CN113079805B - 一种无人化自主作业的四轮割草机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种割草机，具体说是无人化自主作业的四轮割草机。它包括四轮驱动车，四轮驱动车有电子控制器，四轮驱动车的前端连接有割草盘。其特点是所述四轮驱动车上有智能控制器，四轮驱动车的前端上有相机和激光雷达，四轮驱动车的顶部有GNSS定位天线，所述电子控制器、相机、激光雷达和GNSS定位天线均与智能控制器呈电连接。该割草机可自动作业，工作效率较高。

Description

一种无人化自主作业的四轮割草机

技术领域

本发明涉及一种割草机，具体说是无需人为干预、可自动工作的无人化自主作业的四轮割草机。

背景技术

目前，行业内使用的四轮割草机包括四轮驱动车，该四轮驱动车有电子控制器，四轮驱动车的前端连接有割草盘。这种割草机利用四轮驱动车带动割草盘进行工作，这种割草机需要人工操作电子控制器进行作业，无法实现自动化作业，作业效率较低。而且，人工操作作业时很难保证单行割草幅宽一致，存在漏割的情况，需要二次作业才能完成，进一步降低了工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无人化自主作业的四轮割草机，该割草机可自动作业，工作效率较高。

为解决上述问题，提供以下技术方案：

本发明的无人化自主作业的四轮割草机包括四轮驱动车，四轮驱动车有电子控制器，四轮驱动车的前端连接有割草盘。其特点是所述四轮驱动车上有智能控制器，四轮驱动车的前端上有相机和激光雷达，四轮驱动车的顶部有GNSS定位天线，所述电子控制器、相机、激光雷达和GNSS定位天线均与智能控制器呈电连接。

其中，所述四轮驱动车前端通过纵向铰链铰接有转动杆，纵向铰链沿四轮驱动车的纵向布置，转动杆与纵向铰链垂直。所述转动杆通过横向铰链铰接有支架，横向铰链与转动杆平行，所述割草盘位于支架下方。

所述四轮驱动车前端的底部对称固定有两个水平布置的固定杆，固定杆沿四轮驱动车的纵向布置，固定杆的一端均从四轮驱动车的前端伸出在外，两个固定杆间有固定板，所述转动杆位于固定板外侧的两个固定杆间，且转动杆的两端与两个固定杆间均有间距，所述纵向铰链位于固定板与转动杆间。所述支架包括两个平行并排布置的支撑杆，两个支撑杆分别位于两个固定杆外侧，靠近四轮驱动车的支撑杆一端间有连接杆，所述横向铰链有两个，它们分别位于纵向铰链两侧的连接杆与转动杆间。远离固定杆的支撑杆一端上均有向下弯折的弯折部，弯折部的下端均有万向轮，所述割草盘位于两个固定杆的下方间。靠近固定杆的支撑杆一端的底部均有向下伸出的限位板，靠近四轮驱动车的限位板一侧有缺口，两个限位板的缺口间有同步推杆，位于四轮驱动车下方的固定杆一端与同步推杆间均铰接有推杆电机，同步推杆与固定杆外伸端间均铰接有导向杆。

所述支撑杆的底部有两个上销座，一个上销座位于靠近四轮驱动车的支撑杆一端上，另一个上销座位于弯折部上。所述上销座下方的割草盘上表面上均有下销座。所述上销座上均有销轴，销轴的两端分别从上销座的内侧和外侧伸出，上销座的销轴内端与对应的下销座间均铰接有短连杆，靠近四轮驱动车的两个上销座的销轴间通过连接轴呈同心一体连接。所述上销座的销轴外端上均有连接臂，同一支撑杆的两个连接臂间铰接有长连杆。其中一个支撑杆弯折部的外侧固定有弧形板，弧形板的圆心位于对应销轴的轴线上，弧形板的外圆边上有向外呈90°的弯曲的伸出部，伸出部上沿其周向均布有限位口，与弧形板对应的那个连接臂上固定有调节杆，调节杆的一端穿过其中一个限位口伸出在外。

所述割草盘包括盘体，盘体的四周有向下呈90°弯曲的下翻边，靠近四轮驱动车的下翻边一边为锯齿状的橡胶条。所述盘体上有三个割草电机，割草电机与所述电子控制器呈电连接，三个割草电机分别位于一个等腰三角形的三个顶点上，割草电机输出轴的下端穿过盘体伸出到下翻边内，割草电机的输出轴与盘体间呈转动状配合，割草电机输出轴的下端上有割刀。

所述四轮驱动车电动转向系统的输出轴的末端安装有角度传感器，角度传感器与所述电子控制器呈电连接。

采取以上方案，具有以下优点：

由于本发明的无人化自主作业的四轮割草机的四轮驱动车上有智能控制器，四轮驱动车的前端上有相机和激光雷达，四轮驱动车的顶部有GNSS定位天线，电子控制器、相机、激光雷达和GNSS定位天线均与智能控制器呈电连接。使用时，智能控制器通过GNSS定位天线获取到高精度的定位信息，通过激光雷达和相机感知周边的环境，并将这些信息进行整合和综合判断后向四轮驱动车的电子控制器下达控制指令，电子控制器根据控制指令控制割草盘和四轮驱动车的电路系统、EPS转向系统、灯光照明系统、电源管理系统、遥控通信系统、行走系统运行，从而实现无人化自主作业。因而，这种割草机的可实现自动化作业，作业效率较高。而且，自主作业可保证单行割草幅宽一致，避免了漏割的情况，无需二次作业，进一步提高了作业的效率。

附图说明

图1是本发明的无人化自主作业的四轮割草机的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是本发明的无人化自主作业的四轮割草机在仰视状态下的立体示意图；

图4是图3的B部放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1~4所示，本发明的无人化自主作业的四轮割草机包括四轮驱动车1，四轮驱动车1有电子控制器29，四轮驱动车1的前端连接有割草盘。所述四轮驱动车1上有智能控制器30，四轮驱动车1的前端上有相机3和激光雷达2，四轮驱动车1的顶部有GNSS定位天线23，所述电子控制器29、相机3、激光雷达2和GNSS定位天线23均与智能控制器30呈电连接。所述智能控制器30为NCU控制单元。

所述四轮驱动车1前端通过纵向铰链22铰接有转动杆16，纵向铰链22沿四轮驱动车1的纵向布置，转动杆16与纵向铰链22垂直。所述转动杆16通过横向铰链6铰接有支架，横向铰链6与转动杆16平行，所述割草盘位于支架下方。

所述四轮驱动车1前端的底部对称固定有两个水平布置的固定杆5，固定杆5沿四轮驱动车1的纵向布置，固定杆5的一端均从四轮驱动车1的前端伸出在外，两个固定杆5间有固定板4，所述转动杆16位于固定板4外侧的两个固定杆5间，且转动杆16的两端与两个固定杆5间均有间距，所述纵向铰链22位于固定板4与转动杆16间。所述支架包括两个平行并排布置的支撑杆9，两个支撑杆9分别位于两个固定杆5外侧，靠近四轮驱动车1的支撑杆9一端间有连接杆15，所述横向铰链6有两个，它们分别位于纵向铰链22两侧的连接杆15与转动杆16间。远离固定杆5的支撑杆9一端上均有向下弯折的弯折部，弯折部的下端均有万向轮13，所述割草盘位于两个固定杆5的下方间。靠近固定杆5的支撑杆9一端的底部均有向下伸出的限位板20，靠近四轮驱动车1的限位板20一侧有缺口31，两个限位板20的缺口31间有同步推杆32，位于四轮驱动车1下方的固定杆5一端与同步推杆32间均铰接有推杆电机21，同步推杆32与固定杆5外伸端间均铰接有导向杆33。

所述支撑杆9的底部有两个上销座7，一个上销座7位于靠近四轮驱动车1的支撑杆9一端上，另一个上销座7位于弯折部上。所述上销座7下方的割草盘上表面上均有下销座8。所述上销座7上均有销轴11，销轴11的两端分别从上销座7的内侧和外侧伸出，上销座7的销轴11内端与对应的下销座8间均铰接有短连杆12，靠近四轮驱动车1的两个上销座7的销轴11间通过连接轴14呈同心一体连接。所述上销座7的销轴11外端上均有连接臂24，同一支撑杆9的两个连接臂24间铰接有长连杆10。其中一个支撑杆9弯折部的外侧固定有弧形板25，弧形板25的圆心位于对应销轴11的轴线上，弧形板25的外圆边上有向外呈90°的弯曲的伸出部26，伸出部26上沿其周向均布有限位口27，与弧形板25对应的那个连接臂24上固定有调节杆28，调节杆28的一端穿过其中一个限位口27伸出在外。

所述割草盘包括盘体19，盘体19的四周有向下呈90°弯曲的下翻边18，靠近四轮驱动车1的下翻边18一边为锯齿状的橡胶条。所述盘体19上有三个割草电机17，割草电机17与所述电子控制器29呈电连接，三个割草电机17分别位于一个等腰三角形的三个顶点上，割草电机17输出轴的下端穿过盘体19伸出到下翻边18内，割草电机17的输出轴与盘体19间呈转动状配合，割草电机17输出轴的下端上有割刀34。

为了提高转向精度，所述四轮驱动车1电动转向系统的输出轴的末端安装有角度传感器，角度传感器与所述电子控制器29呈电连接。

所述智能控制器30不仅能通过卫星定位数据获取到高精度的定位信息，而且也能通过激光雷达2和相机3感知周边的环境，智能控制器30对这些信息进行整合和综合判断后向电子控制器29下达控制指令，从而实现整车的无人化自主作业。

割草盘采用横向布设，通过横向铰链6，在推杆电机21的作用下可使割草盘绕横向铰链6上下翻转；同时，通过纵向铰接，割草盘可以实现纵向的摇摆，从而使割草盘在切割复杂地型草皮时，具有防地形的能力。

本发明的无人化自主作业的四轮割草的正常作业宽度为割草盘的横向宽度。割草作业时，割草盘推杆电机21的举升推杆收缩到底，将割草盘下放到最低位置，此时同步推杆32从限位板20的缺口31中离开，割草盘与推杆电机21脱离，从而使在割草盘在纵向和横向上都可以实现一定幅度的摆动。割草盘在四轮驱动车1的推动下，割草电机17带动割刀34沿地面切割作业实现割草。

Claims (4)

1.一种无人化自主作业的四轮割草机，包括四轮驱动车（1），四轮驱动车（1）有电子控制器（29），四轮驱动车（1）的前端连接有割草盘；其特征在于所述四轮驱动车（1）上有智能控制器（30），四轮驱动车（1）的前端上有相机（3）和激光雷达（2），四轮驱动车（1）的顶部有GNSS定位天线（23），所述电子控制器（29）、相机（3）、激光雷达（2）和GNSS定位天线（23）均与智能控制器（30）呈电连接；所述四轮驱动车（1）前端通过纵向铰链（22）铰接有转动杆（16），纵向铰链（22）沿四轮驱动车（1）的纵向布置，转动杆（16）与纵向铰链（22）垂直；所述转动杆（16）通过横向铰链（6）铰接有支架，横向铰链（6）与转动杆（16）平行，所述割草盘位于支架下方；所述四轮驱动车（1）前端的底部对称固定有两个水平布置的固定杆（5），固定杆（5）沿四轮驱动车（1）的纵向布置，固定杆（5）的一端均从四轮驱动车（1）的前端伸出在外，两个固定杆（5）间有固定板（4），所述转动杆（16）位于固定板（4）外侧的两个固定杆（5）间，且转动杆（16）的两端与两个固定杆（5）间均有间距，所述纵向铰链（22）位于固定板（4）与转动杆（16）间；所述支架包括两个平行并排布置的支撑杆（9），两个支撑杆（9）分别位于两个固定杆（5）外侧，靠近四轮驱动车（1）的支撑杆（9）一端间有连接杆（15），所述横向铰链（6）有两个，它们分别位于纵向铰链（22）两侧的连接杆（15）与转动杆（16）间；远离固定杆（5）的支撑杆（9）一端上均有向下弯折的弯折部，弯折部的下端均有万向轮（13），所述割草盘位于两个固定杆（5）的下方间；靠近固定杆（5）的支撑杆（9）一端的底部均有向下伸出的限位板（20），靠近四轮驱动车（1）的限位板（20）一侧有缺口（31），两个限位板（20）的缺口（31）间有同步推杆（32），位于四轮驱动车（1）下方的固定杆（5）一端与同步推杆（32）间均铰接有推杆电机（21），同步推杆（32）与固定杆（5）外伸端间均铰接有导向杆（33）。

2.如权利要求1所述的无人化自主作业的四轮割草机，其特征在于所述支撑杆（9）的底部有两个上销座（7），一个上销座（7）位于靠近四轮驱动车（1）的支撑杆（9）一端上，另一个上销座（7）位于弯折部上；所述上销座（7）下方的割草盘上表面上均有下销座（8）；所述上销座（7）上均有销轴（11），销轴（11）的两端分别从上销座（7）的内侧和外侧伸出，上销座（7）的销轴（11）内端与对应的下销座（8）间均铰接有短连杆（12），靠近四轮驱动车（1）的两个上销座（7）的销轴（11）间通过连接轴（14）呈同心一体连接；所述上销座（7）的销轴（11）外端上均有连接臂（24），同一支撑杆（9）的两个连接臂（24）间铰接有长连杆（10）；其中一个支撑杆（9）弯折部的外侧固定有弧形板（25），弧形板（25）的圆心位于对应销轴（11）的轴线上，弧形板（25）的外圆边上有向外呈90°的弯曲的伸出部（26），伸出部（26）上沿其周向均布有限位口（27），与弧形板（25）对应的那个连接臂（24）上固定有调节杆（28），调节杆（28）的一端穿过其中一个限位口（27）伸出在外。

3.如权利要求1或2所述的无人化自主作业的四轮割草机，其特征在于所述割草盘包括盘体（19），盘体（19）的四周有向下呈90°弯曲的下翻边（18），靠近四轮驱动车（1）的下翻边（18）一边为锯齿状的橡胶条；所述盘体（19）上有三个割草电机（17），割草电机（17）与所述电子控制器（29）呈电连接，三个割草电机（17）分别位于一个等腰三角形的三个顶点上，割草电机（17）输出轴的下端穿过盘体（19）伸出到下翻边（18）内，割草电机（17）的输出轴与盘体（19）间呈转动状配合，割草电机（17）输出轴的下端上有割刀（34）。

4.如权利要求3所述的无人化自主作业的四轮割草机，其特征在于所述四轮驱动车（1）电动转向系统的输出轴的末端安装有角度传感器，角度传感器与所述电子控制器（29）呈电连接。

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