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CN114408035A - 一种半履带式植物表型检测移动装置 - Google Patents

一种半履带式植物表型检测移动装置 Download PDF

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CN114408035A
CN114408035A CN202210034901.7A CN202210034901A CN114408035A CN 114408035 A CN114408035 A CN 114408035A CN 202210034901 A CN202210034901 A CN 202210034901A CN 114408035 A CN114408035 A CN 114408035A
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CN
China
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crawler
rocker arm
wheel
vehicle body
driving
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210034901.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张亚莉
莫振杰
刘含超
李万坚
卢小阳
肖骏祺
张子超
颜康婷
田昊鑫
赵德华
林子超
黄钰峰
江启明
黄鑫荣
高启超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Agricultural University
Original Assignee
South China Agricultural University
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Publication date
Application filed by South China Agricultural University filed Critical South China Agricultural University
Priority to CN202210034901.7A priority Critical patent/CN114408035A/zh
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/02—Endless track vehicles with tracks and additional ground wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

本发明公开了一种半履带式植物表型检测移动装置，包括车体、设置在车体两侧的履带式行走机构、轮式行走机构以及用于促使履带式行走机构和轮式行走机构摆动的双摇臂机构，其中，所述履带式行走机构设置在车体前端，所述轮式行走机构设置在车体后端；所述双摇臂机构用于驱动位于车体同侧的履带式行走机构和轮式行走机构同步做顺时针和逆时针摆动、以及用于驱动履带式行走机构单独转动；本发明的半履带式植物表型检测移动装置结合了轮式机构和履带机构的优点，使得本发明的半履带式植物表型检测移动装置具有结构简单、制作成本低、稳定性好的优点，从而适合在田间和果园间行驶。

Description

一种半履带式植物表型检测移动装置
技术领域
本发明涉及一种移动装置，具体涉及一种半履带式植物表型检测移动装置。
背景技术
现存用于检测植物表型的机器人移动平台88％是采用四轮驱动的方式，而剩下的12％则采用履带驱动的方式；在采用四轮驱动的车辆中，车轮可以独立操纵，具有良好的机动性，为车辆在田间、果园作物之间的控制和导航提供了较高的灵活性。但是该驱动方式容易在地面上压出较深的压痕，同时也会压实土壤，从而破坏土壤的透气性。并且采用四轮驱动的车辆在刚下过雨或刚灌溉过的土地行走困难，容易出现陷车、打滑、翻车等事故。而履带驱动能产生更大的牵引力，减小对土壤的压力，从而不容易出现压实土壤的情况，并且履带式车辆比轮式车辆更容易在崎岖的地形和障碍物上行驶。但是履带驱动的结构复杂，维护难度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种半履带式植物表型检测移动装置，所述半履带式植物表型检测移动装置结合轮式机构和履带机构的优点，结构简单，制作成本低，并有较好的稳定性，适合在田间和果园间行驶。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
一种半履带式植物表型检测移动装置，包括车体、设置在车体两侧的履带式行走机构、轮式行走机构以及用于促使履带式行走机构和轮式行走机构摆动的双摇臂机构，其中，所述履带式行走机构设置在车体前端；所述轮式行走机构设置在车体后端；所述双摇臂机构用于驱动位于车体同侧的履带式行走机构和轮式行走机构同步顺时针或逆时针摆动、以及用于驱动履带式行走机构单独转动；
所述轮式行走机构包括行走轮以及用于驱动所述行走轮转动的行走驱动机构；
所述履带式行走机构包括履带轮以及用于驱动所述履带轮运动的履带驱动机构；
所述双摇臂机构包括主摇臂机构以及从摇臂机构，其中，所述主摇臂机构由两根主摇臂杆构成，所述两根主摇臂杆呈角度设置，且两根主摇臂杆的连接处与所述车体之间转动连接；其中一根主摇臂杆的末端与所述行走驱动机构连接；另一根主摇臂杆的末端与所述从摇臂机构转动连接；所述从摇臂机构包括两根从摇臂杆以及用于驱动两根从摇臂杆同步转动的旋转电机，其中，两根从摇臂杆呈角度设置，两根从摇臂杆的连接处与所述旋转电机连接，所述旋转电机安装在所述主摇臂杆的末端；两根从摇臂杆的末端分别与所述履带驱动机构和所述履带轮中的从动轮连接。
优选的，所述行走驱动机构为行走电机；所述履带驱动机构为驱动电机。
优选的，所述履带轮包括主动轮、从动轮以及设置在主动轮和从动轮上的履带，其中，所述主动轮与所述驱动电机连接。
优选的，用于连接行走电机的主摇臂杆的长度大于用于连接从摇臂机构的主摇臂杆的长度。
优选的，两根从摇臂杆的长度相等。
优选的，所述车体的中部设置有转动板，所述转动板的中部通过转轴转动连接在所述车体上，且该转动板的两端分别通过连接杆与车体两侧的主摇臂机构连接，两根主摇臂杆的连接处设置有连接耳；所述连接耳和所述转动板中均设置有连接槽，所述连接杆的两端分别通过鱼眼轴承安装在所述连接耳和所述转动板的连接槽内。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
(1)、本发明的半履带式植物表型检测移动装置行走的崎岖的地面上时，由于有双摇臂机构的作用，使得履带轮和行走轮可以始终贴紧地面，例如在履带轮越过较高的障碍物时，由于履带轮的高度增加，所述主摇臂机构中的两根主摇臂杆就会逆时针转动，从而导致行走轮向下运动并与地面接触，这样就保证了行走轮和履带轮均与地面接触，从而保证本发明的半履带式植物表型检测移动装置的稳定性，另外，这也可以保证本发明的半履带式植物表型检测移动装置在越过障碍物时车体不发生前后倾斜。同理，当位于车体后端的行走轮越过较高的障碍物时，也可以保证车体的稳定性以及平稳性；并且此时也可以通过旋转电机来带动履带轮转动，来提高车体前端的高度来保证车体的平稳性。
(2)、本发明的半履带式植物表型检测移动装置与轮式驱动移动平台相比，能提供更大的牵引力，减少对土壤压实的情况；而与履带驱动移动平台相比，结构简单，灵活性更好。
(3)、本发明的半履带式植物表型检测移动装置对于田间、果园等崎岖地面具有良好的适应性。
附图说明
图1-图3为本发明的半履带式植物表型检测移动装置的三个不同视角的立体结构示意图。
图4为图3的侧视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1-图4，本发明的半履带式植物表型检测移动装置包括车体4、设置在车体4两侧的履带式行走机构、轮式行走机构以及用于促使履带式行走机构和轮式行走机构摆动的双摇臂机构，其中，所述履带式行走机构设置在车体4前端；所述轮式行走机构设置在车体4后端；所述双摇臂机构用于驱动位于车体4同侧的履带式行走机构和轮式行走机构同步顺时针和逆时针摆动、以及用于驱动履带式行走机构单独转动，其中，
所述轮式行走机构包括行走轮1以及用于驱动所述行走轮1转动的行走电机10；
所述履带式行走机构包括履带轮2以及用于驱动履带轮2运动的驱动电机3，其中，所述履带轮2包括主动轮、从动轮以及设置在主动轮和从动轮上的履带，其中，所述主动轮与驱动电机3连接；
所述双摇臂机构包括主摇臂机构9以及从摇臂机构8，其中，所述主摇臂机构9由两根主摇臂杆构成，所述两根主摇臂杆呈角度设置，且两根主摇臂杆的连接处与所述车体4之间转动连接；其中一根主摇臂杆的末端与所述行走电机10连接；另一根主摇臂杆的末端与所述从摇臂机构8转动连接；所述从摇臂机构8包括两根从摇臂杆以及用于驱动两根从摇臂杆同步转动的旋转电机，其中，两根从摇臂杆呈角度设置，两根从摇臂杆的连接处与所述旋转电机连接，所述旋转电机安装在另一根主摇臂杆的末端；两根从摇臂杆的末端分别与所述驱动电机3和所述从动履带轮2连接。
参见图1-图4，本发明的半履带式植物表型检测移动装置的工作原理是：
工作时，所述行走电机10和所述驱动电机3分别带动行走轮1和履带轮2运动，从而带动本发明的半履带式植物表型检测移动装置运动；当半履带式植物表型检测移动装置行走的崎岖的地面上时，由于有双摇臂机构的作用，使得履带轮2和行走轮1可以始终贴紧地面，例如在履带轮2越过较高的障碍物时，由于履带轮2的高度增加，所述主摇臂机构9中的两根主摇臂杆就会逆时针转动，从而导致行走轮1向下运动并与地面接触，这样就保证了行走轮1和履带轮2均与地面接触，从而保证本发明的半履带式植物表型检测移动装置的稳定性，另外，这也可以保证本发明的半履带式植物表型检测移动装置在越过障碍物时车体4不发生倾斜。同理，当位于车体4后端的行走轮1越过较高的障碍物时，也可以保证车体4的稳定性以及平稳性；且此时也可以通过旋转电机来带动履带轮2转动，来提高车体4前端的高度来保证车体4的平稳性。
另外，通过旋转电机带动履带轮2转动，可以促使本发明的半履带式植物表型检测移动装置越过障碍物，且在越过障碍物时，通过双摇臂机构，可以保证本发明的半履带式植物表型检测移动装置运动的平稳性。
在本实施例中，用于连接行走电机10的主摇臂杆的长度大于用于连接从摇臂的主摇臂杆的长度；而两根从摇臂杆的长度则相等。
参见图1-图4，所述车体4的中部设置有转动板7，所述转动板7的中部通过转轴转动连接在所述车体4上，且该转动板7的两端分别通过连接杆6与车体4两侧的主摇臂机构9连接，两根主摇臂杆的连接处设置有连接耳5；所述连接耳5和所述转动板7中均设置有连接槽，所述连接杆的两端分别通过鱼眼轴承(通过鱼眼轴承的特性使得所述转动板7可以通过转动方式带动连接杆6做直线运动而不发生卡死)安装在所述连接耳5和所述转动板7的连接槽内。
通过上述设置，使得履带轮2以及与其对角设置的行走轮1的受力方向一致，即当左上角的履带轮2受到向上的作用力(或者该履带轮2向上抬起时)，该履带轮2带动该侧主摇臂机构9转动，使得该侧的行走轮1受到向下的作用力(或者向下运动)；该侧主摇臂机构9转动的同时会拉动连接杆6做直线运动，从而带动转动板7摆动；进而导致转动板7两侧的连接杆6的运动方向相反，即促使车体4两侧的主摇臂机构9的转动方向相反；因此车体4另一侧的履带轮2则受到向下的作用力(或者向下运动)，而该侧的行走轮1则受到向上的作用力(或者向上运动)，这样可以将车体4的重量主要作用在没有受到障碍物一侧的履带轮2上，增加另一侧牵引力，有助于征服更大的障碍物且不失去牵引力。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种半履带式植物表型检测移动装置，其特征在于，包括车体、设置在车体两侧的履带式行走机构、轮式行走机构以及用于促使履带式行走机构和轮式行走机构摆动的双摇臂机构，其中，所述履带式行走机构设置在车体前端；所述轮式行走机构设置在车体后端；所述双摇臂机构用于驱动位于车体同侧的履带式行走机构和轮式行走机构同步顺时针或逆时针摆动、以及用于驱动履带式行走机构单独转动；
所述轮式行走机构包括行走轮以及用于驱动所述行走轮转动的行走驱动机构；
所述履带式行走机构包括履带轮以及用于驱动所述履带轮运动的履带驱动机构；
所述双摇臂机构包括主摇臂机构以及从摇臂机构，其中，所述主摇臂机构由两根主摇臂杆构成，所述两根主摇臂杆呈角度设置，且两根主摇臂杆的连接处与所述车体之间转动连接；其中一根主摇臂杆的末端与所述行走驱动机构连接；另一根主摇臂杆的末端与所述从摇臂机构转动连接；所述从摇臂机构包括两根从摇臂杆以及用于驱动两根从摇臂杆同步转动的旋转电机，其中，两根从摇臂杆呈角度设置，两根从摇臂杆的连接处与所述旋转电机连接，所述旋转电机安装在所述主摇臂杆的末端；两根从摇臂杆的末端分别与所述履带驱动机构和所述履带轮中的从动轮连接。
2.根据权利要求1所述的半履带式植物表型检测移动装置，其特征在于，所述行走驱动机构为行走电机；所述履带驱动机构为驱动电机。
3.根据权利要求2所述的半履带式植物表型检测移动装置，其特征在于，所述履带轮包括主动轮、从动轮以及设置在主动轮和从动轮上的履带，其中，所述主动轮与所述驱动电机连接。
4.根据权利要求2所述的半履带式植物表型检测移动装置，其特征在于，用于连接行走电机的主摇臂杆的长度大于用于连接从摇臂机构的主摇臂杆的长度。
5.根据权利要求1所述的半履带式植物表型检测移动装置，其特征在于，两根从摇臂杆的长度相等。
6.根据权利要求1所述的半履带式植物表型检测移动装置，其特征在于，所述车体的中部设置有转动板，所述转动板的中部通过转轴转动连接在所述车体上，且该转动板的两端分别通过连接杆与车体两侧的主摇臂机构连接，两根主摇臂杆的连接处设置有连接耳；所述连接耳和所述转动板中均设置有连接槽，所述连接杆的两端分别通过鱼眼轴承安装在所述连接耳和所述转动板的连接槽内。
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