CN213799485U - 探边组件及无人车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种探边组件及无人车，涉及农业机械技术领域，探边组件包括探边机构、回位机构和压力传感器；所述探边机构包括探边件和施力件，所述探边件固定在所述施力件上；所述压力传感器设置于所述施力件一侧，在所述探边件受外力作用时带动所述施力件与所述压力传感器接触；所述回位机构的一端与所述施力件铰接，用于带动所述施力件至初始位置，且在所述施力件位于初始位置时，所述施力件与所述压力传感器非接触设置。能够防止无人车压伤作物，避免无人车穿过边界而进入其他通道中，无人车可以在田垄间精确行驶。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其是涉及一种探边组件及无人车。
背景技术
在农业生产中，对植物进行种植、浇水及喷洒农药等操作是必不可少的环节，为降低人力成本，提高工作效率，通常使用无人车进行操作。
现有技术中，无人车根据定位信号并按照预设的路线在田间行走，然而作物的种植位置并不规律，无人车容易压伤作物，基于这种情况，一般在无人车上安装传感器以视觉识别作物或者障碍物，来改变行驶方向，然而，这种方法对环境、算法的要求都较高，无法适用于田间复杂环境。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种探边组件及无人车，以解决现有技术中的无人车容易压伤作物的技术问题。
本实用新型提供的探边组件，包括探边机构、回位机构和压力传感器；
所述探边机构包括探边件和施力件，所述探边件固定在所述施力件上；
所述压力传感器设置于所述施力件一侧，在所述探边件受外力作用时带动所述施力件与所述压力传感器接触；
所述回位机构的一端与所述施力件铰接，用于带动所述施力件至初始位置，且在所述施力件位于初始位置时，所述施力件与所述压力传感器非接触设置。
进一步地，所述探边件与所述施力件铰接；
所述施力件上设有滑槽，所述探边件上设有凸起，所述凸起伸入所述滑槽，且所述凸起能够沿所述滑槽滑动。
进一步地，所述探边件与所述施力件通过螺栓和螺母连接。
进一步地，所述探边组件还包括压力传感器固定基体；
所述压力传感器固定在所述压力传感器固定基体上，所述施力件与所述压力传感器固定基体铰接，所述回位机构远离所述施力件的一端与所述压力传感器固定基体铰接。
进一步地，所述回位机构包括轴体、底座、壳体和弹簧；
所述底座具有第一凹槽，所述壳体具有第二凹槽，所述底座与所述壳体固定连接，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成腔体；
所述轴体穿过所述壳体并伸入所述腔体内，且所述轴体能够相对于所述壳体滑动；
所述弹簧的一端与所述轴体抵接，所述弹簧的另一端与所述第一凹槽的底面抵接；
所述底座与所述压力传感器固定基体铰接，所述轴体与所述施力件铰接。
进一步地，探边组件还包括一控制器，所述压力传感器与所述控制器连接，在所述探边件抵触障碍物时，所述控制器间隔预设时间获得所述压力传感器的压力数值。
进一步地，所述探边件为具有圆弧段的探杆，通过所述圆弧段与障碍物抵触。
本实用新型的目的还在于提供一种无人车，包括本实用新型提供的探边组件，其设置于所述无人车的车体的前端。
进一步地，所述探边件的侧面凸出设置于所述车体的侧壁。
进一步地，所述探边件远离所述车体的一端向所述车体的行驶方向的中轴线延伸。
本实用新型提供的探边组件，包括探边机构、回位机构和压力传感器；所述探边机构包括探边件和施力件，所述探边件固定在所述施力件上；所述压力传感器设置于所述施力件一侧，在所述探边件受外力作用时带动所述施力件与所述压力传感器接触；所述回位机构的一端与所述施力件铰接，用于带动所述施力件至初始位置，且在所述施力件位于初始位置时，所述施力件与所述压力传感器非接触设置。探边组件设置在无人车前方，在探边件未抵触障碍物时，施力件位于初始位置，与压力传感器非接触设置，探边件随着无人车在田间行走；在探边件抵触障碍物后，障碍物对探边件施加的推力带动施力件相对于无人车的车体转动，从而使施力件朝向压力传感器移动，直至压力传感器与施力件接触，压力传感器产生压力数值，压力数值转换成电信号传送给无人车转向控制器，无人车转向控制器通过控制无人车的行驶电机使其差速旋转从而控制无人车转向，从而防止无人车压伤作物，避免无人车穿过边界而进入其他通道中，无人车可以在田垄间精确行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的探边组件的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的探边组件中的回位机构的结构示意图。
图标：1－探边机构；11－探边件；12－施力件；13－滑槽；2－回位机构；21－轴体；22－底座；23－壳体；24－弹簧；3－压力传感器；4－压力传感器固定基体；5－车体。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、初始状态地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种探边组件及无人车，下面给出多个实施例对本实用新型提供的探边组件及无人车进行详细描述。
实施例1
本实施例提供的探边组件，如图1至图2所示，包括探边机构1、回位机构2和压力传感器3；探边机构1包括探边件11和施力件，探边件11能够固定在施力件12上，施力件12用于与无人车的车体5铰接；压力传感器3用于与无人车的车体5固定连接，压力传感器3设置于施力件12一侧，在探边件11受外力作用时，带动施力件12与压力传感器3接触；回位机构2的一端与施力件12铰接，回位机构2的另一端铰接于无人车的车体5；回位机构2用于带动施力件12至初始位置，且在施力件12位于初始位置时，施力件12与压力传感器3非接触设置。本实施例中，探边件11受外力作用时可以是探边件11检测到障碍物，受到障碍物的抵触从而形成外力带动施力件12。
施力件12位于初始位置时，施力件12在回位机构2的回复力作用下，可以保持与压力传感器3的脱离，从而不会接触压力传感器3而产生压力数值，而当施力件12在探边件11的作用下发生转动时，施力件12会与压力传感器3接触而产生压力数值，此时由于回位机构2一端与施力件12连接，使得回位机构2处于蓄能状态，当探边件11脱离障碍物时，施力件12在回位机构2的回复力作用下自动回复至初始位置，通过压力传感器3的检测压力数值，便于无人车根据压力传感器的压力数值而控制无人车的行驶方向。
通过本实施例中探边件11、施力件12、回位机构2和压力传感器3的设计，使得在未抵触障碍物时，施力件12处于初始位置而压力传感器3检测到初始压力数值，当抵触障碍物时，施力件12偏离初始位置而压力传感器3检测到实时压力数值，当脱离障碍物时，施力件12可自动回复至初始位置，以便之后的探测，通过本实施例的探边组件可以以直接接触的方式检测是否探测到障碍物，结构简单，检测精度高。
探边组件设置在无人车前方，在探边件11未抵触障碍物时，施力件12位于初始位置，此时压力传感器3的压力数值为初始压力数值，探边件11随着无人车在田间行走而移动；在探边件11抵触障碍物后，障碍物对探边件11施加的推力使施力件12可以克服回位机构2产生的回复力，从而带动施力件12相对于无人车的车体5转动，施力件12远离初始位置，使施力件12朝向压力传感器3移动，直至施力件12压到压力传感器3，使其产生压力数值，此时为实时压力数值。探边组件还包括一控制器，压力传感器3与控制器连接，其将实时压力数值和初始压力数值转换成电信号传送给控制器，从而确定无人车的旋转方向和旋转大小，通过控制无人车的电机使其差速旋转从而控制无人车的旋转方向和旋转大小，防止无人车压伤作物，避免无人车穿过边界而进入其他通道中，即使定位信号不好时，也可以在田垄间精确行驶，提高机器智能化程度。
当探边件11脱离抵触物体时，回位机构2带动施力件12转动至初始位置，施力件12脱离与压力传感器3的接触，从而完成转向。进一步的，在探边件11抵触障碍物时，控制器间隔预设时间获取压力传感器3的压力数值，从而不断根据压力数值确定旋转方向和旋转大小，控制无人车转向，使得无人车的行驶轨迹更加光滑，节约能源。
进一步地，探边件11与施力件12铰接；施力件12上设有滑槽13，探边件11上设有凸起，凸起伸入滑槽13，且凸起能够沿滑槽13滑动。
探边件11与施力件12铰接，能够调节探边件11相对于施力件12的位置，进而调节探边件11的位置，提高探边组件的适用性。当在车体前端两侧各设置一探边组件时，其左右两侧两个探边件11可以相互远离或者相互靠近，从而调节探测宽度，以适应不同作物的行距以及不同的无人车，待距离调定后将探边件11与施力件12固定。
进一步地，探边件11与施力件12通过螺栓和螺母连接。
探边件11依靠螺栓和螺母固定在施力件12上，探边件11可以绕螺栓的轴线转动，从而调节探边件11的探测范围，探边件11还可以沿滑槽13滑动，这样可以进一步调节其位置，从而进一步扩大调节范围，适应不同的车体和作物行间距，待距离调定后将螺栓和螺母紧固。
进一步地，探边组件还包括压力传感器固定基体4；压力传感器固定基体4用于与无人车的车体5固定连接，压力传感器3固定在压力传感器固定基体4上，施力件12与压力传感器固定基体4铰接，同时，回位机构2远离施力件12的一端与压力传感器固定基体4固定，压力传感器3通过压力传感器固定基体4固定在车体5上。其中压力传感器3与压力传感器固定基体4可以通过焊接的方式固定，也可以通过紧固件固定在压力传感器固定基体4上。紧固件可以为螺栓或螺钉等任意适合的形式。
进一步地，压力传感器固定基体4与无人车的车体5通过紧固件固定连接。为了便于安装和拆卸，紧固件可以为螺栓或螺钉等任意适合的形式。
进一步地，回位机构2包括轴体21、底座22、壳体23和弹簧24；底座22具有第一凹槽，壳体23具有第二凹槽，底座22与壳体23固定连接，第一凹槽和第二凹槽形成腔体，进一步的，底座22与壳体23为螺纹连接，可通过旋动调整它们形成的腔体的高度，以提高适用性；轴体21穿过壳体23并伸入腔体内，且轴体21能够相对于壳体23滑动；弹簧24的一端与轴体21抵接，弹簧24的另一端与第一凹槽的底面抵接；底座22与压力传感器固定基体4铰接，轴体21与施力件12铰接。
具体地，壳体23上具有中心孔，轴体21穿过中心孔并能够相对于中心孔滑动，轴体21上设有凸台，且凸台位于腔体内，弹簧24的一端与凸台抵接，弹簧24的另一端与第一凹槽的底面抵接。
在压力传感器3与施力件12接触后，弹簧24被压缩，当施力件12与障碍物分离后，弹簧24伸长至初始状态，从而带动施力件12回位至初始位置。
进一步地，底座22与壳体23通过螺纹旋接。能够调节腔体的轴向长度，从而调节弹簧24的预紧力。
进一步地，探边件11为具有圆弧段的探杆，通过所述圆弧段与障碍物抵触。具体的，探边件11为圆弧状探杆，圆弧状探杆的外轮廓较为圆滑，能够防止探边件11伤害作物。
为了进一步减少对作物的伤害，探边件11的高度对应作物根部，并且探边件11的高度小于作物叶片生长高度，从而避免探边件11伤害作物叶片。
需要说明的是，本实用新型的探边件11探测的障碍物不仅包括实际的实际障碍物(例如石块、电线杆等)，还可以包括田间地块凸出的垄边界、以作物根部点作为连线的作物行等等。故探边件11在探测作物行时，为了避免探边件11伤害作物，可以将探边件11的探杆的一端向远离障碍物的方向延伸，即圆弧段的中心背离障碍物，通过探边件11圆弧段与障碍物抵触，避免探边件11的一端直接与障碍物抵触而造成损失。
本实施例提供的探边组件，通过探边件11直接抵触的方式来检测障碍物，并且将作物根部作为行驶边界进行探测，提高了探测准确度，相比于通过摄像头来识别障碍物，算法简单更加准确，并且不会受到光照影响，在夜间也可以正常使用，适用性强。将探边组件设置于车体5前端，可提前判断前方障碍物情况，从而控制无人车行驶在作物行的通道中，使得探测更加及时，提高转向及时性。
实施例2
本实施例提供的无人车，包括实施例1提供的探边组件。
进一步的，探边组件设置于无人车的车体5的前端。在本实施例中，如图1所示，探边组件分别设置于无人车车体5前端的两侧，可以检测车体5两侧的障碍物，从而保护车体防止车体5撞击障碍物。
为了便于车体在沿行种植的作物的通道间行驶，避免对作物的损伤，探边件11的侧面凸出设置于车体5的侧壁，即圆弧段凸出于车体5侧壁，防止车体5直接与作物抵触而压伤作物。同时，将两个探边件11相对设置，其远离车体5的一端向车体5的行驶方向的中轴线延伸，两个探边件11在车体前端形成圆形，进一步减小对作物的伤害，使得无人车可以在通道间自由行使。
本实施例中，探边组件的高度对应作物的根部高度，同时不高于作物的叶片生长高度。并且，探边组件与车体5的安装高度可以根据需要进行调整，其调整方式也不做限制，包括但不限于通过液压方式自动调整，或者通过固定卡接的方式手动调整等等。
探边组件分别设置在无人车前端两侧，延伸出车体5一定距离，从而提前探测障碍物情况，提高控制及时性。探边组件的控制器不断获取压力传感器3的压力数值，并且根据压力数值实时确认旋转方向和旋转角度，无人车根据该旋转方向和旋转角度不断调整行驶方向，使得无人车的行驶轨迹更加光滑、趋向于作物行边界的实际轨迹，使得无人车可以跟随作物行的实际轨迹行驶，提高作业精度。
通过压力传感器3来探测障碍物，可以通过获得实时压力数值的大小，来确定无人车的旋转角度大小，以便适应性控制无人车。同时，通过压力传感器3检测实时压力数值，在实时压力数值大于预设阈值时，发出报警信息或者控制无人车停止行驶，可防止探边件11受力过大造成损伤、翻车等现象。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种探边组件，其特征在于，包括探边机构、回位机构和压力传感器；
所述探边机构包括探边件和施力件，所述探边件固定在所述施力件上；
所述压力传感器设置于所述施力件一侧，在所述探边件受外力作用时带动所述施力件与所述压力传感器接触；
所述回位机构的一端与所述施力件铰接，用于带动所述施力件至初始位置，且在所述施力件位于初始位置时，所述施力件与所述压力传感器非接触设置。
2.根据权利要求1所述的探边组件，其特征在于，所述探边件与所述施力件铰接；
所述施力件上设有滑槽，所述探边件上设有凸起，所述凸起伸入所述滑槽，且所述凸起能够沿所述滑槽滑动。
3.根据权利要求2所述的探边组件，其特征在于，所述探边件与所述施力件通过螺栓和螺母连接。
4.根据权利要求1所述的探边组件，其特征在于，所述探边组件还包括压力传感器固定基体；
所述压力传感器固定在所述压力传感器固定基体上，所述施力件与所述压力传感器固定基体铰接，所述回位机构远离所述施力件的一端与所述压力传感器固定基体铰接。
5.根据权利要求4所述的探边组件，其特征在于，所述回位机构包括轴体、底座、壳体和弹簧；
所述底座具有第一凹槽，所述壳体具有第二凹槽，所述底座与所述壳体固定连接，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成腔体；
所述轴体穿过所述壳体并伸入所述腔体内，且所述轴体能够相对于所述壳体滑动；
所述弹簧的一端与所述轴体抵接，所述弹簧的另一端与所述第一凹槽的底面抵接；
所述底座与所述压力传感器固定基体铰接，所述轴体与所述施力件铰接。
6.根据权利要求1所述的探边组件，其特征在于，探边组件还包括一控制器，所述压力传感器与所述控制器连接，在所述探边件抵触障碍物时，所述控制器间隔预设时间获得所述压力传感器的压力数值。
7.根据权利要求1所述的探边组件，其特征在于，所述探边件为具有圆弧段的探杆，通过所述圆弧段与障碍物抵触。
8.一种无人车，其特征在于，包括权利要求1－7中任一项所述的探边组件，其设置于所述无人车的车体的前端。
9.根据权利要求8所述的无人车，其特征在于，所述探边件的侧面凸出设置于所述车体的侧壁。
10.根据权利要求8所述的无人车，其特征在于，所述探边件远离所述车体的一端向所述车体的行驶方向的中轴线延伸。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |