一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車制造技術

本實用新型專利技術涉及一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，包括導向軌道、底盤、搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池。所述的底盤用于固定和支撐搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的搭載平臺用于搭載機具和運輸物料；所述的運動機構一方面用于驅動和控制作業車在軌道內的運動和停止，另一方面用于在軌道轉彎處控制驅動輪的轉動；所述的反饋控制系統用于定位作業車所在位置、控制作業車避障與報警、控制作業車自主運動到指定位置。本實用新型專利技術采用類菱形布置的前后輪驅動底盤，結構緊湊，作業車的工作環境為單凹槽軌道，減小溫室非種植面積，提高土地利用率。作業車可搭載農用機具和自動運輸物料，自動化程度高、運輸效率高、節省勞動力。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及設施農業機械領域，尤其是一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，用于溫室內物料智能化運輸與搭載溫室設施農用機械。
技術介紹
日光溫室是我國現代化農業的重要組成部分，溫室農業機械化和精準化是溫室未來發展的必然趨勢。日光溫室需要短期內進行播種、收獲、灌溉、噴藥等多種作業，同時還經常需要運輸物料、工具等。目前我國溫室作業機械設施自動化水平較落后，存在配套水平和智能化程度低、標準化工作不完善等缺陷。由于受現階段設施農業發展特點的限制，溫室內作業車技術一直未得到很好的創新?，F有溫室作業車多是功能單一且操作需人工干預，生產效率低。目前溫室作業車的驅動一般有兩種方式：一是人為控制，人力驅動作業車車輪在地面上運動；另一方式是搭建溫室軌道，讓溫室作業車在軌道上運動。但兩種驅動方式均存在一定不足，人為控制需人工操作，增加勞動強度和人工成本；搭建溫室雙軌道或電磁引導裝置存在作業車轉彎半徑大、生產成本高和溫室土地利用率低等突出問題。因此，迫切需要專利技術一種結構輕便、適應性高、智能化程度高、工作效率高的多功能溫室作業車，實現搭載作業機具自動高效的完成作業，穩定快速運輸物料和機具，精確控制作業車運行，對提高溫室作業車通用性，減少勞動強度，降低生產成本，提高生產效率具有重大的經濟和社會意義。
技術實現思路
本技術針對現有技術的缺陷，解決溫室作業車智能化程度低、功能單一、占用耕地面積大的問題而專利技術的一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，具有搭載農用機具完成作業，自主運送物料和工具，多目標位置設定，精確定位控制運動和自主回程等多種復合功能。本技術采用的技術方案：一種基于溫室內凹槽單軌自動化作業車，其特征在于包括導向軌道、底盤、搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的導向軌道用于承載作業車運動，規劃作業車運行軌跡；所述的底盤用于固定和支撐搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的搭載平臺用于搭載設施農用機具和運輸物料；所述的運動機構一方面用于驅動和控制作業車在凹槽軌道內運動和停止，另一方面用于作業車在凹槽軌道轉彎處控制驅動輪的轉動；所述的反饋控制系統用于定位作業車所在位置并反饋到電子地圖、控制作業車自動避障并報警、控制運動機構中各電機的工作狀態以及控制作業車自主運動到指定工作位置；所述的導向軌道為帶有凹槽的型鋼，導向軌道包括直線型軌道和圓弧型軌道，導向軌道鋪放在溫室內的主過道和畦間過道上，導向軌道上沿與溫室地面水平，導向軌道上設有金屬錨片；所述的運動機構包括驅動裝置、從動裝置、直流電機、電機固定架和固定螺釘；所述的驅動裝置由輪轂電機驅動輪、車輪罩、清掃鏟、連接架、鎖緊螺母、減震彈簧、導輪和導輪固定架組成；所述的輪轂電機驅動輪為兩個并分別安裝在底盤前后端中間位置下方的車輪罩內；所述的車輪罩固定安裝在輪轂電機驅動輪和連接架之間，車輪罩下方固定有導輪固定架；所述的導輪分成兩排安裝在導輪固定架上；所述的鎖緊螺母固定安裝在連接架兩側，將輪轂電機驅動輪和車輪罩鎖緊到連接架內；所述的連接架為兩個并分別固定連接在底盤前后兩端的直流電機上，連接架兩側安裝有減震彈簧；所述的清掃鏟固定在車輪罩前端，用于清除凹槽軌道內的雜物；所述的從動裝置由從動輪、車輪固定架、連接螺栓、連接螺母、固定軸和固定螺母組成；所述的車輪固定架是萬向輪旋轉架，兩個車輪固定架分別通過連接螺栓和連接螺母固定在作業車底盤中間的左右兩側；所述的從動輪通過固定軸固定安裝在車輪固定架內；所述的固定螺母安裝在固定軸的兩側，用于固定從動輪和車輪固定架；所述的電機固定架為兩個并通過固定螺釘分別固定在底盤前后兩端的中間位置；所述的直流電機固定安裝在電機固定架上；所述的反饋控制系統包括單片機、控制箱、直流電機控制器、接近開關、絕對值編碼器、超聲波傳感器、Wi-Fi模塊和平板電腦；所述的控制箱固定安裝在底盤內部，用于放置單片機、Wi-Fi模塊和直流電機控制器；無線路由器固定在溫室后墻上；所述的直流電機控制器接收單片機PWM信號控制直流電機的啟動、停止和正反轉；所述的接近開關為四個并分別安裝在作業車底盤前端和后端的左右兩側，其中左側前后兩個接近開關分別與輪轂電機驅動輪中軸線所在平面對齊，右側兩個接近開關分別安裝在前后兩個輪轂電機驅動輪的前面和后面，接近開關串接到單片機上，用于檢測凹槽軌道兩側的金屬信號；所述的絕對值編碼器安裝在輪轂電機驅動輪一側，絕對值編碼器串接到單片機上，用于確定輪轂電機驅動輪的轉動角度，進而計算作業車的當前位置；所述的超聲波傳感器安裝在作業車搭載平臺前沿兩側，超聲波傳感器串接到單片機的模擬量信號輸入接口，檢測作業車前方是否有障礙信號；所述的Wi-Fi模塊串接到單片機，與無線路由器進行通訊，實現與平板電腦的信號收發功能。本技術的有益效果：1)本技術采用前后輪驅動的底盤，結構緊湊，作業車的工作環境為單凹槽軌道，減小溫室非種植面積，提高土地利用率。2)本技術前后驅動輪獨立控制，便于控制作業車在溫室主過道和畦間過道內往復運動，簡化了溫室內凹槽軌道的鋪設。3)本技術在工作過程中通過兩側接近開關和絕對值編碼器共同收集信號傳送到單片機進行處理，并通過電子地圖顯示位置坐標，實現作業車在溫室內的精確定位控制。4)本技術可搭載設施農用機具和自動運輸物料，采用多種反饋控制，自動化程度高、運輸效率高、節省勞動力。附圖說明圖1為本技術一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車的結構示意圖；圖2為自動化作業車的主視圖；圖3為自動化作業車的左視圖；圖4為自動化作業車驅動裝置的主視圖；圖5為自動化作業車驅動裝置的左視圖；圖中：1、搭載平臺2、底盤3、接近開關4、輪轂電機驅動輪5、從動輪6、蓄電池7、直流電機8、超聲波傳感器9、Wi-Fi模塊10、控制箱11、單片機12、車輪固定架13、連接螺栓14、固定軸15、車輪罩16、絕對值編碼器17、固定螺母18、電機固定架19、連接架20、減震彈簧21、鎖緊螺母22、導輪23、導輪固定架24、清掃鏟具體實施方式下面結合附圖對本技術專利進行進一步的說明。本技術所述的一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，如圖1、2、3、4、5所示。一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，包括導向軌道、底盤2、搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池6。所述的導向軌道為帶有凹槽的型鋼，包括直線型軌道和圓弧型軌道，導向軌道鋪放在溫室內的主過道和畦間過道上，并保持導向軌道上沿與溫室地面水平，并且導向軌道上設有金屬錨片。所述的運動機構包括驅動裝置、從動裝置、直流電機7、電機固定架18和固定螺釘。所述的驅動裝置由輪轂電機驅動輪4、車輪罩15、清掃鏟24、連接架19、鎖緊螺母21、減震彈簧20、導輪22和導輪固定架23組成；所述的輪轂電機驅動輪4兩個分別安裝在底盤前后端中間位置下方的車輪罩15內；所述的車輪罩15固定安裝在輪轂電機驅動輪4和連接架19之間，車輪罩15下方固定有導輪固定架23；所述的導輪22兩排分別安裝在導輪固定架23上；所述的鎖緊螺母21固定安本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，其特征在于包括導向軌道、底盤、搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的導向軌道用于承載作業車運動，規劃作業車運行軌跡；所述的底盤用于固定和支撐搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的搭載平臺用于搭載設施農用機具和運輸物料；所述的運動機構一方面用于驅動和控制作業車在凹槽軌道內運動和停止，另一方面用于作業車在凹槽軌道轉彎處控制驅動輪的轉動；所述的反饋控制系統用于定位作業車所在位置并反饋到電子地圖、控制作業車自動避障并報警、控制運動機構中各電機的工作狀態以及控制作業車自主運動到指定工作位置；所述的導向軌道為帶有凹槽的型鋼，導向軌道包括直線型軌道和圓弧型軌道，導向軌道鋪放在溫室內的主過道和畦間過道上，導向軌道上沿與溫室地面水平，導向軌道上設有金屬錨片；所述的運動機構包括驅動裝置、從動裝置、直流電機、電機固定架和固定螺釘；所述的驅動裝置由輪轂電機驅動輪、車輪罩、清掃鏟、連接架、鎖緊螺母、減震彈簧、導輪和導輪固定架組成；所述的輪轂電機驅動輪為兩個并分別安裝在底盤前后端中間位置下方的車輪罩內；所述的車輪罩固定安裝在輪轂電機驅動輪和連接架之間，車輪罩下方固定有導輪固定架；所述的導輪分成兩排安裝在導輪固定架上；所述的鎖緊螺母固定安裝在連接架兩側，將輪轂電機驅動輪和車輪罩鎖緊到連接架內；所述的連接架為兩個并分別固定連接在底盤前后兩端的直流電機上，連接架兩側安裝有減震彈簧；所述的清掃鏟固定在車輪罩前端，用于清除凹槽軌道內的雜物；所述的從動裝置由從動輪、車輪固定架、連接螺栓、連接螺母、固定軸和固定螺母組成；所述的車輪固定架是萬向輪旋轉架，兩個車輪固定架分別通過連接螺栓和連接螺母固定在作業車底盤中間的左右兩側；所述的從動輪通過固定軸固定安裝在車輪固定架內；所述的固定螺母安裝在固定軸的兩側，用于固定從動輪和車輪固定架；所述的電機固定架為兩個并通過固定螺釘分別固定在底盤前后兩端的中間位置；所述的直流電機固定安裝在電機固定架上；所述的反饋控制系統包括單片機、控制箱、直流電機控制器、接近開關、絕對值編碼器、超聲波傳感器、Wi?Fi模塊和平板電腦；所述的控制箱固定安裝在底盤內部，用于放置單片機、Wi?Fi模塊和直流電機控制器；無線路由器固定在溫室后墻上；所述的直流電機控制器接收單片機PWM信號控制直流電機的啟動、停止和正反轉；所述的接近開關為四個并分別安裝在作業車底盤前端和后端的左右兩側，其中左側前后兩個接近開關分別與輪轂電機驅動輪中軸線所在平面對齊，右側兩個接近開關分別安裝在前后兩個輪轂電機驅動輪的前面和后面，接近開關串接到單片機上，用于檢測凹槽軌道兩側的金屬信號；所述的絕對值編碼器安裝在輪轂電機驅動輪一側，絕對值編碼器串接到單片機上，用于確定輪轂電機驅動輪的轉動角度，進而計算作業車的當前位置；所述的超聲波傳感器安裝在作業車搭載平臺前沿兩側，超聲波傳感器串接到單片機的模擬量信號輸入接口，檢測作業車前方是否有障礙信號；所述的Wi?Fi模塊串接到單片機，與無線路由器進行通訊，實現與平板電腦的信號收發功能。...

【技術特征摘要】
1.一種溫室用單軌主動轉向自動化作業車，其特征在于包括導向軌道、底
盤、搭載平臺、運動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的導向軌道用于承載
作業車運動，規劃作業車運行軌跡；所述的底盤用于固定和支撐搭載平臺、運
動機構、反饋控制系統和蓄電池；所述的搭載平臺用于搭載設施農用機具和運
輸物料；所述的運動機構一方面用于驅動和控制作業車在凹槽軌道內運動和停
止，另一方面用于作業車在凹槽軌道轉彎處控制驅動輪的轉動；所述的反饋控
制系統用于定位作業車所在位置并反饋到電子地圖、控制作業車自動避障并報
警、控制運動機構中各電機的工作狀態以及控制作業車自主運動到指定工作位
置；
所述的導向軌道為帶有凹槽的型鋼，導向軌道包括直線型軌道和圓弧型軌
道，導向軌道鋪放在溫室內的主過道和畦間過道上，導向軌道上沿與溫室地面
水平，導向軌道上設有金屬錨片；所述的運動機構包括驅動裝置、從動裝置、
直流電機、電機固定架和固定螺釘；所述的驅動裝置由輪轂電機驅動輪、車輪
罩、清掃鏟、連接架、鎖緊螺母、減震彈簧、導輪和導輪固定架組成；所述的
輪轂電機驅動輪為兩個并分別安裝在底盤前后端中間位置下方的車輪罩內；所
述的車輪罩固定安裝在輪轂電機驅動輪和連接架之間，車輪罩下方固定有導輪
固定架；所述的導輪分成兩排安裝在導輪固定架上；所述的鎖緊螺母固定安裝
在連接架兩側，將輪轂電機驅動輪和車輪罩鎖緊到連接架內；所述的連接架為
兩個并分別固定連接在底盤前后兩端的直流電機上，連接架兩側安裝有減震彈
簧；所述的清掃鏟固定在車輪罩前端，用于清除凹槽軌道內的雜物；所述的從

【專利技術屬性】
技術研發人員：苑進，李明，趙新學，李楊，劉雪美，候加林，
申請(專利權)人：山東農業大學，
類型：新型
國別省市：山東;37