CN219205223U - 一种无人驾驶水稻插秧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人驾驶水稻插秧机，包括移动底盘机构、升降平台机构、传动机构、秧箱组件和水稻插秧机构。本实用新型通过摄像头实现对水稻作物行跟踪，并通过两个驱动件的车轮实现直线行走、转弯；通过升降平台机构驱动两个驱动件差异化升降，结合倾角传感器和距离传感器，使得两个驱动件的车轮在坡度不同的两行地垄上时，能将底盘调节至处于水平状态且与地垄保持预设距离，以适应不同种植地面的插秧深度要求。因此，本实用新型能实现无人驾驶并沿水稻作物行路径行走、底盘针对两行坡度不同地垄的适应性升降与调平、水稻取秧以及水稻插秧的全自动化，有效提高水稻插秧的智能化水平。

Description

一种无人驾驶水稻插秧机

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种无人驾驶水稻插秧机。

背景技术

水稻是我国最重要的粮食产物，我国的水稻种植面积超过4.5亿亩，占全国求种植面积的20％。但我国长期以人工种植水稻为主，种植效率低下且花费大量人力物力，推广水稻自动化迫在眉睫。

目前研制出了单行和双行甚至多行全自动水稻插秧机,试验效果良好,插秧效率明显提高，但目前我国水稻插秧智能化水平不高，仍需要人工在水田中驾驶机器参与整个水稻钵苗插秧过程。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种无人驾驶水稻插秧机，有效提高水稻插秧的智能化水平，并降低人工成本。

本实用新型包括移动底盘机构、升降平台机构、传动机构、秧箱组件和水稻插秧机构。所述的移动底盘机构包括底盘、支架和驱动件；所述的底盘固定在支架底部；底盘底部固定有浮板，底盘上固定有倾角传感器和距离传感器；倾角传感器和距离传感器的信号输出端均与控制器连接；底盘两侧均设有一个驱动件；所述的驱动件包括车轮、伺服电机一、减速机一和减速机支撑板；减速机一的壳体固定在减速机支撑板上；减速机一的输入端与伺服电机一的输出轴固定，输出端与车轮固定。摄像头固定在支架上，且摄像头的信号输出端与控制器连接；伺服电机一由控制器控制。

所述的升降平台机构包括升降机构支撑板、升降滑轨、升降滑块和推杆电机；两个推杆电机的缸体均通过推杆电机底座固定在升降机构底板上；推杆电机由控制器控制；升降机构底板固定在移动底盘机构的支架上；两个推杆电机的推杆与两块升降机构支撑板分别固定；两块升降机构支撑板与移动底盘机构中两个驱动件的减速机支撑板分别固定；四个升降滑轨阵列固定在升降机构底板上，每个升降滑轨与一块升降滑块构成滑动副；每个驱动件的减速机支撑板与同一侧的两块升降滑块均固定。

所述的传动机构包括伺服电机二、减速机二、传动箱、传动轴一、锥齿轮一、锥齿轮二、传动轴二、传动轴三、锥齿轮三和锥齿轮四；减速机二的壳体和传动箱均固定在移动底盘机构的底盘上；减速机二的输入端与伺服电机二的输出轴固定；伺服电机二由控制器控制；所述的传动轴一与传动箱构成转动副，并与减速机二的输出端固定；传动齿轮和锥齿轮一均固定在传动轴一上；传动齿轮驱动秧箱组件；锥齿轮一与锥齿轮二构成齿轮副；锥齿轮二和锥齿轮三均固定在传动轴二上；锥齿轮三与锥齿轮四构成齿轮副，锥齿轮四固定在传动轴三上；传动轴二和传动轴三均与传动箱构成转动副；从动轴三驱动两侧的两个水稻插秧机构。

优选地，所述的支架顶部固定有把手。

优选地，所述传动轴三的两端均通过轴承一支承在传动箱上。

更优选地，轴承一的内圈由传动轴三的轴肩轴向定位，外圈由与传动箱固定的法兰轴向定位。

优选地，所述传动箱的两侧均通过支撑板与移动底盘机构的底盘固定。

本实用新型具有的有益效果：

本实用新型通过摄像头实现对水稻作物行(地垄)跟踪，并通过两个驱动件的车轮实现直线行走、转弯等动作，从而实现自主行走；而且，通过升降平台机构驱动两个驱动件差异化升降，结合倾角传感器和距离传感器，使得两个驱动件的车轮在坡度不同的两行地垄上时，能将底盘调节至处于水平状态且与地垄保持预设距离，以适应不同种植地面的插秧深度要求；进一步，本实用新型的传动机构通过一个动力便实现秧箱组件的横向和纵向送秧苗以及两个水稻插秧机构同步从秧箱组件取秧苗，并同步向地垄插秧苗。因此，本实用新型能实现无人驾驶并沿水稻作物行路径行走、底盘针对两行坡度不同地垄的适应性升降与调平、水稻取秧以及水稻插秧的全自动化，有效提高水稻插秧的智能化水平，并能实现精确、高效取秧与插秧，保持插秧深度高度一致性，提高秧苗存活率，降低人工成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中移动底盘机构的结构示意图；

图3为本实用新型中升降平台机构与驱动件的装配示意图；

图4为本实用新型中传动机构的结构示意图；

图5为本实用新型中传动机构的结构剖视图；

图6为本实用新型中水稻插秧机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型专利。

如图1所示，一种无人驾驶水稻插秧机，包括移动底盘机构1、升降平台机构2、传动机构3、秧箱组件4和水稻插秧机构5。

如图2和图3所示，移动底盘机构1包括底盘12、支架14和驱动件；底盘12固定在支架14底部；底盘12底部固定有浮板，底盘12上固定有倾角传感器和距离传感器；倾角传感器和距离传感器的信号输出端均与控制器6连接；底盘12两侧均设有一个驱动件；驱动件包括车轮11、伺服电机一15、减速机一16和减速机支撑板17；减速机一16的壳体固定在减速机支撑板17上；减速机一16的输入端与伺服电机一15的输出轴固定，输出端与车轮11固定。摄像头7固定在支架14上，且摄像头7的信号输出端与控制器6连接；伺服电机一15由控制器控制。

如图3所示，升降平台机构2包括升降机构支撑板21、升降滑轨22、升降滑块23和推杆电机24；两个推杆电机24的缸体25均通过推杆电机底座26固定在升降机构底板27上；推杆电机24由控制器控制；升降机构底板27固定在移动底盘机构1的支架14上；两个推杆电机24的推杆与两块升降机构支撑板21分别固定；两块升降机构支撑板21与移动底盘机构1中两个驱动件的减速机支撑板17分别固定；四个升降滑轨22阵列固定在升降机构底板27上，每个升降滑轨22与一块升降滑块23构成滑动副；每个驱动件的减速机支撑板17与同一侧的两块升降滑块23均固定。

如图4和图5所示，传动机构3包括伺服电机二31、减速机二36、传动箱35、传动轴一351、锥齿轮一352、锥齿轮二353、传动轴二354、传动轴三355、锥齿轮三356和锥齿轮四357；减速机二36的壳体和传动箱35均固定在移动底盘机构1的底盘12上；减速机二36的输入端与伺服电机二31的输出轴固定；伺服电机二31由控制器控制；传动轴一351与传动箱35构成转动副，并与减速机二36的输出端固定；传动齿轮和锥齿轮一352均固定在传动轴一351上；传动齿轮驱动秧箱组件4实现横向以及纵向移动；锥齿轮一352与锥齿轮二353构成齿轮副；锥齿轮二353和锥齿轮三356均固定在传动轴二354上；锥齿轮三356与锥齿轮四357构成齿轮副，锥齿轮四357固定在传动轴三355上；传动轴二354和传动轴三355均与传动箱35构成转动副；从动轴三355驱动两侧的两个水稻插秧机构5同步从秧箱组件4取秧苗，并向地垄插秧苗。

其中，秧箱组件4的驱动齿轮与传动机构3的传动齿轮啮合，带动秧箱组件4中与驱动齿轮固定的双向螺旋轴32，如图4所示；驱动齿轮和传动齿轮构成传动齿轮机构33；秧箱组件4的秧箱基座与移动底盘机构1的底盘12固定。秧箱组件4可以采用申请号为201910322556.5的专利公开的水稻钵苗插秧机秧箱，或其它现有技术。

其中，如图6所示，两个水稻插秧机构5的中心轴与从动轴三355两端分别固定，具体可以是通过联轴器连接；两个水稻插秧机构5的第一中心不完全非圆齿轮均与传动箱35(作为机架)固定。水稻插秧机构5可以采用申请号为201620158673.4的专利公开的组合式不完全非圆—椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，或其它现有技术。

作为一个优选实施例，如图2所示，支架14顶部固定有把手13，在水田里一旦车轮陷住，通过把手可以把车轮抬起来离开地垄。

作为一个优选实施例，如图5所示，传动轴三355两端均通过轴承一359支承在传动箱35上。

更优选地，如图5所示，轴承一359的内圈由传动轴三355的轴肩轴向定位，外圈由与传动箱35固定的法兰358轴向定位。

作为一个优选实施例，如图4所示，传动箱35两侧均通过支撑板34与移动底盘机构1的底盘12固定，从而保证传动箱35固定更为稳固。

本实用新型的工作原理如下：

将本实用新型置于水田中并横跨两行地垄，底盘12底部的浮板在水的浮力作用下不会前后倾倒。控制器6控制两个伺服电机一15转动；伺服电机一15经减速机一16带动车轮11转动，摄像头实现对水稻作物行(地垄)的跟踪，从而实现沿水稻作物行的路径自主行走；需要转弯时，两个伺服电机一15通过差速转动来完成转向。遇到两行地垄坡度不同时，行走过程中底盘12会发现左右倾斜，倾角传感器将检测到的底盘12倾角传给控制器，距离传感器将检测到的底盘12与地垄的距离传给控制器；控制器控制两个推杆电机24带动对应侧的升降机构支撑板21和驱动件升降，使底盘处于水平状态且与地垄保持预设距离，以适应不同种植地面的插秧深度要求。底盘处于水平状态且与地垄保持预设距离后，伺服电机二31经减速机二36带动传动轴一351转动，传动轴一351的部分动力经传动齿轮带动秧箱组件4的驱动齿轮转动，驱动齿轮再带动双向螺旋轴32转动，从而实现秧箱组件4横向以及纵向送秧苗。传动轴一351的另一部分动力经锥齿轮一352、锥齿轮二353、传动轴二354、锥齿轮三356、锥齿轮四357和传动轴三355驱动两个水稻插秧机构5同步从秧箱组件4取秧苗，并同步向地垄插秧苗。

Claims (5)

1.一种无人驾驶水稻插秧机，包括移动底盘机构、升降平台机构、传动机构、秧箱组件和水稻插秧机构，其特征在于：所述的移动底盘机构包括底盘、支架和驱动件；所述的底盘固定在支架底部；底盘底部固定有浮板，底盘上固定有倾角传感器和距离传感器；倾角传感器和距离传感器的信号输出端均与控制器连接；底盘两侧均设有一个驱动件；所述的驱动件包括车轮、伺服电机一、减速机一和减速机支撑板；减速机一的壳体固定在减速机支撑板上；减速机一的输入端与伺服电机一的输出轴固定，输出端与车轮固定；摄像头固定在支架上，且摄像头的信号输出端与控制器连接；伺服电机一由控制器控制；

所述的升降平台机构包括升降机构支撑板、升降滑轨、升降滑块和推杆电机；两个推杆电机的缸体均通过推杆电机底座固定在升降机构底板上；推杆电机由控制器控制；升降机构底板固定在移动底盘机构的支架上；两个推杆电机的推杆与两块升降机构支撑板分别固定；两块升降机构支撑板与移动底盘机构中两个驱动件的减速机支撑板分别固定；四个升降滑轨阵列固定在升降机构底板上，每个升降滑轨与一块升降滑块构成滑动副；每个驱动件的减速机支撑板与同一侧的两块升降滑块均固定；

所述的传动机构包括伺服电机二、减速机二、传动箱、传动轴一、锥齿轮一、锥齿轮二、传动轴二、传动轴三、锥齿轮三和锥齿轮四；减速机二的壳体和传动箱均固定在移动底盘机构的底盘上；减速机二的输入端与伺服电机二的输出轴固定；伺服电机二由控制器控制；所述的传动轴一与传动箱构成转动副，并与减速机二的输出端固定；传动齿轮和锥齿轮一均固定在传动轴一上；传动齿轮驱动秧箱组件；锥齿轮一与锥齿轮二构成齿轮副；锥齿轮二和锥齿轮三均固定在传动轴二上；锥齿轮三与锥齿轮四构成齿轮副，锥齿轮四固定在传动轴三上；传动轴二和传动轴三均与传动箱构成转动副；从动轴三驱动两侧的两个水稻插秧机构。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶水稻插秧机，其特征在于：所述的支架顶部固定有把手。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶水稻插秧机，其特征在于：所述传动轴三的两端均通过轴承一支承在传动箱上。

4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶水稻插秧机，其特征在于：轴承一的内圈由传动轴三的轴肩轴向定位，外圈由与传动箱固定的法兰轴向定位。

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶水稻插秧机，其特征在于：所述传动箱的两侧均通过支撑板与移动底盘机构的底盘固定。

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