一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台论文和设计-向阳

全文摘要

本实用新型公开了一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，由置物板、主机架、高度同步调节机构、宽度调节机构、支撑杆、转向轮部件、驱动轮部件和前后轮连杆组成，主机架由两根交叉成X型状的主梁和中心轴座组成，两根主梁安装在中心轴座上并可绕中心轴座旋转，置物板安装在中心轴座的顶部。支撑杆有四根，上端刻有螺纹，分别嵌套在两根主梁两端的支撑杆套筒中。高度同步调节机构置于主机架下方，通过一个高度调节电机驱动四根支撑杆同步直线移动实现高度调节。宽度调节机构安装在置物板上，通过电动推杆输出轴伸缩改变两根主梁夹角从而实现宽度调节。本实用新型仅通过一组电机和电动推杆实现高度和宽度调节，具有结构简单及控制方便的优点。

主设计要求

1.一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：由置物板、主机架、高度同步调节机构、宽度调节机构、支撑杆、转向轮部件、驱动轮部件和前后轮连杆组成，所述主机架由两根交叉成X型状的主梁和中心轴座组成，所述主梁沿长度方向中间设置有交叉套筒，两端设置有支撑杆套筒，所述两根主梁的交叉套筒均安装在中心轴座上并可绕中心轴座旋转，所述置物板安装在中心轴座的顶部，所述支撑杆为四根，上端刻有螺纹，分别嵌套在两根主梁两端的支撑杆套筒中，所述高度同步调节机构包括高度调节电机、主动同步轮、从动同步轮和同步带，所述高度调节电机安装在所述中心轴座底部，所述主动同步轮和所述高度调节电机的输出轴相连，所述从动同步轮有四个，分别安装在所述的四根支撑杆上并设置于相应的所述主梁支撑杆套筒的下方，所述从动同步轮设有内螺纹并与所述支撑杆的螺纹部分配合，所述同步带有四根，所述主动同步轮设置有四个带槽，通过所述四根同步带同时与所述四个从动同步轮相连接，所述主动同步轮转动时驱动所述四个从动同步轮同向等速转动进而驱动所述四根支撑杆同步直线移动实现高度调节，所述宽度调节机构包括电动推杆和两根调节连杆，所述电动推杆安装在置物板上，所述两根调节连杆的一端分别铰接在所述的两根主梁上，另一端与所述电动推杆的输出轴相连，所述电动推杆的输出轴伸缩时驱动调节连杆进而驱动两根主梁夹角改变从而实现宽度调节，所述转向轮部件有两组，分别安装在机器人平台前方的两根支撑杆的底部，所述驱动轮部件有两组，分别安装在机器人平台后方的两根支撑杆的底部，所述的前后轮连杆有两根，分别设置于机器人平台的两侧并与该侧的转向轮部件和驱动轮部件相连接，用于保证高度调节时所述的支撑杆不发生转动。

设计方案

2.根据权利要求1所述一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：所述主梁中间套筒设有深沟球轴承，两端支撑杆套筒内设有直线轴承。

3.根据权利要求1所述一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：所述电动推杆的输出轴采用L型结构。

4.根据权利要求1所述一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：所述置物板在电动推杆输出轴行进方向设有滑槽。

5.根据权利要求1所述一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：所述前后轮连杆一端设有滑槽，以适应不同宽度状态下前后轴距。

6.根据权利要求1所述一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：所述转向轮部件包括舵机、转向轮架、U型架和转向轮，所述舵机固定在转向轮架上，舵机输出轴与U型架连接，转向轮固定在U型架上。

7.根据权利要求1所述一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，其特征在于：所述驱动轮部件包括减速电机、驱动轮架和驱动轮，所述减速电机固定在驱动轮架上，驱动轮轮轴与减速电机输出轴连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及农业机器人技术，尤其涉及一种仅通过一组电机和电动推杆实现工作宽度和高度调节的基于交叉主梁机架的农业机器人平台。

背景技术

近几年，农业机器人在我国得到大量的应用。其中，农业机器人平台作为机器人进行田间信息采集、植保作业、果蔬采摘、作物打顶等农业生产作业的载体，已成为研究的热点。农业机器人平台能够支撑、安装各种传感器和控制模块，为实现田间行驶和完成特定田间任务提供重要保障。

但面对田间复杂环境，针对不同田间条件、不同作物、不同种植模式和不同作业要求，往往需要对农业机器人的工作宽度（轮距）和工作高度进行调整。现有的农业机器人平台中，虽有工作宽度和高度可调的机器人平台，但多是通过多组宽度调节电机和高度调节电机进行调节，结构及控制系统复杂，且难以保证调节的一致性，从而影响机器人的工作性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于避免现有技术的不足，提供一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，仅通过一组电机和电动推杆实现工作宽度和高度调节，保证高度或宽度调节的一致性，减轻控制系统复杂程度，降低成本。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采取以下技术方案：一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台，由置物板、主机架、高度同步调节机构、宽度调节机构、支撑杆、转向轮部件、驱动轮部件和前后轮连杆组成。主机架由两根交叉成X型状的主梁和中心轴座组成，所述主梁沿长度方向中间设置有交叉套筒，两端设置有支撑杆套筒，所述两根主梁的交叉套筒均安装在中心轴座上并可绕中心轴座旋转，所述置物板安装在中心轴座的顶部，所述支撑杆为四根，上端刻有螺纹，分别嵌套在两根主梁两端的支撑杆套筒中，所述高度同步调节机构置于主机架下方，与四根支撑杆相连，实现高度调节，所述宽度调节机构置于置物板上，与两根主梁相连，实现宽度调节。所述转向轮部件有两组，分别安装在机器人平台前方的两根支撑杆的底部，所述驱动轮部件有两组，分别安装在机器人平台后方的两根支撑杆的底部，所述的前后轮连杆有两根，分别设置于机器人平台的两侧并与该侧的转向轮部件和驱动轮部件相连接，用于保证高度调节时所述的支撑杆不发生转动。

所述高度同步调节机构，包括高度调节电机、主动同步轮、从动同步轮和同步带，高度调节电机安装在所述中心轴座底部，主动同步轮和所述高度调节电机的输出轴相连，所述从动同步轮有四个，分别安装在所述的四根支撑杆上并设置于相应的所述主梁支撑杆套筒的下方，从动同步轮设有内螺纹并与所述支撑杆的螺纹部分配合，所述主动同步轮设置有四个带槽，通过四根同步带同时与所述四个从动同步轮相连接。高度调节时，高度调节电机带动主动同步轮转动，驱动四个从动同步轮同向等速转动进而驱动所述四根支撑杆同步直线移动实现高度调节。

所述宽度调节机构包括电动推杆和两根调节连杆，电动推杆安装在置物板上，电动推杆的输出轴采用L型结构，所述置物板在所述电动推杆输出轴行进方向设有滑槽，所述电动推杆的输出轴穿过置物板与两根调节连杆的一端连接，所述两根调节连杆的另一端分别铰接在所述的两根主梁上，进行宽度调节时，电动推杆的输出轴伸缩，驱动调节连杆进而驱动两根主梁夹角改变从而实现宽度调节。

所述主梁的交叉套筒内设有深沟球轴承，与中心轴座配合并绕中心轴座旋转，从而减少宽度调节阻力。两端支撑杆套筒内安装有直线轴承，以减少支撑杆做直线运动时的摩擦，从而减少高度同步调节阻力。

所述转向轮部件包括舵机、转向轮架、U型架和转向轮，舵机固定在转向轮架上，舵机输出轴与U型架连接，转向轮固定在U型架上，进行转向时，舵机控制U型架转动，带动固定在U型架上的转向轮摆动，从而实现车轮转向。所述驱动轮部件包括减速电机、驱动轮架和驱动轮，所述减速电机固定在驱动轮架上，驱动轮轮轴与减速电机输出轴连接。

所述前后轮连杆一端设有滑槽，非滑槽端与转向轮部件上的转向轮架铰接，带滑槽端与驱动轮部件上的驱动轮架连接，且可在滑槽内移动，以适应不同宽度状态下前后轴距。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，本实用新型仅通过一个高度调节电机驱动四根支撑杆同步直线移动实现高度同步调节，仅通过一个电动推杆改变两根主梁夹角从而实现宽度调节，从结构上保证了高度和宽度调节的一致性，并具有结构简单、控制方便及成本较低的优点。为适应不同田间作业环境要求、搭载各种执行或信息采集装置提供了良好的载体。

附图说明

图1所示为本实用新型结构示意图。

图2所示为本实用新型去置物板俯视图。

图3所示为本实用新型局部剖视图。

图4所示为本实用新型主梁局部剖视图。

图中：1、置物板，2、主机架，21、主梁，211、深沟球轴承，212、交叉套筒，213、直线轴承，214、支撑杆套筒，22、中心轴座，3、宽度调节机构，31、电动推杆，32、调节连杆，4、高度同步调节机构，41、高度调节电机，42、主动同步轮，43、从动同步轮，44、同步带，5、支撑杆，6、转向轮部件，61、舵机，62、转向轮架，63、U型架，64、转向轮，7、前后轮连杆，8、驱动轮部件，81、减速电机，82、驱动轮，83、驱动轮架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1至图3所示，本实用新型的农业机器人平台，由置物板1、主机架2、高度同步调节机构4、宽度调节机构3、支撑杆5、转向轮部件6、驱动轮部件8和前后轮连杆7组成，主机架2由两根交叉成X型状的主梁21和中心轴座22组成，所述两根主梁21安装在中心轴座22上并可绕中心轴座22旋转，所述置物板1安装在中心轴座22的顶部，所述支撑杆5为四根，上端刻有螺纹，所述高度同步调节机构4置于主机架2下方，且分别与四根支撑杆5相连，所述宽度调节机构3置于置物板1上，穿过所述置物板1上的滑槽，且与两根主梁21铰接。所述转向轮部件6有两组，分别安装在机器人平台前方的两根支撑杆5的底部，所述驱动轮部件8有两组，分别安装在机器人平台后方的两根支撑杆5的底部，所述的前后轮连杆7有两根，分别设置于机器人平台的两侧并与该侧的转向轮部件6和驱动轮部件8相连接。

所述宽度调节机构3包括电动推杆31和两根调节连杆32，电动推杆31安装在置物板1上，所述电动推杆31的输出轴为L型结构，所述置物板1在电动推杆31输出轴行进方向设有滑槽，电动推杆31的输出轴穿过置物板1上的滑槽与两根调节连杆32的一端铰接，所述两根调节连杆32的另一端分别与两根主梁21铰接。宽度调节时，电动推杆31的输出轴进行伸缩，带动与电动推杆31输出轴相连的调节连杆32移动，两根调节连杆32夹角发生变化，导致分别与两根调节连杆32铰接的两根主梁21夹角发生改变，同时嵌套在两根主梁21两端的支撑杆套筒214中的支撑杆5以及支撑杆5下方的转向轮部件6和驱动轮部件8轮距发生变化，从而实现宽度调节。

所述高度同步调节机构4，包括高度调节电机41、主动同步轮42、从动同步轮43和同步带44，高度调节电机41输出轴朝下安装在所述中心轴座22底部，且部分嵌套在中心轴座22内，主动同步轮42和所述高度调节电机41的输出轴相连，可随高度调节电机41转动，所述从动同步轮43有四个，分别安装在所述的四根支撑杆5上并设置于相应的所述主梁21支撑杆套筒214的下方，从动同步轮43设有内螺纹并与所述支撑杆5的螺纹配合，所述主动同步轮42设置有四个带槽，通过四根同步带44同时与所述四个从动同步轮43相连接。高度调节时，高度调节电机41转动，带动下方主动同步轮42转动，通过与主动同步轮42带槽配合的四根同步带44驱动四个从动同步轮43同向等速转动，进而驱动四根支撑杆5同步直线移动，实现高度调节。在高度调节过程中，为保证支撑杆5只进行直线移动而不能发生转动，设置了前后轮连杆7。前后轮连杆7有两根，分别设置于机器人平台的两侧并与该侧的转向轮部件6和驱动轮部件8相连接。

所述转向轮部件6包括舵机61、转向轮架62、U型架63和转向轮64，所述舵机61固定在转向轮架62上，舵机61输出轴与U型架63连接，转向轮64固定在U型架63上，进行转向时，舵机61控制U型架63转动，带动固定在U型架63上的转向轮64摆动，从而实现车轮转向。所述驱动轮部件8包括减速电机81、驱动轮架83和驱动轮82，所述减速电机81固定在驱动轮架83上，驱动轮82轮轴与减速电机81输出轴连接，减速电机81转动，带动所述驱动轮82转动，实现车轮行走。所述前后轮连杆7一端设有滑槽，非滑槽端与转向轮部件6上转向轮架62铰接，带滑槽端与驱动轮部件8上驱动轮架83连接，且驱动轮部件8可在滑槽内移动，以适应不同宽度状态下不同的前后轮轴距。

如图4所示，所述主梁21沿长度方向中间设置有交叉套筒212，所述交叉套筒212内安装有深沟球轴承211，所述主梁21两端设置有支撑杆套筒214，支撑杆套筒214内安装有直线轴承213。

虽然结合附图描述了本实用新型的实时方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围内。

设计图

一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台论文和设计

一种基于交叉主梁机架的农业机器人平台论文和设计-向阳

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢