專利名稱：一種農(nóng)用智能移動機器人平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能機器人，尤其涉及適應(yīng)于農(nóng)田環(huán)境的一種農(nóng)用智能移動機 器人平臺。
技術(shù)背景目前，在全世界范圍內(nèi)，現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式基本上滿足了人們的溫飽問 題，但隨著時間延續(xù)，該生產(chǎn)模式其內(nèi)含的許多問題也日益顯露，并在總體上 持續(xù)惡化。如淡水污染、化學(xué)物質(zhì)殘留、生物多樣性缺失、生產(chǎn)效益低下等， 這些問題都必將影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進而可能會危害整個社會的可持 續(xù)發(fā)展。因此，為了扭轉(zhuǎn)這種趨勢，世界各國紛紛探索運用新的科學(xué)技術(shù)來研究環(huán) 境友好、高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，其中具有自主導(dǎo)航能力的智能農(nóng)業(yè)機械逐步成 為了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù)中的一個研究熱點。它可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，顯 著改善作業(yè)人員的安全性和舒適性(如噴藥機械)，實現(xiàn)精確定點、定量投放來 避免或減少農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)的使用(如變量作業(yè)機械)，通過延長作業(yè)時間、優(yōu)化 作業(yè)速度、減少多余作業(yè)來提高農(nóng)業(yè)機械的工作效率(如收割機、插秧機)等。為此，針對農(nóng)田環(huán)境下的智能移動機器人的研究，以及相關(guān)人才的培養(yǎng)都 被提上了日程。但是，目前缺少成本適當、結(jié)構(gòu)合理、能夠勝任農(nóng)田環(huán)境的智 能移動機器人作為研究實驗和教學(xué)的平臺。中國發(fā)明專利ZL02132744.0，發(fā)明名稱為"全自主型足球機器人及其智能控制系統(tǒng)"。它包含機器人本體以及行走裝置和踢球裝置，以及環(huán)境感知裝置、 行為決策裝置、通信網(wǎng)絡(luò)裝置、運動控制裝置等，這些裝置均安裝在本體的格 層上。此機器人硬件的拆卸維修比較麻煩，系統(tǒng)的升級換代困難。其用途基本 上被限制于足球機器人比賽，缺乏通用性。中國發(fā)明專利ZL200310118301.6，發(fā)明名稱為"一種移動機器人平臺的驅(qū) 動結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方法"。該專利介紹了一種用于輪式移動機器人平臺的驅(qū)動結(jié)構(gòu)， 采用協(xié)調(diào)的驅(qū)動方式，它包括一個主動導(dǎo)向輪和兩個獨立的驅(qū)動輪。主動導(dǎo)向 輪由小功率較高減速比的電機驅(qū)動，控制導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)角；兩個驅(qū)動后輪分別由 兩個低控制精度的扁平電機或輪轂電機驅(qū)動。平臺驅(qū)動控制器按照本體電機協(xié) 調(diào)算法把移動平臺的運動要求分解為對三個電機的控制命令，然后控制導(dǎo)向輪 的轉(zhuǎn)動和兩個后輪的差動以完成本體的運動。但該專利中沒有描述具體的機械 結(jié)構(gòu)，并且由于農(nóng)田環(huán)境的中地面不平，作物種植的特點，該移動機器人平臺 結(jié)構(gòu)將無法適應(yīng)。中國發(fā)明專利ZL200410053041.3，發(fā)明名稱為"智能移動機器人"。該專利 介紹了一種智能移動機器人，包括車體平臺和大腦兩大部分，采用筆記本電腦 作為機器人大腦。機器人大腦負責采集處理視覺信號，負責與外界對象通信和 高層決策，下位機負責機器人執(zhí)行機構(gòu)的底層控制，并將獲得的里程計信息、 超聲波傳感器信息和儲能狀態(tài)信息上傳給機器人大腦。該專利主要對控制系統(tǒng) 組成進行了描述，對適宜的機器人的具體結(jié)構(gòu)沒有涉及，并不適宜在農(nóng)田環(huán)境 中自主移動。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供了一種具自主導(dǎo)航和隨地面仿形能 力適宜農(nóng)田環(huán)境的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺。它由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)由車體平臺和控制系統(tǒng)組成，其中所述車體平臺包含前橫梁、后橫梁和安 裝在該前、后橫梁上的車廂以及安裝在該前、后橫梁兩端的四個完全相同的驅(qū) 動總成，每一驅(qū)動總成包括一轉(zhuǎn)向支架、 一轉(zhuǎn)向電機、 一驅(qū)動電機和一車輪， 轉(zhuǎn)向電機固定在所述橫梁的一端，轉(zhuǎn)向支架與轉(zhuǎn)向電機的輸出軸連接，驅(qū)動車 輪的驅(qū)動電機及車輪安裝在轉(zhuǎn)向支架上，車廂安裝在前、后橫梁的上側(cè)。所述車廂的后端與后橫梁固定在一起，其前端與前橫梁中部鉸接，使橫梁 及連接在其兩端的驅(qū)動總成能繞鉸接點轉(zhuǎn)動。所述前、后橫梁的兩端固定有轉(zhuǎn)向軸承套，轉(zhuǎn)向電機豎直固定在該軸承套 上，軸承套內(nèi)安裝的軸承其內(nèi)圈支承著一轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸下端固定在轉(zhuǎn)向支 架上，其上端與轉(zhuǎn)向電機的輸出軸連接，在轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動時，通過轉(zhuǎn)向軸使轉(zhuǎn) 向支架作同樣角度的轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)向軸的一端端部設(shè)有沿軸向與轉(zhuǎn)向電機輸出軸軸徑相對應(yīng)的盲孔， 該孔的內(nèi)壁上設(shè)有鍵槽，轉(zhuǎn)向電機輸出軸的一端插入該盲孔中，并通過對應(yīng)的 鍵與轉(zhuǎn)向電機輸出軸進行周向無相對轉(zhuǎn)動的連接，使轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向電機輸出軸 同軸轉(zhuǎn)動。所述驅(qū)動電機水平安裝在轉(zhuǎn)動支架的上部分，其輸出軸上安裝一主傳動輪， 所述車輪由驅(qū)動軸承套固定在轉(zhuǎn)動支架的下部分，車輪的驅(qū)動軸上安裝有從動 傳動輪。車輪為自主驅(qū)動時，所在驅(qū)動總成上的主、從傳動輪之間有傳動鏈連 接，車輪為被動驅(qū)動輪時，所在驅(qū)動總成上的主、從傳動輪之間無傳動鏈連接。所述主、從傳動輪是主、從動鏈輪，所述傳動鏈為鏈條。所述控制系統(tǒng)包括工控機、攝像機、GPS接收機、云臺、若干下位機及數(shù) 個轉(zhuǎn)向編碼器和驅(qū)動編碼器，攝像機、GPS接收機通過數(shù)據(jù)線與工控機連接， 工控機通過CAN總線與若干下位機連接，云臺、轉(zhuǎn)向編碼器和驅(qū)動編碼器分別通過數(shù)據(jù)線與對應(yīng)的下位機連接，同時下位機還通過導(dǎo)線與對應(yīng)的轉(zhuǎn)向電機和 驅(qū)動電機連接。所述驅(qū)動編碼器的外殼固定在轉(zhuǎn)向支架上，其轉(zhuǎn)子和驅(qū)動軸連接，兩者進 行同軸線轉(zhuǎn)動，以測量驅(qū)動軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速等信息。所述轉(zhuǎn)向編碼器的外殼固定在轉(zhuǎn)向軸承套內(nèi)，其轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)向軸連接，兩者 進行同軸線轉(zhuǎn)動，以測量轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速等信息。本發(fā)明采用四個完全一樣的驅(qū)動總成，實現(xiàn)了平臺機械結(jié)構(gòu)的模塊化。可 采用四輪各自獨立轉(zhuǎn)向和驅(qū)動的方式，也可以通過選擇安裝驅(qū)動總成中的傳動 部件形成兩前輪驅(qū)動或兩后輪驅(qū)動等其它類型的驅(qū)動組合，來合成車體平臺的 運動。這種設(shè)計避免了使用笨重的差速機構(gòu)，極大地簡化了平臺整體結(jié)構(gòu)，方 便了平臺驅(qū)動形式的改裝重構(gòu)。本發(fā)明平臺中的兩根橫梁分別連接兩個驅(qū)動總成。車廂固定在橫梁上，車 廂和驅(qū)動支撐部分獨立，車廂的形狀和大小可以根據(jù)需要任意改變，而不用改 變驅(qū)動總成和橫梁部分。前橫梁可以相對車體作一定角度的上下擺動，具有隨 地面仿形能力，使本發(fā)明能夠很好地適應(yīng)于農(nóng)田環(huán)境中地面及作物的特點。本發(fā)明中的機器人工控機接收GPS接收機送入的位置數(shù)據(jù)和攝像機采集的 平臺周圍環(huán)境圖像數(shù)據(jù)，同時與下位機間通過CAN現(xiàn)場總線進行信息交換。下 位機負責執(zhí)行電機等執(zhí)行機構(gòu)的底層閉環(huán)控制、采集各相關(guān)傳感器感知的機器 人實時工作狀態(tài)數(shù)據(jù)等。工控機綜合處理這些信息，結(jié)果使機器人平臺具有在 農(nóng)田環(huán)境中良好的自主導(dǎo)航能力。本發(fā)明平臺可用作農(nóng)業(yè)機器人或自動化農(nóng)業(yè)機械等方面的科學(xué)研究中的實 驗設(shè)備。由于本發(fā)明平臺的軟硬件都采用了開放式體系結(jié)構(gòu)，因此還非常適合 作為此領(lǐng)域人才培養(yǎng)中的設(shè)計性教學(xué)實驗設(shè)備，當然也可用其來開展機器人技術(shù)的相關(guān)科普展覽活動。


圖1是本發(fā)明車體平臺的一實施例的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是圖1所示車體平臺結(jié)構(gòu)的左視圖。圖3是橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖(其中的圖b是圖a所示橫梁的A向視圖)。圖4是軸承套的結(jié)構(gòu)示意圖(其中的圖b是圖a所示軸承套的B向視圖)。圖5是驅(qū)動總成的結(jié)構(gòu)示意6是轉(zhuǎn)向支架的結(jié)構(gòu)示意圖(其中的圖b是圖a所示轉(zhuǎn)向支架的C向視圖)。圖7是本發(fā)明的控制系統(tǒng)主要功能模塊構(gòu)成示意圖。圖中，l輪胎，2轉(zhuǎn)向支架，3車廂，4轉(zhuǎn)向電機，5法蘭蓋，6電池，7GPS 天線，8工控機，9轉(zhuǎn)向軸承套，IO攝像機，ll攝像機云臺，12驅(qū)動電機，13 下位機，14橫梁，15擺動支架，16擺動銷軸，17主動鏈輪，18轉(zhuǎn)向軸，19轉(zhuǎn) 向編碼器，20輪輞，21幅盤，22驅(qū)動軸，23驅(qū)動軸承套，24驅(qū)動編碼器，25 從動鏈輪，26前、后橫梁上的法蘭盤，27孔，28轉(zhuǎn)向軸承套上的安裝面，29、 30軸承，31螺母，32 L， 33轉(zhuǎn)向軸上的臺階，34轉(zhuǎn)向軸上的盲孔，35、 36鍵。
具體實施方式
本實施例的農(nóng)用移動機器人平臺由車體平臺和控制系統(tǒng)組成。其中車體平 臺的結(jié)構(gòu)見圖1和圖2，主要由車廂3、前橫梁14、后橫梁(在圖2中，由于后 橫梁被前橫梁遮擋未能畫出)和四個完全相同的驅(qū)動總成組成。四個驅(qū)動總成 分別安裝在前橫梁14、后橫梁的兩端。車廂3的后端與后橫梁直接固定在一起，車廂3的前端設(shè)有擺動支架15，該支架與前橫梁14通過擺動軸銷16鉸接，使 前橫梁14可以相對車廂3擺動。對照圖3，前橫梁14、后橫梁都由方鋼制成，兩端焊接方形的法蘭盤26， 用于連接驅(qū)動總成。前、后橫梁的結(jié)構(gòu)相同，只是在前橫梁中心處有一用于與 車廂上擺動支架15鉸接的孔27。驅(qū)動總成通過轉(zhuǎn)向軸承套9與前、后橫梁14 的兩端連接。對照圖4，轉(zhuǎn)向軸承套9上設(shè)有一與前橫梁14、后橫梁的兩端法蘭盤26對 應(yīng)的安裝面28，安裝時使該面與前橫梁14和后橫梁上的法蘭盤26貼合，并用螺栓、螺母將兩者連接。對照圖5每一驅(qū)動總成主要由一轉(zhuǎn)向支架2、 一轉(zhuǎn)向電機4、 一驅(qū)動電機12和一車輪組成。并通過轉(zhuǎn)向軸承套9安裝在前、后橫梁的兩端。轉(zhuǎn)向軸承套9 內(nèi)置有一對軸承29，轉(zhuǎn)向軸18緊配在該軸承的內(nèi)圈中，與內(nèi)圈一同轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向 軸18的下端由螺母31緊固在轉(zhuǎn)向支架2上，其上端部設(shè)有沿軸向與轉(zhuǎn)向電機 輸出軸軸徑相對應(yīng)的盲孔34，該孔的內(nèi)壁上設(shè)有鍵槽。轉(zhuǎn)向軸承套9上固定有 法蘭蓋5，轉(zhuǎn)向電機豎直固定在該法蘭蓋上，其輸出軸的前端插在轉(zhuǎn)向軸18的 盲孔中，并通過鍵35與轉(zhuǎn)向電機輸出軸進行周向無相對轉(zhuǎn)動的連接，使轉(zhuǎn)向軸 18與轉(zhuǎn)向電機輸出軸同軸轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動時，通過轉(zhuǎn)向軸使轉(zhuǎn)向支架作 同樣角度的轉(zhuǎn)動。驅(qū)動電機12水平安裝在轉(zhuǎn)向支架2的上部分，其輸出軸上安裝一主動鏈輪 17，車輪由驅(qū)動軸承套23固定在轉(zhuǎn)向支架2的下部。驅(qū)動軸承套23內(nèi)置有一 對軸承30，驅(qū)動軸22緊配在該軸承的內(nèi)圈，并與內(nèi)圈一起轉(zhuǎn)動。車輪的輪輞 20通過幅盤21與驅(qū)動軸22連接，該驅(qū)動軸上還安裝有從動鏈輪25。這樣主、 從鏈動輪及對應(yīng)的鏈條形成一對傳動副，就將驅(qū)動電機12的轉(zhuǎn)動傳動到驅(qū)動軸22上，進而驅(qū)動輪胎1轉(zhuǎn)動，來推動機器人移動。輪胎1 一般為充氣橡膠輪胎， 為了適應(yīng)松軟的土壤路面，可以使用高花紋輪胎。對照圖6，轉(zhuǎn)動支架2的上端有一向一側(cè)伸出的耳。該耳的上側(cè)用于放置轉(zhuǎn) 向軸承套9及轉(zhuǎn)向電機4，該耳上設(shè)有用于穿接轉(zhuǎn)向軸18的孔32。轉(zhuǎn)向軸通過 其上的一臺階33 (請參見圖5)在該耳的上側(cè)面進行定位，并由螺母31緊固在 該耳上。上述車體平臺包含四個完全相同的驅(qū)動總成，每個驅(qū)動總成包含一個轉(zhuǎn)向 電機、 一個驅(qū)動電機以及一個車輪，可實現(xiàn)四車輪自主地獨立轉(zhuǎn)向和驅(qū)動，從 而合成車體平臺的運動。四車輪還可以通過所在驅(qū)動總成中主、從動鏈輪之間 是否安裝傳動鏈來改變驅(qū)動形式，如沒有傳動鏈，車輪不能自主驅(qū)動，則為被 動車輪；如有傳動鏈，車輪將自主驅(qū)動，則為主動車輪。應(yīng)用中可根據(jù)需要隨 意改裝成兩前輪驅(qū)動或兩后輪驅(qū)動等其它類型的驅(qū)動方式。這種設(shè)計避免了使 用笨重的差速機構(gòu)，實現(xiàn)了平臺整體結(jié)構(gòu)的模塊化和輕簡化。平臺的前后兩根 橫梁分別連接兩個驅(qū)動總成，車廂固定在橫梁上，車廂的形狀和大小可以根據(jù) 需要任意改變，而不用改變驅(qū)動總成和橫梁部分。本實施例的控制系統(tǒng)主要由工控機8、攝像機IO、 GPS天線7、攝像機云臺 11、若干下位機13及數(shù)個轉(zhuǎn)向編碼器19和驅(qū)動編碼器24等組成，該控制系統(tǒng) 的功能模塊圖請參見圖7。GPS天線7固定在車廂3上面，其接受的GPS信號經(jīng)GPS接收機(未畫出) 通過電信號傳輸線與工控機8串口連接。工控機8固定在車廂3內(nèi)部。攝像機 10固定在攝像機云臺11上，攝像機云臺11固定在車廂3的前端。攝像機10由 電信號傳輸線并通過視頻采集卡與工控機相連，把機器人平臺周圍環(huán)境圖像輸入到工控機。轉(zhuǎn)向編碼器19的外殼固定在轉(zhuǎn)向軸承套9上，其轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)向軸18通過鍵 36連接(請參見圖5)，兩者同軸轉(zhuǎn)動，以測量轉(zhuǎn)向軸18的角度。驅(qū)動編碼器 24的外殼固定在轉(zhuǎn)向支架上，其轉(zhuǎn)子與驅(qū)動軸22固定在一起(請參見圖5)， 用以測量車輪轉(zhuǎn)動的角度。實施例中采用的這些編碼器都是普通的增量式光電 編碼器，其轉(zhuǎn)子軸為空心軸。下位機13有多個，固定在車廂內(nèi)部，圖中只指示出l個(請參見圖2)。它 們分別通過導(dǎo)線與各自對應(yīng)的轉(zhuǎn)向編碼器19、驅(qū)動編碼器24以及轉(zhuǎn)向電機4、 驅(qū)動電機12、攝像機云臺11的驅(qū)動電機等部件相連，以實現(xiàn)各執(zhí)行電機的閉環(huán) 控制，同時還采集各電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等數(shù)據(jù)，通過CAN現(xiàn)場總線提供給工控機 8。根據(jù)需要還可以方便擴充其它執(zhí)行機構(gòu)和傳感器，然后通過相應(yīng)的下位機掛 接到CAN總線上而融入系統(tǒng)。電池6固定在車廂3內(nèi)部，通過導(dǎo)線與工控機8、 各電機以及GPS、攝像機等傳感器相連，為平臺整體提供電源。本發(fā)明設(shè)備工作時，電池6首先給工控機8、下位機13、攝像機10、 GPS 接收機、轉(zhuǎn)向編碼器19、驅(qū)動編碼器24等部件供電。工控機8將根據(jù)需要，采 集GPS接收機的數(shù)據(jù)、接收攝像機送入的平臺周圍景物圖像數(shù)據(jù)，還可以通過 CAN總線命令下位機13送回各編碼器等傳感器數(shù)據(jù)，在綜合計算和分析后，規(guī) 劃出行走路徑以進行自主導(dǎo)航。工控機8計算后，當發(fā)現(xiàn)平臺自身位姿需要調(diào)整，就將調(diào)整再分解成驅(qū)動 電機12、轉(zhuǎn)向電機4、攝像機云臺11的驅(qū)動電機等具體的轉(zhuǎn)動角度或速度指令， 通過CAN總線發(fā)送給各執(zhí)行電機的下位機控制器。而后，轉(zhuǎn)向電機4帶動轉(zhuǎn)向 軸18、轉(zhuǎn)向支架2，最后驅(qū)動輪胎1作轉(zhuǎn)向運動。驅(qū)動電機12帶動主動鏈輪17、經(jīng)鏈條再帶動從動鏈輪25，然后經(jīng)驅(qū)動軸22驅(qū)動輪胎1作前進或后退運動。最 終實現(xiàn)平臺位姿調(diào)整，達到自主導(dǎo)航目的。輪胎1的運動通過驅(qū)動軸承套23、轉(zhuǎn)向支架2以及轉(zhuǎn)向軸承套9，然后引 起橫梁運動，最終帶動車廂3的運動。其中，前橫梁14由于和擺動支架間通過 軸銷16鉸接，當?shù)孛娓叩筒黄綍r，可以繞鉸接軸16上下擺動，以隨時保證各 輪胎與地面接觸，實現(xiàn)隨地面仿形，維持必要的驅(qū)動力。本發(fā)明的機器人平臺中，其控制系統(tǒng)核心是工控機，負責高層決策任務(wù)， 它接收GPS定位信號和攝像機的圖像信號，同時通過CAN現(xiàn)場總線與各下位 機和傳感器連接。工控機融合視覺信息、GPS信息以及編碼器等傳感器信息， 然后將作出的行為決策指令通過CAN現(xiàn)場總線下達給各下位機。本發(fā)明的機器人平臺中，下位機以微控制器為基礎(chǔ)構(gòu)成。具體負責機器人 的運動執(zhí)行電機等執(zhí)行機構(gòu)的底層閉環(huán)控制；負責控制攝像機云臺電機的控制 和相關(guān)位姿數(shù)據(jù)采集；負責采集獲取編碼器等傳感器信息并加以處理，從而獲 得里程等高級信息;還負責對機器人儲能等其它狀態(tài)進行監(jiān)控。下位機通過CAN 現(xiàn)場總線與機器人工控機進行雙向信息交換。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，由車體平臺和控制系統(tǒng)組成，其特征在于所述車體平臺包含前橫梁、后橫梁和安裝在該前、后橫梁上的車廂以及安裝在該前、后橫梁兩端的四個完全相同的驅(qū)動總成，每一驅(qū)動總成包括一轉(zhuǎn)向支架、一轉(zhuǎn)向電機、一驅(qū)動電機和一車輪，轉(zhuǎn)向電機固定在所述橫梁的一端，轉(zhuǎn)向支架與轉(zhuǎn)向電機的輸出軸連接，驅(qū)動車輪的驅(qū)動電機及車輪安裝在轉(zhuǎn)向支架上，車廂安裝在前、后橫梁的上側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 車廂的后端與后橫梁固定在一起，其前端與前橫梁中部鉸接，使橫梁及連接在 其兩端的驅(qū)動總成能繞鉸接點轉(zhuǎn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 前、后橫梁的兩端固定有轉(zhuǎn)向軸承套，轉(zhuǎn)向電機豎直固定在該軸承套上，軸承 套內(nèi)安裝的軸承其內(nèi)圈支承著一轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸下端固定在轉(zhuǎn)向支架上，其 上端與轉(zhuǎn)向電機的輸出軸連接，在轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動時，通過轉(zhuǎn)向軸使轉(zhuǎn)向支架作 同樣角度的轉(zhuǎn)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 轉(zhuǎn)向軸的一端端部設(shè)有沿軸向與轉(zhuǎn)向電機輸出軸軸徑相對應(yīng)的盲孔，該孔的內(nèi) 壁上設(shè)有鍵槽，轉(zhuǎn)向電機輸出軸的一端插入該盲孔中，并通過對應(yīng)的鍵與轉(zhuǎn)向 電機輸出軸進行周向無相對轉(zhuǎn)動的連接，使轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向電機輸出軸同軸轉(zhuǎn)動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 驅(qū)動電機水平安裝在轉(zhuǎn)動支架的上部分，其輸出軸上安裝一主傳動輪，所述車 輪由驅(qū)動軸承套固定在轉(zhuǎn)動支架的下部分，車輪的驅(qū)動軸上安裝有從動傳動輪。 車輪為自主驅(qū)動時，所在驅(qū)動總成上的主、從傳動輪之間有傳動鏈連接，車為被動驅(qū)動輪時，所在驅(qū)動總成上的主、從傳動輪之間無傳動鏈連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 主、從傳動輪是主、從動鏈輪，所述傳動鏈為鏈條。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 控制系統(tǒng)包括工控機、攝像機、GPS接收機、云臺、若干下位機及數(shù)個轉(zhuǎn)向編 碼器和驅(qū)動編碼器，攝像機、GPS接收機通過數(shù)據(jù)線與工控機連接，工控機通 過CAN總線與若干下位機連接，云臺、轉(zhuǎn)向編碼器和驅(qū)動編碼器分別通過數(shù)據(jù) 線與對應(yīng)的下位機連接，同時下位機還通過導(dǎo)線與對應(yīng)的轉(zhuǎn)向電機和驅(qū)動電機 連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 驅(qū)動編碼器的外殼固定在轉(zhuǎn)向支架上，其轉(zhuǎn)子和驅(qū)動軸連接，兩者進行同軸線 轉(zhuǎn)動，以測量驅(qū)動軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速等信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種農(nóng)用智能移動機器人平臺，其特征在于所述 轉(zhuǎn)向編碼器的外殼固定在轉(zhuǎn)向軸承套內(nèi)，其轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)向軸連接，兩者進行同軸 線轉(zhuǎn)動，以測量轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速等信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)用智能移動機器人平臺。由車體平臺和控制系統(tǒng)組成，其中車體平臺包括前、后橫梁和固定在該前、后橫梁上的車廂以及安裝在該前、后橫梁兩端的四個相同的驅(qū)動總成等，每一驅(qū)動總成包括一轉(zhuǎn)向支架、一轉(zhuǎn)向電機、一驅(qū)動電機和一車輪，轉(zhuǎn)向電機固定在橫梁的一端，轉(zhuǎn)向支架與轉(zhuǎn)向電機的輸出軸連接，驅(qū)動車輪的驅(qū)動電機及車輪安裝在轉(zhuǎn)向支架上，車廂安裝在前、后橫梁的上側(cè)；控制系統(tǒng)包括工控機、CAN總線和下位機以及GPS和攝像機等傳感器。其優(yōu)點是平臺機械結(jié)構(gòu)模塊化、輕簡化，避免使用笨重的差速機構(gòu)，方便了平臺驅(qū)動形式的改裝重構(gòu)；平臺具有隨地面仿形能力，能夠很好地適應(yīng)農(nóng)田環(huán)境及作物特點；并具備在農(nóng)田環(huán)境中良好的自主導(dǎo)航能力。
文檔編號B62D63/00GK101323328SQ20081012293
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者俊 周, 姬長英 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)