CN113079777B - 一种用于农业机械无人驾驶的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，属于无人驾驶技术领域。一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括车体，所述车体底面设有车轮，所述车轮中部设有支撑杆，所述支撑杆顶端设有矩形箱体，所述矩形箱体内设有驱动调节机构，所述车体顶面设有储料箱，所述储料箱底端内部设有定量机构，所述储料箱下方的位置设有振荡分料机构。本发明中车体上嵌设有储料箱，并在储料箱底端设置自动出料的定量机构以及振荡均匀分料的振荡分料机构，并且定量机构及振荡分料机构均通过第三伺服电机驱动工作，出料的速度，受第三伺服电机转动控制，另外定量机构及振荡分料机构之间通过链条及齿轮同步运动实现出料速度与振荡频率成正比。

Description

一种用于农业机械无人驾驶的控制装置

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种用于农业机械无人驾驶的控制装置。

背景技术

农业机械自动化及智能化水平不断提高，用户对农业机械的自动化程度提出了更高的要求。

在反季节大棚果蔬种植过程中，由于环境密闭，空用无人机设备活动空间有限不便于操作使用，普通大棚果蔬种植过程中，会均匀搭建灌溉设备，实现均匀喷洒灌溉，增加效率以及节约资源。但是在果蔬施肥过程中由于肥料固体颗粒化，如果按照灌溉方式分布搭建施肥设备，存在堵塞频繁、维护成本高等问题。

因此在设计提供一种便于施肥使用的农用机械设备就显得尤为重要，另外设备操作空间有限为了使用方便提供了在设备移动转向以及施肥作业可实现无人驾驶远程操作的的自动化装置。

因此设计一种用于农业机械无人驾驶的控制装置就显得非常有必要了。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有大棚果蔬种植施肥方式不便的问题而提出的一种用于农业机械无人驾驶的控制装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括车体，所述车体底面四角的下方均设有车轮，所述车轮中部设有连接轴，所述连接轴中部竖直连接有支撑杆，所述支撑杆呈端矩形中空结构设置，所述支撑杆顶端设有矩形箱体，所述矩形箱体内部设有驱动调节机构，所述车体顶面中部设有储料箱，所述储料箱穿过车体延伸至其下方，所述储料箱底端内部设有定量机构，所述储料箱下方的位置设有振荡分料机构。

优选的，所述矩形箱体内端与车体外壁连接固定，所述支撑杆底端呈中空圆球型结构设置，所述支撑杆顶面延伸至矩形箱体内部并与其转动连接。

优选的，所述驱动调节机构包括第一伺服电机，所述第一伺服电机设于矩形箱体内部相对于支撑杆内侧的位置，所述支撑杆顶端内部相对于矩形箱体内部的位置外侧套设有转动座，所述转动座固设于矩形箱体内部并与转动座转动连接，所述转动座一侧顶部连接有蜗杆，所述支撑杆顶面延伸至转动座上方并套接有与蜗杆啮合的蜗轮。

优选的，所述支撑杆中部转动连接有转动杆A，所述转动杆A顶面延伸至支撑杆上方并套接有锥齿轮A，所述第一伺服电机输出轴上套接有与锥齿轮A垂直啮合的锥齿轮B，所述蜗杆一端连接有第二伺服电机，所述支撑杆底端套设于车轮的转动连轴上，所述车轮转动连接轴上相对于支撑杆底端内部的位置套接有锥齿轮C，所述转动杆A底端延伸至支撑杆底端并套接有与锥齿轮C垂直啮合的锥齿轮D。

优选的，所述储料箱中部呈V型的倾斜结构设置，所述储料箱中部沿V型斜面底端横向开设有与底端连通的限位槽，所述定量机构包括分料杆，所述分料杆呈圆柱形型结构设置穿过限位槽下方位置的储料箱并将限位槽密封，所述分料杆与储料箱转动连接，所述分料杆外壁呈环形等间距开始有多个分料凹槽，所述限位槽下方相对于多个分料凹槽的位置均连接有输料管，所述输料管与分料杆接触并转动连接。

优选的，所述车体底面相对于储料箱左右两侧的位置设有驱动箱，位于左侧的所述驱动箱内部设有第三伺服电机，所述分料杆左右两端分别延伸至驱动箱内部并与其转动连接，所述分料杆左端与第三伺服电机输出轴端部连接固定。

优选的，所述振荡分料机构包括呈向前倾斜的振荡板，所述振荡板设于与储料箱的下方，所述振荡板左右两端顶面均呈倾斜结构设置有两个连接杆A，所述连接杆A上下两端分别连接有转动支座，所述转动支座分别与振荡板及储料箱转动连接，所述振荡板前端底面连接有限位杆，所述限位杆左右两端均延伸至储料箱的左右两侧。

优选的，所述振荡分料机构还包括两个转动杆B，所述转动杆B设于驱动箱内部，所述转动杆B及分料杆外壁均套接有齿轮，其中一个所述齿轮上套设有链条，连个所述齿轮通过链条啮合连接，所述转动杆B一端穿出驱动箱并套接有凸轮，所述凸轮另一端通过连接杆B与限位杆转动连接。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，具备以下有益效果：

1、本发明提供一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，其中包括车体及车轮，车体顶面开槽并嵌设有储料箱，并在储料箱底端设置自动出料的定量机构以及振荡均匀分料的振荡分料机构，并且定量机构及振荡分料机构均通过第三伺服电机驱动工作，出料的速度，受到第三伺服电机转动控制，另外定量机构及振荡分料机构之间通过链条及齿轮同步运动，因此出料速度与振荡频率成正比。

2、本发明在车轮的中部安装了转动连接轴，并在车轮转动连接轴上套设了支撑杆，并且支撑杆呈中空结构设置，在内部安装了转动杆A，支撑杆顶部连接安装有与车体固定的矩形箱体，矩形箱体中的驱动调节机构分别控制支撑杆及转动杆A的转动，支撑杆的转动实现车轮的转向，而转动杆A则驱动车轮运动。

3、本发明中储料箱用于放置肥料，在储料箱底端位置呈V型的倾斜结构设置便于肥料的聚拢以及出料，储料箱中部沿V型斜面底端横向开设有与底端连通的限位槽则为出料孔，但是为了均匀出料避免浪费，因此在限位槽的位置转动设置了分料杆，其中的分料杆均匀开设了多个分料凹槽，分料杆在进行密封限位槽的同时，肥料定量的流入分料凹槽内部并随着分料杆的转动向下流出，而在分料杆下方的输料管则作为承接输送肥料的目的，并且避免肥料散乱。

4、本发明中振荡分料机构的工作原理是在第三伺服电机转动时分料杆与转动杆B同步转动，转动杆B与穿过凸轮的一端并与其连接固定，实现凸轮做圆周摆动，凸轮转动过程中会带动连接杆B及限位杆往复运动，通过高频的转动速度实现了肥料的振荡，其中振荡速度与分料杆转动粉料的速度成正比，保证出料的均匀。

附图说明

图1为本发明的整体前视结构示意图；

图2为本发明的整体左侧俯视结构示意图；

图3为本发明的支撑杆与矩形箱体前侧剖面及相关组件拆分结构示意图；

图4为本发明的支撑杆与矩形箱体前侧剖面局部结构示意图；

图5为本发明的支撑杆与矩形箱体组件前侧剖面拆分结构示意图；

图6为本发明的储料箱前侧剖面及相关组件结构示意图；

图7为本发明的储料箱前侧剖面及相关组件拆分结构示意图。

图号说明：1、车体；2、车轮；201、连接轴；3、支撑杆；4、驱动调节机构；401、第一伺服电机；402、转动座；403、蜗杆；404、蜗轮；405、转动杆A；406、锥齿轮A；407、锥齿轮B；408、第二伺服电机；409、锥齿轮C；410、锥齿轮D；5、储料箱；501、限位槽；6、定量机构；601、分料杆；602、分料凹槽；603、输料管；604、驱动箱；605、第三伺服电机；7、振荡分料机构；701、振荡板；702、连接杆A；703、转动杆B；704、凸轮；705、连接杆B；706、限位杆；707、转动支座；708、齿轮；709、链条；8、矩形箱体。

具体实施方式

下面将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、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-2，一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括车体1，车体1底面四角的下方均设有车轮2，车轮2中部设有连接轴201，连接轴201中部竖直连接有支撑杆3，支撑杆3呈端矩形中空结构设置，支撑杆3顶端设有矩形箱体8，矩形箱体8内部设有驱动调节机构4，车体1顶面中部设有储料箱5，储料箱5穿过车体1延伸至其下方，储料箱5底端内部设有定量机构6，储料箱5下方的位置设有振荡分料机构7。

矩形箱体8内端与车体1外壁连接固定，支撑杆3底端呈中空圆球型结构设置，支撑杆3顶面延伸至矩形箱体8内部并与其转动连接。

本发明提供一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，其中包括车体1及车轮2，车体1开孔并嵌设有储料箱5，并在储料箱5底端设置自动出料的定量机构6以及以及振荡均匀分料的振荡分料机构7，并且定量机构6及振荡分料机构7均通过第三伺服电机605驱动工作，出料的速度，受到第三伺服电机605转动控制，另外定量机构6及振荡分料机构7之间通过链条709及齿轮708同步运动的，因此出料速度与振荡频率成正比。

本发明在车轮2的中部安装了转动连接轴，并在车轮2转动连接轴上套设了支撑杆3，并且支撑杆3呈中空结构设置，在内部安装了转动杆A405，支撑杆3顶部连接安装有与车体1固定的矩形箱体8，矩形箱体8中的驱动调节机构4分别控制支撑杆3及转动杆A405的转动，支撑杆3的转动实现车轮2的转向，而转动杆A405则驱动车轮2运动。

本发明中在驱动调节机构4以及定量机构6中均涉及到在工作电机，具体的是第一伺服电机401、第二伺服电机408及第三伺服电机605，其中以上电机均通过电源线与外部控制电源连接，并且以上电机均独立连接了控制板，控制板上搭载了嵌入式控制模块智能控制该系统以及5G无线通讯广播模块，并且控制板与远程控制软件和手机APP无线通讯，可以实现远程无线操控本发明设备的移动及工作。

实施例2：

请参阅图3-5，基于实施例1又有所不同之处在于；驱动调节机构4包括第一伺服电机401，第一伺服电机401设于矩形箱体8内部相对于支撑杆3内侧的位置，支撑杆3顶端内部相对于矩形箱体8内部的位置外侧套设有转动座402，转动座402固设于矩形箱体8内部并与转动座402转动连接，转动座402一侧顶部连接有蜗杆403，支撑杆3顶面延伸至转动座402上方并套接有与蜗杆403啮合的蜗轮404。

支撑杆3中部转动连接有转动杆A405，转动杆A405顶面延伸至支撑杆3上方并套接有锥齿轮A406，第一伺服电机401输出轴上套接有与锥齿轮A406垂直啮合的锥齿轮B407，蜗杆403一端连接有第二伺服电机408，支撑杆3底端套设于车轮2的转动连轴上，车轮2转动连接轴201上相对于支撑杆3底端内部的位置套接有锥齿轮C409，转动杆A405底端延伸至支撑杆3底端并套接有与锥齿轮C409垂直啮合的锥齿轮D410。

本发明中涉及的驱动调节机构4主要安装于矩形箱体8内部，并以此与车体1连接固定，便于安装排布电源线以及信号线，驱动调节机构4包括转动座402，该转动座402设置于矩形箱体8中部并呈中空设置，第一伺服电机401及第二伺服电机408并排设置于转动座402的一侧并将输出轴对向转动座402方向，支撑杆3向上穿过矩形箱体8底面及转动座402延伸到转动座402的上方，同时支撑杆3外壁与矩形箱体8底面及转动座402内壁转动连接，支撑杆3在顶部套接了蜗轮404，在转动座402的一侧有转动连接了蜗杆403，并将蜗轮404与蜗杆403啮合，另外蜗杆403直接与第二伺服电机408连接固定。

本发明中支撑杆3底端呈中空圆球型结构设置并套设在车轮2转动连接轴上，其中支撑杆3与车轮2转动连接轴之间存在密封的环形空间，并在环形空间内部车轮2转动连接轴上套接了锥齿轮C409，另外支撑杆3中部转动连接了转动杆A405，转动杆A405底端延伸到此环形空间内部并套接有与锥齿轮C409垂直啮合的锥齿轮锥齿轮D410，与此同时转动杆A405的顶部向上延伸至支撑杆3的上方，支撑杆3在顶部同样设置了锥齿轮A406，而第一伺服电机401的输出轴上将套接有与锥齿轮A406垂直啮合的锥齿轮B407。

本发明中车体1移动的工作原理是，在第一伺服电机401及第二伺服电机408与外部控制电源连接后，通过手机等无线远程控制程序操控控制板，实现第一伺服电机401及第二伺服电机408分别独立工作，具体的是，启动第一伺服电机401后，通过锥齿轮A406与锥齿轮B407的垂直啮合实现转动杆A405的转动，另一端锥齿轮C409与锥齿轮D410的垂直啮合带动了车轮2转动，实现本发明的设备的移动工作，需要注意的是，支撑杆3的底端与车轮2转动连接轴之间转动连接；与此同时第二伺服电机408在启动后，将会带动蜗杆403转动，在蜗杆403与蜗轮404的啮合条件下，实现了蜗轮404以及支撑杆3的转动，其中利用蜗杆403驱动蜗轮404可以大大降低转动比，将第二伺服电机408输出转速平缓的传送至支撑杆3上，支撑杆3的转动将改变车轮2的行进方向，因此缓慢调节可增加稳定性。

实施例3：

请参阅图6-7，基于实施例1-2又有所不同之处在于；储料箱5中部呈V型的倾斜结构设置，储料箱5中部沿V型斜面底端横向开设有与底端连通的限位槽501，定量机构6包括分料杆601，分料杆601呈圆柱形型结构设置穿过限位槽501下方位置的储料箱5并将限位槽501密封，分料杆601与储料箱5转动连接，分料杆601外壁呈环形等间距开始有多个分料凹槽602，限位槽501下方相对于多个分料凹槽602的位置均连接有输料管603，输料管603与分料杆601接触并转动连接。

车体1底面相对于储料箱5左右两侧的位置设有驱动箱604，位于左侧的驱动箱604内部设有第三伺服电机605，分料杆601左右两端分别延伸至驱动箱604内部并与其转动连接，分料杆601左端与第三伺服电机605输出轴端部连接固定。

本发明中储料箱5用于放置肥料，在储料箱5底端位置呈V型的倾斜结构设置便于肥料的聚拢以及出料，储料箱5中部沿V型斜面底端横向开设有与底端连通的限位槽501则为出料孔，但是为了均匀出料避免浪费，因此在限位槽501的位置转动设置了分料杆601，其中的分料杆601均匀开设了多个分料凹槽602，分料杆601在进行密封限位槽501的同时，肥料定量的流入分料凹槽602内部并随着分料杆601的转动向下流出，而在分料杆601下方的输料管603则作为承接输送肥料的目的，并且避免肥料散乱。

本发明中在车体1底面相对于储料箱5左右两侧的位置设有驱动箱604，将分料杆601的左右两端分别延伸至驱动箱604内部，并在其中一个驱动箱604内部安装于分料杆601连接固定的第三伺服电机605，通过启动并控制第三伺服电机605转动实现分料。

实施例4：

请参阅图6-7，基于实施例1-3又有所不同之处在于；振荡分料机构7包括呈向前倾斜的振荡板701，振荡板701设于与储料箱5的下方，振荡板701左右两端顶面均呈倾斜结构设置有两个连接杆A702，连接杆A702上下两端分别连接有转动支座707，转动支座707分别与振荡板701及储料箱5转动连接，振荡板701前端底面连接有限位杆706，限位杆706左右两端均延伸至储料箱5的左右两侧。

振荡分料机构7还包括两个转动杆B703，转动杆B703设于驱动箱604内部，转动杆B703及分料杆601外壁均套接有齿轮708，其中一个齿轮708上套设有链条709，连个齿轮708通过链条709啮合连接，转动杆B703一端穿出驱动箱604并套接有凸轮704，凸轮704另一端通过连接杆B705与限位杆706转动连接。

本发明在储料箱5的下方呈倾斜结构设置了振荡板701，并振荡板701与储料箱5底面转动连接，其中振荡板701前侧底面设置了限位杆706向左右宽度超出了储料箱5，同时储料箱5内部设置了一个与分料杆601平行的转动杆B703，分料杆601与转动杆B703在储料箱5内部通过链条709及齿轮708连接，而转动杆B703另一端向外穿出储料箱5并在端部连接了凸轮704，将凸轮704另一端通过连接杆B705与限位杆706转动连接。

本发明中振荡分料机构7的工作原理是在第三伺服电机605转动时分料杆601与转动杆B703同步转动，转动杆B703与穿过凸轮704的一端并与其连接固定，实现凸轮704做圆周摆动，凸轮704转动过程中会带动连接杆B705及限位杆706往复运动，通过高频的转动速度实现了肥料的振荡，其中振荡速度与分料杆601转动粉料的速度成正比，保证出料的均匀。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，包括车体（1），其特征在于：所述车体（1）底面四角的下方均设有车轮（2），所述车轮（2）中部设有连接轴（201），所述连接轴（201）中部竖直连接有支撑杆（3），所述支撑杆（3）呈端矩形中空结构设置，所述支撑杆（3）顶端设有矩形箱体（8），所述矩形箱体（8）内部设有驱动调节机构（4），所述车体（1）顶面中部设有储料箱（5），所述储料箱（5）穿过车体（1）延伸至其下方，所述储料箱（5）底端内部设有定量机构（6），所述储料箱（5）中部呈V型的倾斜结构设置，所述储料箱（5）中部沿V型斜面底端横向开设有与底端连通的限位槽（501），所述定量机构（6）包括分料杆（601），所述分料杆（601）呈圆柱形型结构设置穿过限位槽（501）下方位置的储料箱（5）并将限位槽（501）密封，所述分料杆（601）与储料箱（5）转动连接，所述分料杆（601）外壁呈环形等间距开始有多个分料凹槽（602），所述限位槽（501）下方相对于多个分料凹槽（602）的位置均连接有输料管（603），所述输料管（603）与分料杆（601）接触并转动连接，所述车体（1）底面相对于储料箱（5）左右两侧的位置设有驱动箱（604），位于左侧的所述驱动箱（604）内部设有第三伺服电机（605），所述分料杆（601）左右两端分别延伸至驱动箱（604）内部并与其转动连接，所述分料杆（601）左端与第三伺服电机（605）输出轴端部连接固定；

所述储料箱（5）下方的位置设有振荡分料机构（7），所述振荡分料机构（7）包括呈向前倾斜的振荡板（701），所述振荡板（701）设于与储料箱（5）的下方，所述振荡板（701）左右两端顶面均呈倾斜结构设置有两个连接杆A（702），所述连接杆A（702）上下两端分别连接有转动支座（707），所述转动支座（707）分别与振荡板（701）及储料箱（5）转动连接，所述振荡板（701）前端底面连接有限位杆（706），所述限位杆（706）左右两端均延伸至储料箱（5）的左右两侧，所述振荡分料机构（7）还包括两个转动杆B（703），所述转动杆B（703）设于驱动箱（604）内部，所述转动杆B（703）及分料杆（601）外壁均套接有齿轮（708），其中一个所述齿轮（708）上套设有链条（709），连个所述齿轮（708）通过链条（709）啮合连接，所述转动杆B（703）一端穿出驱动箱（604）并套接有凸轮（704），所述凸轮（704）另一端通过连接杆B（705）与限位杆（706）转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，其特征在于：所述矩形箱体（8）内端与车体（1）外壁连接固定，所述支撑杆（3）底端呈中空圆球型结构设置，所述支撑杆（3）顶面延伸至矩形箱体（8）内部并与其转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，其特征在于：所述驱动调节机构（4）包括第一伺服电机（401），所述第一伺服电机（401）设于矩形箱体（8）内部相对于支撑杆（3）内侧的位置，所述支撑杆（3）顶端内部相对于矩形箱体（8）内部的位置外侧套设有转动座（402），所述转动座（402）固设于矩形箱体（8）内部并与转动座（402）转动连接，所述转动座（402）一侧顶部连接有蜗杆（403），所述支撑杆（3）顶面延伸至转动座（402）上方并套接有与蜗杆（403）啮合的蜗轮（404）。

4.根据权利要求3所述的一种用于农业机械无人驾驶的控制装置，其特征在于：所述支撑杆（3）中部转动连接有转动杆A（405），所述转动杆A（405）顶面延伸至支撑杆（3）上方并套接有锥齿轮A（406），所述第一伺服电机（401）输出轴上套接有与锥齿轮A（406）垂直啮合的锥齿轮B（407），所述蜗杆（403）一端连接有第二伺服电机（408），所述支撑杆（3）底端套设于车轮（2）的转动连轴上，所述车轮（2）转动连接轴（201）上相对于支撑杆（3）底端内部的位置套接有锥齿轮C（409），所述转动杆A（405）底端延伸至支撑杆（3）底端并套接有与锥齿轮C（409）垂直啮合的锥齿轮D（410）。

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