一种适用于复杂地形的农业施肥施药车的制作方法

本实用新型属于农业机器人技术领域，具体涉及一种适用于复杂地形的农业施肥施药车。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，地球上的人口数量不断上升，整体粮食需求也逐渐增大，因此需要随之增长的农业劳动生产力在土地上得到更多的收成。但在国内实际情况却是越来越多的农民的后代因为种种原因迫切的想要摆脱农民的身份，导致农民的数量逐年下降，那么平衡不断上涨的粮食需求与农民数量逐渐减少的矛盾的唯一办法就是借助现代科技提高农民的生产效率。农业机器人应运而生。农业机器人出现后，发展迅速，如今在许多国家出现了多种类型农业机器人。在20世纪70年代后期，各国对农业机器人的研究工作逐渐启动，研制出多种农业生产机器人，如嫁接机器人、育苗机器人、农药喷洒机器人等已投入使用。

(1)文献申请号CN201520292819.X公开了一种智能农业机器人移动平台，移动平台包括载体车厢、后驱行走机构、前置转向机构和前端抓取机构，其主要采用四轮驱动方式来实现整车的运动，其四轮驱动主要由电机、链传动和轮胎组成，仅仅可以实现在平整的土壤中行走，并未解决在坑洼中环境中行走的问题。

(2)文献申请号CN201310687012.1公开了一种用于田间作业机器人的电动升降底盘，包括主机架及安装在该主机架上的电源、控制器、行走机构、转向机构和升降机构。其升降机构用于调节机器人的底盘高度，但是转向时是利用一侧电机正转，一侧电机反转实现，对轮胎和电机损害较大，而且会破坏田地土壤。

(3)文献申请号CN201520574725.1公开了一种被动适应地形的履带式移动平台及具有其的机器人。其包括中间车体和履带单元，履带单元分为左右两侧两个，通过平衡装置和侧转轴将履带单元与主体相连,并利用柔性悬架将承重轮和履带主架相连,从而可被动地适应地形的起伏,进而在一定程度上提高了稳定性。此种履带式平台虽然适应地面范围广，但是与上诉文献号相同存在转向时破坏土壤结构的问题。

(4)文献申请号CN201510398869.0公开了一种温室智能移动检测平台，包括车架、前悬总成、后悬总成、驱动移动平台运动的动力总成和驱动总成，其驱动方式和普通汽车相同，采用轮式结构，与地面接触，转向利用前轮实现，这种方式只适用于如温室内的平整土壤中，并未解决在复杂环境中应用的问题。

针对不同功能的农牧业机器人的在复杂地形内全向移动的需求，本申请提出一种适用于复杂地形的农业施肥施药车。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于复杂地形的农业施肥施药车。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种适用于复杂地形的农业施肥施药车，包括平台、支撑该平台的四个支撑轮腿机构和设置在平台上的施肥施药装置；

支撑轮腿机构包括大腿结构和小腿结构，大腿结构包括一个双平行四连杆机构，其内端连接在平台上，且该双平行四连杆机构通过弹簧减震连杆与平台连接；小腿结构包括竖向支撑杆、车轮、横梁、驱动电机和转向电机，竖向支撑杆底端通过车轴连接车轮，竖向支撑杆顶端通过竖直转轴安装在横梁上，竖直转轴通过齿轮传动机构或者带传动机构与转向电机连接，转向电机固定在横梁上；所述驱动电机固定安装在竖向支撑杆上，驱动电机通过齿轮传动机构或者带传动机构与车轮轴连接；所述横梁固定安装在大腿结构的双平行四连杆机构外端；

施肥施药装置包括储液箱、泵、喷液管、X轴组、Y轴组和360度旋转卡盘，喷液管固定装卡在360度旋转卡盘上，360度旋转卡盘安装在X轴组上，X轴组安装在Y轴组上，储液箱内置在平台内，储液箱通过泵和软管与喷液管连通。

在上述技术方案中，所述双平行四连杆结构包括四个等长且相互平行的连杆，连杆的一端铰接在平台侧壁上，连杆的另一端连接小腿结构的横梁；在双平行四连杆结构的连杆之间设置有横杆，该横杆通过弹簧减震连杆与平台连接。

在上述技术方案中，所述弹簧减震连杆包括第一连杆、第二连杆、弹簧、调节螺母，第一连杆的一端内嵌安装在第二连杆的一端内，第一连杆的另一端与横杆连接，第二连杆的另一端铰接在平台上，调节螺母通过螺纹安装在第二连杆上，弹簧套装在第一连杆和第二连杆上，且弹簧两端分别顶紧调节螺母和第一连杆上的凸台。

在上述技术方案中，360度旋转卡盘包括旋转舵机和喷液管卡盘，喷液管卡盘设置有外齿，喷液管卡盘上设置有用于安装喷液管的装卡件，旋转舵机的输出轴通过齿轮与喷液管卡盘啮合。

在上述技术方案中，喷液管的出口连接有碰头。

在上述技术方案中，控制电路包括电源模块、电源转换模块、主控制器、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和无线模块，电源模块通过电源转换模块连接主控制器、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和泵，转换成主控制器、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和泵所需的电压；主控制器通过第一电机驱动模块分别连接转向电机和驱动电机，主控制器通过第二电机驱动模块分别连接X轴电机、X轴电机和旋转舵机，主控制器连接泵，主控制器还连接无线模块；无线模块用于遥控终端和主控制器之间信号传输。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本实用新型结合仿生学的腿部运动和现代机械中的轮式驱动，实现在农牧业中克服复杂的地形条件，全向移动，其适应地形能力强，可在多种地形下直接作业。

2、针对不同地形，本实用新型可以通过调节弹簧的压力进行适应，保障顶部平稳。

3、施肥施药装置可以精确定位农作物需要施肥或施药的部位，避免浪费。同时可以根据农作物高度进行调整，适用范围更广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的大腿结构部分的结构示意图。

图3是本实用新型的小腿结构部分的结构示意图。

图4是本实用新型的施肥施药装置的结构示意图。

图5是本实用新型的控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

一种适用于复杂地形的农业施肥施药车，参见附图，包括平台1、支撑该平台的四个支撑轮腿机构和设置在平台1上的施肥施药装置；

支撑轮腿机构是本实用新型实现多地形移动的核心，为整个平台提供支撑及行动、转向的能力，其包括大腿结构2和小腿结构3两部分，

大腿结构2包括一个双平行四连杆机构，其内端连接在平台1上，且该双平行四连杆机构通过弹簧减震连杆与平台1连接，通过弹簧减震连杆起到支撑、减震作用；

小腿结构3包括竖向支撑杆3-1、车轮3-2、横梁3-3、驱动电机3-4和转向电机3-5，竖向支撑杆底端通过车轴3-6连接车轮3-2，竖向支撑杆顶端通过竖直转轴3-7安装在横梁3-3上，竖直转轴3-7通过齿轮传动机构或者带传动机构与转向电机3-5连接，转向电机3-5固定在横梁3-3上，从而实现转向电机驱动竖直转轴，竖直转轴带动支撑杆和车轮转向；所述驱动电机3-4固定安装在竖向支撑杆3-1上，驱动电机3-4通过齿轮传动机构或者带传动机构与车轮轴3-6连接，从而实现驱动电机驱动车轮前进和后退；所述横梁3-3固定安装在大腿结构2的双平行四连杆机构外端；

施肥施药装置包括储液箱4-1、泵4-2、喷液管4-3、X轴组4-4、Y轴组4-5和360度旋转卡盘4-6，喷液管固定装卡在360度旋转卡盘上，360度旋转卡盘安装在X轴组上，X轴组安装在Y轴组上，储液箱内置在平台1内，储液箱通过泵和软管4-7与喷液管连通；使用时，开启泵，通过调整X轴组、Y轴组和360度旋转卡盘，调整好喷液管出口的指向。当需要施肥时，储液箱中装入肥液，当需要施药时，储液箱中装入农药液；喷液管4-3的出口连接有碰头。

在本实施例中，进一步的，参见附图2，所述双平行四连杆结构包括四个等长且相互平行的连杆2-1，连杆的一端铰接在平台1侧壁上，连杆的另一端连接小腿结构的横梁3-3；在双平行四连杆结构的连杆之间设置有横杆2-2，该横杆通过弹簧减震连杆2-3与平台1连接。

在本实施例中，进一步的，参见附图2，所述弹簧减震连杆2-3包括第一连杆2-31、第二连杆2-32、弹簧2-33、调节螺母2-34，第一连杆的一端内嵌安装在第二连杆的一端内(第二连杆为空心杆)，第一连杆的另一端与横杆连接，第二连杆的另一端铰接在平台上，调节螺母通过螺纹安装在第二连杆上(第二连杆上设置有外螺纹)，弹簧套装在第一连杆和第二连杆上，且弹簧两端顶紧调节螺母和第一连杆上的凸台2-35；通过调节调节螺母的位置，实现弹簧压力的调节，进而实现调节整个大腿结构的支撑力度调节。

在本实施例中，进一步的，参见附图4，所述Y轴组4-5包括Y轴立柱4-51、Y轴滑轨4-52、Y轴丝杠4-53和Y轴电机4-54，Y轴立柱上设置Y轴滑轨和Y轴丝杠，Y轴丝杠与Y轴电机连接；X轴组4-4包括X轴横梁4-41、X轴滑轨4-42、X轴丝杠4-43、X轴电机4-44和X轴滑板4-45，X轴横梁上设置X轴丝杠和X轴滑轨，X轴丝杠与X轴电机连接，X轴滑板滑动安装在X轴滑轨上，且X轴滑板通过第一丝杠螺母与X轴丝杠连接，X轴横梁4-41滑动安装在Y轴滑轨4-52上，且X轴横梁通过第二丝杠螺母与Y轴丝杠4-53连接；所述360度旋转卡盘安装在X轴滑板4-45上，360度旋转卡盘4-6包括旋转舵机4-61和喷液管卡盘4-62，喷液管卡盘设置有外齿，喷液管卡盘上设置有用于安装喷液管的装卡件，旋转舵机的输出轴通过齿轮与喷液管卡盘啮合。通过Y轴电机驱动整个X轴组实现沿Y轴竖直升降，通过X轴电机驱动X轴滑板实现沿X轴横向移动，通过旋转舵机驱动喷液管卡盘旋转，实现喷液管旋转角度调节。

在本实施例中，平台上具有控制电路，参见附图5，控制电路包括电源模块、电源转换模块、主控制器、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和无线模块，电源模块通过电源转换模块连接主控制器、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和泵，转换成主控制器、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和泵所需的电压；主控制器通过第一电机驱动模块分别连接转向电机和驱动电机，主控制器通过第二电机驱动模块分别连接X轴电机、X轴电机和旋转舵机，主控制器连接泵，主控制器还连接无线模块；无线模块用于遥控终端和主控制器之间信号传输，使用时，主控制器根据从遥控终端接受的车体行走控制信号，驱动转向电机和驱动电机，从而实现车体的行走；主控制器根据从遥控终端接受的施肥施药控制信号，驱动X轴电机、X轴电机、旋转舵机以及泵，实现喷液管出口的指向调整和施肥施药开启与关闭。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。