一种作物表型获取机器人及其底盘及轮距和地隙调节方法技术

一种作物表型获取机器人及其底盘及轮距和地隙调节方法，该作物表型获取机器人包括底盘，并采用本发明专利技术提供的底盘轮距调节方法及地隙调节方法进行底盘轮距和地隙的自适应调节，该底盘包括：机箱；轮距调节机构，包括左、右平推架和调节机构，调节机构分别与左、右平推架连接，左、右平推架分别与导轨安装架连接；地隙升降机构，分别对称安装在左、右平推架上，包括导轨支撑架、升降机构和驱动机构，升降机构安装在导轨支撑架上，导轨支撑架与对应的左/右平推架连接，驱动机构与升降机构连接，并安装在对应的左/右平推架上；转向机构，分别对称设置在左/右平推架的下方，并分别与对应的导轨支撑架的下部连接；以及行走机构，分别与转向机构连接。机构连接。机构连接。

【技术实现步骤摘要】
一种作物表型获取机器人及其底盘及轮距和地隙调节方法


[0001]本专利技术涉及农业机械，特别是一种轮距与地隙自适应调控的作物表型获取机器人及其底盘及轮距和地隙调节方法。

技术介绍

[0002]培育优良品种实现作物高产是农业生产关注的主要问题，表型鉴定是基因
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环境
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表型关系解析和突破新品种培育的关键，对于精确农业监测和加快育种进程具有重要的意义。采用智能移动机器人进行作物表征的获取，符合精细农业对信息全面、实时、快速的要求。底盘是机器人的重要组成部分，底盘的性能好坏严重影响机器人作业效率。
[0003]目前作物表型检测机器人底盘形式有：履带式、足式和轮式。履带式机器人底盘可以很好的适应松软地面，行驶平稳，牵引动力大，具有较强的越野能力，然而履带式机器人的离地间隙小，无法满足常见作物的高度要求，带轮宽度较大，行间行走时易碾压作物。足式机器人底盘越障性能良好，灵活性高，但行进速度慢，且由于行进过程晃动较大，容易侧翻。轮式机器人底盘具有质量轻、速度快、易转向、轮胎对田间路面和作物的损害较小等优点。
[0004]由于田间作业环境复杂，种植模式存在差异，作物表征检测机器人底盘在完成作物信息采集作业任务时，必须能够适应农作物变化情况。现有的作物表征获取机器人底盘难以实现轮距调节和升降同步调节，难以满足不同作物和不同行距作业条件、作物全生长周期表征获取作业需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种轮距与地隙自适应调控的作物表型获取机器人及其底盘及轮距和地隙调节方法，能够自动进行轮距和离地间隙的调节，更好地实现农业生产作业。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种作物表型获取机器人的底盘，其中，包括：
[0007]机箱，安装在车体上；
[0008]轮距调节机构，包括左、右平推架和调节机构，所述调节机构分别与所述左、右平推架连接，所述左、右平推架分别通过导向导轨与所述车体上的导轨安装架连接，所述调节机构用于自适应调整所述左、右平推架之间的距离以调整底盘轮距；
[0009]地隙升降机构，分别对称安装在所述左、右平推架上，所述地隙升降机构包括导轨支撑架、升降机构和驱动机构，所述升降机构安装在所述导轨支撑架上，所述导轨支撑架与对应的所述左、右平推架连接，所述驱动机构与所述升降机构连接，并安装在对应的所述左、右平推架上，所述驱动机构驱动所述升降机构以自适应调节底盘地隙；
[0010]转向机构，分别对称设置在所述左、右平推架的下方，并分别与对应的所述导轨支撑架的下部连接；以及
[0011]行走机构，分别与所述转向机构连接。
[0012]上述的作物表型获取机器人的底盘，其中，所述升降机构包括：升降导轨、滚珠丝杠、丝杠母座和滑块，所述升降导轨安装在所述导轨支撑架上，所述导轨支撑架安装在所述左、右平推架的下方，所述滚珠丝杠通过丝杠母座安装在所述导轨支撑架上，并与所述升降导轨平行设置，所述滑块安装在所述升降导轨上。
[0013]上述的作物表型获取机器人的底盘，其中，所述驱动机构包括：伺服电机、第一锥形减速器、第二锥形减速器和第三锥形减速器，所述伺服电机安装在对应的所述左、右平推架上，并通过主联轴器与所述第一锥形减速器连接，所述第一锥形减速器分别与所述第二锥形减速器和第三锥形减速器连接，所述第二锥形减速器和第三锥形减速器分别与所述滚珠丝杠连接。
[0014]上述的作物表型获取机器人的底盘，其中，所述调节机构包括交叉调节杆、电动推杆和直线导轨，所述左平推架和右平推架上分别设置有所述电动推杆和直线导轨，同侧的所述电动推杆和直线导轨上的滑块连接，所述交叉调节杆通过中间销钉铰接为X型转动副，所述交叉调节杆的一端分别与左平推架和右平推架铰接，所述交叉调节杆的另一端分别与对应的所述直线导轨上的滑块连接，所述电动推杆驱动所述交叉调节杆实现底盘轮距的同步调节。
[0015]上述的作物表型获取机器人的底盘，其中，所述转向机构包括电机固定架和安装在所述电机固定架上的步进电机、减速机、传动轴和轴承座，所述电机固定架与所述升降机构连接，所述步进电机与所述减速机连接，所述减速机和所述传动轴连接并同轴设置，所述传动轴与所述行走机构连接，所述步进电机通过所述减速机将转矩传到传动轴，以带动所述行走机构转动实现车轮独立转向。
[0016]上述的作物表型获取机器人的底盘，其中，所述行走机构包括车叉和安装在所述车叉上的无刷直流电机、车轮和传动机构，所述传动轴通过轴承座与所述车叉连接，所述无刷直流电机通过所述传动机构与所述车轮连接，所述传动机构包括上链轮、下链轮和链条，所述无刷直流电机的输出轴与所述上链轮连接，所述车轮的车轴与所述下链轮连接，所述上链轮和下链轮通过所述链条连接，所述无刷直流电机、上链轮、下链轮和链条位于所述车轮的外侧，通过所述无刷直流电机正反转控制所述车轮正反转，以带动整个底盘前进和后退。
[0017]上述的作物表型获取机器人的底盘，其中，所述机箱内部设置有驱动器、电池和监测装置，所述导轨安装架安装在所述车体下方，所述车体的两侧对称设置有U型槽，以实现无干涉底盘轮距调节。
[0018]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种作物表型获取机器人的底盘轮距调节方法，其中，包括如下步骤：
[0019]S100、在控制器中输入目标值，通过步进电机使转向机构旋转90
°
，由无刷电机驱动两组车轮相对反向旋转；以及
[0020]S200、所述控制器控制电动推杆伸长或缩短，带动交叉调节杆在直线导轨上做直线运动，进而推动左、右平推架向两侧移动，实现轮距的调节。
[0021]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种作物表型获取机器人的底盘地隙调节方法，其中，包括如下步骤：
[0022]S100、伺服电机通过联轴器带动第一锥形减速器运转，通过联轴器分别带动第二
锥形减速器和第三锥形减速器运转；
[0023]S200、第二锥形减速器和第三锥形减速器分别带动相应的滚珠丝杠旋转；以及
[0024]S300、所述滚珠丝杠驱动升降机构的滑块上下运动，带动车轮和车体同步上下运动，从而实现地隙的同步升高或者降低。
[0025]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种作物表型获取机器人，其中，包括上述的底盘，并采用上述的底盘轮距调节方法，及上述的底盘地隙调节方法进行底盘轮距和地隙的自适应调节。
[0026]本专利技术的技术效果在于：
[0027]本专利技术可实现四轮驱动和四轮转向，减小了转弯半径，提高车体灵活性；融合轮距及地隙可调功能，实现了轮距可调及地隙可调一体化设计，可适用于不同高度及行距的农作物，增加了机器人作业范围，提高作业效率；可有效提高底盘对于不同作物作业条件的适应性，极大降低了作业表型信息获取时对作物的破坏，避免了不必要的经济损失，同时可有效提高底盘强度。
[0028]以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种作物表型获取机器人的底盘，其特征在于，包括：机箱，安装在车体上；轮距调节机构，包括左、右平推架和调节机构，所述调节机构分别与所述左、右平推架连接，所述左、右平推架分别通过导向导轨与所述车体上的导轨安装架连接，所述调节机构用于自适应调整所述左、右平推架之间的距离以调整底盘轮距；地隙升降机构，分别对称安装在所述左、右平推架上，所述地隙升降机构包括导轨支撑架、升降机构和驱动机构，所述升降机构安装在所述导轨支撑架上，所述导轨支撑架与对应的所述左、右平推架连接，所述驱动机构与所述升降机构连接，并安装在对应的所述左、右平推架上，所述驱动机构驱动所述升降机构以自适应调节底盘地隙；转向机构，分别对称设置在所述左、右平推架的下方，并分别与对应的所述导轨支撑架的下部连接；以及行走机构，分别与所述转向机构连接。2.根据权利要求1所述的作物表型获取机器人的底盘，其特征在于，所述升降机构包括：升降导轨、滚珠丝杠、丝杠母座和滑块，所述升降导轨安装在所述导轨支撑架上，所述导轨支撑架安装在所述左、右平推架的下方，所述滚珠丝杠通过丝杠母座安装在所述导轨支撑架上，并与所述升降导轨平行设置，所述滑块安装在所述升降导轨上。3.根据权利要求2所述的作物表型获取机器人的底盘，其特征在于，所述驱动机构包括：伺服电机、第一锥形减速器、第二锥形减速器和第三锥形减速器，所述伺服电机安装在对应的所述左、右平推架上，并通过主联轴器与所述第一锥形减速器连接，所述第一锥形减速器分别与所述第二锥形减速器和第三锥形减速器连接，所述第二锥形减速器和第三锥形减速器分别与所述滚珠丝杠连接。4.根据权利要求1、2或3所述的作物表型获取机器人的底盘，其特征在于，所述调节机构包括交叉调节杆、电动推杆和直线导轨，所述左平推架和右平推架上分别设置有所述电动推杆和直线导轨，同侧的所述电动推杆和直线导轨上的滑块连接，所述交叉调节杆通过中间销钉铰接为X型转动副，所述交叉调节杆的一端分别与左平推架和右平推架铰接，所述交叉调节杆的另一端分别与对应的所述直线导轨上的滑块连接，所述电动推杆驱动所述交叉调节杆实现底盘轮距的同步调节。5.根据权利要求1、2或3所述的作物表型获取机器人的底盘，其特征在于，所述转向机构包括电机固定架和安装在所述电机固定架上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱立成，徐圣林，赵博，毛文华，王瑞雪，韩振浩，贾晓峰，徐庆忠，王福涛，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院集团有限公司山东分公司，
类型：发明
国别省市：