一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置及輪距調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置及輪距調(diào)節(jié)方法，包括車輪、減速器、電機(jī)、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(jī)外部，所述電機(jī)經(jīng)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(diào)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(duì)農(nóng)作物碾壓，通過調(diào)節(jié)支撐腳伸出車圈長(zhǎng)度，避免車圈傷害農(nóng)作物，通過調(diào)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(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置及輪距調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置結(jié)構(gòu)及輪距調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)機(jī)器人是農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的重要潛在發(fā)展方向，可提升農(nóng)機(jī)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、驅(qū)動(dòng)科技創(chuàng)新及促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升。目前農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)多采用輪式行走，如ZL201410173921.8,ZL201520292819.X等，容易碾壓莊稼，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種減少機(jī)器人踩踏農(nóng)作物數(shù)量的農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置及輪距調(diào)節(jié)方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置，包括車輪、減速器、電機(jī)、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(jī)外部，所述電機(jī)經(jīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)圈固定螺母和外圈固定螺母調(diào)節(jié)伸出車圈的長(zhǎng)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(diào)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(diào)節(jié)標(biāo)尺和后軸調(diào)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(diào)節(jié)孔，所述后軸位置調(diào)節(jié)孔內(nèi)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(diào)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(jìn)一步的，根據(jù)農(nóng)田土質(zhì)狀況，確定在車圈上安裝的支撐腳的數(shù)量，且所述支撐腳成對(duì)對(duì)稱安裝。
[0006]進(jìn)一步的，根據(jù)農(nóng)作物的高度，通過調(diào)節(jié)支撐腳伸出車圈的長(zhǎng)度，從而保證車圈不會(huì)碾壓農(nóng)作物。
[0007]進(jìn)一步的，所述凹槽上還刻有標(biāo)尺和刻度，以保證所有支撐腳伸出車圈的長(zhǎng)度相同。
[0008]進(jìn)一步的，所述標(biāo)尺和刻度從支撐腳靠近車圈主軸的一端開始標(biāo)注。
[0009]進(jìn)一步的，所述載重裝置上的前后輪軸距可調(diào)節(jié)，以保證前后輪軸距是車圈上支撐腳伸出長(zhǎng)度組成的外圓周長(zhǎng)的整數(shù)倍。
[0010]進(jìn)一步的，所述通過前固定螺栓和后固定螺栓調(diào)節(jié)固定塊所處的位置，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)支撐腳伸出長(zhǎng)度不同，調(diào)節(jié)前后輪距。
[0011]進(jìn)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(diào)節(jié)孔下方刻有后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺和后軸調(diào)節(jié)刻度。
[0012]本發(fā)明還公開了上述一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置的輪距調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟:
(1)在確定外圓半徑R后，計(jì)算得到前后軸距S=k*2JTR(K為整數(shù))；
(2)然后通過后軸位置指示對(duì)應(yīng)的后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺的刻度值與計(jì)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(dòng)固定塊，使其后軸位置指示對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)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(diào)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(diào)節(jié)；
(4)若通過后軸位置指示對(duì)應(yīng)的后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺的刻度值大于S，調(diào)節(jié)方法與小于S時(shí)調(diào)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(duì)農(nóng)作物碾壓，通過調(diào)節(jié)支撐腳伸出車圈長(zhǎng)度，避免車圈傷害農(nóng)作物，通過調(diào)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的車輪結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的支撐腳結(jié)構(gòu)主視圖；
圖4為圖3的側(cè)視圖；
圖5為本發(fā)明的輪距調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走方法包括車輪1、減速器
2、電機(jī)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(jī)3外部，所述電機(jī)3經(jīng)減速器2與車輪主軸連接。根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)器人作用不同，其相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在載重裝置上。在機(jī)器人前進(jìn)時(shí)，四個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的電機(jī)同向、同速運(yùn)轉(zhuǎn)，在車輛需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，可分為原地轉(zhuǎn)彎和繞行轉(zhuǎn)彎兩種方式。需要原地轉(zhuǎn)彎時(shí)，一側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與另一側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以相同轉(zhuǎn)速，不同的轉(zhuǎn)向運(yùn)轉(zhuǎn)。如需繞行轉(zhuǎn)彎時(shí)，可將轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)車輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)，另一側(cè)車輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)，則可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人繞行轉(zhuǎn)彎。
[0016]圖2為本發(fā)明的車輪結(jié)構(gòu)示意圖。為減少車輪對(duì)農(nóng)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(nèi)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(jù)需要，確定安裝數(shù)量，通過內(nèi)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(nèi)圈固定螺母25和外圈固定螺母26調(diào)節(jié)伸出車圈21的長(zhǎng)度。車圈上均勻分布多個(gè)安裝孔，使用時(shí)可根據(jù)農(nóng)田土質(zhì)狀況確定支撐腳安裝數(shù)量。對(duì)于土質(zhì)較硬的農(nóng)田，在使用時(shí)可選擇安裝3根支撐腳即可保證機(jī)器人的正常行走。對(duì)于土質(zhì)較軟的農(nóng)田，如有水的稻田，可選擇安裝8根或12根支撐腳，以防止機(jī)器人陷入農(nóng)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(nèi)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(jié)構(gòu)示意圖。為便于調(diào)節(jié)所有支撐腳伸出車圈長(zhǎng)度相同，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(biāo)尺32和刻度33。所述刻度33從支撐腳接近車圈主軸一側(cè)開始標(biāo)注，在支撐腳使用一段時(shí)間外端被磨損后，仍可方便的計(jì)算支撐腳伸出車圈長(zhǎng)度。在使用時(shí)，將支撐腳穿過車圈上的安裝孔，根據(jù)農(nóng)作物的需要初步設(shè)定伸出長(zhǎng)度，計(jì)算方法是通過支撐腳最外端的標(biāo)尺尺寸減去支撐腳伸出車圈處標(biāo)尺尺寸。然后擰上外圈固定螺母26和內(nèi)圈固定螺母25。此時(shí)，以一根支撐腳的伸出長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行精確調(diào)整。
[0018]調(diào)整方法為以標(biāo)準(zhǔn)支撐腳最外端標(biāo)尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對(duì)應(yīng)標(biāo)尺尺寸，差值為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。如某個(gè)支撐腳最外端標(biāo)尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對(duì)應(yīng)標(biāo)尺尺寸的差值小于標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，內(nèi)圈固定螺母25往遠(yuǎn)離車圈方向稍微擰一點(diǎn)，外圈固定螺母26往靠近車圈方向擰，調(diào)節(jié)外圈固定螺母，使其支撐腳最外端標(biāo)尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對(duì)應(yīng)標(biāo)尺尺寸的差值與標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度相同，再將內(nèi)圈固定螺母25往車圈方向擰緊即可。如某個(gè)支撐腳最外端標(biāo)尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對(duì)應(yīng)標(biāo)尺尺寸的差值大于標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，外圈固定螺母26往遠(yuǎn)離車圈方向擰，使其支撐腳最外端標(biāo)尺尺寸減去外圈固定螺母外端面對(duì)應(yīng)標(biāo)尺尺寸的差值與標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度相同，內(nèi)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(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)孔43。在后軸位置調(diào)節(jié)孔43內(nèi)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(diào)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(diào)節(jié)孔43下方刻有后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺51和后軸調(diào)節(jié)刻度52，以此觀察前后軸距。
[0020]為盡量減少支撐腳對(duì)農(nóng)作物的碾壓，除在保證機(jī)器人穩(wěn)定行走的情況下盡量減少支撐腳使用數(shù)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(zhǎng)的整數(shù)倍。支撐腳步長(zhǎng)為23iR/n，n為每個(gè)車輪支撐腳安裝數(shù)量，
R為安裝支撐腳后的外圓半徑。因支撐腳安裝數(shù)量不同，因此有時(shí)n=3，或n=4......，因此確定將前后輪軸距定為外圓周長(zhǎng)的整數(shù)倍，即前后軸距S=k*23iR(K為整數(shù))，可保證軸距為步長(zhǎng)的整數(shù)倍。因支撐腳伸出長(zhǎng)度不同，所以R是一個(gè)變化值，前后軸距S需要根據(jù)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(duì)應(yīng)刻度值的差。因此，在調(diào)整支撐腳伸出長(zhǎng)度后，需調(diào)整前后輪軸距。
[0021]具體的，輪距調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟:
(1)在確定外圓半徑R后，計(jì)算得到前后軸距S=k*23iR(K為整數(shù))；
(2)然后通過后軸位置指示對(duì)應(yīng)的后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺的刻度值與計(jì)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(dòng)固定塊，使其后軸位置指示對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)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(diào)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(diào)節(jié)；
(4)若通過后軸位置指示對(duì)應(yīng)的后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺的刻度值大于S，調(diào)節(jié)方法與小于S時(shí)調(diào)節(jié)方法相反。
[0022]本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置及其軸距調(diào)節(jié)方法，可應(yīng)用于農(nóng)田機(jī)器人的行走結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，也可應(yīng)用于農(nóng)田車輛或其他希望減少碾壓面積的移動(dòng)裝置上。
[0023]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)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(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置，其特征在于:包括車輪(I)、減速器(2)、電機(jī)(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(jī)(3)外部，所述電機(jī)(3)經(jīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)圈固定螺母(25)和外圈固定螺母(26)調(diào)節(jié)伸出車圈(21)的長(zhǎng)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(diào)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(diào)節(jié)標(biāo)尺(51)和后軸調(diào)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(diào)節(jié)孔(43)，所述后軸位置調(diào)節(jié)孔(43)內(nèi)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(diào)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置，其特征在于:根據(jù)農(nóng)田土質(zhì)狀況，確定在車圈(21)上安裝的支撐腳(24)的數(shù)量，且所述支撐腳(24)成對(duì)對(duì)稱安裝。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置，其特征在于:根據(jù)農(nóng)作物的高度，通過調(diào)節(jié)支撐腳(24)伸出車圈(21)的長(zhǎng)度，從而保證車圈(21)不會(huì)碾壓農(nóng)作物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置，其特征在于:所述凹槽上還刻有標(biāo)尺(32)和刻度(33)，以保證所有支撐腳(24)伸出車圈(21)的長(zhǎng)度相同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置，其特征在于:所述標(biāo)尺(32)和刻度(33)從支撐腳(24)靠近車圈主軸(22)的一端開始標(biāo)注。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)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(diào)節(jié)，以保證前后輪軸距是車圈(21)上支撐腳(24)伸出長(zhǎng)度組成的外圓周長(zhǎng)的整數(shù)倍。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)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(diào)節(jié)固定塊(44)所處的位置，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)支撐腳(24)伸出長(zhǎng)度不同，調(diào)節(jié)前后輪距。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)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(diào)節(jié)孔(43)下方刻有后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺(51)和后軸調(diào)節(jié)刻度(52)。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人行走裝置的輪距調(diào)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(jì)算得到前后軸距S=k*23iR(K為整數(shù))； (2)然后通過后軸位置指示對(duì)應(yīng)的后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺的刻度值與計(jì)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(dòng)固定塊，使其后軸位置指示對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)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(diào)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(diào)節(jié)； (4)若通過后軸位置指示對(duì)應(yīng)的后軸調(diào)節(jié)標(biāo)尺的刻度值大于S，調(diào)節(jié)方法與小于S時(shí)調(diào)節(jié)方法相反。
【文檔編號(hào)】B60B35/12GK105946462SQ201610406378
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】陳繼永, 賁禮進(jìn), 浦振托, 李金喜
【申請(qǐng)人】江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院