JP7377379B2 - Wheeled agricultural robot with tread adaptive adjustment function and its adjustment method - Google Patents

Wheeled agricultural robot with tread adaptive adjustment function and its adjustment method Download PDF

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Description

本発明は、農業機械の技術分野に属し、具体的には、トレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット及びその調整方法である。 The present invention belongs to the technical field of agricultural machinery, and specifically relates to a wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function and an adjustment method thereof.

人口が日増しに増加し、農業生産における水資源・土壌資源や労働力の不足との矛盾が日増しに顕在化するにつれて、農業生産効率の向上が切望されている。農業ロボットを使用して全部又は一部の人の代わりに複雑なタスクを効率的で、安全で、確実に行うことは、農業機械化の発展にとって必然的な傾向となっている。 As the population increases day by day and contradictions in agricultural production with shortages of water resources, soil resources, and labor become more apparent, improvements in agricultural production efficiency are desperately needed. The use of agricultural robots to perform complex tasks in place of all or some people efficiently, safely, and reliably has become an inevitable trend in the development of agricultural mechanization.

例えば、中国では、農作物の病気、害虫、雑草の防除は、今まで、農業生産時に最も労働力が必要であり、作業負荷が最大で、回数が最も多い作業段階であり、且つ、殺虫剤、除草剤などの農薬及び液体化学肥料を散布する時に、無駄が多いだけでなく、環境に深刻な危害を与えるため、スマート圃場管理ロボットが業界で研究のホットスポットとなっており、ロボットによって投薬、施肥、除草及び作物情報収集などの圃場の精細化管理作業を展開することができる。投薬/施肥に関しては、スマート圃場管理ロボットは精確に散布する概念を採用し、コンピュータビジョン技術を利用して雑草を検出し、続いて除草剤を指向的に散布し、作物の成長に使用される除草剤の量を顕著に削減することができる。 For example, in China, the control of crop diseases, pests, and weeds has until now been the most labor-intensive, most labor-intensive, and most frequent work step during agricultural production; When spraying pesticides such as herbicides and liquid chemical fertilizers, there is not only a lot of waste but also serious harm to the environment, so smart field management robots have become a research hotspot in the industry. It is possible to perform detailed field management tasks such as fertilization, weeding, and crop information collection. When it comes to dosing/fertilization, smart field management robots adopt a precision spraying concept and use computer vision technology to detect weeds, followed by the directed spraying of herbicides, which are then used to grow crops. The amount of herbicide can be significantly reduced.

しかし、中国の耕作地には丘や山が多く、機械で播種したり移植したりする作物を栽培する場合、機械設備の精度や地面の不平坦さなどのため、栽培の列間が一致しなくなる。有人運転ブームスプレーヤー、中耕除草機、及び従来の自律運転型農業ロボットには、すべて車輪の苗押えが存在する。多くの場合、運転者は作物列に沿って作業機を運転し、自律ナビゲーションロボットは作物列に基づいてシャーシの方向をリアルタイムで調整するが、これらの圃場管理機はトレッド適応調整の機能を備えず、突起物、ピットなどの地面障害によってシャーシが揺れたり、小型農業ロボットが通過できなかったりする。 However, China's cultivated land has many hills and mountains, and when cultivating crops that are sown or transplanted by machinery, the precision of the machinery and the unevenness of the ground make it difficult for the cultivation rows to match. It disappears. Manned boom sprayers, intertill weeders, and conventional autonomous agricultural robots all have wheeled seedling holds. In many cases, a driver drives the implement along the crop row and an autonomous navigation robot adjusts the orientation of the chassis in real time based on the crop row, but these field management machines have the capability of tread adaptive adjustment. Ground obstacles such as protrusions and pits can cause the chassis to shake or make it difficult for small agricultural robots to pass through.

本発明は、ロボットのトレッドが作物のトレッドに応じて適応調整でき、作業中の苗押えを大幅に低減させるとともに、障害物、狭い道路区間に遭遇すれば、シャーシが円滑に通過することも確保するためにトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット及びその調整方法を提供することを技術的目的とする。 The present invention allows the tread of the robot to be adaptively adjusted according to the tread of the crop, which greatly reduces the pressure on seedlings during work, and also ensures that the chassis passes smoothly when encountering obstacles or narrow road sections. A technical object of the present invention is to provide a wheel-type agricultural robot having a tread adaptive adjustment function and a method for adjusting the same.

上記技術的目的を達成するために、本発明に係る技術的解決手段は以下のとおりである。 In order to achieve the above technical object, the technical solution according to the present invention is as follows.

制御システムと、4本の駆動輪脚が設けられた車体と、を備えるトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボットであって、
トレッド調整アクチュエータがさらに設けられ、
車体の4つの駆動輪脚はそれぞれ対応するロッカーアームを介してシャーシフレームに接続され、前記駆動輪脚は車輪とステアリング装置を備え、各車輪はいずれも個別のインホイールモータによって駆動され、インホイールモータの駆動回路は制御システムに接続され、
前記ステアリング装置は、車輪のステアリングを制御するステアリングモータと、モータ取付座と、を備え、前記モータ取付座は輪脚ブラケットを介して下方の車輪に接続され、ロッカーアームの外側の一端はモータ取付座に固定接続され、内側の一端はロッカーアーム回転軸を含む回転対偶を介してシャーシフレームに接続され、これによりロッカーアームは、ロッカーアーム回転軸を中心として、車体の縦軸線に対して横方向に揺動し、対応する車輪の車体の縦軸線からの距離を変更可能であり、
前記トレッド調整アクチュエータは、駆動装置と、第1電磁クラッチと、第2電磁クラッチと、前後2つの直線スライドレール装置と、を備え、2つの直線スライドレール装置は車体の縦軸線に沿ってシャーシフレームに敷設して取り付けられ、そのスライダはいずれも前記駆動装置によって伝動機構を介して駆動され、前記駆動装置は第1電磁クラッチを介して前直線スライドレール装置のスライダに動力を伝達し、第2電磁クラッチを介して後直線スライドレール装置のスライダに動力を伝達し、前記駆動装置及び2つの電磁クラッチは、制御信号入力端が制御システムにそれぞれ接続され、制御システムによって発停とオンオフを制御され、
車体前部の左右駆動輪脚はそれぞれ1対のリンク構造を介して前直線スライドレール装置のスライダに接続され、車体後部の左右駆動輪脚は1対のリンク構造を介して後直線スライドレール装置のスライダにそれぞれ接続され、前記リンク構造は駆動リンクとロッカーアーム延長ロッドで構成され、両者の一端は回転対偶を介してセルフロックコネクタに接続されるとともに、前記ロッカーアーム延長ロッドの他端はロッカーアームに固定接続され、ロッカーアームを駆動して回転させることに用いられ、前記駆動リンクの他端は回転対偶を介して対応するスライダにヒンジ連結され、スライダの直線移動を、ロッカーアーム延長ロッドを駆動してロッカーアーム回転軸を中心として回転させる回転移動に変換し、
前記セルフロックコネクタは、第1接続ブロック、第2接続ブロック及び位置決めピン電磁石で構成され、その接続ブロックの一方にロック電磁石が取り付けられ、ロック電磁石が通電すると、2つの接続ブロックは磁力吸着によって強固に接続され、セルフロックコネクタは結合状態にあり、前記第1接続ブロックはロッカーアーム延長ロッドの端部に固定して取り付けられ、第2接続ブロックは回転対偶を介して駆動リンクに接続され、前記第2接続ブロックにストッパ孔が設けられ、位置決めピン電磁石は駆動リンクに取り付けられ、ロック電磁石への通電を停止すると、第1接続ブロック、第2接続ブロックが磁力拘束を失って、セルフロックコネクタがオフになり、制御システムは位置決めピン電磁石が同時に動作するように制御し、第2接続ブロックの自由回転を防止するように、それから延出するピンロッドを第2接続ブロックのストッパ孔に挿入し、
前記車輪型農業ロボットは、
第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチ及び各セルフロックコネクタはいずれも結合状態にあり、駆動装置は2つの直線スライドレール装置を介して前後車輪のトレッドを同期調整する4輪トレッド同期調整モードA)、
第1電磁クラッチ、各セルフロックコネクタは結合状態にあり、第2電磁クラッチはオフになり、駆動装置は前直線スライドレール装置を介して前部車輪のトレッドを調整する前輪トレッド個別調整モードB)、
第2電磁クラッチ、各セルフロックコネクタは結合状態にあり、第1電磁クラッチはオフになり、駆動装置は後直線スライドレール装置を介して後部車輪のトレッドを調整する後輪トレッド個別調整モードC)、
第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチ及び各セルフロックコネクタはいずれもオフ状態にあり、4つの車輪の車体の縦軸線からの距離を互いに干渉せずに個別で調整できる4輪位置個別調整モードD)という4種のトレッド調整モードを含み、
A)、B)、C)はアクティブ調整モードであり、駆動装置を制御することによりロッカーアームを駆動して横方向に揺動させ、D)はパッシブ調整モードであり、インホイールモータの回転を個別に制御することにより、対応する車輪を駆動して前進又は後退させることで、ロッカーアームを駆動して横方向に揺動させ、該車輪の車体の縦軸線からの距離を変更することを特徴とする車輪型農業ロボット。
A wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function, comprising a control system and a vehicle body provided with four drive wheel legs,
A tread adjustment actuator is further provided;
The four driving wheel legs of the vehicle body are each connected to the chassis frame through a corresponding rocker arm, and the driving wheel legs are equipped with wheels and a steering device, and each wheel is driven by an individual in-wheel motor, and the in-wheel The motor drive circuit is connected to the control system,
The steering device includes a steering motor that controls steering of a wheel, and a motor mounting seat, the motor mounting seat being connected to a lower wheel via a wheel leg bracket, and one outer end of the rocker arm having a motor mounting seat. The rocker arm is fixedly connected to the seat, and one inner end is connected to the chassis frame via a rotating couple that includes the rocker arm rotation axis, so that the rocker arm can be rotated transversely to the longitudinal axis of the vehicle body about the rocker arm rotation axis. The distance of the corresponding wheel from the longitudinal axis of the vehicle body can be changed,
The tread adjustment actuator includes a drive device, a first electromagnetic clutch, a second electromagnetic clutch, and two front and rear linear slide rail devices, and the two linear slide rail devices are connected to the chassis frame along the longitudinal axis of the vehicle body. The sliders are both driven by the drive device via a transmission mechanism, and the drive device transmits power to the slider of the front linear slide rail device via a first electromagnetic clutch, Power is transmitted to the slider of the rear linear slide rail device through an electromagnetic clutch, and the control signal input ends of the drive device and the two electromagnetic clutches are respectively connected to a control system, and the start/stop and on/off are controlled by the control system. ,
The left and right drive wheel legs at the front of the vehicle body are connected to the sliders of the front linear slide rail device through a pair of link structures, and the left and right drive wheel legs at the rear of the vehicle body are connected to the slider of the front linear slide rail device through a pair of link structures. The link structure is composed of a drive link and a rocker arm extension rod, one end of which is connected to a self-locking connector via a rotating pair, and the other end of the rocker arm extension rod is connected to a rocker arm extension rod. The drive link is fixedly connected to the arm and is used to drive and rotate the rocker arm, and the other end of the drive link is hinged to the corresponding slider through a rotating pair, and the linear movement of the slider is controlled by the rocker arm extension rod. Converts to rotational movement by driving and rotating around the rocker arm rotation axis,
The self-locking connector is composed of a first connecting block, a second connecting block, and a positioning pin electromagnet. A locking electromagnet is attached to one of the connecting blocks, and when the locking electromagnet is energized, the two connecting blocks are firmly attached by magnetic attraction. , the self-locking connector is in a coupled state, the first connecting block is fixedly attached to the end of the rocker arm extension rod, the second connecting block is connected to the drive link via a rotating pair, and the second connecting block is connected to the drive link via a rotating pair; A stopper hole is provided in the second connecting block, the positioning pin electromagnet is attached to the drive link, and when the locking electromagnet is de-energized, the first connecting block and the second connecting block lose their magnetic restraint, and the self-locking connector is closed. turned off, the control system controls the locating pin electromagnets to operate simultaneously and inserts the pin rod extending therefrom into the stopper hole of the second connecting block, so as to prevent free rotation of the second connecting block;
The wheeled agricultural robot is
The first electromagnetic clutch, the second electromagnetic clutch, and each self-lock connector are all in a connected state, and the drive device is in four-wheel tread synchronous adjustment mode A) in which the treads of the front and rear wheels are synchronously adjusted via two linear slide rail devices. ,
The first electromagnetic clutch and each self-locking connector are in the connected state, the second electromagnetic clutch is turned off, and the drive device adjusts the front wheel tread through the front linear slide rail device. Front wheel tread individual adjustment mode B) ,
The second electromagnetic clutch and each self-locking connector are in the connected state, the first electromagnetic clutch is turned off, and the drive device adjusts the rear wheel tread through the rear linear slide rail device. Rear wheel tread individual adjustment mode C) ,
The first electromagnetic clutch, the second electromagnetic clutch, and each self-lock connector are all in the off state, and the four-wheel position individual adjustment mode D allows the distances of the four wheels from the longitudinal axis of the vehicle body to be adjusted individually without interfering with each other. ) includes four types of tread adjustment modes,
A), B), and C) are active adjustment modes, in which the rocker arm is driven to swing laterally by controlling the drive device, and D) is a passive adjustment mode, in which the rotation of the in-wheel motor is controlled. By individually controlling the wheels, the corresponding wheels are driven to move forward or backward, thereby driving the rocker arms to swing in the lateral direction, thereby changing the distance of the wheels from the longitudinal axis of the vehicle body. A wheel-type agricultural robot.

上記解決手段を基に、さらに改良された解決手段又は好ましい解決手段はさらに以下を含む。 Based on the above solutions, further improved solutions or preferred solutions further include the following.

さらに、前記第2接続ブロックは凸状ブロックであり、第1接続ブロックに突き合わせる面に突起構造が設けられ、第1接続ブロックは凹状ブロックであり、その突き合わせ面に前記突起構造の形状に適合する凹溝構造が設けられ、前記凹溝構造内に圧力センサとストロークスイッチが設けられ、前記圧力センサとストロークスイッチの信号出力端は制御システムに接続され、第1接続ブロック、第2接続ブロックが吸着する時、突起構造は凹溝構造に嵌入され、前記圧力センサとストロークスイッチに接触し、圧力センサからフィードバックされた信号が予め設定された閾値以上である場合、制御システムは前記リンク構造が強固に固定されるとし、モードA)~C)から適切なアクティブ調整モードを選択して対応するスライダを起動する。 Furthermore, the second connection block is a convex block, and a protrusion structure is provided on the surface that abuts against the first connection block, and the first connection block is a concave block, and the abutment surface conforms to the shape of the protrusion structure. A recessed groove structure is provided, a pressure sensor and a stroke switch are provided in the recessed groove structure, signal output ends of the pressure sensor and stroke switch are connected to a control system, and a first connection block and a second connection block are provided. When adsorbing, the protrusion structure is inserted into the groove structure and contacts the pressure sensor and the stroke switch, and if the signal fed back from the pressure sensor is above a preset threshold, the control system determines that the link structure is strong. , select an appropriate active adjustment mode from modes A) to C) and activate the corresponding slider.

さらに、前記第1接続ブロックに2枚の挿入板が設けられ、2つの挿入板は、前記凹溝構造の左右両側に位置し、第1接続ブロックの突き合わせ面から突出し、第2接続ブロックの対応する位置に適合するスロットが設けられ、
第1接続ブロックと第2接続ブロックが磁力によって吸着する時、第1接続ブロックの挿入板は第2接続ブロックのスロットに係止され、且つ、2つの挿入板の内側に前記突起構造に向かう面取り斜面が設けられる。
Furthermore, the first connection block is provided with two insertion plates, and the two insertion plates are located on both left and right sides of the groove structure, protrude from the abutting surface of the first connection block, and correspond to the second connection block. A slot is provided to fit the position of the
When the first connection block and the second connection block are attracted by magnetic force, the insertion plate of the first connection block is locked in the slot of the second connection block, and the inner sides of the two insertion plates are chamfered toward the protrusion structure. A slope is provided.

好ましくは、前記駆動装置はサーボモータであり、前記直線スライドレール装置はスクリュー電動スライドレール装置を採用し、サーボモータはシャーシフレームの中央部に取り付けられ、2つのスクリュー電動スライドレール装置の間に位置し、2つの電磁クラッチはそれぞれ、2つのスクリュー電動スライドレール装置のシャーシ中心位置に近い動力入力端に取り付けられ、サーボモータの出力軸は伝動機構を介して2つの電磁クラッチの入力軸に接続され、即ち2つの電磁クラッチを介して前後2つのスクリュー電動スライドレール装置に動力をそれぞれ伝達する。 Preferably, the driving device is a servo motor, and the linear slide rail device adopts a screw electric slide rail device, and the servo motor is installed in the center of the chassis frame and is located between the two screw electric slide rail devices. The two electromagnetic clutches are each attached to the power input ends of the two screw electric slide rail devices near the center of the chassis, and the output shaft of the servo motor is connected to the input shaft of the two electromagnetic clutches via a transmission mechanism. That is, power is transmitted to the two front and rear screw electric slide rail devices through two electromagnetic clutches.

さらに、前記直線スライドレール装置の側方には、制御システムに接続され、スライダのレールにおけるストロークを測定するための格子スケールが設けられ、制御システムはスライダのストロークを制御することによってトレッドに対する正確な制御を実現する。 Furthermore, a grid scale is provided on the side of the linear slide rail device, which is connected to a control system and used to measure the stroke of the slider on the rail, and the control system controls the stroke of the slider so as to accurately measure the tread. Achieve control.

さらに、前記車輪型農業ロボットはナビゲーションシステムが設けられ、制御システムは、ナビゲーションシステムからフィードバックされた信号に基づき、トレッド調整アクチュエータの動作を制御し、
前記ナビゲーションシステムは、地形検出センサと、衛星測位受信機と、慣性センサと、を備え、制御システムは、地形検出センサによって検知された地形情報、衛星測位受信機によって受信された車体位置情報、及び慣性センサからフィードバックされた車体姿勢情報に基づき、車体前方の作物列の位置と列間を分析し、それに適応するトレッド調整量を算出し、トレッド調整アクチュエータに対応する制御信号を出力する。
Furthermore, the wheeled agricultural robot is provided with a navigation system, and the control system controls the operation of the tread adjustment actuator based on the signal fed back from the navigation system.
The navigation system includes a terrain detection sensor, a satellite positioning receiver, and an inertial sensor, and the control system receives terrain information detected by the terrain detection sensor, vehicle position information received by the satellite positioning receiver, and Based on the vehicle posture information fed back from the inertial sensor, the system analyzes the position and spacing of crop rows in front of the vehicle, calculates an appropriate tread adjustment amount, and outputs a corresponding control signal to the tread adjustment actuator.

パッシブ調整モードDで適用され、車体非走行状態で行われる前記車輪型農業ロボットに基づくトレッド手動調整方法であって、
操作者は、車体前方の地形又は作物の列間に基づき、各駆動輪脚の車輪トレッド調整量を事前に計画し、前記トレッド調整量に基づき、遠隔制御端末を介してロボットの制御システムに調整命令を送信するステップ1)と、
制御システムは、調整命令を受信すると、まず各ロックコネクタをオフにするように制御し、続いて、トレッド調整アクチュエータの駆動装置を起動するように制御し、各直線スライドレール装置のスライダを押して初期位置に復帰させ、次に、第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチが同時にオフになるように制御し、最後に、インホイールモータとステアリングモータに対応する制御命令を出力し、車輪を駆動して前記ロッカーアーム回転軸を中心に前方又は後方に移動させ、車輪と車体の縦軸線との垂直距離を変更し、車輪が十分に調整された後、インホイールモータを停止するように制御し、ロッカーアーム回転軸箇所の電動ブレーキが直ちに動作するように制御し、ロッカーアームを固定するステップ2)と、を含むことを特徴とする手動トレッド調整方法。
A manual tread adjustment method based on the wheeled agricultural robot applied in passive adjustment mode D and performed with the vehicle body not running, the method comprising:
The operator plans the amount of wheel tread adjustment for each drive wheel leg in advance based on the terrain or the spacing of the rows of crops in front of the vehicle body, and based on the amount of tread adjustment, adjusts the amount to the control system of the robot via the remote control terminal. Step 1) of sending the command;
Upon receiving the adjustment command, the control system first controls each lock connector to turn off, then controls the drive device of the tread adjustment actuator to start, and pushes the slider of each linear slide rail device to initialize. Then, the first electromagnetic clutch and the second electromagnetic clutch are controlled to be turned off at the same time, and finally, control commands corresponding to the in-wheel motor and steering motor are outputted to drive the wheels. The rocker arm is moved forward or backward around the rotation axis to change the vertical distance between the wheel and the longitudinal axis of the vehicle body, and after the wheel is sufficiently adjusted, the in-wheel motor is controlled to stop. A manual tread adjustment method comprising the steps of: (2) controlling the electric brake at the arm rotation axis so that it immediately operates and fixing the rocker arm.

前記アクティブ調整モードA)、B)又はC)で適用される車輪型農業ロボットに基づくトレッド自動調整方法であって、
3次元レーザレーダを地形検出センサとして車体前部に取り付け、農業ロボットは走行中に3次元レーザレーダを利用して前方の地面及び作物を走査し、衛星測位システムから送信された車体地理的位置データ及び慣性センサからフィードバックされたシャーシフレーム姿勢データを利用し、車体に基づく圃場シーンの3次元点群マップを構築し、圃場シーンの3次元点群マップを大地座標系OZFZに基づく点群マップに変換し、鉛直上向きのZ座標は3次元点の地上高を示し、X方向は水平面の縦方向、すなわちロボットの走行方向を示し、Y方向は水平面におけるX方向に垂直な横方向を示すステップ1)と、
作物の種類及びその成長段階に基づき、適切な作物高さ閾値を設定し、圃場シーンの3次元点群マップにおける高さ座標が前記高さ閾値より大きい点が作物列クラスタの点であると判定し、それにより作物列クラスタ点群を前記3次元点群マップから分離し、続いて各作物列クラスタの中点を算出し、中点の縦方向結線を作物列の中心線とするステップ2)と、
各作物列の中心線を取得した後、ロボット車体の現在位置に基づき、車体前方の作物の列間をリアルタイムで算出し、車体の左右車輪が位置する列間の位置又は跨る列数を参照し、前後2組の車輪の理論幅、即ちトレッド調整の目標幅を算出するステップ3)と、
トレッドの実際の幅を取得し、トレッドの実際の幅とトレッド調整の目標幅との差を算出し、制御システムは作物列に応じたトレッド変化の制御ポリシーに基づき、直線スライドレール装置に対応する制御命令を出力し、スライダの移動によってロッカーアームを駆動して一定のヨー角度だけ回転させ、車体前方の作物の列間に適合するように前部及び/又は後部車輪の車体の縦軸線からの距離を調整するステップ4)と、を含むことを特徴とするトレッド自動調整方法。
A tread automatic adjustment method based on a wheeled agricultural robot applied in the active adjustment mode A), B) or C), comprising:
A 3D laser radar is attached to the front of the vehicle body as a terrain detection sensor, and the agricultural robot uses the 3D laser radar to scan the ground and crops in front of it while moving, and uses the vehicle's geographical position data transmitted from the satellite positioning system. A 3D point cloud map of the field scene based on the vehicle body is constructed using the chassis frame posture data fed back from the inertial sensor and the 3D point cloud map of the field scene is converted to a point cloud map based on the earth coordinate system OZFZ. The vertically upward Z coordinate indicates the ground height of the three-dimensional point, the X direction indicates the vertical direction of the horizontal plane, that is, the robot's running direction, and the Y direction indicates the horizontal direction perpendicular to the X direction on the horizontal plane.Step 1) and,
An appropriate crop height threshold is set based on the type of crop and its growth stage, and points in the three-dimensional point cloud map of the field scene whose height coordinates are greater than the height threshold are determined to be points in the crop row cluster. step 2), thereby separating the crop row cluster point cloud from the three-dimensional point cloud map, followed by calculating the midpoint of each crop row cluster, and setting the vertical connection of the midpoints as the center line of the crop row. and,
After obtaining the center line of each row of crops, the distance between the rows of crops in front of the robot body is calculated in real time based on the current position of the robot vehicle body, and the position between the rows where the left and right wheels of the vehicle body are located or the number of rows to be straddled is referenced. , step 3) of calculating the theoretical width of the two sets of front and rear wheels, that is, the target width for tread adjustment;
Obtain the actual width of the tread, calculate the difference between the actual width of the tread and the target width of the tread adjustment, and the control system responds to the linear slide rail device based on the control policy of tread change according to the crop row. Output a control command to drive the rocker arm by moving the slider to rotate a fixed yaw angle to move the front and/or rear wheels from the longitudinal axis of the vehicle to fit between the rows of crops in front of the vehicle. An automatic tread adjustment method characterized by comprising step 4) of adjusting the distance.

さらに、ステップ1)において、前記圃場シーンの3次元点群マップを基に、RANSACアルゴリズムでHessian平面方程式をフィッティングし、最小2乗フィッティングによって検出対象地面を細分化、再構築する。 Furthermore, in step 1), a Hessian plane equation is fitted using the RANSAC algorithm based on the three-dimensional point cloud map of the field scene, and the ground to be detected is segmented and reconstructed using least squares fitting.

本発明の車輪型農業ロボットは、作物の列間及び地形の変化に基づき、トレッドに対して適応性の調整を行うことができ、苗押えの発生を大幅に低減させ、農業ロボットによる作業に適する地形の範囲を広げ、作業効率を向上させ、作業コストを低減させ、且つ、本発明は、車輪トレッドの同期調整、2輪個別調整及び4輪個別調整などの複数の調整モードを有し、障害物、狭い道路などの複雑な地形に遭遇すれば、シャーシが円滑に通過することを確保することができ、構造計画が合理的で、操作やメンテナンスが容易で、普及や使用に適している。 The wheeled agricultural robot of the present invention can adjust the adaptability of the tread based on changes in crop row spacing and topography, significantly reducing the occurrence of seedling holding, and making it suitable for work by agricultural robots. The present invention has multiple adjustment modes, such as wheel tread synchronization adjustment, two-wheel individual adjustment and four-wheel individual adjustment, which can expand the terrain range, improve work efficiency, and reduce work cost. When encountering complex terrain such as objects, narrow roads, etc., it can ensure that the chassis passes smoothly, the structure plan is reasonable, easy to operate and maintain, and is suitable for popularization and use.

本発明の農業ロボットの具体的な一実施例の全体構造の概略図である。1 is a schematic diagram of the overall structure of a specific embodiment of the agricultural robot of the present invention. 図1における農業ロボットの駆動輪脚の構造概略図である。FIG. 2 is a structural schematic diagram of a drive wheel leg of the agricultural robot in FIG. 1; 作物列の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of crop rows. トレッド調整アクチュエータの構造概略図である。FIG. 2 is a structural schematic diagram of a tread adjustment actuator. 図1における実施例の農業ロボットがトレッドの自動調整を実現するトポロジー構造図である。FIG. 2 is a topology structure diagram in which the agricultural robot of the embodiment shown in FIG. 1 realizes automatic tread adjustment; トレッド適応調整の制御原理図である。FIG. 3 is a control principle diagram of tread adaptive adjustment. リンク構造の構造概略図である。It is a structural schematic diagram of a link structure. セルフロックコネクタの構造概略図1である。FIG. 1 is a schematic structural diagram of a self-locking connector. セルフロックコネクタの構造概略図2である。FIG. 2 is a schematic diagram 2 of a structure of a self-locking connector. 凸状ブロックの構造概略図である。It is a structural schematic diagram of a convex block. 凹状ブロックの構造概略図である。It is a structural schematic diagram of a concave block. 圧力センサとストロークスイッチの取り付けの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the installation of a pressure sensor and a stroke switch. 凸状ブロックの上面図である。It is a top view of a convex block. トレッド調整アクチュエータと駆動輪脚の構造概略図1である。FIG. 1 is a schematic structural diagram of a tread adjustment actuator and a driving wheel leg. トレッド調整アクチュエータと駆動輪脚の構造概略図2である。FIG. 2 is a schematic diagram 2 of the structure of a tread adjustment actuator and a driving wheel leg. トレッド調整アクチュエータと駆動輪脚の部分構造概略図である。FIG. 2 is a partial structural schematic diagram of a tread adjustment actuator and a drive wheel leg. トレッド調整アクチュエータ、シャーシフレーム及び駆動輪脚の構造概略図である。FIG. 3 is a structural schematic diagram of a tread adjustment actuator, a chassis frame, and a driving wheel leg. シャーシトレッドの制御原理図である。It is a control principle diagram of a chassis tread.

本発明の技術的解決手段を詳細に説明するために、以下は図面及び具体的な実施例を参照して本発明をさらに説明する。 In order to explain the technical solution of the present invention in detail, the present invention will be further explained below with reference to drawings and specific embodiments.

図1に示すようなトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボットは、車体3、制御システム、ナビゲーションシステム、トレッド調整アクチュエータ、及び投薬システムを備える。前記車体3に前後左右の4本の駆動輪脚が設けられ、各駆動輪脚の車輪10はいずれも個別のインホイールモータ14によって駆動され、4輪差動を実現することができ、且つ、各車輪10はいずれも個別のステアリング装置8を有する。前記ナビゲーションシステム、トレッド調整アクチュエータ、投薬システム、インホイールモータ10及びステアリング装置8は制御システムにそれぞれ接続され、制御システムによって発停を制御される。 The wheeled agricultural robot with tread adaptive adjustment function as shown in FIG. 1 includes a vehicle body 3, a control system, a navigation system, a tread adjustment actuator, and a dosing system. The vehicle body 3 is provided with four driving wheel legs on the front, rear, left and right sides, and the wheels 10 of each driving wheel leg are driven by individual in-wheel motors 14, so that a four-wheel differential can be realized, and Each wheel 10 has an individual steering device 8. The navigation system, tread adjustment actuator, dosing system, in-wheel motor 10 and steering device 8 are each connected to a control system, and are controlled to start and stop by the control system.

前記投薬システムは、薬箱4、噴霧ロッド1及び輸液パイプラインを備え、薬箱4は車体3に取り付けられ、噴霧1ロッドはセルバランス噴霧ロッドサスペンション2によって車体3の尾部に掛けられる。 The dosing system comprises a medicine box 4, a spray rod 1 and an infusion pipeline, the medicine box 4 is attached to the car body 3, and the spray 1 rod is hung on the tail of the car body 3 by the cell balance spray rod suspension 2.

前記ナビゲーションシステムは、地形検出センサ6、衛星測位受信機4、慣性センサ及び車輪走行距離計などのコンポーネントを備える。前記地形検出センサ6は車体前部に取り付けられ、地面と作物を含む地形情報を検出することに用いられ、好ましくは3次元レーザレーダ(3次元走査レーザセンサ)を採用し、前記衛星測位受信機4は衛星測位システムに接続され、車体3の走行位置情報をリアルタイムで提供することに用いられ、慣性センサは車体に取り付けられ、ピッチ角、ロール角などのデータを含め、車体又は車体シャーシフレームの姿勢を検出することに用いられ、車輪走行距離計はロータリーエンコーダであってもよく、車輪の回転角及び回転数を測定することに用いられ、さらに各車輪の走行距離を算出することができ、ロボットは、圃場を走行して圃場シーンを検知し、方位参照軌跡を生成する必要があり、次に、方位参照軌跡から4つの車輪のインホイールモータの目標回転数を算出し、制御システムは4つの車輪のインホイールモータの回転数が目標回転数を追跡するようにリアルタイムで制御し、車輪走行距離計は車輪の回転数を測定して制御システムのフィードバック入力とし、このようにリアルタイムな閉ループ制御を行う。 The navigation system includes components such as a terrain detection sensor 6, a satellite positioning receiver 4, an inertial sensor, and a wheel odometer. The terrain detection sensor 6 is attached to the front part of the vehicle body and is used to detect terrain information including the ground and crops, preferably employs a three-dimensional laser radar (three-dimensional scanning laser sensor), and is connected to the satellite positioning receiver. 4 is connected to a satellite positioning system and is used to provide real-time driving position information of the vehicle body 3, and an inertial sensor is attached to the vehicle body to provide information on the vehicle body or vehicle chassis frame, including data such as pitch angle and roll angle. The wheel odometer may be a rotary encoder, and is used to measure the rotation angle and rotation speed of the wheel, and can further calculate the distance traveled by each wheel. The robot needs to travel in the field to detect the field scene and generate a direction reference trajectory.Then, the target rotation speed of the in-wheel motors of the four wheels is calculated from the direction reference trajectory, and the control system The rotational speed of the in-wheel motor of two wheels is controlled in real time to track the target rotational speed, and the wheel odometer measures the wheel rotational speed as the feedback input of the control system, thus realizing real-time closed-loop control. I do.

制御システムは、ナビゲーションシステムからフィードバックされたデータに基づき、車体3の前方の作物列の位置と列間を分析し、適切なトレッド調整量を算出し、トレッド調整アクチュエータに対応する制御信号を出力する。 The control system analyzes the position and spacing of the crop rows in front of the vehicle body 3 based on the data fed back from the navigation system, calculates an appropriate tread adjustment amount, and outputs a corresponding control signal to the tread adjustment actuator. .

前記車体3の4つの駆動輪脚は、それぞれロッカーアーム7を介してシャーシフレームに接続される。各駆動輪脚は、いずれも、車輪10と、この車輪10を個別に制御するステアリング装置8を備える。前記ステアリング装置8はステアリングモータとモータ取付座で構成される。前記モータ取付座は輪脚ブラケット9の上方に設けられ、輪脚ブラケット9の上部は立設されたブラケット回転軸を介してモータ取付座に接続され、ステアリングモータを起動することにより、輪脚ブラケット9と車輪10は駆動されてステアリングを行う。前記ロッカーアーム7の外側の一端はモータ取付座に固定接続され、内側の一端は第1回転対偶を介してシャーシフレームに接続される。前記第1回転対偶の回転軸は、ロッカーアーム回転軸12であり、シャーシフレームに垂直に取り付けられ、ロッカーアーム12に固定接続される。ロッカーアーム7は、ロッカーアーム回転軸12を中心として回転する時、駆動輪脚を駆動して横方向に揺動させ、車輪10の車体の縦軸線からの距離を変更する。また、前記ロッカーアーム回転軸12又はシャーシフレームにロッカーアーム回転軸12の回転角度を検出する角度センサ11が取り付けられ、前記角度センサ11は制御システムに接続され、ロッカーアームのヨー角度をフィードバックすることに用いられ、好ましくはロータリーエンコーダを用いる。 The four driving wheel legs of the vehicle body 3 are connected to the chassis frame via rocker arms 7, respectively. Each drive wheel leg includes a wheel 10 and a steering device 8 that individually controls the wheel 10. The steering device 8 is composed of a steering motor and a motor mounting seat. The motor mounting seat is provided above the wheel leg bracket 9, and the upper part of the wheel leg bracket 9 is connected to the motor mounting seat via an upright bracket rotating shaft, and by starting the steering motor, the wheel leg bracket 9 and wheels 10 are driven to perform steering. One outer end of the rocker arm 7 is fixedly connected to the motor mounting seat, and one inner end is connected to the chassis frame through a first rotating pair. The rotation axis of the first rotation pair is a rocker arm rotation axis 12, which is vertically attached to the chassis frame and fixedly connected to the rocker arm 12. When the rocker arm 7 rotates about the rocker arm rotating shaft 12, it drives the driving wheel leg to swing laterally, thereby changing the distance of the wheel 10 from the longitudinal axis of the vehicle body. Further, an angle sensor 11 for detecting the rotation angle of the rocker arm rotation shaft 12 is attached to the rocker arm rotation shaft 12 or the chassis frame, and the angle sensor 11 is connected to a control system to feed back the yaw angle of the rocker arm. A rotary encoder is preferably used.

前記トレッド調整アクチュエータは、第1電磁クラッチ17-1、第2電磁クラッチ17-2、駆動装置18、歯車減速ボックス、及び前後2つの直線スライドレール装置を備える。 The tread adjustment actuator includes a first electromagnetic clutch 17-1, a second electromagnetic clutch 17-2, a drive device 18, a gear reduction box, and two linear slide rail devices, front and rear.

2段の直線スライドレールは装置車体の縦軸線に沿ってシャーシフレームに敷設して取り付けられ、本実施例において、前記駆動装置18はサーボモータを採用し、直線スライドレール装置はスクリュー電動スライドレール装置を採用する。 A two-stage linear slide rail is laid and installed on the chassis frame along the longitudinal axis of the device vehicle body, and in this embodiment, the driving device 18 adopts a servo motor, and the linear slide rail device is a screw electric slide rail device. Adopt.

前記スクリュー電動スライドレール装置は、スクリュー15-1、ガイドレール15-2及びスライダ15-3などのコンポーネントで構成される。2つのガイドレール15-2は、それぞれ、スクリュー15-1の左右両側に設けられ、スクリューに平行であり、スライダ15-3は2つのガイドレール15-2に取り付けられ、スクリューナットに接続され、スクリューがサーボモータに回転駆動されると、スクリューナットはスライダ15-3を駆動してガイドレールに沿って直線往復移動させる。 The screw electric slide rail device is composed of components such as a screw 15-1, a guide rail 15-2, and a slider 15-3. The two guide rails 15-2 are provided on the left and right sides of the screw 15-1 and are parallel to the screw, and the slider 15-3 is attached to the two guide rails 15-2 and connected to the screw nut. When the screw is rotationally driven by the servo motor, the screw nut drives the slider 15-3 to linearly reciprocate along the guide rail.

前記サーボモータは、制御信号入力端が制御システムに接続され、制御システムによって発停を制御される。図4に示すように、サーボモータは、シャーシフレームの中央部に取り付けられ、2つのスクリュー電動スライドレール装置の間に位置する。2つの電磁クラッチ17-1と17-2は、それぞれ、2つのスクリュー電動スライドレール装置のシャーシ中心位置に近い動力入力端に取り付けられる。前記歯車減速ボックスに1つの動力入力端(駆動円錐歯車)と2つの動力出力端(従動円錐歯車)が設けられ、サーボモータの出力軸は歯車減速ボックスの動力入力端に接続され、歯車減速ボックスの2つの動力出力端はそれぞれ2つの電磁クラッチの動力入力端に接続され、2つの電磁クラッチの動力出力端は対応するスクリュー軸に接続される。サーボモータの出力軸がリードスクリュー方向と垂直であることを考慮し、歯車減速ボックスは傘歯車を採用して動力を伝達する。2つの電磁クラッチは、制御信号入力端が制御システムに接続され、それぞれ制御システムによってオンオフを制御され、すなわち、第1/第2電磁クラッチがオフになる場合、サーボモータの動力は後方/前方スクリューのみに伝達され、後部/前部の2つの駆動輪脚に対して2輪個別調整を実行し、2つの電磁クラッチがいずれもオンになる場合、4輪同期調整を実行する。 A control signal input terminal of the servo motor is connected to a control system, and starting and stopping of the servo motor are controlled by the control system. As shown in FIG. 4, the servo motor is mounted in the center of the chassis frame and located between the two screw electric slide rail devices. The two electromagnetic clutches 17-1 and 17-2 are respectively attached to the power input ends of the two screw electric slide rail devices near the center position of the chassis. The gear reduction box is provided with one power input end (driving conical gear) and two power output ends (driven conical gear), and the output shaft of the servo motor is connected to the power input end of the gear reduction box. The two power output ends of the two electromagnetic clutches are respectively connected to the power input ends of the two electromagnetic clutches, and the power output ends of the two electromagnetic clutches are connected to the corresponding screw shafts. Considering that the output shaft of the servo motor is perpendicular to the lead screw direction, the gear reduction box adopts a bevel gear to transmit power. The two electromagnetic clutches have their control signal input ends connected to the control system, and are controlled to be turned on and off by the control system, that is, when the first/second electromagnetic clutch is turned off, the power of the servo motor is transferred to the rear/front screw When both electromagnetic clutches are turned on, four-wheel synchronous adjustment is performed.

前後スクリュー電動スライドレール装置のいずれの側方にも、制御システムに接続され、それぞれのスライダのレールにおけるストロークを測定するための格子スケールが設けられ、車体シャーシの現在のトレッドを示す。 On either side of the front and rear screw electric slide rail devices there are provided grating scales connected to the control system and for measuring the stroke in the rail of each slider, indicating the current tread of the vehicle body chassis.

前記車体3の前部の左右駆動輪脚は、それぞれ、1対のリンク構造を介して前スクリュー電動スライドレール装置のスライダに接続され、車体後部の左右駆動輪脚は、それぞれ、1対のリンク構造を介して後スクリュー電動スライドレール装置のスライダに接続される。図4、図14、図17に示すように、前記のリンク構造はロッカーアーム延長ロッド13-1と駆動リンク13-2で構成され、両者の一端は第2回転対偶を介してセルフロックコネクタに接続され、前記ロッカーアーム延長ロッド13-1の他端はロッカーアーム7に固定接続され、ロッカーアーム7を駆動してロッカーアーム回転軸12を中心として回転させることに用いられ、前記駆動リンク13-2の他端は第3回転対偶を介して対応するスライダにヒンジ連結され、スライダの直線移動を、ロッカーアーム延長ロッド13-1を駆動してロッカーアーム回転軸12を中心として回転させる回転移動に変換する。 The left and right driving wheel legs at the front of the vehicle body 3 are each connected to the slider of the front screw electric slide rail device via a pair of link structures, and the left and right driving wheel legs at the rear of the vehicle body are each connected to a pair of links. The rear screw is connected to the slider of the electric slide rail device through the structure. As shown in FIGS. 4, 14 and 17, the link structure is composed of a rocker arm extension rod 13-1 and a drive link 13-2, one end of which is connected to a self-locking connector through a second rotating pair. The other end of the rocker arm extension rod 13-1 is fixedly connected to the rocker arm 7 and is used to drive the rocker arm 7 to rotate around the rocker arm rotation axis 12, and the other end of the rocker arm extension rod 13-1 is connected to the rocker arm extension rod 13-1. The other end of 2 is hinged to the corresponding slider via a third rotating pair, and converts the linear movement of the slider into rotational movement that drives the rocker arm extension rod 13-1 to rotate about the rocker arm rotation axis 12. Convert.

図7~図13に示すように、前記セルフロックコネクタは、第1接続ブロック13-3、第2接続ブロック13-5、及び位置決めピン電磁石13-4などのコンポーネントを備える。前記第2接続ブロック13-5にロック電磁石13-5-3が取り付けられ、ロック電磁石13-5-3が通電すると、2つの接続ブロックは磁力吸着によって接続される。前記第1接続ブロック13-3はロッカーアーム延長ロッド13-2の端部に固定して取り付けられ、第2接続ブロック13-5は前記第2回転対偶を介して駆動リンク13-1にヒンジ連結され、前記第2接続ブロック13-5に長円状のストッパ孔13-5-2が設けられ、位置決めピン電磁石13-4は駆動リンク13-1の端部に取り付けられ、前記駆動リンク13-1の端部に均等に分布されるピン孔が一回り設けられ、ロック電磁石13-5-3への通電を停止すると、制御システムは位置決めピン電磁石13-4が動作するように制御し、それから延出するピンロッドは駆動リンク13-1のピン孔を貫通し、第2接続ブロック13-5のストッパ孔13-5-2に挿入され、これにより、第2接続ブロック13-5の自由回転を防止することができる。 As shown in FIGS. 7 to 13, the self-locking connector includes components such as a first connecting block 13-3, a second connecting block 13-5, and a locating pin electromagnet 13-4. A lock electromagnet 13-5-3 is attached to the second connection block 13-5, and when the lock electromagnet 13-5-3 is energized, the two connection blocks are connected by magnetic attraction. The first connecting block 13-3 is fixedly attached to the end of the rocker arm extension rod 13-2, and the second connecting block 13-5 is hinged to the drive link 13-1 via the second rotating pair. An oblong stopper hole 13-5-2 is provided in the second connection block 13-5, and the positioning pin electromagnet 13-4 is attached to the end of the drive link 13-1. Once the pin holes are evenly distributed at the end of 1, and the locking electromagnet 13-5-3 is de-energized, the control system controls the positioning pin electromagnet 13-4 to operate, and then The extending pin rod passes through the pin hole of the drive link 13-1 and is inserted into the stopper hole 13-5-2 of the second connecting block 13-5, thereby allowing the second connecting block 13-5 to rotate freely. It can be prevented.

ロック電磁石13-5-3への通電を停止すると、セルフロックコネクタがオフになり、駆動リンク13-1とロッカーアーム延長ロッド13-2の接続が切断され、このように、4つの車輪の車体の縦軸線からのトレッドの個別調整が可能になる。 When the locking electromagnet 13-5-3 is de-energized, the self-locking connector is turned off, and the connection between the drive link 13-1 and the rocker arm extension rod 13-2 is cut, and thus the four-wheel vehicle body This allows for individual adjustment of the tread from the vertical axis.

前記第2接続ブロック13-5は凸状ブロックであり、図10に示すように、第1接続ブロックに突き合わせる面に突起構造が設けられ、前記突起構造は上部の半円柱体と下部の半円錐体で構成され、第2回転対偶の回転軸13-5-1は第2接続ブロック13-5に取り付けられる。前記第1接続ブロック13-3は凹状ブロックであり、その突き合わせ面に前記突起構造の形状に適合する凹溝構造が設けられ、図11に示すように、前記第1接続ブロック13-3に2枚の挿入板13-3-2がさらに設けられ、2つの挿入板13-3-2は前記凹溝構造の左右両側に位置し、第1接続ブロック13-3の突き合わせ面から突出し、第2接続ブロック13-5の対応する位置に適合する2つのスロットが設けられる。第1接続ブロック13-3と第2接続ブロック13-5が磁力によって吸着する時、前記突起構造は凹溝構造に嵌入され、挿入板13-3-2は前記スロット内に挿入される。前記凹凸構造及び挿入板、スロット構造によって、2つの接続ブロックは、吸着状態である場合においても、磁力に垂直な方向にずれにくい。2つの挿入板13-3-2の内側角部に面取りが設けられ、面取り斜面13-3-3が前記突起構造に向かうことにより、突き合わせる際に2つの接続ブロックを迅速で正確に位置決めすることができる。 The second connecting block 13-5 is a convex block, and as shown in FIG. 10, a protruding structure is provided on the surface that abuts against the first connecting block, and the protruding structure has an upper semi-cylindrical body and a lower semi-cylindrical body. The rotating shaft 13-5-1 of the second rotating pair, which is composed of a conical body, is attached to the second connecting block 13-5. The first connection block 13-3 is a concave block, and a concave groove structure matching the shape of the protrusion structure is provided on the abutting surface of the first connection block 13-3.As shown in FIG. Further, two insertion plates 13-3-2 are provided, and the two insertion plates 13-3-2 are located on both left and right sides of the groove structure, protrude from the abutting surface of the first connection block 13-3, Two slots are provided which fit into corresponding positions of the connection block 13-5. When the first connection block 13-3 and the second connection block 13-5 are attracted by magnetic force, the protrusion structure is fitted into the groove structure, and the insertion plate 13-3-2 is inserted into the slot. Due to the uneven structure, the insertion plate, and the slot structure, the two connecting blocks are unlikely to shift in the direction perpendicular to the magnetic force even when they are in an attracted state. Chamfers are provided on the inner corners of the two insertion plates 13-3-2, and the chamfered slopes 13-3-3 face the protrusion structure, thereby quickly and accurately positioning the two connecting blocks when butting against each other. be able to.

また、前記凹溝構造内に圧力センサ19及びストロークスイッチ20が設けられ、前記ストロークスイッチ20は、第1接続ブロック、第2接続ブロックが所定位置に接続されたか否かを判断することに用いられ、圧力センサ19は両者の接続の強固さを判断することに用いられる。前記圧力センサ19とストロークスイッチ20の信号出力端は制御システムに接続され、第1接続ブロック、第2接続ブロックが吸着する時、前記突起構造は前記溝構造に嵌入され、前記圧力センサ19とストロークスイッチ20に接触することができる。制御システムは、ストロークスイッチ20と圧力センサ19から送信された信号を受信した後、電磁クラッチを結合するように制御し、圧力センサ19からフィードバックされたデータが予め設定された閾値を超えると、制御システムは、前記リンク構造が確実に固定され、サーボモータを起動してスライダを駆動可能にする。 Further, a pressure sensor 19 and a stroke switch 20 are provided within the groove structure, and the stroke switch 20 is used to determine whether the first connection block and the second connection block are connected to predetermined positions. , the pressure sensor 19 is used to determine the strength of the connection between the two. The signal output ends of the pressure sensor 19 and the stroke switch 20 are connected to a control system, and when the first connection block and the second connection block are attracted, the protrusion structure is fitted into the groove structure, and the pressure sensor 19 and stroke Switch 20 can be contacted. The control system controls the electromagnetic clutch to engage after receiving the signals transmitted from the stroke switch 20 and the pressure sensor 19, and when the data fed back from the pressure sensor 19 exceeds a preset threshold, the control system controls the electromagnetic clutch to engage. The system ensures that the link structure is securely fixed and enables the servo motor to drive the slider.

本実施例の車輪型農業ロボットは、
第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチ及び各セルフロックコネクタはいずれも結合状態にあり、駆動装置(18)は2つの直線スライドレール装置を介して前後車輪のトレッドを同期調整する4輪トレッド同期調整モードA)、
第1電磁クラッチ、各セルフロックコネクタは結合状態にあり、第2電磁クラッチはオフになり、駆動装置(18)は前直線スライドレール装置を介して前部車輪のトレッドを調整する前輪トレッド個別調整モードB)、
第2電磁クラッチ、各セルフロックコネクタは結合状態にあり、第1電磁クラッチはオフになり、駆動装置(18)は後直線スライドレール装置を介して前部車輪のトレッドを調整する後輪トレッド個別調整モードC)、
第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチ及び各セルフロックコネクタはいずれもオフ状態にあり、4つの車輪の車体の縦軸線からの距離を個別に調整する4輪位置個別調整モードD)という4種のトレッド調整モードを含み、
A)、B)、C)はアクティブ調整モードであり、D)はパッシブ調整モードであり、且つA)、B)、C)、D)の4種モードは閉ループの自動制御であってもよく、開ループの手動制御であってもよい。
The wheeled agricultural robot of this example is
The first electromagnetic clutch, the second electromagnetic clutch, and each self-lock connector are all in a connected state, and the drive device (18) performs four-wheel tread synchronization adjustment to synchronize the treads of the front and rear wheels via two linear slide rail devices. Mode A),
The first electromagnetic clutch, each self-locking connector is in the coupled state, the second electromagnetic clutch is turned off, and the drive device (18) adjusts the front wheel tread individual adjustment through the front linear slide rail device. Mode B),
The second electromagnetic clutch, each self-locking connector is in the coupled state, the first electromagnetic clutch is turned off, and the drive device (18) adjusts the tread of the front wheel through the rear linear slide rail device rear wheel tread individual Adjustment mode C),
The first electromagnetic clutch, the second electromagnetic clutch, and each self-lock connector are all in the OFF state, and there are four wheel position individual adjustment modes D) in which the distances of the four wheels from the longitudinal axis of the vehicle body are individually adjusted. Includes tread adjustment mode,
A), B), and C) are active adjustment modes, and D) is a passive adjustment mode, and the four modes A), B), C), and D) may be closed-loop automatic control. , and may be open-loop manual control.

好ましくは、本実施例の農業ロボットは走行中に自動制御のアクティブ調整モードを起動してもよく、そのトレッド自動調整方法は、具体的には、以下のステップを含む。 Preferably, the agricultural robot of this embodiment may activate an automatically controlled active adjustment mode while running, and the tread automatic adjustment method specifically includes the following steps.

1)ロボットが圃場を走行中に、3次元レーザレーダを利用して前方の地面及び作物を走査し、衛星測位システムから送信された車体地理的位置データ及び慣性センサからフィードバックされたシャーシフレーム姿勢データを利用し、大地座標系OZFZに基づく圃場シーンの3次元点群マップを構築し、RANSACアルゴリズムでHessian平面方程式をフィッティングし、最小2乗フィッティングによって検出対象地面を細分化、再構築する。 1) While the robot is running in the field, it uses a three-dimensional laser radar to scan the ground and crops in front of it, and collects vehicle body geographical position data transmitted from a satellite positioning system and chassis frame posture data fed back from an inertial sensor. is used to construct a three-dimensional point cloud map of a field scene based on the earth coordinate system OZFZ, a Hessian plane equation is fitted using the RANSAC algorithm, and the ground to be detected is subdivided and reconstructed using least squares fitting.

大地座標系において、鉛直上向きのZ座標は3次元点の地上高を示し、X方向は水平面の縦方向、すなわちロボットの走行方向を示し、Y方向は水平面の横方向を示し、X方向に垂直である。 In the earth coordinate system, the vertically upward Z coordinate indicates the height above the ground of a three-dimensional point, the X direction indicates the vertical direction of the horizontal plane, that is, the robot's running direction, and the Y direction indicates the horizontal direction of the horizontal plane, which is perpendicular to the X direction. It is.

2)作物の種類及びその成長段階に基づき、制御システムで適切な作物高さ閾値を設定し、圃場シーンの3次元点群マップにおける高さ座標(Z座標)が前記高さ閾値より大きい点が作物列クラスタの点であると判定し、それにより作物列クラスタ点群を前記3次元点群マップから分離し、各作物列クラスタの中点を算出し、中点の縦方向結線を作物列の中心線とする。 2) Based on the type of crop and its growth stage, the control system sets an appropriate crop height threshold, and detects points whose height coordinates (Z coordinates) are larger than the height threshold in the three-dimensional point cloud map of the field scene. The crop row cluster point cloud is determined to be a point in a crop row cluster, thereby separating the crop row cluster point cloud from the three-dimensional point cloud map, the midpoint of each crop row cluster is calculated, and the vertical connection line of the midpoint is connected to the crop row cluster. Center line.

3)各作物列の中心線を取得した後、ロボット車体の現在の走行位置に基づき、車体前方の作物の列間をリアルタイムで算出し、車体の左右車輪が位置する列間の位置又は跨る列数を参照し、前後2組の車輪の理論幅、即ちトレッド調整の目標幅を算出する。 3) After obtaining the center line of each crop row, calculate the distance between the rows of crops in front of the robot body in real time based on the current traveling position of the robot vehicle body, and calculate the position between the rows where the left and right wheels of the vehicle body are located or the row to be straddled. The theoretical width of the two sets of front and rear wheels, that is, the target width for tread adjustment is calculated by referring to the numbers.

4)トレッドの実際の幅を取得し、トレッドの実際の幅とトレッド調整の目標幅との差を算出し、制御システムは作物列に応じたトレッド変化の制御ポリシー(最適制御方法又は比例積分微分制御方法PID)に基づき、直線スライドレール装置に対応する制御命令を出力し、スライダの移動によってロッカーアームを駆動して一定のヨー角度だけ回転させ、車体前方の作物の列間に適合するように車輪の車体の縦軸線からの距離を調整する。ロッカーアームのヨー角度が十分に調整された後、ロッカーアーム回転軸箇所の電動ブレーキ21が動作するように制御し、ロッカーアーム回転軸がシャーシフレームに対して回転できないようにし、トレッドを固定する。 4) Obtain the actual width of the tread, calculate the difference between the actual width of the tread and the target width of the tread adjustment, and use the control policy (optimal control method or proportional-integral-derivative method) for tread change according to the crop row. Based on the control method (PID), a control command corresponding to the linear slide rail device is output, and the rocker arm is driven by the movement of the slider to rotate by a certain yaw angle to fit between the rows of crops in front of the vehicle body. Adjust the distance of the wheel from the longitudinal axis of the vehicle body. After the yaw angle of the rocker arm is sufficiently adjusted, the electric brake 21 at the rocker arm rotation axis is controlled to operate, the rocker arm rotation axis is prevented from rotating with respect to the chassis frame, and the tread is fixed.

前記トレッド自動調整方法を実施する前に、トレッド調整閾値を設定する必要があり、調整の過程では、調整を必要とする目標トレッド幅が閾値を超えると、安全性を考慮して、ロボットは移動を停止し、トレッドの調整は前進を停止した後に行われる。これにより、ロッカーアームとロボット車体との間の接続応力をできる限りに低減することができる。 Before implementing the tread automatic adjustment method, it is necessary to set a tread adjustment threshold, and during the adjustment process, when the target tread width that requires adjustment exceeds the threshold, the robot will move in consideration of safety. , and tread adjustment is done after stopping forward movement. Thereby, the connection stress between the rocker arm and the robot vehicle body can be reduced as much as possible.

パッシブ調整モードD)について、本実施例の農業ロボットは開ループのトレッド手動調整方法を採用することが好ましく、具体的には、以下のステップを含む。
1)操作者は、車体前方の地形又は作物の列間に基づき、調整対象の駆動輪脚のトレッド調整量を事前に計画し、前記トレッド調整量に基づき、遠隔制御端末を介してロボットの制御システムに調整命令を送信し、
前記遠隔制御端末には、操作者が調整モードを選択し、トレッド調整量命令を入力するためのユーザインタフェースが設けられ、
2)調整命令を送信した後、制御システムは、調整対象の駆動輪脚に対し、まず、それに対応するロックコネクタのロック電磁石への通電を停止するように制御し、その第1接続ブロック13-3と第2接続ブロック13-5が磁気吸引力による拘束を失って、駆動リンク13-1とロッカーアーム延長ロッド13-2の接続を切断し、ロック電磁石13-5-3への通電を停止するとともに、位置決めピン電磁石13-4が動作するように制御し、それから延出するピンロッドを第2接続ブロックのストッパ孔に挿入し、第2接続ブロックの自由度を制限し、スライダを応用してトレッドを調整する時に、2つの接続ブロックがタイムリーで正確に突き合わせることができないことを回避し、
続いて、制御システムはサーボモータが回転するように制御し、各リードスクリュー電動スライドレール装置のスライダを初期位置に移動させ、その駆動リンクをリードスクリューと平行な状態に復帰させ、駆動リンクと他の部品との接触を回避する。
次に、制御システムは第1電磁クラッチと第2電磁クラッチが同時にオフになり、トレッドの調整に関与しないように制御し、
最後に、制御システムは、インホイールモータ14及びステアリングモータ8に対応する制御命令を出力し、車輪10を駆動して前記ロッカーアーム回転軸12を中心に移動させ、車輪10の前進又は後退によりロッカーアームのヨー回転を駆動し、操作者は制御端末のメーターによってロッカーアームが回転した角度、又は他のセンサ装置によって収集された車輪中心の車体の縦軸線からの垂直距離を観察することができ、ユーザインタフェースは4つの車輪の距離パラメーターの変化をリアルタイムで表示し、ロッカーアームのヨー角度が十分に調整されると、インホイールモータ14が停止し、電動ブレーキが直ちにロッカーアームの動作をロックし、ロッカーアームの回転軸を特定の角度に固定し、このように、該車輪10のトレッドに対する個別調整を実現する(車体が起動した後、ステアリングモータ8を利用して、次の走行方向に基づいて超信地旋回を行うように車輪を制御する)。
Regarding the passive adjustment mode D), the agricultural robot of this embodiment preferably adopts an open-loop tread manual adjustment method, and specifically includes the following steps.
1) The operator plans in advance the amount of tread adjustment of the drive wheel leg to be adjusted based on the terrain in front of the vehicle body or the distance between rows of crops, and controls the robot via a remote control terminal based on the amount of tread adjustment. send adjustment instructions to the system,
The remote control terminal is provided with a user interface for an operator to select an adjustment mode and input a tread adjustment amount command;
2) After transmitting the adjustment command, the control system first controls the drive wheel leg to be adjusted to stop energizing the lock electromagnet of the corresponding lock connector, and then connects the first connection block 13- 3 and the second connecting block 13-5 lose their restraint due to the magnetic attraction force, disconnecting the drive link 13-1 and rocker arm extension rod 13-2, and stopping power supply to the lock electromagnet 13-5-3. At the same time, the positioning pin electromagnet 13-4 is controlled to operate, the pin rod extending from it is inserted into the stopper hole of the second connection block, the degree of freedom of the second connection block is restricted, and the slider is applied. Avoiding that the two connecting blocks cannot be timely and accurately matched when adjusting the tread,
Subsequently, the control system controls the servo motor to rotate, move the slider of each lead screw electric slide rail device to its initial position, return its drive link to a state parallel to the lead screw, and rotate the drive link and other Avoid contact with other parts.
Next, the control system controls the first electromagnetic clutch and the second electromagnetic clutch to be turned off simultaneously and not to participate in tread adjustment;
Finally, the control system outputs a control command corresponding to the in-wheel motor 14 and the steering motor 8, drives the wheel 10 to move around the rocker arm rotation axis 12, and moves the wheel 10 forward or backward to lock the rocker. driving the yaw rotation of the arm, the operator can observe the angle through which the rocker arm has rotated by a meter on the control terminal or the vertical distance from the longitudinal axis of the vehicle body of the wheel center collected by other sensor devices; The user interface displays the changes in the distance parameters of the four wheels in real time, and when the yaw angle of the rocker arm is adjusted sufficiently, the in-wheel motor 14 stops, the electric brake immediately locks the movement of the rocker arm, The rotation axis of the rocker arm is fixed at a certain angle, thus realizing individual adjustment to the tread of the wheel 10 (after the vehicle body is started, the steering motor 8 is used to adjust the rotation direction based on the next direction of travel). (controls the wheels to perform a super turning).

パッシブ調整モードD)は、複雑な道路状況に適用し、圃場に水溝、障害物があり、又は細長い通路を通過する時、ロボットが円滑に通過できるようにする。パッシブ調整モードを実行中に、ユーザは車輪の回転を制御する前に、制御システムを操作することができ、4つの駆動輪脚の個別調整は、対応する電磁クラッチ及びロック電磁石のオンオフ制御と組み合わせると、サーボモータ及びスクリュー電動スライドレール装置を利用して実現することもできるが、上記トレッド手動調整方法を採用して操作すること、車体の停止状態で操作することが好ましい。 Passive adjustment mode D) is applicable to complex road conditions and allows the robot to smoothly pass through water ditches, obstacles, or long narrow paths in the field. While running the passive adjustment mode, the user can operate the control system before controlling the wheel rotation, and the individual adjustment of the four driving wheel legs is combined with the on-off control of the corresponding electromagnetic clutch and locking electromagnet. Although this can be realized by using a servo motor and a screw electric slide rail device, it is preferable to operate by adopting the above-mentioned manual tread adjustment method and to operate while the vehicle body is stopped.

各調整モードにおいて、シャーシトレッドの制御原理は以下のとおりである。 In each adjustment mode, the control principle of the chassis tread is as follows.

図18に示すように、トレッド調整用の4つのロッカーアーム回転軸には、車体の前後軸に対するロッカーアームの回転角α1、α2、α3、α4を測定するための絶対値エンコーダがそれぞれ取り付けられている。図に示すように、左右ロッカーアーム回転軸の中心距離はW1、前後ロッカーアーム回転軸の中心距離はL1、トレッド調整ロッカーアームの長さはD(ロッカーアーム主軸の輪脚ブラケットの上部回転軸からの水平距離)であり、ロータリーエンコーダがリアルタイムで測定した角度から、対応する前輪トレッドW2と後輪トレッドW3を得ることができ、計算式は、
W2=W1+D・sin(α1)+D・sin(α2)
W3=W1+D・sin(α3)+D・sin(α4)である。
対応する前輪トレッド12と前輪トレッド13の計算式は、
L2=L1+D・cos(α1)+D・cos(α2)
L3=L1+D・cos(α3)+D・cos(α4)である。
As shown in Fig. 18, absolute value encoders are attached to the four rocker arm rotation axes for tread adjustment to measure the rocker arm rotation angles α1, α2, α3, and α4 with respect to the longitudinal axis of the vehicle body. There is. As shown in the figure, the center distance of the left and right rocker arm rotation axes is W1, the center distance of the front and rear rocker arm rotation axes is L1, and the length of the tread adjustment rocker arm is D (from the upper rotation axis of the wheel leg bracket of the rocker arm main axis). The corresponding front wheel tread W2 and rear wheel tread W3 can be obtained from the angle measured by the rotary encoder in real time, and the calculation formula is:
W2=W1+D・sin(α1)+D・sin(α2)
W3=W1+D·sin(α3)+D·sin(α4).
The calculation formula for the corresponding front wheel tread 12 and front wheel tread 13 is:
L2=L1+D・cos(α1)+D・cos(α2)
L3=L1+D.cos(α3)+D.cos(α4).

4輪同期制御モードでは、車体の縦軸線に対するロッカーアームの回転角は等しく、すなわちα1=α2=α3=α4、W2=W3である。 In the four-wheel synchronous control mode, the rotation angles of the rocker arms with respect to the longitudinal axis of the vehicle body are equal, ie, α1=α2=α3=α4, W2=W3.

前輪トレッド個別調整モード又は後輪トレッド個別調整モードでは、2つの前輪ロッカーアームの車体の縦軸線に対する回転角が等しく、2つの後輪ロッカーアームの車体の縦軸線に対する回転角が等しく、即ちα1=α2、α3=α4である。 In the front wheel tread individual adjustment mode or the rear wheel tread individual adjustment mode, the rotation angles of the two front wheel rocker arms with respect to the longitudinal axis of the vehicle body are equal, and the rotation angles of the two rear wheel rocker arms with respect to the longitudinal axis of the vehicle body are equal, that is, α1= α2, α3=α4.

特別な場合、4輪位置個別調整モードでは、ロッカーアームの車体の縦軸線に対する回転角が等しくない。 In a special case, in the four-wheel position individual adjustment mode, the rotation angles of the rocker arms with respect to the longitudinal axis of the vehicle body are unequal.

アクティブ調整モードを例とし、農業ロボットは、3次元レーザレーダによって車両前方の作物、大地等の点群データを測定し、慣性姿勢センサ及び衛星測位システムによって点群を大地座標系に換算し、ロボットシャーシの進行位置座標に基づいて適応トレッド調整を行い、制御システムは、点群データに基づいてシャーシの左右車輪に最も近い2つの作物列の列間Wdを抽出し、さらに、W2とWdとの差分、W3とWdとの差分を制御システムの入力とする。制御系の出力は、サーボモータの回転数制御命令と2つの電磁クラッチの開閉命令である。トレッドが十分に調整されると、ロッカーアーム回転軸箇所の電動ブレーキ21がロックされる。 Taking the active adjustment mode as an example, the agricultural robot measures point cloud data of crops, ground, etc. in front of the vehicle using a 3D laser radar, converts the point cloud to the earth coordinate system using an inertial attitude sensor and a satellite positioning system, and then Performing adaptive tread adjustment based on the traveling position coordinates of the chassis, the control system extracts the inter-row Wd of the two crop rows closest to the left and right wheels of the chassis based on the point cloud data, and further calculates the distance between W2 and Wd. The difference, the difference between W3 and Wd, is input to the control system. The output of the control system is a rotation speed control command for the servo motor and commands to open and close the two electromagnetic clutches. When the tread is sufficiently adjusted, the electric brake 21 at the rocker arm rotation axis is locked.

本発明の農業ロボットの制御システムは、モータコントローラ、ナビゲーション制御ユニット及び作業機械制御ユニット等を備える複数の専用制御ユニットを備え、モータコントローラはCANバスを介して接続される以外、異なるセンサ、各機能制御ユニットはいずれもイーサネットを介して接続され、TCP/IPを用いて通信する。 The agricultural robot control system of the present invention includes a plurality of dedicated control units including a motor controller, a navigation control unit, a work machine control unit, etc., and the motor controller is connected via a CAN bus, and has different sensors and functions. Both control units are connected via Ethernet and communicate using TCP/IP.

以上は本発明の基本的な原理、主要な特徴及び本発明の利点を例示的に説明した。当業者であれば理解されるように、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、上記実施例及び明細書に記載されたのは本発明の原理を説明するためのものに過ぎず、本発明の精神及び範囲から逸脱せず、本発明はさらに様々な変更や改良を有し、本発明の特許範囲は添付の特許請求の範囲、明細書及びその等価物によって定義される。 The foregoing has illustratively explained the basic principles, main features and advantages of the invention. As will be understood by those skilled in the art, the present invention is not limited to the above embodiments, and the embodiments and specification described above are merely for illustrating the principles of the present invention. The invention may further be modified and modified without departing from its spirit and scope, and the patentable scope of the invention is defined by the appended claims, the specification and their equivalents.

Claims (9)

制御システムと、4本の駆動輪脚が設けられた車体(3)と、を備えるトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボットであって、
トレッド調整アクチュエータがさらに設けられ、
車体(3)の4つの駆動輪脚はそれぞれ対応するロッカーアーム(7)を介してシャーシフレームに接続され、前記駆動輪脚は車輪(10)とステアリング装置(8)を備え、各車輪(10)はいずれも個別のインホイールモータ(14)によって駆動され、インホイールモータ(14)の駆動回路は制御システムに接続され、
前記ステアリング装置(8)は、車輪(10)のステアリングを制御するステアリングモータと、モータ取付座と、を備え、前記モータ取付座は輪脚ブラケット(9)を介して下方の車輪(10)に接続され、ロッカーアーム(7)の外側の一端はモータ取付座に固定接続され、内側の一端はロッカーアーム回転軸(12)を含む回転対偶を介してシャーシフレームに接続され、これによりロッカーアーム(7)は、ロッカーアーム回転軸(12)を中心として、車体の縦軸線に対して横方向に揺動し、対応する車輪の車体の縦軸線からの距離を変更可能であり、
前記トレッド調整アクチュエータは、駆動装置(18)と、第1電磁クラッチ(17-1)と、第2電磁クラッチ(17-2)と、前後2つの直線スライドレール装置と、を備え、2つの直線スライドレール装置は車体の縦軸線に沿ってシャーシフレームに敷設して取り付けられ、そのスライダはいずれも前記駆動装置(18)によって伝動機構を介して駆動され、前記駆動装置(18)は第1電磁クラッチ(17-1)を介して前直線スライドレール装置のスライダに動力を伝達し、第2電磁クラッチ(17-2)を介して後直線スライドレール装置のスライダに動力を伝達し、前記駆動装置(18)及び2つの電磁クラッチは、制御信号入力端が制御システムにそれぞれ接続され、制御システムによって発停とオンオフを制御され、
車体前部の左右駆動輪脚はそれぞれ1対のリンク構造を介して前直線スライドレール装置のスライダに接続され、車体後部の左右駆動輪脚は1対のリンク構造を介して後直線スライドレール装置のスライダにそれぞれ接続され、前記リンク構造は駆動リンク(13-1)とロッカーアーム延長ロッド(13-2)で構成され、両者の一端は回転対偶を介してセルフロックコネクタに接続されるとともに、前記ロッカーアーム延長ロッド(13-1)の他端はロッカーアーム(7)に固定接続され、ロッカーアーム(7)を駆動して回転させることに用いられ、前記駆動リンク(13-1)の他端は回転対偶を介して対応するスライダにヒンジ連結され、スライダの直線移動を、ロッカーアーム延長ロッド(13-2)を駆動してロッカーアーム回転軸(12)を中心として回転させる回転移動に変換し、
前記セルフロックコネクタは、第1接続ブロック(13-3)、第2接続ブロック(13-5)及び位置決めピン電磁石(13-4)で構成され、その接続ブロックの一方にロック電磁石(13-5-3)が取り付けられ、ロック電磁石(13-5-3)が通電すると、2つの接続ブロックは磁力吸着によって強固に接続され、セルフロックコネクタは結合状態にあり、前記第1接続ブロック(13-3)はロッカーアーム延長ロッド(13-2)の端部に固定して取り付けられ、第2接続ブロック(13-5)は回転対偶を介して駆動リンク(13-1)に接続され、前記第2接続ブロック(13-5)にストッパ孔(13-5-2)が設けられ、位置決めピン電磁石(13-4)は駆動リンク(13-1)に取り付けられ、ロック電磁石(13-5-3)への通電を停止すると、第1接続ブロック、第2接続ブロックが磁力拘束を失って、セルフロックコネクタがオフになり、制御システムは位置決めピン電磁石(13-4)が同時に動作するように制御し、第2接続ブロック(13-5)の自由回転を防止するように、それから延出するピンロッドを第2接続ブロック(13-5)のストッパ孔(13-5-2)に挿入し、
前記車輪型農業ロボットは、
第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチ及び各セルフロックコネクタはいずれも結合状態にあり、駆動装置(18)は2つの直線スライドレール装置を介して前後車輪のトレッドを同期調整する4輪トレッド同期調整モードA)、
第1電磁クラッチ、各セルフロックコネクタは結合状態にあり、第2電磁クラッチはオフになり、駆動装置(18)は前直線スライドレール装置を介して前部車輪のトレッドを調整する前輪トレッド個別調整モードB)、
第2電磁クラッチ、各セルフロックコネクタは結合状態にあり、第1電磁クラッチはオフになり、駆動装置(18)は後直線スライドレール装置を介して後部車輪のトレッドを調整する後輪トレッド個別調整モードC)、
第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチ及び各セルフロックコネクタはいずれもオフ状態にあり、4つの車輪の車体の縦軸線からの距離は互いに干渉せずに個別調整できる4輪位置個別調整モードD)という4種のトレッド調整モードを含み、
A)、B)、C)はアクティブ調整モードであり、駆動装置(18)を制御することによりロッカーアーム(7)を駆動して横方向に揺動させ、D)はパッシブ調整モードであり、インホイールモータの回転を個別に制御することにより、対応する車輪を駆動して前進又は後退させることで、ロッカーアーム(7)を駆動して横方向に揺動させ、該車輪の車体の縦軸線からの距離を変更することを特徴とする車輪型農業ロボット。
A wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function, comprising a control system and a vehicle body (3) provided with four driving wheel legs,
A tread adjustment actuator is further provided;
The four driving wheel legs of the vehicle body (3) are each connected to the chassis frame via a corresponding rocker arm (7), and the driving wheel legs each include a wheel (10) and a steering device (8). ) are all driven by individual in-wheel motors (14), the drive circuits of the in-wheel motors (14) are connected to the control system,
The steering device (8) includes a steering motor that controls the steering of the wheels (10) and a motor mounting seat, and the motor mounting seat is connected to the lower wheel (10) via a wheel leg bracket (9). One end of the outer side of the rocker arm (7) is fixedly connected to the motor mounting seat, and one end of the inner side is connected to the chassis frame via a rotating couple including the rocker arm rotation shaft (12). 7) is capable of swinging horizontally with respect to the longitudinal axis of the vehicle body around the rocker arm rotation axis (12), and is capable of changing the distance of the corresponding wheel from the longitudinal axis of the vehicle body;
The tread adjustment actuator includes a drive device (18), a first electromagnetic clutch (17-1), a second electromagnetic clutch (17-2), and two front and rear linear slide rail devices. The slide rail device is laid and attached to the chassis frame along the longitudinal axis of the vehicle body, and its sliders are both driven by the drive device (18) through a transmission mechanism, and the drive device (18) is connected to a first electromagnetic Power is transmitted to the slider of the front linear slide rail device via the clutch (17-1), power is transmitted to the slider of the rear linear slide rail device via the second electromagnetic clutch (17-2), (18) and the two electromagnetic clutches have their control signal input ends connected to the control system, and are controlled to start/stop and turn on/off by the control system;
The left and right drive wheel legs at the front of the vehicle body are connected to the sliders of the front linear slide rail device through a pair of link structures, and the left and right drive wheel legs at the rear of the vehicle body are connected to the slider of the front linear slide rail device through a pair of link structures. The link structure is composed of a drive link (13-1) and a rocker arm extension rod (13-2), one end of which is connected to a self-locking connector via a rotating pair, and The other end of the rocker arm extension rod (13-1) is fixedly connected to the rocker arm (7) and is used to drive and rotate the rocker arm (7). The end is hinged to the corresponding slider via a rotating pair, converting the linear movement of the slider into a rotational movement that drives the rocker arm extension rod (13-2) to rotate about the rocker arm rotation axis (12). death,
The self-locking connector is composed of a first connection block (13-3), a second connection block (13-5), and a positioning pin electromagnet (13-4), and one of the connection blocks has a locking electromagnet (13-5). -3) is attached and the locking electromagnet (13-5-3) is energized, the two connecting blocks are firmly connected by magnetic attraction, the self-locking connectors are in a coupled state, and the first connecting block (13-5-3) is connected firmly. 3) is fixedly attached to the end of the rocker arm extension rod (13-2), and the second connecting block (13-5) is connected to the drive link (13-1) via a rotating pair, and A stopper hole (13-5-2) is provided in the 2 connection block (13-5), a positioning pin electromagnet (13-4) is attached to the drive link (13-1), and a lock electromagnet (13-5-3) is attached to the drive link (13-1). ), the first connecting block and the second connecting block lose their magnetic restraint, the self-locking connector is turned off, and the control system controls the positioning pin electromagnet (13-4) to operate simultaneously. and inserting the pin rod extending therefrom into the stopper hole (13-5-2) of the second connection block (13-5) so as to prevent the second connection block (13-5) from freely rotating;
The wheeled agricultural robot is
The first electromagnetic clutch, the second electromagnetic clutch, and each self-lock connector are all in a connected state, and the drive device (18) performs four-wheel tread synchronization adjustment to synchronize the treads of the front and rear wheels via two linear slide rail devices. Mode A),
The first electromagnetic clutch, each self-locking connector is in the coupled state, the second electromagnetic clutch is turned off, and the drive device (18) adjusts the front wheel tread individual adjustment through the front linear slide rail device. Mode B),
The second electromagnetic clutch, each self-locking connector is in the coupled state, the first electromagnetic clutch is turned off, and the drive device (18) adjusts the rear wheel tread individual adjustment through the rear linear slide rail device. Mode C),
The first electromagnetic clutch, the second electromagnetic clutch, and each self-lock connector are all in the OFF state, and the distances of the four wheels from the longitudinal axis of the vehicle body can be adjusted individually without interfering with each other. Four-wheel position individual adjustment mode D) Including four types of tread adjustment modes,
A), B), and C) are active adjustment modes, in which the rocker arm (7) is driven to swing laterally by controlling the drive device (18), and D) is a passive adjustment mode, By individually controlling the rotation of the in-wheel motors, the corresponding wheels are driven to move forward or backward, thereby driving the rocker arms (7) to swing laterally, and aligning the longitudinal axis of the vehicle body with the wheels. A wheel-type agricultural robot characterized by changing the distance from the ground.
前記第2接続ブロック(13-5)は凸状ブロックであり、第1接続ブロック(13-3)に突き合わせる面に突起構造が設けられ、第1接続ブロック(13-3)は凹状ブロックであり、その突き合わせ面に前記突起構造の形状に適合する凹溝構造が設けられ、前記凹溝構造内に圧力センサ(19)とストロークスイッチ(20)が設けられ、前記圧力センサ(19)とストロークスイッチ(20)の信号出力端は制御システムに接続され、第1接続ブロック、第2接続ブロックが吸着する時、突起構造は凹溝構造に嵌入され、前記圧力センサ(19)とストロークスイッチ(20)に接触し、圧力センサからフィードバックされた信号が予め設定された閾値以上である場合、制御システムは前記リンク構造が強固に固定されるとし、モードA)~C)から適切なアクティブ調整モードを選択して対応するスライダを起動することを特徴とする請求項1に記載のトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット。 The second connection block (13-5) is a convex block, and a protrusion structure is provided on the surface that abuts against the first connection block (13-3), and the first connection block (13-3) is a concave block. A concave groove structure that matches the shape of the protrusion structure is provided on the abutting surface, and a pressure sensor (19) and a stroke switch (20) are provided within the concave groove structure, and a pressure sensor (19) and a stroke switch (20) are provided in the concave groove structure. The signal output end of the switch (20) is connected to the control system, and when the first connection block and the second connection block are attracted, the protrusion structure is inserted into the groove structure, and the pressure sensor (19) and the stroke switch (20 ) and the feedback signal from the pressure sensor is above a preset threshold, the control system assumes that the link structure is firmly fixed and selects the appropriate active adjustment mode from modes A) to C). The wheeled agricultural robot with tread adaptive adjustment function according to claim 1, characterized in that it selects and activates the corresponding slider. 前記第1接続ブロック(13-3)に2枚の挿入板(13-3-2)が設けられ、2つの挿入板(13-3-2)は、前記凹溝構造の左右両側に位置し、第1接続ブロック(13-3)の突き合わせ面から突出し、第2接続ブロック(13-5)の対応する位置に適合するスロットが設けられ、
第1接続ブロック(13-3)と第2接続ブロック(13-5)が磁力によって吸着する時、第1接続ブロック(13-3)の挿入板(13-3-2)は第2接続ブロック(13-5)のスロットに係止され、且つ、2つの挿入板(13-3-2)の内側に前記突起構造に向かう面取り斜面(13-3-2)が設けられることを特徴とする請求項2に記載のトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット。
Two insertion plates (13-3-2) are provided on the first connection block (13-3), and the two insertion plates (13-3-2) are located on both left and right sides of the groove structure. , a slot protruding from the abutting surface of the first connection block (13-3) and fitting into a corresponding position of the second connection block (13-5);
When the first connection block (13-3) and the second connection block (13-5) are attracted by magnetic force, the insertion plate (13-3-2) of the first connection block (13-3) is attached to the second connection block (13-5), and a chamfered slope (13-3-2) facing the protrusion structure is provided on the inside of the two insertion plates (13-3-2). A wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function according to claim 2.
前記駆動装置(18)はサーボモータであり、前記直線スライドレール装置はスクリュー電動スライドレール装置を採用し、サーボモータはシャーシフレームの中央部に取り付けられ、2つのスクリュー電動スライドレール装置の間に位置し、2つの電磁クラッチはそれぞれ、2つのスクリュー電動スライドレール装置のシャーシ中心位置に近い動力入力端に取り付けられ、サーボモータの出力軸は伝動機構を介して2つの電磁クラッチの入力軸に接続され、即ち2つの電磁クラッチを介して前後2つのスクリュー電動スライドレール装置に動力をそれぞれ伝達することを特徴とする請求項1に記載のトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット。 The driving device (18) is a servo motor, the linear slide rail device adopts a screw electric slide rail device, the servo motor is installed in the center of the chassis frame, and is located between the two screw electric slide rail devices. The two electromagnetic clutches are each attached to the power input ends of the two screw electric slide rail devices near the center of the chassis, and the output shaft of the servo motor is connected to the input shaft of the two electromagnetic clutches via a transmission mechanism. 2. The wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function according to claim 1, wherein power is transmitted to the two front and rear screw electric slide rail devices through two electromagnetic clutches. 前記直線スライドレール装置の側方には、制御システムに接続され、スライダのレールにおけるストロークを測定するための格子スケール(16)が設けられ、制御システムはスライダのストロークを制御することによってトレッドに対する正確な制御を実現することを特徴とする請求項1に記載のトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット。 A grating scale (16) is provided on the side of the linear slide rail device and is connected to a control system for measuring the stroke of the slider on the rail, and the control system can control the stroke of the slider to ensure accuracy with respect to the tread. The wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function according to claim 1, wherein the wheeled agricultural robot has a tread adaptive adjustment function. ナビゲーションシステムが設けられ、制御システムは、ナビゲーションシステムからフィードバックされた信号に基づき、トレッド調整アクチュエータの動作を制御し、
前記ナビゲーションシステムは、地形検出センサ(6)と、衛星測位受信機(5)と、慣性センサと、を備え、制御システムは、地形検出センサによって検知された地形情報、衛星測位受信機によって受信された車体位置情報、及び慣性センサからフィードバックされた車体姿勢情報に基づき、車体前方の作物列の位置と列間を分析し、それに適応するトレッド調整量を算出し、トレッド調整アクチュエータに対応する制御信号を出力することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のトレッド適応調整機能を有する車輪型農業ロボット。
A navigation system is provided, a control system controlling operation of the tread adjustment actuator based on signals fed back from the navigation system;
The navigation system includes a terrain detection sensor (6), a satellite positioning receiver (5), and an inertial sensor, and the control system includes terrain information detected by the terrain detection sensor and information received by the satellite positioning receiver. Based on the vehicle body position information fed back from the inertial sensor and the vehicle body posture information fed back from the inertial sensor, the position and spacing of the crop rows in front of the vehicle body are analyzed, the tread adjustment amount is calculated accordingly, and the corresponding control signal is sent to the tread adjustment actuator. The wheeled agricultural robot having a tread adaptive adjustment function according to any one of claims 1 to 5, which outputs the following:
パッシブ調整モードDで適用され、車体非走行状態で行われる、請求項1~6のいずれか1項に記載の車輪型農業ロボットに基づくトレッド手動調整方法であって、
操作者は、車体前方の地形又は作物の列間に基づき、各駆動輪脚の車輪トレッド調整量を事前に計画し、前記トレッド調整量に基づき、遠隔制御端末を介してロボットの制御システムに調整命令を送信するステップ1)と、
制御システムは、調整命令を受信すると、まず各ロックコネクタをオフにするように制御し、続いて、トレッド調整アクチュエータの駆動装置を起動するように制御し、各直線スライドレール装置のスライダを押して初期位置に復帰させ、次に、第1電磁クラッチ、第2電磁クラッチが同時にオフになるように制御し、最後に、インホイールモータ(14)とステアリングモータに対応する制御命令を出力し、車輪(10)を駆動して前記ロッカーアーム回転軸(12)を中心に前方又は後方に移動させ、車輪と車体の縦軸線との垂直距離を変更し、車輪が所定位置に調整された後、インホイールモータ(14)を停止するように制御し、ロッカーアーム回転軸箇所の電動ブレーキ(21)が直ちに動作するように制御し、ロッカーアームを固定するステップ2)と、を含むことを特徴とするトレッド手動調整方法。
A manual tread adjustment method based on the wheeled agricultural robot according to any one of claims 1 to 6, which is applied in passive adjustment mode D and performed with the vehicle body not running,
The operator plans the amount of wheel tread adjustment for each drive wheel leg in advance based on the terrain or the spacing of the rows of crops in front of the vehicle body, and based on the amount of tread adjustment, adjusts the amount to the control system of the robot via the remote control terminal. Step 1) of sending the command;
Upon receiving the adjustment command, the control system first controls each lock connector to turn off, then controls the drive device of the tread adjustment actuator to start, and pushes the slider of each linear slide rail device to initialize. Then, the first electromagnetic clutch and the second electromagnetic clutch are controlled to be turned off at the same time, and finally, control commands corresponding to the in-wheel motor (14) and steering motor are output, and the wheels ( 10) to move forward or backward around the rocker arm rotation axis (12) to change the vertical distance between the wheel and the longitudinal axis of the vehicle body, and after the wheel is adjusted to a predetermined position, the in-wheel A tread comprising the steps of: (2) controlling the motor (14) to stop, controlling the electric brake (21) at the rocker arm rotation axis to immediately operate, and fixing the rocker arm. Manual adjustment method.
前記アクティブ調整モードA)、B)又はC)で適用される請求項6に記載の車輪型農業ロボットに基づくトレッド自動調整方法であって、
3次元レーザレーダを地形検出センサとして車体前部に取り付け、農業ロボットは走行中に3次元レーザレーダを利用して前方の地面及び作物を走査し、衛星測位システムから送信された車体地理的位置データ及び慣性センサからフィードバックされたシャーシフレーム姿勢データを利用し、車体に基づく圃場シーンの3次元点群マップを構築し、圃場シーンの3次元点群マップを大地座標系OZFZに基づく点群マップに変換し、鉛直上向きのZ座標は3次元点の地上高を示し、X方向は水平面の縦方向、すなわちロボットの走行方向を示し、Y方向は水平面におけるX方向に垂直な横方向を示すステップ1)と、
作物の種類及びその成長段階に基づき、適切な作物高さ閾値を設定し、圃場シーンの3次元点群マップにおける高さ座標が前記高さ閾値より大きい点が作物列クラスタの点であると判定し、それにより作物列クラスタ点群を前記3次元点群マップから分離し、続いて各作物列クラスタの中点を算出し、中点の縦方向結線を作物列の中心線とするステップ2)と、
各作物列の中心線を取得した後、ロボット車体の現在位置に基づき、車体前方の作物の列間をリアルタイムで算出し、車体の左右車輪が位置する列間の位置又は跨る列数を参照し、前後2組の車輪の理論幅、即ちトレッド調整の目標幅を算出するステップ3)と、
トレッドの実際の幅を取得し、トレッドの実際の幅とトレッド調整の目標幅との差を算出し、制御システムは作物列に応じたトレッド変化の制御ポリシーに基づき、直線スライドレール装置に対応する制御命令を出力し、スライダの移動によってロッカーアームを駆動して一定のヨー角度だけ回転させ、車体前方の作物の列間に適合するように前部及び/又は後部車輪の車体の縦軸線からの距離を調整するステップ4)と、を含むことを特徴とするトレッド自動調整方法。
The automatic tread adjustment method based on a wheeled agricultural robot according to claim 6, applied in the active adjustment mode A), B) or C),
A 3D laser radar is attached to the front of the vehicle body as a terrain detection sensor, and the agricultural robot uses the 3D laser radar to scan the ground and crops in front of it while moving, and uses the vehicle's geographical position data transmitted from the satellite positioning system. A 3D point cloud map of the field scene based on the vehicle body is constructed using the chassis frame posture data fed back from the inertial sensor and the 3D point cloud map of the field scene is converted to a point cloud map based on the earth coordinate system OZFZ. The vertically upward Z coordinate indicates the ground height of the three-dimensional point, the X direction indicates the vertical direction of the horizontal plane, that is, the robot's running direction, and the Y direction indicates the horizontal direction perpendicular to the X direction on the horizontal plane.Step 1) and,
An appropriate crop height threshold is set based on the type of crop and its growth stage, and points in the three-dimensional point cloud map of the field scene whose height coordinates are greater than the height threshold are determined to be points in the crop row cluster. step 2), thereby separating the crop row cluster point cloud from the three-dimensional point cloud map, followed by calculating the midpoint of each crop row cluster, and setting the vertical connection of the midpoints as the center line of the crop row. and,
After obtaining the center line of each row of crops, the distance between the rows of crops in front of the robot body is calculated in real time based on the current position of the robot vehicle body, and the position between the rows where the left and right wheels of the vehicle body are located or the number of rows to be straddled is referenced. , step 3) of calculating the theoretical width of the two sets of front and rear wheels, that is, the target width for tread adjustment;
Obtain the actual width of the tread, calculate the difference between the actual width of the tread and the target width of the tread adjustment, and the control system responds to the linear slide rail device based on the control policy of tread change according to the crop row. Output a control command to drive the rocker arm by moving the slider to rotate a fixed yaw angle to move the front and/or rear wheels from the longitudinal axis of the vehicle to fit between the rows of crops in front of the vehicle. An automatic tread adjustment method characterized by comprising step 4) of adjusting the distance.
ステップ1)において、前記圃場シーンの3次元点群マップを基に、RANSACアルゴリズムでHessian平面方程式をフィッティングし、最小2乗フィッティングによって検出対象地面を細分化、再構築することを特徴とする請求項8に記載のトレッド自動調整方法。 In step 1), a Hessian plane equation is fitted using a RANSAC algorithm based on the three-dimensional point cloud map of the field scene, and the ground to be detected is segmented and reconstructed by least squares fitting. 8. The automatic tread adjustment method described in 8.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111532086B (en) * 2020-05-20 2023-03-31 南宁学院 Force transmission shaft
CN111645777B (en) * 2020-05-27 2021-06-15 农业农村部南京农业机械化研究所 Wheeled agricultural robot with self-adaptive wheel track adjusting function and adjusting method thereof
CN112193243B (en) * 2020-10-20 2022-01-28 河北工业大学 Multi-steering mode control method based on obstacle avoidance system
CN112650215B (en) * 2020-12-01 2024-02-23 广州极飞科技股份有限公司 Unmanned vehicle plant protection operation method, plant protection operation device and unmanned vehicle control system
CN112997618A (en) * 2021-02-07 2021-06-22 安徽农业大学 Self-propelled intercrossing relay operation agricultural robot
CN113147890A (en) * 2021-04-27 2021-07-23 苏州邦弘智能科技有限公司 Four-wheel steering robot
CN113895891B (en) * 2021-11-01 2023-03-21 郑州宝冶钢结构有限公司 Self-adaptive steel rail transmission device
CN114384230A (en) * 2021-12-14 2022-04-22 华中农业大学 Farmland soil parameter measuring trolley
CN114104103B (en) * 2021-12-27 2023-05-16 熊鹰 Vehicle steering mechanism and field operation vehicle
CN114402767B (en) * 2022-01-25 2022-08-26 金华市农业科学研究院(浙江省农业机械研究院) Power chassis of multifunctional rice transplanter with adjustable ground clearance and wheel track
CN114403114B (en) * 2022-01-26 2022-11-08 安徽农业大学 High-ground-clearance plant protection locomotive body posture balance control system and method
DE102022202806B3 (en) * 2022-03-22 2023-08-17 Günther Schönleben Robot and method for autonomous processing of an agricultural area and robot system
CN114940207A (en) * 2022-04-20 2022-08-26 合肥工业大学 Four-wheel steering device with two-gear hub motor
CN114766265B (en) * 2022-05-25 2024-02-06 杨凌职业技术学院 Protective cultivation tectorial membrane trompil device
CN114918945B (en) * 2022-06-02 2023-09-05 中国农业大学 Wheel tread and ground clearance adjustable field crop canopy information acquisition robot
CN114803360B (en) * 2022-06-21 2023-02-10 南京航空航天大学 Rail replacing mechanism of rail running trolley and using method
CN115230794B (en) * 2022-06-28 2023-10-27 上海乐橘碳蚁科技有限公司 Article turnover equipment
CN115042894B (en) * 2022-06-29 2023-06-23 南京农业大学 Motion control system and steering control method for four-wheel electric drive robot in dry farmland
CN115104419B (en) * 2022-07-20 2023-07-04 马鞍山绿福园生态农业有限公司 Fertilizing and spraying device for agricultural planting
CN115251023B (en) * 2022-08-17 2023-08-22 陕西理工大学 Intelligent pesticide spraying system
CN115743357B (en) * 2023-01-06 2023-04-25 江苏骠马智能工业设计研究有限公司 Walking wheel type robot capable of replacing fault wheel
CN116009562A (en) * 2023-03-27 2023-04-25 慧诺云谱(海南)科技有限公司 Self-propelled platform and monitoring method of field crop phenotype monitoring robot
CN116686521A (en) * 2023-08-08 2023-09-05 安徽省农业科学院园艺研究所 Quantitative fertilizer injection unit of melon seedling culture

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006264510A (en) 2005-03-24 2006-10-05 Honda Motor Co Ltd Automobile
JP2015205542A (en) 2014-04-17 2015-11-19 トヨタ自動車東日本株式会社 Movable body
US20190141884A1 (en) 2017-11-16 2019-05-16 Cnh Industrial America Llc Protected Tread Widening For Self-Propelled Sprayer
CN111196309A (en) 2020-01-20 2020-05-26 山东交通学院 Wheel track adjustable carrying platform

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61226301A (en) * 1985-03-29 1986-10-08 Kubota Ltd Track-control device for vehicles
JPH0769222A (en) * 1993-09-03 1995-03-14 Japan Tobacco Inc Direction changing method for moving vehicle and moving vehicle
JP2000142450A (en) * 1998-11-10 2000-05-23 Toyota Motor Corp Automobile
US8417423B2 (en) * 2007-04-23 2013-04-09 David G. Fudala Robotic platform for collecting data to emulate material handling vehicle mast angles
KR100845129B1 (en) * 2008-03-17 2008-07-09 동은개발진흥 주식회사 Track width adjuster of excavator
US8888122B2 (en) * 2012-03-19 2014-11-18 Jlg Industries, Inc. Pivoting axle system
JP6483844B2 (en) * 2013-10-14 2019-03-13 シティー トランスフォーマー リミテッド Foldable vehicle, system and adjustment assembly for adjusting vehicle width
CN103802897B (en) * 2014-03-16 2016-04-20 吴志海 A kind of full-hydraulic multifunctional farmland dispenser fertilization all-in-one machine
CN108860308A (en) * 2018-08-09 2018-11-23 辽宁工业大学 A kind of omnidirectional's electric drive platform truck
CN109176461B (en) * 2018-10-31 2021-05-11 北京林业大学 Wheel-leg type obstacle crossing robot
CN209600610U (en) * 2019-03-14 2019-11-08 常熟理工学院 A kind of changeable wheel track omnidirectional four-wheel drive mobile chassis
CN209938768U (en) * 2019-05-08 2020-01-14 扬州大学 Robot chassis with adjustable track space
CN110194216A (en) * 2019-06-24 2019-09-03 深圳凌众大通智能科技有限公司 A kind of adaptive Agricultural Robot chassis of dependent moved entirely based on four-wheel
CN111645777B (en) * 2020-05-27 2021-06-15 农业农村部南京农业机械化研究所 Wheeled agricultural robot with self-adaptive wheel track adjusting function and adjusting method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006264510A (en) 2005-03-24 2006-10-05 Honda Motor Co Ltd Automobile
JP2015205542A (en) 2014-04-17 2015-11-19 トヨタ自動車東日本株式会社 Movable body
US20190141884A1 (en) 2017-11-16 2019-05-16 Cnh Industrial America Llc Protected Tread Widening For Self-Propelled Sprayer
CN111196309A (en) 2020-01-20 2020-05-26 山东交通学院 Wheel track adjustable carrying platform

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