本實用新型專利技術(shù)涉及全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動機器人平臺。該平臺由全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓升降系統(tǒng)、車架臺、車載電子設(shè)備、行走機構(gòu)組成。全向轉(zhuǎn)向裝置由伺服電機驅(qū)動，通過小齒輪、大齒輪，將動力傳給轉(zhuǎn)向套，然后傳遞給車輪支架和輪轂電機式車輪，實現(xiàn)全向轉(zhuǎn)向，同時液壓升降裝置在液壓驅(qū)動的作用下可升降平臺。其優(yōu)點是：驅(qū)動電機和液壓升降獨立運動，可實現(xiàn)360度原地回轉(zhuǎn)的同時調(diào)整車身的高度，以適應(yīng)不同高度的農(nóng)作物和地形環(huán)境；轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向阻力矩小，轉(zhuǎn)向輕松靈活；采用輪轂電機車輪，電機和車輪一體，簡化了平臺結(jié)構(gòu)。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種農(nóng)用遙控移動機器人平臺，特別是涉及一種全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動機器人平臺。
技術(shù)介紹
目前，農(nóng)業(yè)機械化得到國家的極大關(guān)注。針對小麥、玉米、水稻、棉花等不同作物作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械相繼出現(xiàn)，但是在教學(xué)和試驗研究中，缺少一種結(jié)構(gòu)合理、行走方便的農(nóng)業(yè)移動機器人平臺。農(nóng)用遙控移動機器人，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中能顯著改善作業(yè)人員的安全性和舒適性，大大降低人們的勞動強度，特別是在施肥、噴藥等危害人體健康的作業(yè)中，農(nóng)業(yè)機器人試驗和教學(xué)的平臺非常必要。現(xiàn)有的遙控移動機器人在行走過程中還存在一些問題:一、轉(zhuǎn)向困難。由于移動機器人轉(zhuǎn)向的過程中受到較大的軸向力作用，轉(zhuǎn)向阻力矩很大，所以大多數(shù)的農(nóng)用移動機器人仍然采用對車輛結(jié) 構(gòu)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，即差分驅(qū)動輪系。這樣的機器人能在不同曲率半徑的圓弧或直線上運動，也能夠原地旋轉(zhuǎn)，但不能沿著輪子平面的法線方向運動，而且轉(zhuǎn)向角小，難以實現(xiàn)全向轉(zhuǎn)向，靈活性差，不適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜環(huán)境。二、不能實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。不能針對不同高度的作物而適當(dāng)調(diào)整車身高度，通用性差；對地形的適應(yīng)性不好，尤其是在丘陵坡地，容易發(fā)生翻車事故。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與缺陷，本技術(shù)通過采用液壓升降裝置和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的合理配合，利用液壓裝置中的圓形柱塞既可以軸向移動又可以轉(zhuǎn)動的特點，以減小轉(zhuǎn)向阻力，實現(xiàn)全方位轉(zhuǎn)向，同時可實現(xiàn)對移動機器人平臺高度的調(diào)整。本技術(shù)是通過如下方案實現(xiàn)的，一種全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動機器人平臺，包括全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓升降系統(tǒng)、車架臺、車載電子設(shè)備、行走機構(gòu)，所述的液壓升降系統(tǒng)包括液壓缸、液壓缸柱塞、液壓油箱及液壓驅(qū)動裝置，所述的液壓缸柱塞靠近液壓缸一端的截面為圓形，靠近車輪支架一端的截面為正方形，液壓缸由螺栓安裝在車架臺臺階孔三內(nèi)；所述的全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向套、大齒輪、端蓋、滾珠、伺服電機、小齒輪，大齒輪固定連接在轉(zhuǎn)向套上，轉(zhuǎn)向套上側(cè)的下邊緣圓周上開有安放滾珠的半圓槽，端蓋上表面也開有相應(yīng)的半圓槽，轉(zhuǎn)向套上的半圓槽與端蓋上表面的半圓槽之間安裝有滾珠，為便于安裝，將端蓋剖切成兩半并用螺栓連接在車架臺的臺階孔一中，轉(zhuǎn)向套與液壓缸同軸且套裝在液壓缸外側(cè)，轉(zhuǎn)向套下端正方形孔和液壓缸柱塞正方形軸軸向滑動配合，所述的大齒輪與小齒輪嚙合，小齒輪與伺服電機的輸出軸固定連接；所述的行走機構(gòu)包括輪轂電機車輪、車輪支架，輪轂電機車輪的轉(zhuǎn)軸與車輪支架采用固定連接，車輪支架與液壓缸柱塞的正方形軸一端由螺栓固定連接。所述的車載電子設(shè)備包括電池組、整機控制器、遙控信號接收器和無線通信模塊，車載電子設(shè)備安裝在車架臺的上表面；所述的液壓油箱及液壓驅(qū)動裝置安裝在車架臺的下表面；所述的全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓缸柱塞、液壓缸和行走機構(gòu)組成一個模塊，該模塊共有四個，分別安裝在車架臺的四個角上。本技術(shù)具有以下優(yōu)點:采用全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)與液壓升降系統(tǒng)配合，驅(qū)動電機和液壓升降同時獨立運動，可實現(xiàn)360度原地回轉(zhuǎn)的同時調(diào)整車身的高度，以適應(yīng)不同高度的農(nóng)作物和復(fù)雜的地形環(huán)境；采用伺服電機轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度可實現(xiàn)精確控制；該轉(zhuǎn)向裝置存在的一個突出的特點是受軸向力影響不大，轉(zhuǎn)向阻力矩小，轉(zhuǎn)向輕松靈活；采用輪轂電機的車輪，電機和車輪一體，簡化了平臺結(jié)構(gòu)，增加了靈活性，在狹窄地形下的通過性加強，并且該電機具一定的負(fù)載牽引能力；采用蓄電池供電，無尾氣排放，噪音小，無污染；采用模塊化的設(shè)計，全向轉(zhuǎn)向裝置和液壓升降系統(tǒng)可以方便地與車架臺裝配和拆卸；采用遙控器接收設(shè)備，設(shè)計相應(yīng)的遙控器，直接操作遙控器就可以實現(xiàn)各個車輪獨立的升降和轉(zhuǎn)向，靈活方便，降低了人們的勞動強度；安裝了無線收發(fā)模塊，可大大增強平臺的通信能力，在平臺上加裝攝像頭，編寫相應(yīng)的通信程序，便可實現(xiàn)計算機的遠(yuǎn)程操作；還可以增加移動機器人平臺個數(shù)，實現(xiàn)多個平臺的通信協(xié)作，協(xié)同完成任務(wù)。本技術(shù)平臺具有一定的負(fù)載能力，轉(zhuǎn)向靈活，污染小；采用了開放式的體系結(jié)構(gòu)，可以加裝多種傳感器，開發(fā)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，還可以對多機器人系統(tǒng)進(jìn)行試驗和研究；因此，該平臺具有很強的擴展性，很適合作為相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究的開發(fā)、試驗設(shè)備和教學(xué)平臺。附圖說明圖1是農(nóng)用遙控移動機器人平臺的三維裝配圖。圖2是全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)與液壓升降裝置的三維結(jié)構(gòu)圖。圖3是車架臺的縱向剖面圖。圖4是轉(zhuǎn)向套的半剖視圖。圖5是轉(zhuǎn)向套的俯視圖。以下是圖中各部件的標(biāo)號:I輪轂電機車輪，2車輪支架，3轉(zhuǎn)向套，4油箱與液壓驅(qū)動設(shè)備，5液壓升降裝置，6大齒輪，7小齒輪，8車架臺，9伺服電機，10電池組，11整機控制器，12遙控信號接收器，13無線通信模塊，14端蓋，15滾珠，16液壓缸柱塞，17液壓缸，18車架臺臺階孔一，19車架臺臺階孔二，20車架臺臺階孔三，21半圓槽。具體實施方式以下結(jié)合附圖及具體實施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明:如圖1所示，本技術(shù)包括全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓升降系統(tǒng)、車架臺8、車載電子設(shè)備、油箱與液壓驅(qū)動設(shè)備4、行走機構(gòu)。本技術(shù)采用板式車架，車載電子設(shè)備安裝在車架臺8上表面，油箱與液壓驅(qū)動設(shè)備4安裝在車架臺8的下表面。具體實施方案一:如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，伺服電機9用螺栓連接在車架臺8上，小齒輪7和伺服電機9動力輸出軸采用平鍵連接，用圓螺母軸向固定小齒輪7。小齒輪7和大齒輪6嚙合。轉(zhuǎn)向套3與大齒輪6固定連接。轉(zhuǎn)向套3下端半徑小，在其下端內(nèi)部開有正方形孔，該孔與液壓缸柱塞16正方形軸一端滑動配合。轉(zhuǎn)向套3中部空心，以便內(nèi)部安裝液壓升降裝置6。轉(zhuǎn)向套3圓周側(cè)面上開有四個槽，以便安裝液壓管。轉(zhuǎn)向套3上端的下表面圓周上開有安裝滾珠15的半圓槽21，端蓋14的上表面上也開有與之對應(yīng)的半圓槽，用螺栓將端蓋14固定在車架臺臺階孔一 18中，為安裝方便將端蓋14刨切成兩半。端蓋14通過滾珠15將轉(zhuǎn)向套3壓入車架臺臺階孔二 19中，車架臺臺階孔二 19上表面和轉(zhuǎn)向套3上表面采用間隙配合，不產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)動阻力矩，于是轉(zhuǎn)向套3可以在車架臺臺階孔二 19中輕松轉(zhuǎn)動。液壓缸17用螺栓安裝在車架臺臺階孔三20中。液壓缸柱塞16截面形狀上端(液壓缸一端)為圓形，下端為正方形，液壓缸柱塞正方形一端和轉(zhuǎn)向套3滑動配合。液壓缸柱塞16和車輪支架2、車輪支架2和輪轂電機式車輪I的轉(zhuǎn)軸間均采用螺栓連接。全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓缸柱塞16、液壓缸17和行走機構(gòu)組成一個模塊,該模塊共有四個,分別安裝在車架臺8的四個角上。具體實施方式二:如圖1、圖2所示，車載電子設(shè)備包括:電池組10、整車控制器11、遙控信號接收器12、無線通信模塊13。電池組10負(fù)責(zé)整個遙控平臺的供電；整機控制器11，一方面控制移動平臺的運動，即控制輪轂電機車輪I的起停及轉(zhuǎn)速、伺服電機9的轉(zhuǎn)動、電磁閥的啟閉和液壓油泵的開關(guān)，另外一方面實現(xiàn)信號的交流，即實現(xiàn)對輸入遙控信號和無線信號的接收和處理，同時可以通過無線通信模塊13傳遞給遠(yuǎn)端的計算機和其他移動機器平臺等。如果安裝一定的傳感器和GPS等還可是實現(xiàn)自適應(yīng)升降和自動導(dǎo)航；遙控接收器12接收遙控信息實現(xiàn)人機信息交流，無線通信模塊13收發(fā)無線信息實現(xiàn)機器與機器的信息交流。該農(nóng)用遙控移動機器人平臺的運動過程為:通過遙控信號接收器12或者無線通信模塊13接收操作者的控制信號，傳輸?shù)秸麢C控制器11，整機控制器11控制伺服電機9轉(zhuǎn)動帶動小齒輪7轉(zhuǎn)動，小齒輪7轉(zhuǎn)動本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
種全向轉(zhuǎn)向可升降的農(nóng)用遙控移動機器人平臺，包括全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓升降系統(tǒng)、車架臺(8)、車載電子設(shè)備、行走機構(gòu)，其特征在于，所述的液壓升降系統(tǒng)包括液壓缸(17)、液壓缸柱塞(16)、液壓油箱與液壓驅(qū)動設(shè)備(4)，所述的液壓缸柱塞(16)靠近液壓缸(17)一端的截面為圓形，靠近車輪支架(2)一端的截面為正方形，液壓缸(17)由螺栓固定在車架臺臺階孔三(20)中；所述的全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向套(3)、大齒輪(6)、端蓋(14)、滾珠(15)、伺服電機(9)、小齒輪(7)，大齒輪(6)固定連接在轉(zhuǎn)向套(3)上，轉(zhuǎn)向套(3)上側(cè)的下邊緣圓周上開有安放滾珠(15)的半圓槽(21)，端蓋(14)上表面開有對應(yīng)的半圓槽，轉(zhuǎn)向套(3)上的半圓槽(21)與端蓋(14)上表面的半圓槽之間安放有滾珠(15)，端蓋(14)剖切成兩半并用螺栓連接在車架臺臺階孔一(18)中，轉(zhuǎn)向套(3)與液壓缸(17)同軸且套裝在液壓缸(17)外側(cè)，轉(zhuǎn)向套(3)下端正方形孔和液壓缸柱塞(16)正方形軸軸向滑動配合，所述的大齒輪(6)與小齒輪(7)嚙合，小齒輪(7)與伺服電機(9)的輸出軸固定連接；所述的行走機構(gòu)包括輪轂電機車輪(1)、車輪支架(2)，輪轂電機車輪(1)的轉(zhuǎn)軸與車輪支架(2)固定連接，車輪支架(2)與液壓缸柱塞(16)的正方形軸一端由螺栓固定連接；?所述的車載電子設(shè)備包括電池組(10)、整機控制器(11)、遙控信號接收器(12)和無線通信模塊(13)，車載電子設(shè)備安裝在車架臺(8)的上表面；所述的液壓油箱及液壓驅(qū)動裝置(4)安裝在車架臺(8)的下表面；?所述的全向轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓缸柱塞(16)、液壓缸(17)和行走機構(gòu)組成一個模塊，該模塊共有四個，分別安裝在車架臺(8)的四個角上。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊福增，周渝，蒲應(yīng)俊，王元杰，劉東琴，張夢蕓，王濤，劉虹玉，
申請(專利權(quán))人：西北農(nóng)林科技大學(xué)，
類型：實用新型
國別省市：
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