一种多地隙自转向智能喷雾机及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多地隙自转向智能喷雾机及控制方法。喷雾机包括车平台、自转向行走机构、可控升降喷雾装置、汽油发电供电装置和控制装置，两个自转向行走机构分别与车平台采用回转结构连接；可控升降喷雾装置固定于车平台的尾部，包括喷雾机升降机构、喷杆装置、混药装置，喷杆装置设置在喷雾机升降机构上并与混药装置相连，喷杆能随着喷雾机升降机构的牵引上下移动；混药装置固定于车架平台的中部，给喷雾设备提供药物喷洒；汽油发电供电装置固定在车架平台的前部，作为设备的稳定电压电源；控制装置分别和驱动设备、控制电机、多组传感器相连。该设备由控制装置对四台轮毂电机控制，实现车轮差速的自转向，且控制精度高，转弯半径小。

Multi gap self steering intelligent sprayer and control method thereof

The invention discloses a multi gap self steering intelligent sprayer and a control method thereof. The sprayer includes car platform, self steering walking mechanism, controllable lifting device, the gasoline spray power supply device and a control device, two self turning and running mechanism are respectively connected with the vehicle platform by using rotary structure; controllable lifting tail spray device is fixed to the vehicle platform, including lifting mechanism, spraying machine spray rod device, mixing apparatus and the spray rod device is arranged on the lifting mechanism of spray machine and is connected with a mixing device, a spray rod lifting mechanism with traction sprayer moves up and down; the central mixing device is fixed on the frame of the platform, to provide drug spraying spraying equipment; gasoline power supply device is fixed on the front frame of the platform, as a stable voltage source the equipment; the controlling device is connected respectively and driving equipment, motor control, multi sensors. The device is controlled by a control device to four wheel hub motors to realize the self steering of the wheel differential, and the control precision is high and the turning radius is small.

【技术实现步骤摘要】
一种多地隙自转向智能喷雾机及控制方法
本专利技术涉及一种喷雾机器，尤其是涉及其中一种多地隙自转向智能喷雾机及控制方法。
技术介绍
随着农业机械化快速发展，长期采用手扶拖拉机或轮拖式行走机械作业，使水田作业泥脚越来越深，一方面破坏了水田土壤环境，另一方面使手扶拖拉机对水田进行作业，因此对高地隙底盘需求越来越迫切。而研究高地隙喷雾行走设备能够从根本上改变水田以手动喷雾器和机动担架喷雾机为主的施药方法，实现行走和喷雾的自动控制，对提高农药利用率，节约用水，提高施药作业效率和安全性，减少农药残留，保障粮食生产具有重要意义。中国专利CN103964253A公开了一种螺旋升降机，其由若干节嵌套的升降筒支撑升降，随着作业高度的增加，需要的升降筒节数增大，，最底层的升降筒的尺寸随之增大，因此，这种结构虽然能够实现垂直空间的缩小，但是在水平空间仍然较大，整体存放空间减少有限。申请公开号为CN102146756A的中国专利《高地隙自走式喷杆喷雾机》，该专利技术采用四轮液压驱动，前后桥中间设有液压转向装置，此液压转向装置只能实现两轮转向，转向半径大，无法保证行走底盘的通过性，因而整机无法适用多种离地间隙的田间作业要求。针对以上多种喷雾行走设备的弊端，设计了一种四轮独立驱动的多地隙自转向智能喷雾机及控制方法，设备由控制装置对四台轮毂电机控制，实现车轮差速的自转向，且控制精度高，转弯半径小，另外，喷杆采用五段式折叠，节省了空间，满足大田作物不同生长时期的喷雾施药需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种多地隙独立行走的，实现自转向的无人驾驶行走设备，能很大程度的满足多种复杂地形和喷雾对象的需求，能提高喷雾施药效率的喷雾机及控制方法。本专利技术的技术方案为：一种多地隙自转向智能喷雾机，包括车平台、自转向行走机构、可控升降喷雾装置、供电装置以及控制装置；所述车平台为多根型材连接而成的框架；所述车平台的下部沿行走方向依次设有两个自转向行走机构，所述自转向行走机构由带回转机构的底盘和带有轮毂电机的轮胎构成；所述可控升降喷雾装置包括喷雾机升降机构、混药装置、喷杆装置；所述喷雾机升降机构安装在所述车平台的尾部；所述混药装置将药液送往喷杆装置；所述喷雾机升降机构由丝杆传动实现喷杆装置的升降；所述供电装置为设备提供稳定的电压电源；所述控制装置用于控制自转向行走机构的转向行走，可控升降喷雾装置的升降、混药装置的混药量调节、喷杆装置的姿态调节以及喷雾调节。进一步，所述车平台的多根型材为方形金属管，焊接成带有多个方形空格的框架，在车平台两端中间位置设置的两个空格上分别固定两块方形金属板，用于安置两个自转向行走机构。在车平台正前方及左右两侧分别焊有喷杆安置槽。在车平台的底部焊有多个限位器，在车平台的尾部预留有供固定中心轴穿过的通孔。进一步，所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机的轮胎；所述回转机构自上而下依次包括双列圆锥滚子轴承、支撑柱和减震装置；减震装置由多个宽度一样、自上而下长度依次变大的弹片叠加而成，最后一块弹片厚度大于其上部的其他弹片，其他弹片厚度相同且弹片的中心有一个长方形通孔，双列圆锥滚子轴承的外圈或内圈是一个整体，两个内圈或外圈分别同轴心地固定在车平台的金属板和支撑柱的顶面上；支撑柱上端为圆柱体，下端为长方体的金属棒，金属棒部分穿过减震装置的长方形通孔并和最后一块弹片固定焊接，最后一块弹片的两边和轮毂电机的机身焊接固定。进一步，所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机的轮胎；所述回转机构包括单列圆锥滚子轴承、支撑柱、避震器和减震支架，单列圆锥滚子轴承的外圈或内圈和车平台通过焊接方式连接，单列圆锥滚子轴承的内圈或外圈和支撑柱的顶面同心固定，避震器共有三组，其中三组避震器的一端分别固定在支撑柱的对称两侧和底侧，另一端分别固定在减震支架的两侧和中心位置，减震支架为一根和车宽相近的高强度方形金属架，减震支架的两端与轮毂电机的机身固定。进一步，所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机的轮胎；回转结构包括平面圆柱轴承、底盘平台和车桥；平面圆柱轴承由带圆柱滚子的平面保持架组件和平面垫圈组成，平面圆柱轴承的内圈穿过车平台上金属板的通孔并使得平面圆柱轴承的圆柱滚子和车平台底部接触，底盘平台中间开有圆形凹槽，底盘平台左右两侧有逐渐收缩的延伸部，平面圆柱轴承的平面保持架组件与底盘平台的圆形凹槽采用同心固定，车桥顶部与底盘平台的延伸部固连，与底盘平台呈钝角，车桥底部和轮毂电机的机身固定，所述自转向行走机构的高度能够根据作业需要选择不同的高度车桥。进一步，所述回转结构由滚珠轴承代替平面圆柱轴承，滚珠轴承是将球形合金钢珠安装在内钢圈和外钢圈的中间，滚珠轴承的外圈或内圈与底盘平台同心固定，滚珠轴承的内圈或外圈和车平台的金属板同心固定。进一步，还包括阻尼协动装置，所述阻尼协动装置包括阻尼电机、蜗轮蜗杆箱和协动齿轮；蜗轮蜗杆箱内部为蜗轮和蜗杆，阻尼电机的转轴和蜗杆同心固定，蜗杆和蜗轮装配，蜗轮和协动齿轮同心固定；协动齿轮和滚珠轴承的内圈焊接的内齿轮啮合。进一步，所述喷雾机升降机构包括两块平行竖直设置的“＜”型固定支架，两块“＜”型固定支架的顶点通过固定横板A连接，固定横板A两侧下方设有固定中心轴；两块“＜”型固定支架的上末端通过固定横板B连接，固定横板B上设置升降控制电机和传动齿链，所述升降控制电机通过法兰结构固定于固定横板B；两块“＜”型固定支架的上末端和下末端之间设有丝杆、丝副；所述喷杆装置包括内喷杆、主喷杆、末端喷杆、旋转控制部件组，所有喷杆均为刚性的空心防锈材质，各喷杆间均以软管连接，构成喷雾药液的水路通道；所述喷杆装置的内喷杆和丝副相连接，内喷杆两端分别为主喷杆，主喷杆的两端外侧分别为末端喷杆，各段喷杆上均布喷嘴；内喷杆的两端设有旋转控制部件组，且内喷杆和主喷杆通过带齿轮的一级转轴连接，主喷杆和末端喷杆通过带齿轮的二级转轴连接，在旋转控制部件组的带动下主喷杆和末端喷杆发生水平旋转；所述车平台上可以根据需要放置混药装置，包括喷雾装置的水箱、药箱、药液箱，水箱与药箱是分离的，输出药液按比例混合，混合的药液预存在药液箱中，喷雾机车遇到恶劣地形条件无法驶出时，能将水箱的水放掉减负。进一步，所述丝杆和丝副可用滚珠丝杠代替。进一步，所述旋转控制部件组包括旋转控制电机、齿轮箱、传动齿链A，所述旋转控制电机的转轴末端固定有和转轴同心的主动齿轮，垂直向下伸入齿轮箱内，与齿轮箱内的减速齿轮装配，齿轮箱内共有四个齿轮，一个是旋转控制电机转轴末端的主动齿轮，一个是上端连接转轴齿轮A的从动齿轮，以及有一定减速比的一级减速齿轮和二级减速齿轮，一级减速齿轮和二级减速齿轮的旋转中心分别固定在齿轮箱外壳上下两壁上，旋转控制电机带动主动齿轮转动，主动齿轮和一级减速齿轮相啮合，一级减速齿轮和二级减速齿轮相啮合，二级减速齿轮和从动齿轮相啮合，从动齿轮带动转轴齿轮A转动；四个齿轮均绕各齿轮的中心线旋转，四个齿轮的旋转中心线均垂直于内喷杆的中心线且垂足位于内喷杆的中心线上，所述传动齿链A的两端分别与转轴齿轮A和转轴齿轮B配合置于主喷杆上方，齿轮箱通过焊接连接在内喷杆的末端下方位置。进一步，所述喷雾机升降机构两块“＜”型固定支架的上末端和固定横板B的两端有两相同大小的通孔，供丝杆穿过并由有齿轮的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，包括车平台(3)、自转向行走机构、可控升降喷雾装置、供电装置以及控制装置；所述车平台(3)为多根型材连接而成的框架；所述车平台(3)的下部沿行走方向依次设有两个自转向行走机构，所述自转向行走机构由带回转机构的底盘和带有轮毂电机(24)的轮胎(1)构成；所述可控升降喷雾装置包括喷雾机升降机构、混药装置、喷杆装置；所述喷雾机升降机构安装在所述车平台(3)的尾部，实现喷杆装置的升降；所述混药装置将药液送往喷杆装置；所述供电装置为设备提供稳定的电压电源；所述控制装置分别用于控制自转向行走机构的转向行走，可控升降喷雾装置的升降、混药装置的混药量调节、喷杆装置的姿态调节以及喷雾调节。

【技术特征摘要】
1.一种多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，包括车平台(3)、自转向行走机构、可控升降喷雾装置、供电装置以及控制装置；所述车平台(3)为多根型材连接而成的框架；所述车平台(3)的下部沿行走方向依次设有两个自转向行走机构，所述自转向行走机构由带回转机构的底盘和带有轮毂电机(24)的轮胎(1)构成；所述可控升降喷雾装置包括喷雾机升降机构、混药装置、喷杆装置；所述喷雾机升降机构安装在所述车平台(3)的尾部，实现喷杆装置的升降；所述混药装置将药液送往喷杆装置；所述供电装置为设备提供稳定的电压电源；所述控制装置分别用于控制自转向行走机构的转向行走，可控升降喷雾装置的升降、混药装置的混药量调节、喷杆装置的姿态调节以及喷雾调节。2.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述车平台(3)的多根型材为方形金属管，焊接成带有多个方形空格的框架，在车平台两端中间位置设置的两个空格上分别固定两块方形金属板，用于安置两个自转向行走机构。3.根据权利要求2所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，在车平台(3)正前方及左右两侧分别焊有喷杆安置槽(4)。4.根据权利要求2所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，在车平台(3)的底部焊有多个限位器(23)，在车平台(3)的尾部预留有供固定中心轴(27)穿过的通孔(25)。5.根据权利要求1或2所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机(24)的轮胎(1)；所述回转机构自上而下依次包括双列圆锥滚子轴承(43)、支撑柱(44)和减震装置(45)；减震装置(45)由多个宽度一样、自上而下长度依次变大的弹片叠加而成，最后一块弹片厚度大于其上部的其他弹片，其他弹片厚度相同且弹片的中心有一个长方形通孔，双列圆锥滚子轴承(43)的外圈或内圈是一个整体，两个内圈或外圈分别同轴心地固定在车平台(3)的金属板和支撑柱(44)的顶面上；支撑柱(44)上端为圆柱体，下端为长方体的金属棒，金属棒部分穿过减震装置(45)的长方形通孔并和最后一块弹片固定焊接，最后一块弹片的两边和轮毂电机(24)的机身焊接固定。6.根据权利要求1或2所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机(24)的轮胎(1)；所述回转机构包括单列圆锥滚子轴承(39)、支撑柱(44)、避震器(47)和减震支架(46)，单列圆锥滚子轴承(39)的外圈或内圈和车平台(3)通过焊接方式连接，单列圆锥滚子轴承(39)的内圈或外圈和支撑柱(44)的顶面同心固定，避震器(47)共有三组，其中三组避震器的一端分别固定在支撑柱(44)的对称两侧和底侧，另一端分别固定在减震支架(46)的两侧和中心位置，减震支架(46)为一根和车宽相近的高强度方形金属架，减震支架(46)的两端与轮毂电机(24)的机身固定。7.根据权利要求1或2所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述自转向行走机构包括回转机构和带轮毂电机(24)的轮胎(1)；回转结构包括平面圆柱轴承(42)、底盘平台(26)和车桥(2)；平面圆柱轴承(42)由带圆柱滚子(40)的平面保持架组件和平面垫圈组成，平面圆柱轴承(42)的内圈穿过车平台(3)上金属板的通孔并使得平面圆柱轴承(42)的圆柱滚子(40)和车平台(3)底部接触，底盘平台(26)中间开有圆形凹槽，底盘平台(26)左右两侧有逐渐收缩的延伸部，平面圆柱轴承(42)的平面保持架组件与底盘平台(26)的圆形凹槽采用同心固定，车桥(2)顶部与底盘平台(26)的延伸部固连，与底盘平台(26)呈钝角，车桥(2)底部和轮毂电机(24)的机身固定，所述自转向行走机构的高度能够根据作业需要选择不同的高度车桥(2)。8.根据权利要求7所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述回转结构由滚珠轴承(36)代替平面圆柱轴承(42)，滚珠轴承(36)是将球形合金钢珠安装在内钢圈和外钢圈的中间，滚珠轴承(36)的外圈或内圈与底盘平台(26)同心固定，滚珠轴承(36)的内圈或外圈和车平台(3)的金属板同心固定。9.根据权利要求8所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，还包括阻尼协动装置，所述阻尼协动装置包括阻尼电机(69)、蜗轮蜗杆箱(73)和协动齿轮(72)；蜗轮蜗杆箱(73)内部为蜗轮(70)和蜗杆(71)，阻尼电机(69)的转轴和蜗杆(71)同心固定，蜗杆(71)和蜗轮(70)装配，蜗轮(71)和协动齿轮(72)同心固定；协动齿轮(72)和滚珠轴承(36)的内圈焊接的内齿轮(68)啮合。10.根据权利要求1所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述喷雾机升降机构包括两块平行竖直设置的“＜”型固定支架(10)，两块“＜”型固定支架(10)的顶点通过固定横板A连接，固定横板A两侧下方设有固定中心轴(27)；两块“＜”型固定支架(10)的上末端通过固定横板B连接，固定横板B上设置升降控制电机(14)和传动齿链(7)，所述升降控制电机(14)通过法兰结构(13)固定于固定横板B；两块“＜”型固定支架(10)的上末端和下末端之间设有丝杆(8)、丝副(12)；所述喷杆装置包括内喷杆(28)、主喷杆(6)、末端喷杆(5)、旋转控制部件组，所有喷杆均为刚性的空心防锈材质，各喷杆间均以软管连接，构成喷雾药液的水路通道；所述喷杆装置的内喷杆(28)和丝副(12)相连接，内喷杆(28)两端分别为主喷杆(6)，主喷杆(6)的两端外侧分别为末端喷杆(5)，各段喷杆上均布喷嘴(35)；内喷杆(28)的两端设有旋转控制部件组，且内喷杆(28)和主喷杆(6)通过带齿轮的一级转轴(29)连接，主喷杆(6)和末端喷杆(5)通过带齿轮的二级转轴(38)连接，在旋转控制部件组的带动下主喷杆(6)和末端喷杆(5)发生水平旋转；所述车平台(3)上可以根据需要放置混药装置，包括喷雾装置的水箱(18)、药箱(16)、药液箱(15)，水箱(18)与药箱(16)是分离的，输出药液按比例混合，混合的药液预存在药液箱(15)中，喷雾机车遇到恶劣地形条件无法驶出时，能将水箱的水放掉减负。11.根据权利要求10所述的多地隙自转向智能喷雾机，其特征在于，所述丝杆(8)和丝副(12)可用滚珠丝杠代替。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈跃，刘慧，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32