点位置，麦克纳姆轮与地面接触；
4）通过控制模块控制麦克纳姆轮和横向伸缩机构工作，左右两侧的麦轮安装座及其上的升降平台在麦克纳姆轮和横向伸缩机构的带动下，同时向外或向内运动，以调节底盘横向宽度；
5）当底盘横向宽度调节结束后，通过控制模块控制麦克纳姆轮和横向伸缩机构停止工作，并控制收放机构放下履带轮至下死点位置，将麦克纳姆轮悬空，减少对麦克纳姆轮的摩擦消耗，履带轮与地面接触；
6）通过控制模块控制履带轮继续工作，系统通过履带轮向前行进。
在本实施例中，为了实现自适应调节底盘横向宽度，可适应多种田间路况的底盘系统还包括摄像装置11，摄像装置与控制模块的输入端连接。摄像装置实时采集路况信息并传输给控制模块，控制模块根据路况变化情况，判断是否需要调节底盘横向宽度，以自动切换采用履带轮或麦克纳姆轮行进，自适应调节底盘横向宽度。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，包括左右两个麦轮安装座，两个麦轮安装座上分别安装有麦克纳姆轮及其驱动电机，两个麦轮安装座之间经横向伸缩机构连接，以配合麦克纳姆轮调节底盘横向宽度，两个麦轮安装座上侧分别经升降机构连接有升降平台，以支撑安装工作设备，左右两个升降平台下侧分别经收放机构连接有履带轮，以根据工作需要采用切换采用麦克纳姆轮或履带轮行进；还包括控制模块，所述控制模块的输出端分别与各麦克纳姆轮的驱动电机、履带轮的驱动机构、横向伸缩机构、升降机构以及收放机构的控制端电性连接，以控制各机构工作。
2.根据权利要求1所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，所述各麦轮安装座外侧分别设有前后两个麦克纳姆轮，各麦克纳姆轮分别由单独的驱动电机驱动，所述收放机构及履带轮设于升降平台下侧中部，所述麦轮安装座中部开设有通孔，以让放下的履带轮通过；当所述收放机构处于收起状态时，履带轮下侧面所处水平高度高于麦克纳姆轮下侧面所处水平高度，而当所述收放机构处于放下状态时，履带轮下侧面所处水平高度低于麦克纳姆轮下侧面所处水平高度。
3.根据权利要求2所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，所述驱动电机经电机安装座连接于麦轮安装座外侧，所述驱动电机的输出端连接麦克纳姆轮，以驱动其旋转工作。
4.根据权利要求1所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，两个升降平台之间也经横向伸缩机构连接，以增强系统稳定性。
5.根据权利要求1所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，所述升降机构包括设于麦轮安装座四周的若干个电缸机构，各电缸机构的电机固定于麦轮安装座且其传动丝杆向上与升降平台连接，以在各电缸机构同步工作时驱动升降平台升降。
6.根据权利要求1所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，所述横向伸缩机构为气缸驱动机构。
7.根据权利要求1所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，所述收放机构为起落架收放机构或气缸驱动机构。
8.根据权利要求1所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统，其特征在于，还包括摄像装置，所述摄像装置与控制模块的输入端连接。
9.一种可适应多种田间路况的底盘系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在初始状态下，将工作设备安装于系统的升降平台上，并通过控制模块控制升降机构升降，调节好工作设备的工作高度；在初始状态下，收放机构处于放下状态，所述履带轮与地面接触；
2）启动系统，通过控制模块控制履带轮工作，系统通过履带轮向前行进；
3）根据路况变化情况，当需要调节底盘横向宽度时，通过控制模块控制履带轮停止工作，并控制收放机构收起履带轮，所述麦克纳姆轮与地面接触；
4）通过控制模块控制麦克纳姆轮和横向伸缩机构工作，左右两侧的麦轮安装座及其上的升降平台在麦克纳姆轮和横向伸缩机构的带动下，同时向外或向内运动，以调节底盘横向宽度；
5）当底盘横向宽度调节结束后，通过控制模块控制麦克纳姆轮和横向伸缩机构停止工作，并控制收放机构放下履带轮，所述履带轮与地面接触；
6）通过控制模块控制履带轮继续工作，系统通过履带轮向前行进。
10.根据权利要求9所述的一种可适应多种田间路况的底盘系统的工作方法，其特征在于，摄像装置实时采集路况信息并传输给控制模块，控制模块根据路况变化情况，判断是否需要调节底盘横向宽度，以自动切换采用履带轮或麦克纳姆轮行进，自适应调节底盘横向宽度。
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