CN220518387U - 一种扭转式猕猴桃果园作业底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，主要包括一体式车架、电机平台、直流无刷电机、减速器、转向轴总成、同步带传动总成、支撑架、车轮总成、扭转机构。其特征在于：有四个转向电机和四个行走电机，每个电机搭配一个减速器和同步带传动，分别实现四个车轮的转向和行走，且四个车轮上的转向机构、行走机构和同步带传动机构相同。本实用新型的底盘与现有的猕猴桃果园作业底盘相比，一体式车架的承载能力更强，八个电机使得四轮可以独立控制，扭转轴结构设计消除了底盘前部与车架的刚性联接，有效隔离底盘前部传递给车身的冲击载荷。

Description

一种扭转式猕猴桃果园作业底盘

技术领域

本实用新型属于果园农业机械领域，具体涉及一种扭转式猕猴桃果园作业底盘。

背景技术

我国猕猴桃品种资源丰富，种植面积大，发展智能化果园机器人的前提是发展出适应于果园环境的果园作业地盘。现有的猕猴桃栽培模式大多为棚架式，是典型的郁闭型果园，其中遮挡物多，作业空间较为狭窄，传统果园作业底盘大多采用类似拖拉机底盘的两轮转向系统，其中两轮转向系统转弯半径较大，转向不够灵活，特别是在转向和车身调整时需要多次调整才能实现，使生产和工作效率受到影响。

四轮独立驱动-独立转向(4WID-4WIS)底盘融合了四轮独立驱动模型与四轮独立转向模型，可实现直行、斜行、蟹行、前轮转向、后轮转向、四轮转向、原地转向等多种模式，机动性及可操纵性更高，十分适合作为棚架式猕猴桃果园作业的机器人底盘。但由于果园地面高低不平，行驶条件恶劣，地面的波动会引起上面放置的执行器晃动，导致作业效果变差，因此，需要对底盘进行结构上的优化，有效隔离地面传递给车身的冲击，增加其对猕猴桃果园的适应性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型的主要目的是提供了一种带有四轮独立驱动装置、四轮独立转向装置且车身可扭转的猕猴桃果园作业地盘，旨在有效隔离地面传递给车身的冲击，增加其对猕猴桃果园的适应性；提高底盘的机动性和可操纵性，提升底盘的工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，包括车架、电机平台、转向电机、蜗轮蜗杆减速器、转向轴总成、车轮、支撑架、行走电机、行星齿轮减速器、转向同步带、扭转机构、行走同步带。

进一步地，所述的车架包括螺栓孔、横梁、纵梁、保护梁、加固梁、后座、车底板、通线孔1和预留控制箱。其中，所述横梁、纵梁、后座、车底板通过铁板焊接在一起；其中，左右侧纵梁的一端与横梁焊接在一起；所述的保护梁通过两个加固梁与纵梁焊接在一起，且左右两侧的保护梁的一端与横梁焊接在一起；所述的控制箱底部依托于车底板，上面与两个加固梁焊接在一起，两侧铁板均预留了通线孔；所述电机平台与后座焊接在一起；

进一步地，所述的转向电机和蜗轮蜗杆减速器通过螺栓固定在电机平台；其中，转向电机的电线经过通线孔1进入预留控制箱。所述的转向轴总成通过法兰盘和螺栓固定在电机平台；所述的蜗轮蜗杆减速器输出轴和转向轴通过轴承固定在电机平台；所述的转向同步带轮固定在蜗轮蜗杆减速器输出轴的一端和转向轴上，并处在同一水平面上，通过转向同步带连接；所述的支撑架与转向轴通过螺栓固定在一起，可随之转动；

进一步地，所述的行走电机和行星齿轮减速器通过螺栓固定在支撑架；所述的行星齿轮减速器输出轴和车轮轴通过轴承固定在支撑架；所述的行走同步带轮固定在行星齿轮减速器输出轴和车轮轴的一端上，并处在同一铅垂面上，通过行走同步带连接；车轮固定在车轮轴的一端。

扭转式猕猴桃果园作业底盘工作过程为：

所述的转向电机转动，通过蜗轮蜗杆减速器和蜗轮蜗杆减速器输出轴带动转向同步带轮转动，再通过转向同步带带动转向轴转动，再带动支撑架和车轮转动，从而实现车轮转向。

进一步地，所述行走电机转动，通过行星齿轮减速器和行星齿轮减速器输出轴带动行走同步带轮转动，再通过行走同步带带动车轮轴转动，从而带动车轮转动，实现车轮行走。

所述的电机共有八个，包括四个转向电机和四个行走电机，每个转向电机搭配一个蜗轮蜗杆减速器和转向同步带传动，其有益效果是：可实现四轮独立转向，充分发挥每个轮胎的驱动力，增强底盘的动力性。

进一步地，每个行走电机搭配一个行星齿轮减速器和行走同步带传动，其有益效果是：可实现四轮独立驱动，可实现直行、斜行、蟹行、前轮转向、后轮转向、四轮转向、原地转向等多种模式，底盘的机动性及可操纵性更高。

所述的四个轮胎上的转向机构、行走机构均相同。

所述的扭转机构包括固定板、两个加强肋、连接板、扭转轴、底座、四个支座和通线孔2。

其中，所述的底座通过螺栓固定在底板上，两个支座焊接在底座上，两个支座倒置焊接在连接板上，两侧的加强肋一边焊接在连接板上，一边焊接在固定板上；所述的四个支座通过扭转轴和套筒连接在一起，使得底座和连接板可绕扭转轴转动。

所述的固定板通过螺栓孔与车架相连，使得固定板、两个加强肋、连接板与车架成为一个刚体；所述的左右挡板一端与电机平台焊接在一起，一端与底板焊接在一起；所述的底座通过螺栓固定在底板上，使得左右挡板、电机平台、底板与底座成为一个刚体。

底座和连接板可绕扭转轴转动，使得底盘前部和车架可通过扭转机构发生相对转动，其有益效果是：消除了底盘前部与车架的刚性联接，有效隔离底盘前部传递给车身的冲击载荷，当一个车轮受到不平地面影响时仍能保证每个车轮附着地面，可以使每个车轮更为可靠的贴合起伏不平的果园地面，有效的发挥每个车轮的驱动力。

附图说明

图1为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘的总体结构图。

图2为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘车架的结构图。

图3为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘前部的结构图。

图4为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘支撑架的结构侧视图。

图5为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘的不同转向模式。

图6为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘扭转结构的总体结构图。

图7为一种扭转式猕猴桃果园作业底盘的扭转状态。

具体实施方式

下面结合附图1～7对本实用新型作更进一步的说明：

如图1所示，本实用新型的扭转式猕猴桃果园作业底盘，包括车架1、电机平台2、转向电机3、蜗轮蜗杆减速器4、转向轴总成5、车轮6、支撑架7、行走电机8、转向同步带9、扭转机构10、行走同步带11以及图4所示的行星齿轮减速器12。

如图2所示，所述的车架1包括螺栓孔21、横梁22、纵梁23、保护梁24、加固梁25、后座26、车底板27、通线孔(1)28和控制箱29；其中，所述横梁22、纵梁23、后座26、车底板27通过铁板焊接在一起；其中，左右侧纵梁23的一端与横梁22焊接在一起；所述的保护梁24通过两个加固梁25与纵梁23焊接在一起，且左右两侧的保护梁24的一端与横梁22焊接在一起；所述的控制箱29底部依托于车底板27，上面与两个加固梁25焊接在一起，两侧铁板均预留了通线孔；所述电机平台2与后座26焊接在一起；所述的转向电机3和蜗轮蜗杆减速器4通过螺栓固定在电机平台2；其中，转向电机3的电线经过通线孔(1)28进入控制箱29。

如图3所示，所述的转向电机3和蜗轮蜗杆减速器4通过螺栓固定在电机平台2；所述的转向轴总成5通过法兰盘35和螺栓固定在电机平台2；所述的蜗轮蜗杆减速器输出轴34和转向轴36通过轴承固定在电机平台2；所述的转向同步带轮37固定在蜗轮蜗杆减速器输出轴34的一端和转向轴36上，并处在同一水平面上，通过转向同步带9连接；所述的支撑架7与转向轴36通过螺栓固定在一起，可随之转动；所述的行走电机8和行星齿轮减速器12通过螺栓固定在支撑架7；所述的行星齿轮减速器输出轴32和车轮轴31通过轴承固定在支撑架7；所述的行走同步带轮38固定在行星齿轮减速器输出轴32和车轮轴31的一端上，并处在同一铅垂面上，通过行走同步带11连接；车轮6固定在车轮轴31的一端。

本实用新型的工作过程如下：

转向电机3转动，通过蜗轮蜗杆减速器4和蜗轮蜗杆减速器输出轴34带动转向同步带轮37转动，再通过转向同步带9带动转向轴36转动，再带动支撑架7和车轮6转动，从而实现车轮转向。

行走电机8转动，通过行星齿轮减速器12和行星齿轮减速器输出轴32带动行走同步带轮38转动，再通过行走同步带11带动车轮轴31转动，从而带动车轮6转动，实现车轮行走。

所述的电机共有八个，包括四个转向电机3和四个行走电机8，每个转向电机3搭配一个蜗轮蜗杆减速器4和转向同步带9传动，用于实现四轮独立转向；每个行走电机8搭配一个行星齿轮减速器12和行走同步带11传动，用于实现四轮独立驱动；所述的四个轮胎上的转向机构、行走机构均相同。

如图5所示，本实用新型开发了前轮转向、后轮转向、四轮转向、斜行、蟹行、原地转向等六种转向模式，不同模式之间可以随意切换，机动性及可操纵性更高。

如图6所示，扭转机构10包括固定板101、两个加强肋102、连接板103、扭转轴104、底座105、四个支座106和通线孔(2)107；其中，所述的底座105通过螺栓固定在底板39上，两个支座106焊接在底座105上，两个支座106倒置焊接在连接板103上，两侧的加强肋102一边焊接在连接板103上，一边焊接在固定板101上；所述的四个支座106通过扭转轴104和套筒连接在一起，使得底座105和连接板103可绕扭转轴104转动。

所述的固定板101通过螺栓孔21与车架1相连，使得固定板101、两个加强肋102、连接板103与车架1成为一个刚体；所述的左右挡板33一端与电机平台2焊接在一起，一端与底板39焊接在一起；所述的底座105通过螺栓固定在底板39上，使得左右挡板33、电机平台2、底板39与底座105成为一个刚体。

如图7所示，在非转向状态下，以右前轮受到阻碍物而抬高时，底盘前部和车架1可通过扭转机构10发生相对转动，消除了底盘前部与车架的刚性联接，有效隔离底盘前部传递给车身的冲击载荷；并且每个车轮更为可靠的贴合起伏不平的果园地面，此时左前轮与两后轮仍附着地面，右前轮附着于阻碍物表面，有效的发挥每个车轮的驱动力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，包括车架(1)、电机平台(2)、转向电机(3)、蜗轮蜗杆减速器(4)、转向轴总成(5)、车轮(6)、支撑架(7)、行走电机(8)、转向同步带(9)、扭转机构(10)、行走同步带(11)、行星齿轮减速器(12)，其特征在于：所述的车架(1)包括螺栓孔(21)、横梁(22)、纵梁(23)、保护梁(24)、加固梁(25)、后座(26)、车底板(27)、通线孔1(28)和控制箱(29)；其中，所述横梁(22)、纵梁(23)、后座(26)、车底板(27)通过铁板焊接在一起；其中，左右侧纵梁(23)的一端与横梁(22)焊接在一起；所述的保护梁(24)通过两个加固梁(25)与纵梁(23)焊接成一体，且左右两侧的保护梁(24)的一端与横梁(22)焊接在一起；所述的控制箱(29)底部与车底板(27)成一体，上面与两个加固梁(25)焊接在一起，两侧铁板均预留了通线孔；所述电机平台(2)与后座(26)焊接在一起；所述的转向电机(3)和蜗轮蜗杆减速器(4)通过螺栓固定在电机平台(2)；其中，转向电机(3)的电线经过通线孔1(28)进入控制箱(29)。

2.根据权利要求1所述的一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，其特征在于：所述的转向电机(3)和蜗轮蜗杆减速器(4)通过螺栓固定在电机平台(2)；所述的转向轴总成(5)通过法兰盘(35)和螺栓固定在电机平台(2)；所述的蜗轮蜗杆减速器(4)包括蜗轮蜗杆减速器输出轴(34)，蜗轮蜗杆减速器输出轴(34)和转向轴(36)通过轴承固定在电机平台(2)；所述的转向同步带(9)包括与之相匹配的转向同步带轮(37)，转向同步带轮(37)固定在蜗轮蜗杆减速器输出轴(34)的一端和转向轴(36)上，并处在同一水平面上，通过转向同步带(9)连接；所述的支撑架(7)与转向轴(36)通过螺栓固定在一起，可随之转动；所述的行走电机(8)和行星齿轮减速器(12)通过螺栓固定在支撑架(7)；所述的行星齿轮减速器(12)包括行星齿轮减速器输出轴(32)，行星齿轮减速器输出轴(32)和车轮轴(31)通过轴承固定在支撑架(7)；所述的行走同步带(11)包括与之相匹配的行走同步带轮(38)，行走同步带轮(38)固定在行星齿轮减速器输出轴(32)和车轮轴(31)的一端上，并处在同一铅垂面上，通过行走同步带(11)连接；车轮(6)固定在车轮轴(31)的一端。

3.根据权利要求2所述的一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，其特征在于：所述的转向电机(3)转动，通过蜗轮蜗杆减速器(4)和蜗轮蜗杆减速器输出轴(34)带动转向同步带轮(37)转动，再通过转向同步带(9)带动转向轴(36)转动，再带动支撑架(7)和车轮(6)转动，从而实现车轮转向；所述行走电机(8)转动，通过行星齿轮减速器(12)和行星齿轮减速器输出轴(32)带动行走同步带轮(38)转动，再通过行走同步带(11)带动车轮轴(31)转动，从而带动车轮(6)转动，实现车轮行走。

4.根据权利要求3所述的一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，其特征在于：共有八个电机，包括四个转向电机(3)和四个行走电机(8)，每个转向电机(3)搭配一个蜗轮蜗杆减速器(4)和转向同步带(9)传动，用于实现四轮独立转向；每个行走电机(8)搭配一个行星齿轮减速器(12)和行走同步带(11)传动，用于实现四轮独立驱动；所述的四个车轮(6)配套的转向机构、行走机构均相同。

5.根据权利要求1所述的一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，其特征在于：所述的扭转机构(10)包括固定板(101)、两个加强肋(102)、连接板(103)、扭转轴(104)、底座(105)、四个支座(106)和通线孔2(107)；其中，所述的底座(105)通过螺栓固定在底板(39)上，两个支座(106)焊接在底座(105)上，两个支座(106)倒置焊接在连接板(103)上，两侧的加强肋(102)一边焊接在连接板(103)上，一边焊接在固定板(101)上；所述的四个支座(106)通过扭转轴(104)和套筒连接在一起，使得底座(105)和连接板(103)可绕扭转轴(104)相对转动。

6.根据权利要求5所述的一种扭转式猕猴桃果园作业底盘，其特征在于：所述的固定板(101)通过螺栓孔(21)与车架(1)相连，使得固定板(101)、两个加强肋(102)、连接板(103)与车架(1)成为一个刚体；所述的电机平台(2)和底板(39)分别焊接在左右挡板(33)的两端；所述的底座(105)通过螺栓固定在底板(39)上，使得左右挡板(33)、电机平台(2)、底板(39)与底座(105)成为一个刚体；底座(105)和连接板(103)可绕扭转轴(104)转动，使得底盘前部和车架(1)可通过扭转机构(10)发生相对转动，从而消除了底盘前部与车架的刚性联接。