本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能遙控四驅(qū)植保機(jī)械及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前，農(nóng)用植保機(jī)械通常由人來(lái)駕駛，并且車身較重，配套的主動(dòng)輪較寬，其有以下問(wèn)題：首先，車身較重，作物田間通過(guò)性較差；其次，由人來(lái)駕駛，不僅增加了重量，所施用的農(nóng)藥往往還會(huì)對(duì)人造成傷害。合肥多加農(nóng)業(yè)科技有限公司公開(kāi)了一種水田植保機(jī)器人（專利號(hào)CN201420462253.6）和一種新型農(nóng)用植保車（專利號(hào)CN201420480907.8）， 這兩種技術(shù)產(chǎn)品都是遙控的，比較輕巧，田間通過(guò)性好，也不會(huì)對(duì)人造成傷害，但是它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中還存在這樣的問(wèn)題：一、它們都采用普通輪轂電機(jī)做為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，但是普通的輪轂電機(jī)的扭力不夠，在泥濘或凸凹不平的農(nóng)田里難以運(yùn)轉(zhuǎn)，難以驅(qū)動(dòng)植保車順利前行；二、它們都需要轉(zhuǎn)向裝置，用轉(zhuǎn)向舵機(jī)或轉(zhuǎn)向電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且輕巧型的機(jī)器上配置的舵機(jī)或電機(jī)扭力一般不大，而在泥濘或凸凹不平的農(nóng)田里需要很大的扭力才能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，容易使舵機(jī)或電機(jī)出現(xiàn)故障；第三，控制方法復(fù)雜，不僅要控制驅(qū)動(dòng)部分，還要控制轉(zhuǎn)向舵機(jī)（或電機(jī)）和剎車裝置。因此，需要一種扭力較大、結(jié)構(gòu)輕巧、控制簡(jiǎn)單、田間通過(guò)性好、高效安全的遙控智能植保機(jī)械及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能顯著地降低植保機(jī)械的復(fù)雜程度、降低制造成本、提高可通過(guò)性和可操作性并同時(shí)可用于施肥、播種等農(nóng)事操作的智能遙控四驅(qū)植保機(jī)械及其控制方法。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種智能遙控四驅(qū)植保機(jī)械，包括：車架、車輪、噴霧系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電池，還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車輪支架，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以是無(wú)刷有齒電機(jī)或中置電機(jī)，可安裝在車輪上或車輪支架上或車架上，車輪設(shè)置在車架底部；所述噴霧系統(tǒng)包括泵電機(jī)，噴霧系統(tǒng)裝在車架上；控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及泵電機(jī)連接；所述電池包括電機(jī)電池和泵電池，電機(jī)電池設(shè)置在車輪支架上或車架上，用于給驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，泵電池設(shè)置在車架上，用于給泵電機(jī)供電。

進(jìn)一步的，所述車輪包括左前輪、左后輪、右前輪、右后輪，每個(gè)車輪均由其上所安裝的驅(qū)動(dòng)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述車輪，包括左前輪、左后輪、右前輪、右后輪，均采用窄輪，輪寬1-7cm，使植保車容易在作物間通過(guò)。

進(jìn)一步的，所述車輪，包括左前輪、左后輪、右前輪、右后輪，均設(shè)有齒或防滑構(gòu)造，保證車輪在田間運(yùn)行時(shí)不打滑空轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述車架由碳纖維材料或密度較小的合金材料做成，大大減輕車身重量。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)包括遙控信號(hào)發(fā)射器、遙控信號(hào)接收器和主控制器，遙控信號(hào)接收器與主控制器相連，主控制器分別與各個(gè)無(wú)刷有齒電機(jī)及噴霧系統(tǒng)的泵電機(jī)連接。

進(jìn)一步的，所述噴霧系統(tǒng)，包括藥箱、泵、輸液管、噴頭、噴桿、噴桿支架，藥箱、泵以及噴桿支架都安裝在車架上，泵通過(guò)輸液管與噴頭相連，噴頭裝在噴桿上，噴桿通過(guò)噴桿支架安裝在車架上。

一種智能遙控四驅(qū)植保機(jī)械控制方法，所述智能遙控四驅(qū)植保機(jī)械包括：車架、車輪、噴霧系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電池，車輪設(shè)置在車架底部，車輪包括左前輪、左后輪、右前輪、右后輪，每個(gè)車輪均由驅(qū)動(dòng)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)；噴霧系統(tǒng)裝在車架上；控制系統(tǒng)包括遙控信號(hào)發(fā)射器、遙控信號(hào)接收器和主控制器，遙控信號(hào)接收器與主控制器相連，主控制器分別與各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及噴霧系統(tǒng)的泵電機(jī)連接；所述電池包括電機(jī)電池和泵電池，電機(jī)電池設(shè)置在車輪支架上或車架上，用于給無(wú)驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，泵電池設(shè)置在車架上，用于給泵供電；

所述主控制器由主控芯片、以及與主控芯片分別連接的電子羅盤、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、泵控制器組成，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)控制器分別與各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，所述泵控制器分別與各個(gè)泵相連；

所述主控制器用于收接遙控器發(fā)來(lái)的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)和噴霧量信號(hào)，換算出各車輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和各泵的噴量，使之保持協(xié)調(diào)；

所述每個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速分別由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)起步、直行、轉(zhuǎn)向、停止。

進(jìn)一步的，具體包括以下步驟：

(1)根據(jù)起步模式、直行模式、轉(zhuǎn)向模式、停止模式，遙控信號(hào)發(fā)射器發(fā)出相應(yīng)信號(hào)給信號(hào)接收器，信號(hào)接收器接收相應(yīng)信號(hào)后，傳給主控芯片，主控芯片換算出各車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)，傳給驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)向控制。

（2）當(dāng)四輪的位移速度相同時(shí)，植保車直行；當(dāng)左側(cè)車輪慢且右側(cè)車輪快時(shí)，植保車向左轉(zhuǎn)；當(dāng)右側(cè)車輪慢且左側(cè)車輪快時(shí)，植保車向右轉(zhuǎn)。

（3）在直行模式下，電子羅盤參與方向矯正，當(dāng)方向發(fā)生偏移時(shí)，電子羅盤自動(dòng)檢測(cè)到偏移，會(huì)發(fā)信號(hào)給主控芯片，主控芯片換算出各車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)，傳給驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，控制各個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)控制直行。在轉(zhuǎn)向模式下，電子羅盤不參與方向矯正。

（4）左右兩邊車輪的位移差越大，轉(zhuǎn)向的角度就越大，轉(zhuǎn)向的幅度就越小，反之，左右兩邊車輪的位移速度差越小，轉(zhuǎn)向的角度就越小，轉(zhuǎn)向的幅度就越大。（5）植保車的停止可通過(guò)短接電機(jī)的相線或給電機(jī)反向電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)遙控信號(hào)發(fā)射器發(fā)出緩慢停止或快速停止信號(hào)時(shí)，信號(hào)接收器接收相應(yīng)信號(hào)后，傳給主控芯片，主控芯片換算出各相應(yīng)的停止信號(hào)并傳遞給驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)緩慢停止或快速停止。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、本發(fā)明相比于現(xiàn)有人駕駛的農(nóng)用植保車，本發(fā)明采用遙控?zé)o人駕駛，使人遠(yuǎn)離農(nóng)藥的傷害，提高了安全性，同時(shí)也減輕了植保車的總體重量，降低了能耗，也縮減了制造成本。

2、本發(fā)明采用無(wú)刷有齒電機(jī)或中置電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)控制系統(tǒng)控制車輛的起步、直行、轉(zhuǎn)向、停止，減少了傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向裝置和剎車裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減輕了重量，降低了操作難度，降低了成本。

3、本發(fā)明中植保車采用碳纖維或密度較小的材料，大大降低了車身重量，提高了植保車在作物田間的通過(guò)性，降低了植保機(jī)械對(duì)作物的傷害，利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)增收。

4、本發(fā)明中植保車采用窄輪，大大提高了植保車在作物田間的通過(guò)性，促進(jìn)農(nóng)業(yè)植保機(jī)械的推廣與應(yīng)用，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)。

5、本發(fā)明同時(shí)可應(yīng)用于施肥、播種等農(nóng)事操作，應(yīng)用范圍廣，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高效率，增加收益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施方式一的左視圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施方式一的俯視圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施方式二驅(qū)動(dòng)方式圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施方式三驅(qū)動(dòng)方式圖。

圖6為本發(fā)明的控制方法示意圖。

圖中：1-車架；2-車輪支架，3-左前輪；4-右前輪；5-左后輪；6-右后輪；7-電機(jī)電池；8-泵電池；9-藥箱；10-泵；11-噴桿支架；12-噴嘴；13-噴桿；14-輸液管；15-中置電機(jī)；16-中置電機(jī)控制器；17-主控制器；18-小鏈輪；19-鏈條；20-大鏈輪；21-傳動(dòng)齒輪；22-傳動(dòng)軸；23-傳動(dòng)錐形齒；24-從動(dòng)錐形齒；25-無(wú)刷有齒電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不僅局限于此。

實(shí)施例一

如圖1、圖2、圖3所示，該實(shí)施方式采用的是無(wú)刷有齒電機(jī)25進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。車輪支架2安裝在車架1的下方；左前輪3、右前輪4、左后輪5、右后輪6分別安裝在各自的車輪支架2上；無(wú)刷有齒電機(jī)25分別安裝在左前輪3、右前輪4、左后輪5、右后輪6的四個(gè)車輪上；電機(jī)電池7分別安裝在四個(gè)車輪支架2上，電機(jī)電池7由導(dǎo)線分別與四個(gè)輪子上的無(wú)刷有齒電機(jī)25相連，為無(wú)刷有齒電機(jī)25的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力；泵電池8、藥箱9、泵10、噴桿支架11、主控制器17都安裝在車架1的上方；泵電池8由導(dǎo)線與泵10相連；噴桿支架11安裝在車架1的后方；噴桿13安裝在噴桿支架11上；噴嘴12均布在噴桿13上；噴嘴12由輸液管14與泵10相連；主控制器17由數(shù)據(jù)線分別與無(wú)刷有齒電機(jī)25和泵10相連。

如圖1、圖2、圖3、圖6所示，本發(fā)明的具體控制方法，作業(yè)時(shí)，操作員手持遙控器，當(dāng)給出啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，主控制器14接收到信號(hào)后，控制四個(gè)無(wú)刷有齒電機(jī)25的電源接通，無(wú)刷有齒電機(jī)25啟動(dòng)。當(dāng)給出直行信號(hào)時(shí)，無(wú)刷有齒電機(jī)25帶動(dòng)左前輪3、右前輪4、左后輪5、右后輪6同時(shí)向前行駛。當(dāng)給出倒車按鈕信號(hào)時(shí)，無(wú)刷有齒電機(jī)25帶動(dòng)左前輪3、右前輪4、左后輪5、右后輪6同時(shí)向前反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)倒車。當(dāng)給出左轉(zhuǎn)信號(hào)，主控制器17接收到信號(hào)后，控制左前輪3和左后輪5的速度快于右前輪4和右后輪6的速度，實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)向。當(dāng)按下遙控器面板上的右轉(zhuǎn)按鈕，主控制器17接收到信號(hào)后，控制右前輪4和右后輪6的速度快于左前輪3和左后輪5的速度，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向。當(dāng)給出噴霧信號(hào)時(shí)，主控制器17接收到信號(hào)后，啟動(dòng)泵10進(jìn)行噴霧作業(yè)。當(dāng)給出停車信號(hào)時(shí)，主控制器17接收到信號(hào)后，控制無(wú)刷有齒電機(jī)25短接電機(jī)的相線或給電機(jī)反向電流，使其停止運(yùn)行，進(jìn)而機(jī)器停止運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例二

如圖4所示，與實(shí)施方式一區(qū)別之處在于，驅(qū)動(dòng)方式采用中置電機(jī)15進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鏈條19帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)中置電機(jī)15配有一個(gè)和中置電機(jī)驅(qū)動(dòng)器16且兩者用導(dǎo)線相連，兩者都安裝在每個(gè)車輪支架2中部的電機(jī)安裝座上；小鏈輪18固定在中置電機(jī)15的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，大鏈輪20通過(guò)軸與各個(gè)主動(dòng)輪相連，小鏈輪18與大鏈輪20用鏈條19連接；每一個(gè)中置電機(jī)15都配有一塊獨(dú)立電機(jī)電池17，電機(jī)電池17安裝在每一的車輪支架2的正上方的車架1上。

當(dāng)中置電機(jī)15旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)小鏈輪18帶動(dòng)鏈條19運(yùn)動(dòng)，鏈條19帶動(dòng)大鏈輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，大鏈輪20帶動(dòng)各個(gè)車輪運(yùn)轉(zhuǎn)。其他的具體實(shí)施方式參照實(shí)施方式一。

實(shí)施例三

如圖5所示，該實(shí)施方式的不同之處在于是把實(shí)施方式二的鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)該為軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)齒輪箱固定在前輪支架2上，中置電機(jī)15固定在傳動(dòng)齒輪箱上，傳動(dòng)齒輪21的第一個(gè)齒輪固定在中置電機(jī)電機(jī)15的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，傳動(dòng)齒輪21最末端的齒輪上固定著傳動(dòng)軸22，傳動(dòng)軸22貫穿于前輪支架2，底端固定著傳動(dòng)錐形齒23，從動(dòng)錐形齒24通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在各個(gè)車輪上，與傳動(dòng)錐形齒23嚙合。

當(dāng)中置電機(jī)15旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)齒輪21帶動(dòng)傳動(dòng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，底端的傳動(dòng)錐形齒23帶動(dòng)從動(dòng)錐形齒24旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。其他的具體實(shí)施方式參照實(shí)施方式一和實(shí)施方式二。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。