CN204065831U - 一种履带式自动导航车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种履带式自动导航车辆，包括车架、履带驱动机构、激光测距仪、控制机构和电源。该车辆导航方式是当车辆在工作时，激光测距仪发出脉冲将障碍物信息传至主机，主机生成相应的地图信息，同时根据导航算法生成行走路径，并根据路径生成相应的控制指令传至微处理器，微处理器将控制指令转换为PWM控制信号给与履带驱动机构相连接的两个电机控制器，控制器控制电机旋转，所产生的旋转力矩通过两个减速器分别传递给左右驱动轮，从而实现对车辆的转向、加速、减速、起停控制，使车辆在实现自动行走。本实用新型可有效实现对果园环境的感知，方便可靠，简单易用，对路径的导航实时且有效。

Description

一种履带式自动导航车辆

技术领域

本实用新型涉及一种履带式自动导航车辆，尤其适合于果园的自主导航与避障，属于农业机械自动化领域。

背景技术

自动导航技术是果园机器人研究中的一项重要内容，其主要包括：环境感知、路径规划、车辆模型的建立和转向控制。通过导航系统对周围环境的感知，对机器人实时精准定位，能够使机器人在果园中完成喷药、除草、采摘等多项工作。目前研究的果园机器人导航方式有激光导航、视觉导航、GPS导航、电磁导航、超声波导航、机械导航等。激光导航技术因其测量精度高，探测距离远等优点，与机器视觉相比，受光照等外界环境因素影响小，实时性高；与超声波导航相比，检测距离远，精度高。在目前研究中，激光多用于移动机器人的避障。

上述所述视觉导航、超声波导航、GPS导航存在导航精度不高、探测距离较近、成本较高等不足。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型提供了一种履带式自动导航车辆。此种导航方式不仅可以提高导航精度，增加系统灵活性，而且可以降低成本。实现上述实用新型目的的技术方案是一种履带式自动导航车辆，包括车架、履带驱动机构、控制机构和电源，所述的履带驱动机构由安装在车架前端两侧的导向轮，后端两侧的驱动轮，安装在导向轮和驱动轮之间的履带，安装在车架外侧与履带内侧底部接触的支重轮，输出、输入端分别与驱动轮和直流电机连接的减速器组成；所述的电源由蓄电池组提供；所述的控制机构由安装在车架中间的电机驱动器，微处理器，主机和安装在车架前部激光测距仪构成；其中，蓄电池组输出端与微处理器、主机、激光测距仪和电机驱动器的电源输入端连接，激光测距仪输出端与主机的信号输入端连接，主机输出端与微处理器的输入信号端连接，微处理器的输出端与电机驱动器的输入信号端连接，电机驱动器的输出信号端与直流电机的相应端连接。所述的电机驱动器、直流电机、减速器各有两个。

本实用新型一种履带式自动导航车辆的工作原理：当车辆在两排果树行间工作时，激光测距仪发出相应脉冲，将果园中果树及障碍物信息传至主机，主机会对该信息进行处理后生产相应的地图信息，同时根据相应的算法生成对应的导航路径，并生成相应的控制指令传给微处理器，微处理器根据接收到的指令将其转换为相应的PWM控制信号给与履带驱动机构相连接的两个电机控制器，控制器控制电机旋转，所产生的旋转力矩通过两个减速器分别传递给左右驱动轮，从而实现对自动行走车转向、加速、减速、起停的控制，使车辆在果树行间实现自动避障行走。通过激光测距仪的使用，可有效实现对果园环境的感知，方便可靠，简单易用，对路径的导航实时有效。实用新型的有益效果是，实现果园的无人化操作，能很大程度的提高作业效率和作业质量。

附图说明

图1是履带式自动导航车辆的控制系统方框图；

图2是履带式自动导航车辆的主视图。

以下是本实用新型附图1～2中的具体标记说明：

1驱动轮、2直流无刷电机、3支重轮、4导向轮、5履带、6车架、7电机驱动器、8微处理器、9激光测距仪、10蓄电池组、11激光测距仪、12减速器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。一种履带式自动导航车辆，参见(图2)，包括车架6、履带驱动机构、控制机构和电源，所述的履带驱动机构由安装在车架6前端两侧的导向轮4，后端两侧的驱动轮1，安装在导向轮5和驱动轮1之间的履带5，安装在车架6外侧与履带5内侧底部接触的支重轮3，输出端、输入端分别与驱动轮1和直流电机2连接的减速器12组成；所述的电源由蓄电池组10组成；所述的控制机构由安装在车架6中间的电机驱动器7，微处理器8，主机9组成；其中，蓄电池组10输出端分别于与激光测距仪11、主机9、微处理器8、电机驱动器7和的电源输入端连接，主机8的信号输入端、输出端分别与激光测距仪11的输出端和微处理器8的输入端连接，微处理器8的信号线输出线与电机驱动器7的输入信号端连接，电机驱动器7的输出信号端与直流电机2的相应端连接参见(图1)。所述导航方法是由安装在车间6前部的激光测距仪11发出脉冲对周围环境进行扫描，所得的信息会传至主机9生成相应的环境地图，同时会根据相应的算法实现导航路径的确定并生成相应的控制指令传输至微处理器8，微处理器8会根据控制指令生产相应的PWM波控制电机驱动器7实现对电机2转速的控制，从而实现对履带车控制。

所述的电机驱动器7、直流电机2、减速器12各有两个。

Claims (5)

1.一种履带式自动导航车辆，包括车架(6)、履带驱动机构、激光测距仪(11)、控制机构和电源，所述的履带驱动机构包括安装在车架(6)前端两侧的导向轮(10)、后端两侧的驱动轮(1)、安装在导向轮(4)和驱动轮(1)之间的履带(5)，输出、输入端分别与驱动轮(1)和直流无刷电机(2)连接的减速器(12)组成；所述的电源由蓄电池组(10)组成；所述的控制机构由安装在车架(6)上的主机(9)、激光测距仪(11)、电机驱动器(7)、微处理器(2)组成；

其特征在于，蓄电池组(10)输出端与微处理器(8)、主机(10)、激光测距仪(11)和电机驱动器(7)的电源输入端连接，激光测距仪(11)信号输出端与主机(9)的信号输入端连接，主机(9)信号输出端与微处理器(8)的输入信号端连接，微处理器(8)的信号输出端与电机驱动器(7)的输入信号端连接，电机驱动器(7)的输出信号端与直流电机(2)的相应输入端连接。

2.根据权利要求1所述的履带式自动导航车辆，其特征在于，所述的电机驱动器(3)有两个。

3.根据权利要求1所述的履带式自动导航车辆，其特征在于，所述的直流无刷电机(2)有两个。

4.根据权利要求1所述的履带式自动导航车辆，其特征在于，所述的减速器(12)有两个。

5.根据权利要求1所述的履带式自动导航车辆，其特征在于，所述的履带驱动机构还包括一个安装在车架(6)外侧与履带(5)内侧底部接触的支重轮(3)。