专利名称：一种履带式自动行驶车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于农业生产的履带式自动行驶车辆，属于农业机械自动 化领域。
背景技术：
近年来，由于世界能源价格不断上涨，发动机能源利用率相对低下，以及 农业生产环境的恶劣性，使得十分有必要开发出一种太阳能式自动行使车辆， 来代替人进行诸如喷洒农药等危害比较大的田间作业。
目前，用于农业生产的自动行走车所采用的导航方式主要有GPS导航、视 觉导航、电磁诱导导航、激光导航等。但是上述各种导航方式在工作环境、 成本、系统柔性等方面都存在比较大的问题。GPS导航成本较高，定位信号易 受周围建筑、树木等的影响；视觉导航中图像处理比较复杂，对处理速度要 求较高，系统易受外界光线影响。电磁诱导导航路径变更柔性较差，且系统 成本较高。
发明内容
针对现有技术的问题及缺陷，本发明提供了 一种利用导向轮进行导航的 履带式自动行驶车辆。此种导航方式不仅可以提高导航精度，增加系统灵活 性，而且可以降低成本。
实现上述发明目的的技术方案是一种履带式自动行驶车辆，包括车架7、 履带驱动机构、导向机构、控制机构和电源，所述的履带驱动机构由安装在 车架前端两侧的导向轮，后端两侧的驱动轮，安装在导向轮和驱动轮之间的
履带，安装在车架外侧与履带内侧底部接触的支重轮，输出、输入端分别与 驱动轮和直流电机连接的减速器组成；所述的电源由安装在车架顶部的太阳 能电池板、中间的蓄电池组组成；所述的导向机构由一端与车架正前端连接、 另一端与减震器一端连接的导向杆，与减震器的另一端连接的中间有凹槽的 导向轮，安装在导向杆与减震器之间的弹簧组成；所述的控制机构由安装在 车架中间的电机驱动器，微处理器，和安装在车架与导向杆、导向杆与减震 器连接处的编码器组成；
其中，蓄电池组的电源输入端与太阳能电池板连接，输出端与微处理器 和电机驱动器的电源输入端连接，微处理器的信号线分别与编码器和电机驱 动器的输入信号端连接，电机驱动器的输出信号端与直流电机的相应端连接。
所述的电机驱动器、直流电机、减速器各有两个。
本发明履带式自动行驶车辆的工作原理在车辆作业路线上铺设橡胶管， 并将导向轮放在橡胶管上，当车辆行驶时，在减震器弹簧压力的作用下，导 向轮上的凹槽始终保持与橡胶管相接触，并使导向轮沿橡胶管不断向前运动。 同时，安装在车上的微处理器根据两个编码器所测量到的车体与导向杆，导 向轮与导向杆之间的偏转角计算出车体与行驶路线的横向偏差和方向偏差， 并发出相应控制信号给与履带驱动机构相连接的两个电机控制器，控制器控 制电机旋转，所产生的旋转力矩通过两个减速器分别传递给左右驱动轮，从 而实现对自动行走车转向、加速、减速、起停的控制，使车辆自动沿橡胶管 行走。通过移动橡胶管的位置即可方便的改变自动行驶车辆的运动路线，操 作简单，路径变更更加灵活。车体顶部安装有太阳能电池板，电池板将太阳 能转化成电能并储存在蓄电池内，蓄电池组为电机、微处理器、编码器等提
供电源，既无油耗，又无污染。
本发明履带式自动行驶车辆所采用的导航方式，无须进行复杂的图象处 理，不用购买价格昂贵的定位装置，引导方式简单，系统柔性好，精度高。 履带车采用太阳能电池板供电，既节约能源又保护环境。同时，履带式车辆 又可减轻作业机械对土壤的碾压。本发明自动行走车辆能够自动行驶，无须 人工操作，为田间自动喷药、施肥、施水、果实采摘等提供了一个良好的移 动平台，具有很好的应用前景。
图1是履带式自动行驶车辆的控制系统方框图； 图2是履带式自动行驶车辆的主视图。 以下是本发明附图1 2中的具体标记说明
l蓄电池组、2微处理器、3电机驱动器、4直流电机、5减速器、6太 阳能电池板、7车架、8驱动轮、9支重轮、IO导向轮、11履带、12导 向轮、13减震器、14弹簧、15编码器、16导向杆、17编码器
具体实施例方式
以下结合附图和发明人给出的具体实施例对本发明的履带式自动行驶车 辆做进一歩的详细描述。
一种履带式自动行驶车辆，参见(图2)，包括车架7、履带驱动机构、导 向机构、控制机构和电源，所述的履带驱动机构由安装在车架7前端两侧的导 向轮IO，后端两侧的驱动轮8，安装在导向轮10和驱动轮8之间的履带11，安 装在车架7外侧与履带11内侧底部接触的支重轮9，输出、输入端分别与驱动 轮8和直流电机4连接的减速器5组成；所述的电源由安装在车架7顶部的太阳
能电池板6、中间的蓄电池组l组成；所述的导向机构由一端与车架7正前端连 接、另一端与减震器13—端连接的导向杆16，与减震器13的另一端连接的中 间有凹槽的导向轮12，安装在导向杆16与减震器13之间的弹簧14组成；所述 的控制机构由安装在车架7中间的电机驱动器3，微处理器2，和安装在车架7 与导向杆16、导向杆16与减震器13连接处的编码器(15， 17)组成；
其中，蓄电池组1的电源输入端与太阳能电池板6连接，输出端与微处 理器2和电机驱动器3的电源输入端连接，微处理器2的信号线分别与编码 器(15， 17)和电机驱动器3的输入信号端连接，电机驱动器3的输出信号端 与直流电机4的相应端连接参见(图l)。
所述的电机驱动器3、直流电机4、减速器5各有两个。
权利要求
1. 一种履带式自动行驶车辆，包括车架(7)、履带驱动机构、导向机构、控制机构和电源，所述的履带驱动机构由安装在车架(7)前端两侧的导向轮(10)，后端两侧的驱动轮(8)，安装在导向轮(10)和驱动轮(8)之间的履带(11)，输出、输入端分别与驱动轮(8)和直流电机(4)连接的减速器(5)组成；所述的电源由安装在车架(7)顶部的太阳能电池板(6)、中间的蓄电池组(1)组成；其特征在于，所述的导向机构由一端与车架(7)正前端连接、另一端与减震器(13)一端连接的导向杆(16)，与减震器(13)的另一端连接的中间有凹槽的导向轮(12)组成；所述的控制机构由安装在车架(7)上的电机驱动器(3)，微处理器(2)和安装在车架(7)与导向杆(16)、导向杆(16)与减震器(13)连接处的编码器(15，17)组成；其中，蓄电池组(1)的电源输入端与太阳能电池板(6)连接，输出端与微处理器(2)和电机驱动器(3)的电源输入端连接，微处理器(2)的信号线分别与编码器(15，17)和电机驱动器(3)的输入信号端连接，电机驱动器(3)的输出信号端与直流电机(4)的相应端连接。
2. 根据权利要求1所述的履带式自动行驶车辆，其特征在于，所述的
3. 根据权利要求1所述的履带式自动行驶车辆，其特征在于，所述的 直流电机(4)有两个。
4. 根据权利要求1所述的履带式自动行驶车辆，其特征在于，所述的 减速器(5)有两个。
5. 根据权利要求1所述的履带式自动行驶车辆，其特征在于，所述的 履带驱动机构还包括一个安装在车架(7)外侧与履带(ll)内侧底部接触的支 重轮(9)。
6.根据权利要求1所述的履带式自动行驶车辆，其特征在于，所述的 导向机构包括一个安装在导向杆(16)与减震器(13)之间的弹簧(14)。
全文摘要
本发明公开了一种履带式自动行驶车辆，包括车架、履带驱动机构、导向机构、控制机构和电源。该行驶车辆是由微处理器控制，自动行驶车的导航方式是，在车辆行驶路线上铺设橡胶管，通过安装在车体前端由导向杆、导向轮和减震器组成的导向装置跟踪橡胶管所获取的车辆导航信息，计算车体与行驶路线的横向偏差和方向偏差，并据此发出相应控制信号给与履带驱动机构相连接的电机控制器，实现对自动行走车转向、加速、减速、起停的控制，使车辆自动沿橡胶管行走。通过移动橡胶管的位置即可方便的改变自动行驶车辆的运动路线，操作简便，路径变更灵活。车体顶部安装有太阳能电池板，为整个系统提供电源，既无油耗，也无污染。
文档编号B60L11/18GK101380975SQ20081023179
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者党小选, 朱磊磊, 薛少平, 连世江, 郭康权, 军 陈, 冰 韩 申请人:西北农林科技大学