CN219904559U - 一种小型农用机器人底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型农用机器人底盘，包括履带式底盘本体和履带行走机构；履带式底盘本体的长度与宽度相同，履带行走机构包括两个履带、两个驱动电机和控制组件，两个履带设置在底盘架体的两侧，履带呈等腰三角形状，每个履带的内部啮合有驱动轮、两个张紧轮与多个负重轮；两个驱动电机设置在底盘架体上，每个驱动电机均通过减速器对应与两个驱动轮连接；控制组件与两个驱动电机电连接。本实用新型通过将履带式底盘本体的长宽比设计为1，可以使车辆实现原地转向，能够在一些狭窄或障碍物较多的场景下使得车辆能够顺利掉头，同时采用等腰三角形设置的履带，使得在爬坡和下坡过程中都能保持稳定，防止发生偏移或运载能力不够。

Description

一种小型农用机器人底盘

技术领域

本实用新型涉及农用机械技术领域，具体是一种小型农用机人底盘。

背景技术

随着农业机械化程度的逐年提升，农业生产效率有了更高的标准。近些年在以大数据为首的信息技术的推动下，智慧化和精准化成为农业发展的新目标，农业机器人逐渐渗透到农业生产的各个领域，其发展愈加迅猛，社会对小型智能农机的需求也大幅提升，市面上开始出现将工业设备用于农业生产的趋势。

现阶段市场及农业生产对小型智能农业装备需求迫切，农业智能机器人多由行走底盘和功能组件组合而成，但目前适用于以丘陵山地为代表的崎岖地形的农业机器人行走底盘较少，即现有底盘对农业作业场景的适应性较差。常见的机器人行走底盘大致可分为轮式和履带式，轮式底盘以AGV底盘为代表，主要应用于地面情况良好的环境中，在工业物流与仓储等环节因其灵活性高，功耗低备受青睐，但在绝大多数农业场景下面临越障、运载能力不足的问题。履带式底盘相较于轮式而言负载能力大幅提升，且在复杂的农业场景中表现更佳。

然而现有的履带式底盘由于作业场景的不同，为配合与满足功能机械的正常使用要求，其长宽比往往大于1，而长宽比较大的底盘因地面摩擦与车身结构问题而无法顺畅实现原地转向，进而使得转弯半径较大，在一些狭窄或障碍物较多的场景下车辆无法顺利掉头，同时传统的倒梯形履带主要适用于大型载具，不适用小型载具，倒梯形履带着地面积小，坡道上翻车角度较小，爬坡时容易翻车。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种小型农用机器人底盘，通过将履带式底盘本体的长宽比设计为1，可以使车辆实现原地转向，能够在一些狭窄或障碍物较多的场景下使得车辆能够顺利掉头，方便在崎岖地形农业场景下工作，同时采用等腰三角形设置的履带，使得在爬坡和下坡过程中都能保持稳定，防止发生偏移或运载能力不够。

本实用新型的技术方案是：一种小型农用机器人底盘，包括履带式底盘本体和履带行走机构；履带式底盘本体的长度与宽度相同，所述履带行走机构包括两个履带、两个驱动电机和控制组件，两个履带设置在底盘架体的两侧，履带呈等腰三角形状，每个履带的内部啮合有驱动轮、两个张紧轮与多个负重轮，驱动轮设置在履带的顶部夹角处，两个张紧轮设置在履带底部两侧夹角处，多个负重轮设置在两个张紧轮之间，各张紧轮以及各负重轮与所述底盘架体转动连接；两个驱动电机设置在所述底盘架体上，每个驱动电机的输出轴上均连接有减速器，两个减速器的输出轴分别对应与两个驱动轮连接；控制组件与所述两个驱动电机电连接，用于控制两个驱动电机转动。

优选的，所述底盘架体包括前承重梁、后承重梁、两个连接梁、多个前连接梁、前挡板、多个后连接梁、后挡板和两个内连接梁，所述前承重梁和后承重梁平行设置，所述前承重梁和后承重梁之间通过两个连接梁固定连接，所述驱动电机和减速器均设置在前承重梁上，两个连接梁分别对应设置在两个履带的内部，所述张紧轮的轮轴和负重轮的轮轴均与连接梁转动连接，所述前挡板设置在前承重梁的前侧，前挡板与前承重梁之间通过多个前连接梁固定连接，所述后挡板设置在后承重梁的后侧，后挡板与后承重梁之间通过多个后连接梁固定连接，两个内连接梁的形状呈拱形，且对应设置在两个履带的上方，内连接梁的两端分别与所述前挡板和后挡板固定连接。

优选的，所述底盘架体的整体采用方钢一体焊接固定。

优选的，所述两个内连接梁的外侧均设有防护板，防护板呈拱形，且位于履带外侧边缘处的上方，防护板的两端与内连接梁的侧壁固定。

优选的，所述履带为人字形履带。

优选的，所述控制组件包括电机驱动器和遥控器，所述电机驱动器的控制板对应通道与遥控器接收器连接，在接收到遥控器发出的信号后，控制驱动电机转动。

优选的，所述控制组件包括电机驱动器和控制板，所述控制板通过RS通讯对电机驱动器进行控制，进而使通过电机驱动器控制驱动电机转动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过将履带式底盘本体的长宽比设计为1，整体尺寸相比传统履带底盘来说进行更加紧凑，在保证驱动轮轴弯矩符合设计要求和使用寿命的前提下，可以使车辆实现原地转向，能够在一些狭窄或障碍物较多的场景下使得车辆能够顺利掉头，方便在崎岖地形农业场景下工作，同时本实用新型采用等腰三角形设置的履带具有重心低、附着系数大，抗翻倾和下滑性能更好，同时还具有转弯半径小、爬坡能力强等特点，在山区和丘陵地带的农田、梯田作业中更具优势，在爬坡和下坡过程中都能保持稳定，防止发生偏移或运载能力不够。

2、本实用新型通过将底盘架体、采用焊接一体制成，最大程度的减少零件数，减少螺栓的使用量，大幅增强其可靠性大幅度，从而提高车架的稳定性，减小车架损坏几率。

3、本实用新型中的履带采用人字形履带，能够提高抓地能力，使得行驶在崎岖地形的道路上能够减少打滑现象的出现，提升行驶稳定性。

4、本实用新具有遥控控制和自动驾驶两种控制模式来控制底盘进行行进，能够满足不同使用者的需求。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的主视结构示意图；

图4为本实用新型的侧视结构示意图；

图5为本实用新型中的调控器与遥控器接收器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1到附图5，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

如图1到图5所示，本实用新型实施例提供一种小型农用机器人底盘，包括履带式底盘本体和履带行走机构；履带式底盘本体的长度与宽度相同，通过将履带式底盘本体的长宽比设计为1，在保证驱动轮轴弯矩符合设计要求和使用寿命的前提下，可以使车辆实现原地转向，即转弯半径为车宽的1/2，因此能够在一些狭窄或障碍物较多的场景下使得车辆能够顺利掉头，履带式底盘本体包括底盘架体和履带行走机构，履带行走机构包括两个履带1、两个驱动电机5和控制组件：两个履带1设置在底盘架体的两侧，履带1呈等腰三角形状，通过将履带1设置为等腰三角形能够进行稳固，使得在爬坡和下坡过程中都能保持稳定，防止发生偏移或运载能力不够，每个履带1的内部啮合有驱动轮2、两个张紧轮3与多个负重轮4，驱动轮2设置在履带1的顶部夹角处，两个张紧轮3设置在履带1底部两侧夹角处，多个负重轮4设置在两个张紧轮3之间，各张紧轮3以及各负重轮4与底盘架体转动连接；两个驱动电机5设置在底盘架体上，每个驱动电机5的输出轴上均连接有减速器6，两个减速器6的输出轴分别对应与两个驱动轮2连接；控制组件与两个驱动电机5电连接，用于控制两个驱动电机5转动，从而完成前进，后退，转弯等多种运动。

具体的，如图1到图4所示，底盘架体包括前承重梁7、后承重梁8、两个连接梁9、多个前连接梁10、前挡板11、多个后连接梁12、后挡板13和两个内连接梁14，前承重梁7和后承重梁8平行设置，前承重梁7和后承重梁8之间通过两个连接梁9固定连接，驱动电机5和减速器6均设置在前承重梁7上，两个连接梁9分别对应设置在两个履带1的内部，张紧轮3的轮轴和负重轮4的轮轴均与连接梁9转动连接，前挡板11设置在前承重梁7的前侧，前挡板11与前承重梁7之间通过多个前连接梁10固定连接，后挡板13设置在后承重梁8的后侧，后挡板13与后承重梁8之间通过多个后连接梁12固定连接，两个内连接梁14的形状呈拱形，且对应设置在两个履带1的上方，内连接梁14的两端分别与前挡板11和后挡板13固定连接，其中前挡板11与后挡板13还能起到充当挡泥板的作用，当小型农用机器人底盘行驶在泥泞的路段时，利用前挡板11与后挡板13对甩上来的污泥进行遮挡。

当小型农用机器人底盘搭配安装农用器具时，其固定位点为前承重梁7以及后承重梁8，均可在满足其运载能力的前提下有效负载。

进一步的，底盘架体的整体采用通过5×5和5×7方钢焊接而成，使得底盘架体一体化程度高，结构简洁，最大程度上减少螺栓的使用，大幅增强其可靠性。

更进一步的，为了防止剐蹭，同时避免上端待装载作业机械和履带接触碰撞，因此在两个内连接梁14的外侧均设有防护板15，防护板15呈拱形，且位于履带1外侧边缘处的上方，防护板15的两端与内连接梁14的侧壁固定。

更进一步的，为了提高履带1的抓地力性能，避免其出现打滑现象，因此将履带1设置为人字形履带。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，作为控制组件的一种可选实施方式，本实施例中的控制组件包括电机驱动器16和遥控器17，其中驱动电机5为三相异步电机，电机驱动器16为三相异步电机驱动器，三相异步电机为三项八线制电机，额定电压48V，额定转速3000r/min，三相异步电机连接1：18减速器，减速器在保持功率不变的情况下减小转速，增大扭矩，驱动履带组向前移动，通过驱动器供给电压大小调整转速大小，进而对履带车行进速度进行调整，遥控器17为Microzone遥控器，电机驱动器9的控制板对应通道与遥控器接收器18连接，在接收到遥控器17发出的信号后，控制驱动电机5转动。

本实施例中采用遥控模式来控制底盘进行行走，在遥控模式下，Microzone遥控器接收器同三相异步电机驱动器的控制板对应通道连接，工作人员可以通过Microzone遥控器对该小型智能农用机器人底盘发出指定信号，在接收到遥控器11发出信号后，驱动电机转动，从而完成前进，后退，转弯等多种运动。该种控制方式成本低廉，操作简便，适合绝大多数农业工作人员操作使用。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，作为控制组件的另一种可选实施方式，控制组件包括电机驱动器16和控制板，其中驱动电机5为三相异步电机，电机驱动器16为三相异步电机驱动器，控制板通过RS485通讯对电机驱动器16进行控制，进而使通过电机驱动器16控制驱动电机5转动。

本实施例中采用自动驾驶模式来控制底盘进行行走，在自动驾驶模式下，核心板通过RS485通讯对电机驱动器16进行控制，其核心板内置Linux系统，在程序控制下对传感器输入信息进行处理，并将运动信息发送给电机驱动器16，进而驱动电机转动，完成前进，后退，转弯等多种运动，该种控制方式更为符合智慧农业机器人对底盘的要求。

以上公开的仅为本实用新型的较佳地几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种小型农用机器人底盘，其特征在于，包括：

履带式底盘本体，其长度与宽度相同，履带式底盘本体包括底盘架体和履带行走机构，所述履带行走机构包括：

两个履带(1)，设置在底盘架体的两侧，履带(1)呈等腰三角形状，每个履带(1)的内部啮合有驱动轮(2)、两个张紧轮(3)与多个负重轮(4)，驱动轮(2)设置在履带(1)的顶部夹角处，两个张紧轮(3)设置在履带(1)底部两侧夹角处，多个负重轮(4)设置在两个张紧轮(3)之间，各张紧轮(3)以及各负重轮(4)与所述底盘架体转动连接；

两个驱动电机(5)，设置在所述底盘架体上，每个驱动电机(5)的输出轴上均连接有减速器(6)，两个减速器(6)的输出轴分别对应与两个驱动轮(2)连接；

控制组件，与所述两个驱动电机(5)电连接，用于控制两个驱动电机(5)转动。

2.根据权利要求1所述的一种小型农用机器人底盘，其特征在于，所述底盘架体包括前承重梁(7)、后承重梁(8)、两个连接梁(9)、多个前连接梁(10)、前挡板(11)、多个后连接梁(12)、后挡板(13)和两个内连接梁(14)，所述前承重梁(7)和后承重梁(8)平行设置，所述前承重梁(7)和后承重梁(8)之间通过两个连接梁(9)固定连接，所述驱动电机(5)和减速器(6)均设置在前承重梁(7)上，两个连接梁(9)分别对应设置在两个履带(1)的内部，所述张紧轮(3)的轮轴和负重轮(4)的轮轴均与连接梁(9)转动连接，所述前挡板(11)设置在前承重梁(7)的前侧，前挡板(11)与前承重梁(7)之间通过多个前连接梁(10)固定连接，所述后挡板(13)设置在后承重梁(8)的后侧，后挡板(13)与后承重梁(8)之间通过多个后连接梁(12)固定连接，两个内连接梁(14)的形状呈拱形，且对应设置在两个履带(1)的上方，内连接梁(14)的两端分别与所述前挡板(11)和后挡板(13)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种小型农用机器人底盘，其特征在于，所述底盘架体的整体采用方钢一体焊接固定。

4.根据权利要求2所述的一种小型农用机器人底盘，其特征在于，所述两个内连接梁(14)的外侧均设有防护板(15)，防护板(15)呈拱形，且位于履带(1)外侧边缘处的上方，防护板(15)的两端与内连接梁(14)的侧壁固定。

5.根据权利要求1所述的一种小型农用机器人底盘，其特征在于，所述履带(1)为人字形履带。

6.根据权利要求1所述的一种小型农用机器人底盘，其特征在于，所述控制组件包括电机驱动器(16)和遥控器(17)，所述电机驱动器(16)的控制板对应通道与遥控器接收器(18)连接，在接收到遥控器(17)发出的信号后，控制驱动电机(5)转动。

7.根据权利要求1所述的一种小型农用机器人底盘，其特征在于，所述控制组件包括电机驱动器(16)和控制板，所述控制板通过RS485通讯对电机驱动器(16)进行控制，进而使通过电机驱动器(16)控制驱动电机(5)转动。