一种农药喷洒机器人结构及行走方法
【专利摘要】本发明公开了一种农药喷洒机器人结构及行走方法，包括行走足，连接杆，车轮，链条，大棘轮，软管，药箱，固定装置，喷头，主轴轴承，小棘轮，传动轴轴承，传动轴，减速器，电机，电池，控制器，载重装置和主轴。所述电池用于对装置提供电源，所述控制器驱动所述电机，通过减速器和传动轴带动小棘轮转动。小棘轮通过链条带动大棘轮转动，大棘轮带动车轮转动，从而通过连接杆带动行走足在农田行走。本发明所设计机器人可通过载重装置的向前摆动，实现整个装置的重心前移，又由于药箱内液体的惯性向前推动，实现整个机器人依靠行走足前移，可在泥泞的农田正常行走，环境适应性强。
【专利说明】
一种农药喷洒机器人结构及行走方法
技术领域
[0001 ]本发明属于农业技术领域，具体涉及一种农药喷洒机器人结构及行走方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国农业从业人口越来越少，对农业自动化要求越来越高。农药喷洒机器人能够有效减少农民劳动量，大规模推广后必然会减少对农业从业人口的需求数量。但由于农田路面情况不理想，甚至有些需要在水中作业，因此急需一种能够适合复杂行走路面的农药喷洒机器人。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明为了解决农药喷洒机器人在不平整路面，特别是水田中行走不便的问题，设计一种适应性强，性能稳定可靠的农药喷洒机器人结构及行走方法。
[0004]技术方案:本发明所述的一种农药喷洒机器人结构，包括行走足，连接杆，车轮，链条，大棘轮，软管，药箱，固定装置，喷头，主轴轴承，小棘轮，传动轴轴承，传动轴，减速器，电机，电池，控制器，载重装置和主轴;所述行走足通过连接杆均匀固定在两侧的车轮的外圈圆上，所述车轮与大棘轮固定连接，并通过两侧的主轴轴承套装在主轴上，所述药箱固定安装在固定装置上，固定装置固定套装在主轴上，所述药箱通过软管连接多个喷头;所述载重装置固定安装在主轴上，载重装置的底板上固定有两侧车轮驱动使用的减速器、电机、电池和控制器，所述电池通过控制器与电机电连接，电机与减速器同轴连接，减速器通过传动轴与小棘轮同轴连接，传动轴通过传动轴轴承穿过载重装置侧面，小棘轮通过链条与大棘轮传动连接。
[0005]进一步的，所述喷头分别固定安装在固定装置的前后两侧。
[0006]进一步的，所述行走足到主轴之间的距离大于固定装置底部到主轴之间的距离。
[0007]进一步的，所述固定装置、载重装置分别安装在主轴的上方和下方。
[0008]进一步的，所述载重装置采用上部开口、下部封闭型结构。
[0009]本发明还公开了上述一种农药喷洒机器人结构的行走方法，包括:
(1)电机通过减速器驱动小棘轮转动，由小棘轮带动链条转动；
(2)链条转动时，由于地面阻力大，载重装置轻，因此初始时车轮和大棘轮不动，而链条拉动载重装置向前摆动；
(3)当载重装置摆动到一定高度时，整个装置由于重心前移，车轮向前转动，载重装置又落到装置竖直向下位置，以此顺序重复，实现装置向前或向后运动。
[0010]进一步的，步骤(3)具体运动如下:
在载重装置向前摆动时，由于载重装置与主轴固定连接，带动主轴转动，由于固定装置与主轴也是固定连接，因此固定装置向后摆动，此时由于惯性作用，药箱内液体向药箱前部运动，推动整个装置向前运动，反之向后运动。
[0011 ]有益效果:本发明所设计机器人可通过载重装置的向前摆动，实现整个装置的重心前移，又由于药箱内液体的惯性向前推动，实现整个机器人依靠行走足前移，可在泥泞的农田正常行走，环境适应性强。
【附图说明】
[0012]图1为本发明机器人结构的主视图；
图2为本发明机器人结构的侧视图。
【具体实施方式】
[0013]如I所示的一种农药喷洒机器人结构，包括行走足I，连接杆2，车轮3，链条4，大棘轮5，软管6，药箱7，固定装置8，喷头9，主轴轴承10，小棘轮11，传动轴轴承12，传动轴13，减速器14，电机15，电池16，控制器17，载重装置18和主轴19;所述行走足I通过连接杆2均匀固定在两侧的车轮3的外圈圆上，所述车轮3与大棘轮4固定连接，并通过两侧的主轴轴承10套装在主轴19上，所述药箱7固定安装在固定装置8上，固定装置8固定套装在主轴19上，所述药箱7通过软管6连接多个喷头9;所述载重装置18固定安装在主轴19上，载重装置18的底板上固定有两侧车轮驱动使用的减速器14、电机15、电池16和控制器17，所述电池16通过控制器17与电机15电连接，电机15与减速器14同轴连接，减速器14通过传动轴13与小棘轮11同轴连接，传动轴13通过传动轴轴承12穿过载重装置18侧面，小棘轮11通过链条4与大棘轮5传动连接。
[0014]作为上述技术方案的进一步优化:
为了扩大喷药面积以及工作效率，所述喷头分别固定安装在固定装置的前后两侧，且可以根据实际需要选择开启前方喷头或后方喷头。
[0015]为了保证行走足支撑起整个机器人结构，且保证机器人的正常行走，所述行走足到主轴之间的距离大于固定装置底部到主轴之间的距离。
[0016]为了保证机器人结构正常的向前后向后行走，所述固定装置、载重装置分别安装在主轴的上方和下方。
[0017]进一步的，所述载重装置采用上部开口、下部封闭型结构。
[0018]上述一种农药喷洒机器人结构的行走方法，包括:
(1)电机通过减速器驱动小棘轮转动，由小棘轮带动链条转动；
(2)链条转动时，由于地面阻力大，载重装置轻，因此初始时车轮和大棘轮不动，而链条拉动载重装置向前摆动；
(3)当载重装置摆动到一定高度时，整个装置由于重心前移，车轮向前转动，载重装置又落到装置竖直向下位置，以此顺序重复，实现装置向前或向后运动。
[0019]具体的行走方法以图2为例，介绍本装置的运动过程。当电机15顺指针转动时，传动轴13带动链条4顺时针转动。此时由于大棘轮5与车轮3固定连接，而车轮3由于受到地面阻力大，固定不动。链条4对小棘轮11产生发作用力，使固定装置8带动主轴19逆时针转动。开始时，整个装置与地面未产生相对运动，由于固定装置8上固定安装有电机、电池、减速器等重物，因此在摆动时，整个装置重心前移，使车轮顺指针转动，装置向右移动。在主轴19逆时针摆动时，其上方的固定装置8上安装有药箱7，药箱7内的液体由于惯性作用，会往右方冲击，从而进一步推动整个装置向右运动。在车轮3顺指针转动一定角度后，载重装置18又恢复到竖直向下的状态，变为初始的平衡状态。电机15继续转动，带动载重装置18继续摆动，车轮3顺时针转动，以此往复循环，实现整个装置向右运动。向左运动时状态电机15变为逆时针转动，原理与此相同。
[0020]本发明的机器人结构及行走方法，可使农药喷洒机器人依靠自身重心的改变实现在泥泞的农田里稳定行走，避免了陷入淤泥中不能驶出的状况出现，不适用履带式行走方式，避免了对农作物的大面积碾压。
[0021]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种农药喷洒机器人结构，其特征在于:包括行走足(I)，连接杆(2)，车轮(3)，链条(4)，大棘轮(5)，软管(6)，药箱(7)，固定装置(8)，喷头(9)，主轴轴承(10)，小棘轮(11)，传动轴轴承(12)，传动轴(13)，减速器(14)，电机(15)，电池(16)，控制器(17)，载重装置(18)和主轴(19);所述行走足(I)通过连接杆(2)均匀固定在两侧的车轮(3)的外圈圆上，所述车轮(3)与大棘轮(4)固定连接，并通过两侧的主轴轴承(10)套装在主轴(19)上，所述药箱(7)固定安装在固定装置(8)上，固定装置(8)固定套装在主轴(19)上，所述药箱(7)通过软管(6)连接多个喷头(9);所述载重装置(18)固定安装在主轴(19)上，载重装置(18)的底板上固定有两侧车轮驱动使用的减速器(14)、电机(15)、电池(16)和控制器(17)，所述电池(16)通过控制器(17)与电机(15)电连接，电机(15)与减速器(14)同轴连接，减速器(14)通过传动轴(13)与小棘轮(11)同轴连接，传动轴(13)通过传动轴轴承(12)穿过载重装置(18)侧面，小棘轮(11)通过链条(4)与大棘轮(5 )传动连接。2.根据权利要求1所述的一种农药喷洒机器人结构，其特征在于:所述喷头(9)分别固定安装在固定装置(8)的前后两侧。3.根据权利要求1所述的一种农药喷洒机器人结构，其特征在于:所述行走足(I)到主轴(19)之间的距离大于固定装置(8)底部到主轴(19)之间的距离。4.根据权利要求1所述的一种农药喷洒机器人结构，其特征在于:所述固定装置(8)、载重装置(18)分别安装在主轴(19)的上方和下方。5.根据权利要求1所述的一种农药喷洒机器人结构，其特征在于:所述载重装置(18)采用上部开口、下部封闭型结构。6.根据权利要求1-5任一一项所述的一种农药喷洒机器人结构的行走方法，其特征在于:包括: (1)电机通过减速器驱动小棘轮转动，由小棘轮带动链条转动； (2)链条转动时，由于地面阻力大，载重装置轻，因此初始时车轮和大棘轮不动，而链条拉动载重装置向前摆动； (3)当载重装置摆动到一定高度时，整个装置由于重心前移，车轮向前转动，载重装置又落到装置竖直向下位置，以此顺序重复，实现装置向前或向后运动。7.根据权利要求6所述的一种农药喷洒机器人结构的行走方法，其特征在于:步骤(3)具体运动如下: 在载重装置向前摆动时，由于载重装置与主轴固定连接，带动主轴转动，由于固定装置与主轴也是固定连接，因此固定装置向后摆动，此时由于惯性作用，药箱内液体向药箱前部运动，推动整个装置向前运动，反之向后运动。
【文档编号】B25J11/00GK105922274SQ201610543185
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】贲礼进, 浦振托, 陈继永, 唐永笑
【申请人】江苏工程职业技术学院