一種農業(yè)機器人行走裝置及輪距調節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種農業(yè)機器人行走裝置及輪距調節(jié)方法，包括車輪、減速器、電機、橫軸、載重裝置，所述載重裝置固定安裝在前后兩根橫軸上，所述橫軸兩端分別固定連接電機外部，所述電機經減速器與車輪主軸連接，所述車輪包括車圈，主軸，支架和支撐腳等，所述載重裝置包括載重支架，前軸安裝孔，后軸位置調節(jié)孔，后軸固定塊，后軸安裝孔等。本發(fā)明通過支撐腳的行走方式減少對農作物碾壓，通過調節(jié)支撐腳伸出車圈長度，避免車圈傷害農作物，通過調節(jié)前后軸距，保證后輪支撐腳踩踏位置為前輪支撐腳踩踏過的位置。
【專利說明】
一種農業(yè)機器人行走裝置及輪距調節(jié)方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人領域，尤其涉及一種農業(yè)機器人行走裝置結構及輪距調節(jié)方法。
【背景技術】
[0002]農業(yè)機器人是農機產業(yè)的重要潛在發(fā)展方向，可提升農機企業(yè)核心競爭力、驅動科技創(chuàng)新及促進農業(yè)生產效率提升。目前農業(yè)機器人行走機構多采用輪式行走，如ZL201410173921.8,ZL201520292819.X等，容易碾壓莊稼，影響農作物生長。

【發(fā)明內容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中的不足，提供一種減少機器人踩踏農作物數量的農業(yè)機器人行走裝置及輪距調節(jié)方法。
[0004]技術方案:本發(fā)明所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，包括車輪、減速器、電機、橫軸、載重裝置，所述載重裝置固定安裝在前后兩根橫軸上，所述橫軸兩端分別固定連接電機外部，所述電機經減速器與車輪主軸連接；
所述車輪包括車圈，主軸，支架，支撐腳，內圈固定螺母和外圈固定螺母，所述主軸通過支架與車圈固定連接，所述支撐腳通過內圈固定螺母和外圈固定螺母均勻安裝在車圈上，所述支撐腳可通過內圈固定螺母和外圈固定螺母調節(jié)伸出車圈的長度，所述支撐腳外圈還有螺紋，并在與主軸平行方向開凹槽；
所述載重裝置包括載重支架，前軸安裝孔，后軸位置調節(jié)孔，后軸固定塊，后軸安裝孔，前固定螺栓，前固定螺母，后固定螺母，后固定螺栓，后軸位置指示，后軸調節(jié)標尺和后軸調節(jié)刻度，所述載重支架上分別開有前軸安裝孔和后軸位置調節(jié)孔，所述后軸位置調節(jié)孔內裝有后軸固定塊，所述后軸固定塊通過前固定螺栓和后固定螺栓調節(jié)其所處位置，所述前固定螺栓和后固定螺栓分別通過前固定螺母和后固定螺母固定在載重支架上。
[0005]進一步的，根據農田土質狀況，確定在車圈上安裝的支撐腳的數量，且所述支撐腳成對對稱安裝。
[0006]進一步的，根據農作物的高度，通過調節(jié)支撐腳伸出車圈的長度，從而保證車圈不會碾壓農作物。
[0007]進一步的，所述凹槽上還刻有標尺和刻度，以保證所有支撐腳伸出車圈的長度相同。
[0008]進一步的，所述標尺和刻度從支撐腳靠近車圈主軸的一端開始標注。
[0009]進一步的，所述載重裝置上的前后輪軸距可調節(jié)，以保證前后輪軸距是車圈上支撐腳伸出長度組成的外圓周長的整數倍。
[0010]進一步的，所述通過前固定螺栓和后固定螺栓調節(jié)固定塊所處的位置，從而實現(xiàn)根據支撐腳伸出長度不同，調節(jié)前后輪距。
[0011]進一步的，在固定塊后軸主軸圓心正下方，刻有后軸位置指示，在后軸位置調節(jié)孔下方刻有后軸調節(jié)標尺和后軸調節(jié)刻度。
[0012]本發(fā)明還公開了上述一種農業(yè)機器人行走裝置的輪距調節(jié)方法，包括如下步驟:
(1)在確定外圓半徑R后，計算得到前后軸距S=k*2JTR(K為整數)；
(2)然后通過后軸位置指示對應的后軸調節(jié)標尺的刻度值與計算得到前后軸距S比較；
(3)如上述刻度值小于S，則松開后固定螺母，將后固定螺栓往后移，移動固定塊，使其后軸位置指示對準的標尺刻度值與S相等，再用后固定螺栓抵住固定塊，擰緊后固定螺母，并調節(jié)前固定螺母，使前固定螺栓抵住固定塊，完成前后軸距S的調節(jié)；
(4)若通過后軸位置指示對應的后軸調節(jié)標尺的刻度值大于S，調節(jié)方法與小于S時調節(jié)方法相反。
[0013]有益效果:本發(fā)明通過支撐腳的行走方式減少對農作物碾壓，通過調節(jié)支撐腳伸出車圈長度，避免車圈傷害農作物，通過調節(jié)前后軸距，保證后輪支撐腳踩踏位置為前輪支撐腳踩踏過的位置。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的機器人運動結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的車輪結構示意圖；
圖3為本發(fā)明的支撐腳結構主視圖；
圖4為圖3的側視圖；
圖5為本發(fā)明的輪距調節(jié)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明:
圖1為本發(fā)明的機器人運動結構示意圖。一種農業(yè)機器人行走方法包括車輪1、減速器
2、電機3、橫軸4、載重裝置5。所述載重裝置5固定安裝在前后兩根橫軸4上，所述橫軸4兩端固定連接電機3外部，所述電機3經減速器2與車輪主軸連接。根據農業(yè)機器人作用不同，其相應執(zhí)行機構固定在載重裝置上。在機器人前進時，四個車輪所對應的電機同向、同速運轉，在車輛需要轉彎時，可分為原地轉彎和繞行轉彎兩種方式。需要原地轉彎時，一側車輪的驅動電機與另一側車輪的驅動電機以相同轉速，不同的轉向運轉。如需繞行轉彎時，可將轉彎內側車輪停止運轉或低速運轉，另一側車輪高速運轉，則可實現(xiàn)機器人繞行轉彎。
[0016]圖2為本發(fā)明的車輪結構示意圖。為減少車輪對農作物的碾壓，本發(fā)明采用在車輪上均勻安裝支撐腳，采用支撐腳行走的方式。所述車輪包括車圈21，主軸22，支架23，支撐腳24，內圈固定螺母25，夕卜圈固定螺母26。所述主軸22通過支架23與車圈21固定連接。所述支撐腳24根據需要，確定安裝數量，通過內圈固定螺母25和外圈固定螺母26均勻安裝在車圈21上。所述支撐腳24可通過內圈固定螺母25和外圈固定螺母26調節(jié)伸出車圈21的長度。車圈上均勻分布多個安裝孔，使用時可根據農田土質狀況確定支撐腳安裝數量。對于土質較硬的農田，在使用時可選擇安裝3根支撐腳即可保證機器人的正常行走。對于土質較軟的農田，如有水的稻田，可選擇安裝8根或12根支撐腳，以防止機器人陷入農田不能行走。支撐腳24外部具有螺紋，在穿過安裝孔后通過內圈固定螺母25和外圈固定螺母26將其緊固。
[0017]圖3和圖4為本發(fā)明的支撐腳結構示意圖。為便于調節(jié)所有支撐腳伸出車圈長度相同，其結構設計如圖3和圖4所示。所述支撐腳24外圈有螺紋31，在與支撐腳軸線平行方向開凹槽，凹槽上刻有標尺32和刻度33。所述刻度33從支撐腳接近車圈主軸一側開始標注，在支撐腳使用一段時間外端被磨損后，仍可方便的計算支撐腳伸出車圈長度。在使用時，將支撐腳穿過車圈上的安裝孔，根據農作物的需要初步設定伸出長度，計算方法是通過支撐腳最外端的標尺尺寸減去支撐腳伸出車圈處標尺尺寸。然后擰上外圈固定螺母26和內圈固定螺母25。此時，以一根支撐腳的伸出長度為標準，進行精確調整。
[0018]調整方法為以標準支撐腳最外端標尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對應標尺尺寸，差值為標準長度。如某個支撐腳最外端標尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對應標尺尺寸的差值小于標準長度時，內圈固定螺母25往遠離車圈方向稍微擰一點，外圈固定螺母26往靠近車圈方向擰，調節(jié)外圈固定螺母，使其支撐腳最外端標尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對應標尺尺寸的差值與標準長度相同，再將內圈固定螺母25往車圈方向擰緊即可。如某個支撐腳最外端標尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對應標尺尺寸的差值大于標準長度時，外圈固定螺母26往遠離車圈方向擰，使其支撐腳最外端標尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對應標尺尺寸的差值與標準長度相同，內圈固定螺母25再往靠近車圈方向擰緊即可。
[0019]圖5為本發(fā)明的輪距調節(jié)結構示意圖。所述載重支架41上開有前軸安裝孔42和后軸位置調節(jié)孔43。在后軸位置調節(jié)孔43內裝有后軸固定塊44，后軸固定塊44通過前固定螺栓46和后固定螺栓49調節(jié)其所處位置。前固定螺栓46和后固定螺栓49通過前固定螺母47和后固定螺母48固定在載重支架41上。在固定塊44后軸主軸圓心正下方，刻有后軸位置指示50，在后軸位置調節(jié)孔43下方刻有后軸調節(jié)標尺51和后軸調節(jié)刻度52，以此觀察前后軸距。
[0020]為盡量減少支撐腳對農作物的碾壓，除在保證機器人穩(wěn)定行走的情況下盡量減少支撐腳使用數量為，還要注意保證后輪支撐腳踩踏前輪支撐腳踩踏過的位置，因此需要保證前后輪軸距為支撐腳步長的整數倍。支撐腳步長為23iR/n，n為每個車輪支撐腳安裝數量，
R為安裝支撐腳后的外圓半徑。因支撐腳安裝數量不同，因此有時n=3，或n=4......，因此確定將前后輪軸距定為外圓周長的整數倍，即前后軸距S=k*23iR(K為整數)，可保證軸距為步長的整數倍。因支撐腳伸出長度不同，所以R是一個變化值，前后軸距S需要根據R值變化而變化。R=(R0+H+AL)，其中RO為車圈半徑，H為外圈固定螺母高度，AL為支撐腳外端刻度值減外圈固定螺母端面對應刻度值的差。因此，在調整支撐腳伸出長度后，需調整前后輪軸距。
[0021]具體的，輪距調節(jié)方法，包括如下步驟:
(1)在確定外圓半徑R后，計算得到前后軸距S=k*23iR(K為整數)；
(2)然后通過后軸位置指示對應的后軸調節(jié)標尺的刻度值與計算得到前后軸距S比較；
(3)如上述刻度值小于S，則松開后固定螺母，將后固定螺栓往后移，移動固定塊，使其后軸位置指示對準的標尺刻度值與S相等，再用后固定螺栓抵住固定塊，擰緊后固定螺母，并調節(jié)前固定螺母，使前固定螺栓抵住固定塊，完成前后軸距S的調節(jié)；
(4)若通過后軸位置指示對應的后軸調節(jié)標尺的刻度值大于S，調節(jié)方法與小于S時調節(jié)方法相反。
[0022]本發(fā)明設計的一種農業(yè)機器人行走裝置及其軸距調節(jié)方法，可應用于農田機器人的行走結構設計上，也可應用于農田車輛或其他希望減少碾壓面積的移動裝置上。
[0023]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:包括車輪(I)、減速器(2)、電機(3)、橫軸(4)、載重裝置(5)，所述載重裝置(5)固定安裝在前后兩根橫軸(4)上，所述橫軸(4)兩端分別固定連接電機(3)外部，所述電機(3)經減速器(2)與車輪主軸連接； 所述車輪(I)包括車圈(21)，主軸(22)，支架(23)，支撐腳(24)，內圈固定螺母(25)和外圈固定螺母(26)，所述主軸(22)通過支架(23)與車圈(21)固定連接，所述支撐腳(24)通過內圈固定螺母(25)和外圈固定螺母(26)均勾安裝在車圈(21)上，所述支撐腳(24)可通過內圈固定螺母(25)和外圈固定螺母(26)調節(jié)伸出車圈(21)的長度，所述支撐腳(24)外圈還有螺紋(31)，并在與主軸(22)平行方向開凹槽； 所述載重裝置(5)包括載重支架(41)，前軸安裝孔(42)，后軸位置調節(jié)孔(43)，后軸固定塊(44)，后軸安裝孔(45)，前固定螺栓(46)，前固定螺母(47)，后固定螺母(48)，后固定螺栓(49)，后軸位置指示(50)，后軸調節(jié)標尺(51)和后軸調節(jié)刻度(52)，所述載重支架(41)上分別開有前軸安裝孔(42)和后軸位置調節(jié)孔(43)，所述后軸位置調節(jié)孔(43)內裝有后軸固定塊(44)，所述后軸固定塊(44)通過前固定螺栓(46)和后固定螺栓(49)調節(jié)其所處位置，所述前固定螺栓(46)和后固定螺栓(49)分別通過前固定螺母(47)和后固定螺母(48)固定在載重支架(41)上。2.根據權利要求1所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:根據農田土質狀況，確定在車圈(21)上安裝的支撐腳(24)的數量，且所述支撐腳(24)成對對稱安裝。3.根據權利要求1所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:根據農作物的高度，通過調節(jié)支撐腳(24)伸出車圈(21)的長度，從而保證車圈(21)不會碾壓農作物。4.根據權利要求1所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:所述凹槽上還刻有標尺(32)和刻度(33)，以保證所有支撐腳(24)伸出車圈(21)的長度相同。5.根據權利要求4所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:所述標尺(32)和刻度(33)從支撐腳(24)靠近車圈主軸(22)的一端開始標注。6.根據權利要求1所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:所述載重裝置(5)上的前后輪軸距可調節(jié)，以保證前后輪軸距是車圈(21)上支撐腳(24)伸出長度組成的外圓周長的整數倍。7.根據權利要求1所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:所述通過前固定螺栓(46)和后固定螺栓(49)調節(jié)固定塊(44)所處的位置，從而實現(xiàn)根據支撐腳(24)伸出長度不同，調節(jié)前后輪距。8.根據權利要求1所述的一種農業(yè)機器人行走裝置，其特征在于:在固定塊(44)后軸主軸圓心正下方，刻有后軸位置指示(50)，在后軸位置調節(jié)孔(43)下方刻有后軸調節(jié)標尺(51)和后軸調節(jié)刻度(52)。9.根據權利要求1-8任意一項所述的一種農業(yè)機器人行走裝置的輪距調節(jié)方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在確定外圓半徑R后，計算得到前后軸距S=k*23iR(K為整數)； (2)然后通過后軸位置指示對應的后軸調節(jié)標尺的刻度值與計算得到前后軸距S比較； (3)如上述刻度值小于S，則松開后固定螺母，將后固定螺栓往后移，移動固定塊，使其后軸位置指示對準的標尺刻度值與S相等，再用后固定螺栓抵住固定塊，擰緊后固定螺母，并調節(jié)前固定螺母，使前固定螺栓抵住固定塊，完成前后軸距S的調節(jié)； (4)若通過后軸位置指示對應的后軸調節(jié)標尺的刻度值大于S，調節(jié)方法與小于S時調節(jié)方法相反。
【文檔編號】B60B35/12GK105946462SQ201610406378
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】陳繼永, 賁禮進, 浦振托, 李金喜
【申請人】江蘇工程職業(yè)技術學院