CN111727674A

CN111727674A - 一种农耕机器人及其控制方法

Info

Publication number: CN111727674A
Application number: CN202010626644.7A
Authority: CN
Inventors: 辜晓林
Original assignee: Mianyang Zhaoyu Machinery Co ltd
Current assignee: Mianyang Zhaoyu Machinery Co ltd
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2040-07-02
Also published as: CN111727674B

Abstract

本发明公开一种农耕机器人，包括动力组件、液压组件、控制组件、底盘组件、传动刀具组件和动力输出组件，所述动力组件包括柴油机、油门组件和离合器，所述柴油机输出端设有主动皮带轮，所述主动皮带轮通过三角皮带与动力输出组件连接，所述液压组件包括液压站、左转向油缸、右转向油缸、机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸，所述液压站依次通过分配液压油管和控制液压油管分别与左转向油缸、右转向油缸、机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸连通。本发明功能多样，智能化程度高。

Description

一种农耕机器人及其控制方法

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种农耕机器人及其控制方法。

背景技术

农耕机器人一般指用于农业耕种的智能机械。目前，常规的农耕机器人功能单一，不能满足实际耕种的需求。同时，现有的农耕机器人在智能方面，很难达到真正意义上的智能，还是需要人工进行操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种农耕机器人及其控制方法，功能多样，智能化程度高。

本发明所采用的技术方案是：一种农耕机器人，包括动力组件、液压组件、控制组件、底盘组件、传动刀具组件和动力输出组件，所述动力组件包括柴油机、油门组件和离合器，所述柴油机输出端设有主动皮带轮，所述主动皮带轮通过三角皮带与动力输出组件连接，所述液压组件包括液压站、左转向油缸、右转向油缸、机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸，所述液压站依次通过分配液压油管和控制液压油管分别与左转向油缸、右转向油缸、机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸连通，所述分配液压油管和控制液压油管上分别设有液压分配阀和电磁阀，所述左转向油缸和右转向油缸均与动力输出组件的行走动力输出轴连接，所述机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸分别与传动刀具组件的壳体、油门组件、离合器和动力输出组件的变速杆连接，所述控制组件包括发射器、微控制单元、蓄电池、发电机、起动机、北斗定位组件、惯性测量单元和存储芯片，所述发射器依次通过天线和无线收发模块与微控制单元通信，所述微控制单元与存储芯片通信，所述微控制单元通过继电器与起动机和每个电磁阀连接，所述北斗定位组件和惯性测量单元的信号输出端与微控制单元的信号输入端连接，所述发电机通过电源线与蓄电池的电源接口连接，所述蓄电池通过电源线与微控制单元的电源接口连接，所述起动机与柴油机连接且驱动柴油机启动。

其中一个实施例中，还包括按键，所述按键通过IO端口与微控制单元连接。

其中一个实施例中，还包括显示屏，所述微控制单元的信号输出端与显示屏的信号输入端连接。

本发明还公开了一种农耕机器人的控制方法，包括以下步骤：

a、接通发射器电源，进入步骤a或步骤g；

b、发送控制命令，进入步骤c；

c、微控制单元接收控制命令，通过继电器控制与控制命令对应的功能组件启动，进入步骤d；

d、惯性测量单元记录惯性测量数据，北斗定位组件采集北斗定位实时数据，各功能组件记录运行参数数据，形成数据包，进入步骤e；

e、将数据包传输至微控制单元，关联数据包各项数据，形成控制信息，进入步骤f；

f、将控制信息传输至存储芯片存储，进入步骤i；

g、调取控制信息，发送控制信息至微控制单元，进入步骤h，

h、按控制信息内记录的信息自动控制各功能组件启动，进入步骤h；

i、完成耕作，停机。

其中一个实施例中，步骤c-步骤h的实时数据，通过天线和无线收发模块传输至发射器。

其中一个实施例中，步骤e中，可对控制信息进行命名。

本发明的有益效果在于：

1、动力组件由柴油机通过三角皮带带动，控制底盘组件行走和控制动力输出组件输出动力，以满足行走与耕种的需求；

2、液压系组件通过各油缸实现机器人的各功能，保证每个功能的独立与稳定；

3、控制组件通过继电器、无线收发模块等对整个农耕机器人进行控制，智能化程度高。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明液压组件与控制组件原理图；

图3为本发明支撑调节组件结构示意图；

图4为本发明张紧调节组件与轮连接组件结构示意图；

图5为本发明传动刀具组件结构示意图；

图6为本发明传动组件结构示意图；

图7为本发明动力输出组件结构示意图；

图8为本发明动力输出组件与传动刀具组件连接示意图；

图9为本发明动力输出盒结构示意图。

图中：1、柴油机；2、油门组件；3、离合器；4、主动皮带轮；5、三角皮带；6、液压站；7、左转向油缸；8、右转向油缸；9、机具升降油缸；10、油门控制油缸；11、离合油缸；12、档位调整油缸；13、分配液压油管；14、控制液压油管；15、液压分配阀；16、电磁阀；17、发射器；18、微控制单元；19、蓄电池；20、发电机；21、起动机；22、继电器；23、北斗定位组件；24、惯性测量单元；25、存储芯片；26、天线；27、无线收发模块；28、电源线；29、按键；30、显示屏；31、底盘；32、张紧轮；33、工作轮；34、驱动轮；35、橡胶履带；36、支撑调节组件；37、轮连接组件；38、张紧调节组件；39、壳体；40、上轴承；41、下轴承；42、上轴；43、下轴；44、第一上链轮；45、第二上链轮；46、下链轮；47、刀具链条；48、刀具六方轴；49、固定孔；50、固定刀架；51、刀片；52、双向控制变速箱；53、从动皮带轮；54、动力输出连接箱；55、变速杆；56、动力输出盒；57、封板；58、连接箱齿轮；59、连接链轮；60、动力输出链条；61、行走动力输出轴；62、油封；321、轮体；361、轮支架；362、支撑架；363、支撑张紧弹簧；364、连接弹簧；365、支架衬套；371、轮衬套；372、轮轴承；373、轮套管；381、张紧六方套；382、张紧六方杆；383、弹簧正心块；384、调节张紧弹簧；385、调节螺母；386、张紧座；561、盒体；562、安装腔；563、输出腔；564、密封槽。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，一种农耕机器人，包括动力组件、液压组件、控制组件、底盘31组件、传动刀具组件和动力输出组件，所述动力组件包括柴油机1、油门组件2和离合器3，所述柴油机1输出端设有主动皮带轮4，所述主动皮带轮4通过三角皮带5与动力输出组件连接，所述液压组件包括液压站6、左转向油缸7、右转向油缸8、机具升降油缸9、油门控制油缸10、离合油缸11和档位调整油缸12，所述液压站6依次通过分配液压油管13和控制液压油管14分别与左转向油缸7、右转向油缸8、机具升降油缸9、油门控制油缸10、离合油缸11和档位调整油缸12连通，所述分配液压油管13和控制液压油管14上分别设有液压分配阀15和电磁阀16，所述左转向油缸7和右转向油缸8均与动力输出组件的行走动力输出轴61连接，所述机具升降油缸9、油门控制油缸10、离合油缸11和档位调整油缸12分别与传动刀具组件的壳体39、油门组件2、离合器3和动力输出组件的变速杆55连接，所述控制组件包括发射器17、微控制单元18、蓄电池19、发电机20、起动机21、北斗定位组件23、惯性测量单元24和存储芯片25，所述发射器17依次通过天线26和无线收发模块27与微控制单元18通信，所述微控制单元18与存储芯片25通信，所述微控制单元18通过继电器22与起动机21和每个电磁阀16连接，所述北斗定位组件23和惯性测量单元24的信号输出端与微控制单元18的信号输入端连接，所述发电机20通过电源线28与蓄电池19的电源接口连接，所述蓄电池19通过电源线28与微控制单元18的电源接口连接，所述起动机21与柴油机1连接且驱动柴油机1启动。

本实施例中，还包括按键29，所述按键29通过IO端口与微控制单元18连接。

本实施例中，还包括显示屏30，所述微控制单元18的信号输出端与显示屏30的信号输入端连接。

本发明工作时，发电机20发电，将电力储存到蓄电池19，通过微控制单元18为各用电部件供电。发射器17通过天线26和无线收发模块27对微控制单元18发送相应的指令。如需让农耕机器人运转，微控制单元18通过继电器22控制起动机21启动，从而启动柴油机1。柴油机1启动，通过主动皮带轮4和三角皮带5将动力传输至动力输出组件，动力输出组件通过双向控制变速箱52可将动力输出至底盘31组件的驱动轮34和传动刀具组件的传动组件，从而驱动农耕机器人行走和农耕机器人刀具组件的运转，从而开始进行农耕。在这个过程中，液压站6通过分配液压油管13将驱动油分配至控制液压油管14，微控制单元18可通过继电器22分别控制左转向油缸7、右转向油缸8、机具升降油缸9、油门控制油缸10、离合油缸11和档位调整油缸12对应控制液压油管14的电磁阀16，将控制油加入各油缸，从而实现左转、右转、机具升降、油门控制、离合控制和档位调节的功能。上述油缸运行的过程中，左转向油缸7和右转向油缸8同时启动可实现刹车。在农耕机器人耕种的过程中，北斗定位组件23和惯性测量单元24记录实时数据，并最终传输至存储芯片25存储。按键29通过IO端口与微控制单元18连接，可对微控制单元18进行控制。

a、接通发射器17电源，进入步骤a或步骤g；

b、发送控制命令，进入步骤c；

c、微控制单元18接收控制命令，通过继电器22控制与控制命令对应的功能组件启动，进入步骤d；

d、惯性测量单元24记录惯性测量数据，北斗定位组件23采集北斗定位实时数据，各功能组件记录运行参数数据，形成数据包，进入步骤e；

e、将数据包传输至微控制单元18，关联数据包各项数据，形成控制信息，进入步骤f；

f、将控制信息传输至存储芯片25存储，进入步骤i；

g、调取控制信息，发送控制信息至微控制单元18，进入步骤h，

i、完成耕作，停机。

本实施例中，步骤c-步骤h的实时数据，通过天线26和无线收发模块27传输至发射器17。

本实施例中，步骤e中，可对控制信息进行命名。

本发明动力组件由柴油机1通过三角皮带5带动，控制底盘31组件行走和控制动力输出组件输出动力，以满足行走与耕种的需求；液压系组件通过各油缸实现机器人的各功能，保证每个功能的独立与稳定；控制组件通过继电器22、无线收发模块27等对整个农耕机器人进行控制，智能化程度高。

本发明所述的底盘组件包括底盘31和设置于底盘31两端的行走组件，所述行走组件包括数个张紧轮32、数个工作轮33和与动力输出组件连接的驱动轮34，数个所述张紧轮32、数个所述工作轮33和所述驱动轮34外侧设有由驱动轮34驱动运行且内侧分别与数个工作轮33和数个张紧轮32接触的橡胶履带35，所述橡胶履带35内侧位于中部的位置设有支撑调节组件36，数个所述工作轮33设置于支撑调节组件36下方且与橡胶履带35接触，数个所述张紧轮32和所述驱动轮34设置于支撑调节组件36上方且与橡胶履带35接触，数个所述张紧轮32之间通过张紧调节组件38连接。数个所述张紧轮32、数个所述工作轮33和所述驱动轮34均包括两轮体321，两所述轮体321之间通过轮连接组件37连接。所述轮连接组件37包括轮衬套371，所述轮衬套371两端设有轮轴承372，两所述轮轴承372之间通过轮套管373与轮体321连接。所述支撑调节组件36包括下部开有开口的轮支架361和下部开有开口的支撑架362，所述轮支架361和支撑架362之间通过支撑张紧弹簧363和连接弹簧364连接，所述轮支架361和支撑架362外侧均设有延伸至其开口内侧的支架衬套365，所述轮支架361的支架衬套365与所述支撑架362的支架衬套365之间通过支架螺杆连接，当所述支架螺杆与所述支架衬套365连接时，所述轮支架361顶部位于支撑架362下部开口内侧。所述张紧调节组件38包括张紧六方套381、与其中一张紧轮32的轮衬套371连接且穿过张紧六方套381的张紧六方杆382和设置于支撑架362顶部的弹簧正心块383，所述张紧六方杆382穿过张紧六方套381且可沿张紧六方套381的轴线方向移动，所述张紧六方杆382远离张紧轮32的一端设有调节张紧弹簧384，所述调节张紧弹簧384远离张紧六方杆382的一端穿过弹簧正心块383且与另一张紧轮32的轮衬套371连接，所述调节张紧弹簧384两端分别设有调节螺母385。所述张紧调节组件38还包括设置于支撑架362顶部的张紧座386，所述张紧六方套381设置于张紧座386顶部。

本发明所述的传动刀具组件包括数组刀具组件和与数组刀具组件连接且驱动数组刀具组件运转的传动组件，所述传动组件包括壳体39，所述壳体39内部位于两端的位置分别设有上轴承40和下轴承41，所述上轴承40和下轴承41内分别设有至少其中一端延伸至壳体39外侧的上轴42和下轴43，所述上轴42其中一端延伸至壳体39外侧且远离壳体39的一端设有与动力输出组件连接的第一上链轮44，所述下轴43两端均延伸至壳体39外侧，所述上轴42和下轴43上位于壳体39内侧且靠近上轴承40和下轴承41的位置分别设有第二上链轮45和下链轮46，所述第二上链轮45和下链轮46之间通过刀具链条47连接，所述刀具组件包括与所述下轴43两端连接的刀具六方轴48，所述刀具六方轴48上设有数组旋转刀具。所述刀具六方轴48靠近下轴43的一端开有通过螺栓与下轴43紧固连接的固定孔49。所述旋转刀具包括与刀具六方轴48连接的固定刀架50和设置于固定刀架50远离刀具六方轴48一端的数个刀片51。

本发明所述的动力输出组件包括内部设有变速组件的双向控制变速箱52、设置于双向控制变速箱52其中一侧与动力组件连接的从动皮带轮53、设置于双向控制变速箱52远离从动皮带轮53一端与双向控制变速箱52连接且内部设有动力输出组件的动力输出连接箱54和设置于双向控制变速箱52顶部且调节双向控制变速箱52运转速度的变速杆55，所述从动皮带轮53与双向控制变速箱52内部的变速组件连接，所述动力输出连接箱54外侧靠近传动刀具组件的一端设有内部中空的动力输出盒56，所述动力输出盒56内部设有其中一端延伸至动力输出盒56外侧的连接箱轴，所述连接箱轴上位于动力输出盒56内的位置套接有连接箱齿轮58，所述动力输出连接箱54内部的动力输出组件与连接箱齿轮58连接且驱动连接箱齿轮58运转，所述连接箱轴位于动力输出连接箱54外侧且远离动力输出连接箱54的一端设有连接链轮59，所述连接链轮59通过动力输出链条60与传动刀具组件的第一上链轮44连接，所述双向控制变速箱52远离从动皮带轮53的一端设有与驱动轮34连接的行走动力输出轴61，所述双向控制变速箱52内部的变速组件与行走动力输出轴61连接且驱动其运转。所述连接箱轴上位于连接箱齿轮58两端且位于动力输出盒56内侧的位置分别设有油封62。所述动力输出盒56包括盒体561，所述盒体561内部开有两端与盒体561外侧连通的安装腔562，所述盒体561靠近动力输出连接箱54的一端开有与安装腔562连通的输出腔563。所述盒体561位于安装腔562两端的外侧开有密封槽564，所述密封槽564均设有与密封槽564密封连接的封板57。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种农耕机器人，其特征在于，包括动力组件、液压组件、控制组件、底盘组件、传动刀具组件和动力输出组件，所述动力组件包括柴油机、油门组件和离合器，所述柴油机输出端设有主动皮带轮，所述主动皮带轮通过三角皮带与动力输出组件连接，所述液压组件包括液压站、左转向油缸、右转向油缸、机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸，所述液压站依次通过分配液压油管和控制液压油管分别与左转向油缸、右转向油缸、机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸连通，所述分配液压油管和控制液压油管上分别设有液压分配阀和电磁阀，所述左转向油缸和右转向油缸均与动力输出组件的行走动力输出轴连接，所述机具升降油缸、油门控制油缸、离合油缸和档位调整油缸分别与传动刀具组件的壳体、油门组件、离合器和动力输出组件的变速杆连接，所述控制组件包括发射器、微控制单元、蓄电池、发电机、起动机、北斗定位组件、惯性测量单元和存储芯片，所述发射器依次通过天线和无线收发模块与微控制单元通信，所述微控制单元与存储芯片通信，所述微控制单元通过继电器与起动机和每个电磁阀连接，所述北斗定位组件和惯性测量单元的信号输出端与微控制单元的信号输入端连接，所述发电机通过电源线与蓄电池的电源接口连接，所述蓄电池通过电源线与微控制单元的电源接口连接，所述起动机与柴油机连接且驱动柴油机启动。

2.根据权利要求1所述的一种农耕机器人，其特征在于：还包括按键，所述按键通过IO端口与微控制单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种农耕机器人，其特征在于，还包括显示屏，所述微控制单元的信号输出端与显示屏的信号输入端连接。

4.一种农耕机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、接通发射器电源，进入步骤a或步骤g；

b、发送控制命令，进入步骤c；

f、将控制信息传输至存储芯片存储，进入步骤i；

i、完成耕作，停机。

5.根据权利要求3所述的一种农耕机器人的控制方法，其特征在于，步骤c-步骤h的实时数据，通过天线和无线收发模块传输至发射器。

6.根据权利要求3所述的一种农耕机器人的控制方法，其特征在于，步骤e中，可对控制信息进行命名。