本發(fā)明涉及一種用于田間作業(yè)的多地隙自轉(zhuǎn)向機構(gòu)，屬于農(nóng)業(yè)機械應用領域。

背景技術：

隨著農(nóng)業(yè)機械化快速發(fā)展，長期采用手扶拖拉機或輪拖式行走機械作業(yè)，使水田作業(yè)泥腳越來越深，一方面破壞了水田土壤環(huán)境，另一方面使手扶拖拉機對水田進行作業(yè)，因此對高地隙底盤需求越來越迫切。而研究高地隙噴霧行走設備能夠從根本上改變水田以手動噴霧器和機動擔架噴霧機為主的施藥方法，實現(xiàn)行走和噴霧的自動控制，對提高農(nóng)藥利用率，節(jié)約用水，提高施藥作業(yè)效率和安全性，減少農(nóng)藥殘留，保障糧食生產(chǎn)具有重要意義。中國專利CN103964253A公開了一種螺旋升降機，其由若干節(jié)嵌套的升降筒支撐升降，隨著作業(yè)高度的增加，需要的升降筒節(jié)數(shù)增大，，最底層的升降筒的尺寸隨之增大，因此，這種結(jié)構(gòu)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)垂直空間的縮小，但是在水平空間仍然較大，整體存放空間減少有限。申請公開號為CN102146756A的中國專利《高地隙自走式噴桿噴霧機》，該發(fā)明采用四輪液壓驅(qū)動，前后橋中間設有液壓轉(zhuǎn)向裝置，此液壓轉(zhuǎn)向裝置只能實現(xiàn)兩輪轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向半徑大，無法保證行走底盤的通過性，因而整機無法適用多種離地間隙的田間作業(yè)要求。針對以上多種噴霧行走設備的弊端，設計了一種四輪獨立驅(qū)動的多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機及控制方法，設備由控制裝置對四臺輪轂電機控制，實現(xiàn)車輪差速的自轉(zhuǎn)向，且控制精度高，轉(zhuǎn)彎半徑小，另外，噴桿采用五段式折疊，節(jié)省了空間，滿足大田作物不同生長時期的噴霧施藥需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設計一種用于田間作業(yè)的多地隙自轉(zhuǎn)向機構(gòu)。在車平臺上安裝噴霧機構(gòu)之后，能很大程度的滿足多種復雜地形和噴霧對象的需求，能提高噴霧施藥效率的噴霧機及控制方法。

本發(fā)明的技術方案為：一種用于田間作業(yè)的多地隙自轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括車平臺、自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)；所述車平臺的下部沿行走方向依次設有兩個自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)，所述自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)由回轉(zhuǎn)機構(gòu)和帶輪轂電機的輪胎構(gòu)成。

進一步，所述車平臺的多根型材為方形金屬管，焊接成帶有多個方形空格的框架，在車平臺兩端中間位置設置的兩個空格上分別固定兩塊方形金屬板，用于安置兩個自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)。

進一步，所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)自上而下依次包括雙列圓錐滾子軸承、支撐柱和減震裝置；減震裝置由多個寬度一樣、自上而下長度依次變大的彈片疊加而成，最后一塊彈片厚度大于其上部的其他彈片，其他彈片厚度相同且彈片的中心有一個長方形通孔，雙列圓錐滾子軸承的外圈或內(nèi)圈是一個整體，兩個內(nèi)圈或外圈分別同軸心地固定在車平臺的金屬板和支撐柱的頂面上；

支撐柱上端為圓柱體，下端為長方體的金屬棒，金屬棒部分穿過減震裝置的長方形通孔并和最后一塊彈片固定焊接，最后一塊彈片的兩邊和輪轂電機的機身焊接固定。

進一步，所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括單列圓錐滾子軸承、支撐柱、避震器和減震支架，單列圓錐滾子軸承的外圈或內(nèi)圈和車平臺通過焊接方式連接，單列圓錐滾子軸承的內(nèi)圈或外圈和支撐柱的頂面同心固定，避震器共有三組，其中三組避震器的一端分別固定在支撐柱的對稱兩側(cè)和底側(cè)，另一端分別固定在減震支架的兩側(cè)和中心位置，減震支架為一根和車寬相近的高強度方形金屬架，減震支架的兩端與輪轂電機的機身固定。

進一步，所述回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括平面圓柱軸承、底盤平臺和車橋；平面圓柱軸承由帶圓柱滾子的平面保持架組件和平面墊圈組成，平面圓柱軸承的內(nèi)圈穿過車平臺上金屬板的通孔并使得平面圓柱軸承的圓柱滾子和車平臺底部接觸，底盤平臺中間開有圓形凹槽，底盤平臺左右兩側(cè)有逐漸收縮的延伸部，平面圓柱軸承的平面保持架組件與底盤平臺的圓形凹槽采用同心固定，車橋頂部與底盤平臺的延伸部固連，與底盤平臺呈鈍角，車橋底部和輪轂電機的機身固定，所述自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的高度能夠根據(jù)作業(yè)需要選擇不同的高度車橋。

進一步，所述回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)由滾珠軸承代替平面圓柱軸承，滾珠軸承是將球形合金鋼珠安裝在內(nèi)鋼圈和外鋼圈的中間，滾珠軸承的外圈或內(nèi)圈與底盤平臺同心固定，滾珠軸承的內(nèi)圈或外圈和車平臺的金屬板同心固定。

進一步，還包括阻尼協(xié)動裝置，所述阻尼協(xié)動裝置包括阻尼電機、蝸輪蝸桿箱和協(xié)動齒輪；蝸輪蝸桿箱內(nèi)部為蝸輪和蝸桿，阻尼電機的轉(zhuǎn)軸和蝸桿同心固定，蝸桿和蝸輪裝配，蝸輪和協(xié)動齒輪同心固定；協(xié)動齒輪和滾珠軸承的內(nèi)圈焊接的內(nèi)齒輪嚙合，所述阻尼電機可通過電機驅(qū)動同嵌入式車載控制單元相連，通過嵌入式車載控制單元控制阻尼電機輔助回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明的一種多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機的技術方案為：包括車平臺、自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)、可控升降噴霧裝置、供電裝置以及控制裝置；

所述車平臺為多根型材焊接而成的框架；

所述車平臺的下部沿行走方向依次設有兩個自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)，所述自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)由帶回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底盤和帶有輪轂電機的輪胎構(gòu)成；

所述可控升降噴霧裝置包括噴霧機升降機構(gòu)、混藥裝置、噴桿裝置；所述噴霧機升降機構(gòu)安裝在所述車平臺的尾部；所述混藥裝置將藥液送往噴桿裝置；所述噴霧機升降機構(gòu)由絲桿傳動實現(xiàn)噴桿裝置的升降；

所述供電裝置為設備提供穩(wěn)定的電壓電源；

所述控制裝置用于控制自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的轉(zhuǎn)向行走，可控升降噴霧裝置的升降、噴桿裝置的姿態(tài)調(diào)節(jié)以及噴霧調(diào)節(jié)。

進一步，所述車平臺的多根型材為方形金屬管，焊接成帶有多個方形空格的框架，在車平臺兩端中間位置設置的兩個空格上分別固定兩塊方形金屬板，用于安置兩個自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)。

在車平臺正前方及左右兩側(cè)分別焊有噴桿安置槽。

在車平臺的底部焊有多個限位器，在車平臺的尾部預留有供固定中心軸穿過的通孔。

進一步，所述噴霧機升降機構(gòu)包括兩塊平行豎直設置的“＜”型固定支架，兩塊“＜”型固定支架的頂點通過固定橫板A連接，固定橫板A兩側(cè)下方設有固定中心軸；兩塊“＜”型固定支架的上末端通過固定橫板B連接，固定橫板B上設置升降控制電機和傳動齒鏈，所述升降控制電機通過法蘭結(jié)構(gòu)固定于固定橫板B；兩塊“＜”型固定支架的上末端和下末端之間設有絲桿、絲副；

所述噴桿裝置包括內(nèi)噴桿、主噴桿、末端噴桿、旋轉(zhuǎn)控制部件組，所有噴桿均為剛性的空心防銹材質(zhì)，各噴桿間均以軟管連接，構(gòu)成噴霧藥液的水路通道；所述噴桿裝置的內(nèi)噴桿和絲副相連接，內(nèi)噴桿兩端分別為主噴桿，主噴桿的兩端外側(cè)分別為末端噴桿，各段噴桿上均布噴嘴；內(nèi)噴桿的兩端設有旋轉(zhuǎn)控制部件組，且內(nèi)噴桿和主噴桿通過帶齒輪的一級轉(zhuǎn)軸連接，主噴桿和末端噴桿通過帶齒輪的二級轉(zhuǎn)軸連接，在旋轉(zhuǎn)控制部件組的帶動下主噴桿和末端噴桿發(fā)生水平旋轉(zhuǎn)；

所述車平臺上可以根據(jù)需要放置混藥裝置，包括噴霧裝置的水箱、藥箱、藥液箱，水箱與藥箱是分離的，輸出藥液按比例混合，混合的藥液預存在藥液箱中，噴霧機車遇到惡劣地形條件無法駛出時，能將水箱的水放掉減負。

進一步，所述絲桿和絲副可用滾珠絲杠代替。

進一步，所述旋轉(zhuǎn)控制部件組包括旋轉(zhuǎn)控制電機、齒輪箱、傳動齒鏈A，所述旋轉(zhuǎn)控制電機的轉(zhuǎn)軸末端固定有和轉(zhuǎn)軸同心的主動齒輪，垂直向下伸入齒輪箱內(nèi)，與齒輪箱內(nèi)的減速齒輪裝配，齒輪箱內(nèi)共有四個齒輪，一個是旋轉(zhuǎn)控制電機轉(zhuǎn)軸末端的主動齒輪，一個是上端連接轉(zhuǎn)軸齒輪A的從動齒輪，以及有一定減速比的一級減速齒輪和二級減速齒輪，一級減速齒輪和二級減速齒輪的旋轉(zhuǎn)中心分別固定在齒輪箱外殼上下兩壁上，旋轉(zhuǎn)控制電機帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪和一級減速齒輪相嚙合，一級減速齒輪和二級減速齒輪相嚙合，二級減速齒輪和從動齒輪相嚙合，從動齒輪帶動轉(zhuǎn)軸齒輪A轉(zhuǎn)動；四個齒輪均繞各齒輪的中心線旋轉(zhuǎn)，四個齒輪的旋轉(zhuǎn)中心線均垂直于內(nèi)噴桿的中心線且垂足位于內(nèi)噴桿的中心線上，所述傳動齒鏈A的兩端分別與轉(zhuǎn)軸齒輪A和轉(zhuǎn)軸齒輪B配合置于主噴桿上方，齒輪箱通過焊接連接在內(nèi)噴桿的末端下方位置。

進一步，所述噴霧機升降機構(gòu)兩塊“＜”型固定支架的上末端和固定橫板B的兩端有兩相同大小的通孔，供絲桿穿過并由有齒輪的轉(zhuǎn)軸A固定，升降控制電機的輸出軸垂直朝下地通過法蘭結(jié)構(gòu)固定在固定橫板B的正中間，法蘭結(jié)構(gòu)內(nèi)部有和升降控制電機的輸出軸同心固定的轉(zhuǎn)軸B，轉(zhuǎn)軸B外圈帶有齒輪，其齒輪和傳動齒鏈B裝配，傳動齒鏈B的兩端和絲桿頂部的轉(zhuǎn)軸A進行裝配，使升降控制電機旋轉(zhuǎn)能控制絲桿旋轉(zhuǎn)，達到絲副升降的目的。

進一步，當多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機不需要進行噴霧作業(yè)時，主噴桿和末端噴桿通過轉(zhuǎn)軸可垂直折疊并水平放置于車平臺兩側(cè)及前方的噴桿安置槽內(nèi)。

進一步，所述供電裝置為汽油發(fā)電供電裝置，該裝置固定在車平臺上，包括汽油機、汽油機保護架、發(fā)電機、三相整流橋、濾波電容、電池組、整流逆變器；

汽油機的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸相連接，發(fā)電機發(fā)電后經(jīng)過三相整流橋和濾波電容整流濾波后變成單相直流電，一部分存儲入電池組；另一部分為車載控制單元提供穩(wěn)定電壓電源，使車載控制單元控制輪轂電機驅(qū)動、升降控制電機驅(qū)動、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動、抽水泵電機驅(qū)動、藥液泵電機驅(qū)動、混合液泵電機驅(qū)動、電磁閥驅(qū)動；還有一部分經(jīng)整流逆變器變成三相交流電，為輪轂電機、升降控制電機、旋轉(zhuǎn)控制電機、抽水泵電機、藥液泵電機和混液泵電機提供三相交流電。

進一步，所述控制裝置分別固定在自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)以及可控升降噴霧裝置上，包括嵌入式車載控制單元、陀螺儀、GPS，設置在內(nèi)噴桿上的高度傳感器，設置在輪胎上的速度傳感器、輪轂電機驅(qū)動，設置在回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的轉(zhuǎn)角傳感器，設置在混藥裝置中的液位傳感器、抽水流量計，設置在噴桿上的噴嘴流量計、升降控制電機驅(qū)動、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動、抽水泵電機驅(qū)動、藥液泵電機驅(qū)動、混合液泵電機驅(qū)動、電磁閥驅(qū)動；

所述的陀螺儀、GPS、轉(zhuǎn)角傳感器、高度傳感器、速度傳感器、液位傳感器、抽水流量計、噴嘴流量計均與嵌入式車載控制單元相連；

輪轂電機驅(qū)動、升降控制電機驅(qū)動、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動、抽水泵電機驅(qū)動、藥液泵電機驅(qū)動、混合液泵電機驅(qū)動、電磁閥驅(qū)動均通過CAN總線與嵌入式車載控制單元相連；

輪胎內(nèi)的輪轂電機與輪轂電機驅(qū)動相連，升降控制電機與升降控制電機驅(qū)動相連，旋轉(zhuǎn)控制電機與旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動相連，設置在水箱內(nèi)的抽水泵與抽水泵電機驅(qū)動相連，設置在藥箱中的藥液泵與藥液泵電機驅(qū)動相連，設置在藥液箱中的混合液泵與混合液電機泵驅(qū)動相連，設置在噴桿上的噴桿電磁閥與電磁閥驅(qū)動相連。

本發(fā)明的方法的技術方案為，一種多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機控制方法，在開始噴霧前，通過旋轉(zhuǎn)控制電機帶動傳動齒鏈將主噴桿和末端噴桿從車平臺的兩側(cè)和前部向后部展開并放置于同一直線上，根據(jù)高度傳感器獲得目標植株的高度，通過升降控制電機調(diào)節(jié)噴桿到合適的噴霧距離，然后通過嵌入式車載控制單元內(nèi)部獲得的噴霧任務，控制噴霧機的前進和方向，同時執(zhí)行噴霧動作；

在噴霧過程中，行走設備根據(jù)陀螺儀、GPS、高度傳感器、速度傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器采集的信息對輪轂電機驅(qū)動和升降控制電機驅(qū)動行進方向、速度和噴霧高度進行有效合理的控制，嵌入式車載控制單元根據(jù)液位傳感器、噴嘴流量計回傳的信息對抽水泵電機驅(qū)動、藥液泵電機驅(qū)動、混合液泵電機驅(qū)動以及噴桿電磁閥驅(qū)動進行控制，對設備的混藥過程以及噴霧過程進行控制；抽水流量計用于實時檢測抽水泵抽取的水量，嵌入式車載控制單元根據(jù)抽水泵抽取的水量控制藥液泵抽取一定的藥液量進行混藥過程，使得水和藥液按照一定的比例進行混合；

在噴霧結(jié)束后，將噴桿通過旋轉(zhuǎn)控制電機控制傳動齒鏈和齒輪箱使主噴桿和末端噴桿放置于車平臺的兩側(cè)和前部的噴桿安置槽內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是，一種多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機及控制方法，車平臺以長方形金屬框架為主體，采用多根方形金屬管焊接而成，車平臺上能根據(jù)需要放置混藥裝置以及汽油發(fā)電供電裝置，不僅能有效的減輕車平臺重量，還能提高車平臺的空間利用率，在車平臺的尾部留有可裝配的通孔，能通過裝配不同功能的裝置來實現(xiàn)行走設備的多種用途。使用汽油發(fā)電供電裝置，發(fā)電簡單，供電平穩(wěn)，噪音小、排量小、重量輕、污染小，操作輕巧方便且性價比高，以上特點，使其在眾多供電裝置中脫穎而出。新型的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)，可根據(jù)實際情況選擇不同的車橋高度，使噴霧機能適應多地隙的作業(yè)；采用獨立式的內(nèi)嵌輪轂電機作為車輪行進的動力來源，輪轂電機技術也被稱為車輪內(nèi)裝電機技術，它的最大特點就是將動力裝置、傳動裝置和制動裝置都一起整合到輪轂內(nèi)，能將電動車輛的機械部分大為簡化。同時，以回轉(zhuǎn)機構(gòu)為核心的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)在國內(nèi)屬首創(chuàng)，其可以采用多種回轉(zhuǎn)軸承作為回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)主體，滿足不同作業(yè)環(huán)境對回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)軸向力和徑向力的要求，軸承以滾動方式來降低行走設備轉(zhuǎn)向時動力傳遞過程中的摩擦力，能大大提高機械動力的傳遞效率，由車載控制單元對兩組回轉(zhuǎn)機構(gòu)的四臺輪轂電機進行獨立驅(qū)動的差速控制，使得回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)由于兩側(cè)的車輪差速進而能實現(xiàn)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的自轉(zhuǎn)向，這種結(jié)構(gòu)的行走設備不僅轉(zhuǎn)彎半徑極小，幾乎可以做到原地轉(zhuǎn)向，而且控制精度高，保證了設備行走的靈活性的同時能很好的控制方向，是農(nóng)業(yè)自動化行走設備的一大創(chuàng)新。升降控制機構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)控制電機帶動絲桿絲副，使噴桿可根據(jù)作物實際高度上下調(diào)整，控制簡單，調(diào)節(jié)高度精確，能滿足多種作物不同生長時期的噴霧要求；可控升降噴霧裝置有五段式的噴桿，通過齒輪箱、一級轉(zhuǎn)軸、傳動齒鏈和二級轉(zhuǎn)軸可控制噴桿進行水平旋轉(zhuǎn)，使得噴霧機中間通過性好，采用車載控制單元控制自動噴撒藥液，不再需要人駕駛，不僅減輕了噴霧機的自身重量，而且不會使操作者暴露在噴灑農(nóng)藥之中，改善操作者的操作環(huán)境，大大降低其操作強度，體現(xiàn)以人為本的核心發(fā)展觀。在車平臺正前方及左右兩側(cè)分別焊有噴桿安置槽，在噴霧結(jié)束時，五段式噴桿的兩邊四段可以向內(nèi)折疊，貼合車平臺的兩邊和前部的邊沿，有利于噴霧機的行走；噴霧機采用水藥分離、實時混藥水路系統(tǒng)，在噴霧機遇到惡劣地形條件不能駛出時，可以釋放掉水箱的清水為自身減負，有利于應對惡劣地形條件且不對環(huán)境造成污染；通過所發(fā)明的多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機，提高了在大田中噴霧施藥的效率，大大減輕了勞動強度，自動化水平較高，規(guī)模效應較好。

附圖說明

圖1是一種高地隙的自轉(zhuǎn)向智能噴霧機的整體示意圖；

圖2是一種高地隙的自轉(zhuǎn)向智能噴霧機的俯視圖；

圖3是一種自轉(zhuǎn)向智能噴霧機的噴霧機升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是旋轉(zhuǎn)控制部件組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是一種多地隙的自轉(zhuǎn)向智能噴霧機的實施例1的示意圖；

圖6是實施例1中回轉(zhuǎn)機構(gòu)的支撐柱示意圖；

圖7是實施例2的一種帶避震的多地隙自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的示意圖；

圖8是一種高地隙的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的實施例3的示意圖；

圖9是一種高地隙的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是一種高地隙的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的改進示意圖；

圖11是阻尼協(xié)動裝置的裝配框圖；

圖12是一種低地隙的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)的示意圖；

圖13是一種多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機電力系統(tǒng)的原理圖；

圖14是多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機控制裝置的流程圖。

其中：1-輪胎；2-車橋；3-車平臺；4-噴桿安置槽；5-末端噴桿；6-主噴桿；7-傳動齒鏈；8-絲桿；9-齒輪箱；10-固定支架；11-旋轉(zhuǎn)控制電機；12-絲副；13-法蘭結(jié)構(gòu)；14-升降控制電機；15-藥液箱；16-藥箱；17-轉(zhuǎn)角傳感器；18-水箱；19-電池組；20-發(fā)電機；21-汽油機；22-汽油機架；23-限位器；24-輪轂電機；25-通孔；26-底盤平臺；27-固定中心軸；28-內(nèi)噴桿；29-帶齒輪的轉(zhuǎn)軸A；30-主動齒輪；31-一級減速齒輪；32-齒輪箱外殼；33-二級減速齒輪；34-從動齒輪；35-噴嘴；36-滾珠軸承；37-三相橋；38-帶齒輪的轉(zhuǎn)軸B；39-單列圓錐滾子軸承；40-圓柱滾子；41-濾波電容；42-平面圓柱軸承；43-雙列圓錐滾子軸承；44-支撐柱；45-減震裝置；46-彈簧支架；47-避震器；48-整流逆變器；49-車載控制單元；50-陀螺儀；51-GPS；52-高度傳感器；53-速度傳感器；54-液位傳感器；55-抽水流量計；56-噴嘴流量計；57-輪轂電機驅(qū)動；58-升降控制電機驅(qū)動；59-旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動；60-抽水泵電機驅(qū)動；61-藥液泵電機驅(qū)動；62-混合泵電機驅(qū)動；63-抽水泵；64-藥液泵；65-混液泵；66-電磁閥驅(qū)動；67-電磁閥；68-內(nèi)齒輪；69-阻尼電機；70-蝸輪；71-蝸桿；72-協(xié)動齒輪；73-蝸輪蝸桿箱。

具體實施方式

下面結(jié)合示意圖具體說明所發(fā)明的一種高地隙無人駕駛智能履帶噴霧機的工作過程。

如圖1-2所示，一種多地隙自轉(zhuǎn)向智能噴霧機，包括車平臺3、自轉(zhuǎn)向行走底盤、可控升降噴霧裝置、汽油發(fā)電供電裝置和控制裝置；

自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)由兩個帶回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底盤和四個帶有輪轂電機24的輪胎構(gòu)成；所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)由設在車平臺3上的軸承連同軸承下端的支撐柱以及減震部件實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作；或者回轉(zhuǎn)機構(gòu)由設在車平臺3上的軸承連同軸承下端的底盤平臺26以及車橋2實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作。

可控升降噴霧裝置包括噴霧機升降機構(gòu)、噴桿裝置、混藥裝置，車平臺3的尾部安裝可控升降噴霧裝置的噴霧機升降機構(gòu)；噴桿裝置包括內(nèi)噴桿28、主噴桿6、末端噴桿5、旋轉(zhuǎn)控制部件組，所有噴桿裝置均為剛性的空心防銹材質(zhì)，各噴桿間均以軟管連接，構(gòu)成噴霧藥液的水路通道；所述混藥裝置以及供電裝置放置在所述車平臺3上。可以根據(jù)需要放置在車平臺3上的混藥裝置包括水箱18、藥箱16、藥液箱15，水箱1與藥箱16是分離的，輸出藥液按比例混合，混合的藥液預存在藥液箱15中，為升降噴霧裝置提供藥液；

汽油發(fā)電供電裝置包括汽油機21、汽油機保護架22、發(fā)電機20、三相整流橋37、濾波電容41、電池組19、整流逆變器48；汽油機21的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機20的轉(zhuǎn)軸相連接，發(fā)電機20發(fā)電后經(jīng)過三相整流橋37和濾波電容41整流濾波后變成單相直流電，一部分存儲入電池組19，一部分為控制裝置提供穩(wěn)定電壓電源，一部分經(jīng)整流逆變器48變成三相交流電，為輪轂電機24、升降控制電機14、旋轉(zhuǎn)控制電機11、抽水泵電機63、藥液泵電機64和混液泵電機65提供三相交流電。

所述車平臺3的多根型材為方形金屬管，焊接成3×5的方形空格，在第二行的第二列和第四列的空格分別固定兩塊方形金屬板，在車平臺正前方及左右兩側(cè)分別焊有噴桿安置槽4，在車平臺3的底部焊有8個限位器23，在車平臺3的尾部預留有供固定中心軸27穿過的通孔25。上述車平臺3前方及左右兩側(cè)分別有噴桿安置槽4、8個機械限位器23固定于車平臺3底部，且均與車平臺3通過焊接方式連接。

如圖3所示，可控升降噴霧裝置包括噴霧機升降機構(gòu)、噴桿裝置、混藥裝置；

噴霧機升降機構(gòu)通過固定中心軸27裝配在車平臺3的通孔25內(nèi)，包括兩塊平行設置的“＜”型固定支架10、固定中心軸27、升降控制電機14、傳動齒鏈7、法蘭結(jié)構(gòu)13、絲桿8、絲副12，所述兩塊“＜”型固定支架10的頂點通過固定橫板A連接，固定橫板A兩側(cè)下方設有固定中心軸27，兩塊“＜”型固定支架10在上下的上末端和固定橫板B的兩端有兩相同大小的通孔，供絲桿8穿過并由有齒輪的轉(zhuǎn)軸A固定，所述絲桿8和絲副12可用滾珠絲杠代替；所述升降控制電機14是直流無刷電機，升降控制電機14的輸出軸垂直朝下地通過法蘭結(jié)構(gòu)13固定在固定橫板B的正中間，法蘭結(jié)構(gòu)13內(nèi)部有和升降控制電機14的輸出軸同心固定的轉(zhuǎn)軸B，轉(zhuǎn)軸B外圈帶有齒輪，其齒輪和傳動齒鏈B7裝配，傳動齒鏈B7的兩端和絲桿8頂部的轉(zhuǎn)軸A進行裝配，使升降控制電機14旋轉(zhuǎn)能控制絲桿8旋轉(zhuǎn)，達到絲副12升降的目的；

噴桿裝置為五段式噴桿，包括內(nèi)噴桿28、主噴桿6、末端噴桿5、旋轉(zhuǎn)控制部件組，所有噴桿裝置均為剛性的空心防銹材質(zhì)，各噴桿間均以軟管連接，構(gòu)成噴霧藥液的水路通道；噴桿裝置的內(nèi)噴桿28和絲副12相連，內(nèi)噴桿28兩端分別為主噴桿6，主噴桿6的兩端外側(cè)分別為末端噴桿5；末端噴桿5和主噴桿6、主噴桿6和內(nèi)噴桿28分別通過帶齒輪的一級轉(zhuǎn)軸29和帶齒輪的二級轉(zhuǎn)軸38連接；所述旋轉(zhuǎn)控制電機11機身固定在內(nèi)噴桿28上，僅電機轉(zhuǎn)軸可以旋轉(zhuǎn)，與焊接在內(nèi)噴桿兩末端下方位置的齒輪箱9裝配，達到一定的減速效果；本實施例中，所述固定中心軸27和固定支架10通過焊接連接。

如圖4所示，旋轉(zhuǎn)控制部件組包括旋轉(zhuǎn)控制電機11、齒輪箱9、傳動齒鏈A7，所述旋轉(zhuǎn)控制電機11的轉(zhuǎn)軸末端固定有和轉(zhuǎn)軸同心的主動齒輪30，垂直向下伸入齒輪箱9內(nèi)，與齒輪箱9內(nèi)的減速齒輪裝配，齒輪箱9內(nèi)共有四個齒輪，一個是旋轉(zhuǎn)控制電機11轉(zhuǎn)軸末端的主動齒輪30，一個是上端連接一級轉(zhuǎn)軸29的從動齒輪34，以及有一定減速比的一級減速齒輪31和二級減速齒輪33，一級減速齒輪31和二級減速齒輪33的旋轉(zhuǎn)中心固定在齒輪箱9上下兩壁上，旋轉(zhuǎn)控制電機11帶動主動齒輪30轉(zhuǎn)動，主動齒輪30和一級減速齒輪31相嚙合，一級減速齒輪31和二級減速齒輪33相嚙合，二級減速齒輪33和從動齒輪34相嚙合，從動齒輪34帶動一級轉(zhuǎn)軸29轉(zhuǎn)動；四個齒輪均繞各齒輪的中心線旋轉(zhuǎn)，四個齒輪的旋轉(zhuǎn)中心線均垂直于內(nèi)噴桿28的中心線且垂足位于內(nèi)噴桿28的中心線上，所述傳動齒鏈A7的兩端分別與一級轉(zhuǎn)軸A29和二級轉(zhuǎn)軸38配合置于主噴桿上方，齒輪箱9通過焊接連接在內(nèi)噴桿28的末端下方位置。

實施例1

如圖5-6所示，自轉(zhuǎn)向行走底盤包括回轉(zhuǎn)機構(gòu)和輪胎1；

車平臺3為多根方形金屬管和兩塊方形金屬板焊接而成的金屬框架，能有效的減輕車平臺重量，多根方形金屬管焊接成3×5的方形空格，在第二行的第二列和第四列的空格固定兩塊方形金屬板，在車平臺3正前方及左右兩側(cè)分別焊有噴桿安置槽4，在車平臺3的底部焊有8個限位器23，在車平臺3的尾部預留有供固定中心軸27穿過的通孔25；

車輪1選用人字花紋農(nóng)用輪胎，也可根據(jù)行駛路面的需求選擇普通無花紋輪胎等其他輪胎，在輪轂內(nèi)裝有輪轂電機24；

回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括雙列圓錐滾子軸承43、支撐柱44和減震裝置45；減震裝置45由多個寬度一樣、長度漸變的彈片排列而成，除了最后一塊彈片較厚以外，其他彈片厚度一樣且彈片的中心有一個適當?shù)拈L方形通孔，雙列圓錐滾子軸承43的外圈(或內(nèi)圈)是一個整體。兩個內(nèi)圈(或外圈)分別同軸心地固定在車平臺的金屬板和支撐柱45的頂面上，支撐柱44是上端為圓柱體下端為長方體的金屬棒，金屬棒部分穿過減震裝置45的長方形通孔并和最后一塊彈片固定焊接，最后一塊彈片的兩邊和輪轂電機24的機身焊接固定。

實施例2

如圖7所示，回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括單列圓錐滾子軸承39、支撐柱44、避震器47和減震支架46，單列圓錐滾子軸承39的外圈或內(nèi)圈和車平臺3通過焊接方式連接，單列圓錐滾子軸承39的內(nèi)圈或外圈和支撐柱44的頂面同心固定，避震器47共有三組，其中避震器的一端分別固定在支撐柱44的對稱兩側(cè)和下方，另一端分別固定在減震支架46的兩側(cè)和中心位置，減震支架46為一根和車寬相近的高強度方形金屬架，減震支架46的兩端與輪轂電機24的機身固定。

實施案例3

如圖8所示，自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)機構(gòu)和帶輪轂電機24的輪胎1；

回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括平面圓柱軸承42、底盤平臺26和車橋2；平面圓柱軸承42由帶圓柱滾子40的平面保持架組件和平面墊圈組成，平面圓柱軸承42的內(nèi)圈穿過車平臺3的通孔并使得平面圓柱軸承42的圓柱滾子40和車平臺3底部接觸，底盤平臺26中間開有圓形凹槽，底盤平臺26左右兩側(cè)有逐漸收縮的延伸部，平面圓柱軸承42的平面保持架組件與底盤平臺26的圓形凹槽采用同心固定，車橋2為金屬材質(zhì)，車橋2頂部與底盤平臺26的延伸部固定，與底盤平臺26呈鈍角，車橋2底部和輪轂電機24的機身固定；由于車橋2的高度離地面較高，所以本實施例適用于在高地隙的作業(yè)場合。

實施例4

如圖9所示，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)由滾珠軸承36代替平面圓柱軸承42，滾珠軸承36是將球形合金鋼珠安裝在內(nèi)鋼圈和外鋼圈的中間，滾珠軸承36的外圈或內(nèi)圈與底盤平臺26同心固定，滾珠軸承36的內(nèi)圈或外圈和車平臺3的方形鋼板同心固定。本實施例中所述車平臺3和滾珠軸承36的內(nèi)鋼圈通過焊接方式連接。

作為本實施例的進一步改進，如圖10-11所示，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中，將內(nèi)齒輪和滾珠軸承36的內(nèi)圈焊接，阻尼協(xié)動裝置和內(nèi)齒輪裝配在內(nèi)齒輪的正上方；阻尼協(xié)動裝置包括阻尼電機69、蝸輪蝸桿箱73和協(xié)動齒輪72；蝸輪蝸桿箱73內(nèi)部為蝸輪70和蝸桿71，阻尼電機的轉(zhuǎn)軸和蝸桿71同心固定，蝸桿71和蝸輪70裝配，蝸輪70和協(xié)動齒輪72同心固定；阻尼協(xié)動裝置有自鎖功能，在協(xié)動的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)有一個輪胎離地時，蝸輪蝸桿就會將回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)鎖死，同時，所述阻尼電機69可通過電機驅(qū)動同嵌入式車載控制單元49相連，可控制阻尼電機輔助回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向。

實施例5

如圖12所示，該結(jié)構(gòu)同實施例3的自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)相似，其不同之處在于，車橋2的高度比較低。使得整個自轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)適用于低地隙的作業(yè)場合。

如圖13所示，汽油發(fā)電供電裝置固定在車平臺3上，包括汽油機21、汽油機保護架22、發(fā)電機20、三相整流橋37、濾波電容41、電池組19、整流逆變器48；汽油機(21)的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(20)的轉(zhuǎn)軸相連接，發(fā)電機20發(fā)電后經(jīng)過三相整流橋37和濾波電容41整流濾波后變成單相直流電，一部分存儲入電池組19；另一部分為車載控制單元49提供穩(wěn)定電壓電源，使車載控制單元49控制輪轂電機驅(qū)動57、升降控制電機驅(qū)動58、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動59、抽水泵電機驅(qū)動60、藥液泵電機驅(qū)動61、混合液泵電機驅(qū)動62、電磁閥驅(qū)動66；還有一部分經(jīng)整流逆變器48變成三相交流電，為輪轂電機24、升降控制電機14、旋轉(zhuǎn)控制電機11、抽水泵電機63、藥液泵電機64和混液泵電機65提供三相交流電。

如圖14所示，控制裝置包括嵌入式車載控制單元49、陀螺儀50、GPS51，設置在內(nèi)噴桿28上的高度傳感器52，設置在輪胎1上的速度傳感器53、輪轂電機驅(qū)動57，設置在回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的轉(zhuǎn)角傳感器17，設置在混藥裝置中的液位傳感器54、抽水流量計55，設置在噴桿上的噴嘴流量計56、升降控制電機驅(qū)動58、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動59、抽水泵電機驅(qū)動60、藥液泵電機驅(qū)動61、混合液泵電機驅(qū)動62、電磁閥驅(qū)動66；

陀螺儀50、GPS51、轉(zhuǎn)角傳感器17、高度傳感器52、速度傳感器53、液位傳感器54、抽水流量計55、噴嘴流量計56均與嵌入式車載控制單元49相連；

輪轂電機驅(qū)動57、升降控制電機驅(qū)動58、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動59、抽水泵電機驅(qū)動60、藥液泵電機驅(qū)動61、混合液泵電機驅(qū)動62、電磁閥驅(qū)動66均通過CAN總線與嵌入式車載控制單元49相連；

輪胎1內(nèi)的輪轂電機24與輪轂電機驅(qū)動57相連，升降控制電機14與升降控制電機驅(qū)動58相連，旋轉(zhuǎn)控制電機11與旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動59相連，設置在水箱18內(nèi)的抽水泵63與抽水泵電機驅(qū)動60相連，設置在藥箱16中的藥液泵64與藥液泵電機驅(qū)動61相連，設置在藥液箱15中的混合液泵65與混合液電機泵驅(qū)動62相連，設置在噴桿上的噴桿電磁閥67與電磁閥驅(qū)動47相連。

上述車載控制單元安置于車平臺前部的汽油發(fā)電供電裝置附近，陀螺儀和GPS在車載控制單元旁邊，抽水流量計分別安裝在水箱、藥箱和藥液箱的出水口，高度傳感器安裝在內(nèi)噴桿底部，速度傳感器分別安裝在四個輪轂電機處，液位傳感器分別安裝在水箱、藥箱和藥液箱內(nèi)，噴嘴流量計安裝在各噴嘴處；陀螺儀、GPS、抽水流量計、高度傳感器、速度傳感器、液位傳感器、噴嘴流量計均與嵌入式車載控制單元直接相連；

輪轂電機驅(qū)動、升降控制電機驅(qū)動、旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動、抽水泵電機驅(qū)動、藥液泵電機驅(qū)動、混合液泵電機驅(qū)動、電磁閥驅(qū)動均通過CAN總線與嵌入式車載控制單元相連；

輪胎內(nèi)的輪轂電機與輪轂電機驅(qū)動相連，升降控制電機與升降控制電機驅(qū)動相連，旋轉(zhuǎn)控制電機與旋轉(zhuǎn)控制電機驅(qū)動相連，抽水泵與抽水泵電機驅(qū)動相連，藥液泵與藥液泵電機驅(qū)動相連，混合液泵與混合液電機泵驅(qū)動相連，噴桿電磁閥與電磁閥驅(qū)動相連。

上述控制電機均為直流無刷電機，上述輪胎選用人字花紋農(nóng)用輪胎，也可根據(jù)行駛路面的需求選擇普通無花紋輪胎等其他輪胎。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。