一种差分驱动的陆轨两用底盘的制作方法

1.本发明涉及温室农业设备领域，具体涉及一种差分驱动的陆轨两用底盘。


背景技术：

2.现代农业的大型玻璃温室或立体种植日光温室内一般都有特制的圆管轨道，圆管轨道可以作为加热管道为温室提供温度，同时也可以作为温室内行驶设备的轨道，实现温室内生产的自动化。在温室生产作业过程中，温室内自动导航设备、轨道自动喷药设备、采摘设备等在轨道上行驶的各类小车都有上下轨道、陆地行驶的需求，在实际应用中大多采用在轨道上自动行驶，下轨道后人工推行的方法，有部分高端产品可实现陆地上电动辅助推行的功能，但这些产品都有着上下轨道速度不稳的通病，原因主要是轨道轮和陆地轮共用一个传动机构，采用相同传速比，上下轨道时驱动轮在轨道轮和陆地轮之间切换，轮径发生变化，导致线速度与电机负载突变，从而出现行走窜动情况并影响电机寿命。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种差分驱动的陆轨两用底盘，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
5.一种差分驱动的陆轨两用底盘，包括主梁，所述主梁上连接有悬架和位于悬架两侧的从动轮支架，所述悬架两侧固接有悬浮架，所述悬浮架与驱动总成固接，多个驱动总成分别独立驱动，所述从动轮支架上安装有从动轮总成。
6.优选的，所述悬浮架通过固定支架安装在悬架上，所述悬浮架与固定支架活动连接，所述悬浮架与固定支架的连接处设有固定铰点和活动铰点，所述悬浮架以固定铰点为支点，通过活动铰点实现有限行程的上下翻转。
7.优选的，所述悬浮架与固定支架之间设有压簧。
8.优选的，所述悬浮架包括活动板a、活动板b、连板，三者一体焊接。
9.优选的，所述驱动总成包括驱动电机、减速箱、陆地轮、轨道轮，所述驱动电机为减速箱提供动力，所述减速箱为双出轴减速箱，输入轴与两根输出轴均在一侧，所述陆地轮与轨道轮分别安装连接至减速箱的两根输出轴上，所述陆地轮在轨道轮的外侧。
10.优选的，所述输入轴与轨道轮所在输出轴的传动比和所述输入轴与陆地轮所在输出轴的传动比通过更换齿轮组进行调整，根据所述轨道轮直径和陆地轮直径之间的比值，调整上述两个传动比，将轨道轮的线速度和陆地轮的线速度调整至一定范围内，使轨道轮11.3和陆地轮11.2在上下轨道时影响小。
11.优选的，所述输入轴与轨道轮所在输出轴之间的传动比为i1；
12.所述输入轴与陆地轮所在输出轴之间的传动比为i2；
13.所述轨道轮的直径为d1，所述陆地轮的直径为d2；
14.所述输出轴转速为r；
15.所述轨道轮线速度为v1，所述陆地轮线速度v2；
16.理论上v1＝v2时，总成上下轨时窜动最小(或无窜动)。，
17.为消除输入轴转速对机构防窜能力评估的影响，将两轮速度差值除以上下轨道平均速度(v1+v2)/2；
18.消除常数后可得速度跳动系数a＝|v1-v2|/(v1+v2)＝|i1*d2-i2*d1|/(i1*d2+i2*d1)；
19.速度跳动系数a变化将影响设备陆地轮与轨道轮切换时的加速g值，从而影响设备速度与电机负载的变化。
20.优选的，所述a＝|i1*d2-i2*d1|/(i1*d2+i2*d1)≤0.1时，上下轨道时速度变化小。
21.优选的，所述陆地轮所在的输出轴上设有支撑槽，所述支撑槽上设有机械限位，所述机械限位包括限位支架和缓冲胶垫，所述从动轮支架与悬架之间设有万向轮支架，所述万向轮支架上设有万向轮。
22.优选的，所述悬架与万向轮之间设有辅助轮支架，所述辅助轮支架上设有辅助轮。
23.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
24.一、本发明底盘左右两侧的采用两台驱动电机独立驱动的驱动总成，可显示两个驱动总成等速、差速转动，实现前进后退、转向、原地自转等功能。配合手柄可实现下轨后人员在车辆上驾驶，配合导航模组可实现自动驾驶；
25.二、本发明底盘驱动总成结构紧凑，驱动电机与陆地轮、轨道轮之间通过一进双出减速箱传动，减速箱根据轨道轮与陆地轮直径，合理分配电机至轨道轮与陆地轮的传速比，保证轨道轮轮上扭矩与陆地轮轮上扭矩相同，上下轨道时速度恒定；
26.三、本发明底盘上设有悬架，保证抓地能力的同时增加驾驶舒适性；可增设辅助承重轮，提高车身承重能力。
附图说明
27.图1为本发明底盘示意图；
28.图2为本发明驱动总成悬架示意图；
29.图3为本发明限位支架示意图；
30.图4为本发明底盘拓展示意图；
31.图5为本发明齿轮组示意图
32.图中所示：1、从动轮内支架；2、从动轮外支架；3、主梁；4、万向轮前梁；5、辅助轮支架；6、悬架前梁；7、悬架后梁；8、测距装置底座；9、万向轮后梁；10、外壳体；11、驱动总成；11.1、驱动电机；11.2、陆地轮；11.3、轨道轮；11.4、减速箱；11.5、齿轮组；12、悬架总成；12.1、限位支架一；12.2、限位支架二；12.3、缓冲胶垫；12.4、活动板a；12.4.1、固定铰点；12.4.2、活动铰点；12.5、活动板b；12.6、连板；12.7、压簧；12.8、固定支架；13、万向轮；14、从动轮总成；15、防撞机构总成；16、辅助轮；17、测距装置总成。
具体实施方式
33.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合
附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
34.如图1-5所述的一种差分驱动的陆轨两用底盘，包括底盘，所述底盘包括从动轮支架、主梁3、万向轮支架、辅助轮支架5、悬架、测距装置底座8，所述从动轮支架、主梁3、万向轮支架、辅助轮支架5、悬架、测距装置底座8焊接为一体组成底盘的主骨架，所述底盘的主骨架与外壳体10焊接为一体组成底盘结构件。
35.所述悬架包括悬架前梁6、悬架后梁7，所述悬架前梁6和悬架后梁7位于底盘中部。所述从动轮支架位于底盘的四个拐角处，所述从动轮支架包括从动轮内支架1、从动轮外支架2，所述从动轮总成14通过紧固件安装在从动轮内支架1、从动轮外支架2上。所述万向轮支架位于从动轮支架与悬架之间，所述万向轮支架包括万向轮前梁4、万向轮后梁9，所述万向轮前梁4位于底盘左侧的从动轮支架与悬梁前梁6之间，所述万向轮后梁9位于底盘右侧的从动轮支架与悬架后梁7之间，所述万向轮13分别安装在万向轮前梁4上下两侧、万向轮后梁9上下两侧，所述万向轮13优选为自复位万向轮，可避免轨道支撑架与万向轮干涉。
36.如图1-2所示，所述驱动总成11包括驱动电机11.1、减速箱11.4、陆地轮11.2、轨道轮11.3，所述减速箱为双出轴减速箱，输入轴与两根输出轴均在一侧，所述输入轴与驱动电机11.1连接，所述陆地轮11.2与轨道轮11.3分别安装连接至减速箱11.4的两根输出轴上，所述输入轴与轨道轮11.3所在输出轴的传动比和所述输入轴与陆地轮11.2所在输出轴的传动比通过更换齿轮组11.5进行调整，所述齿轮组11.5位于减速箱11.4内，根据所述轨道轮11.3直径和陆地轮11.2直径之间的比值，通过调整两传动比，将轨道轮11.3的线速度和陆地轮11.2的线速度调整至一定范围内，使轨道轮11.3和陆地轮11.2在上下轨道时影响小，所述陆地轮11.2在轨道轮11.3的外侧，且轨道轮11.3直径应大于减速箱11.4高度及驱动电机11.1直径，以避免在上下轨道时，陆地轮11.2与轨道干涉。所述陆地轮11.2的表面与轨道轮11.3的表面均为静音、耐磨材料，优选的，可选择聚氨酯。所述轨道优选为圆轨轨道，此种轨道可以做轨道用途的同时还能作为加热管道用于调节室内温度。
37.将输入轴与轨道轮11.3所在输出轴之间的传动比设为i1，所述输入轴与陆地轮11.2所在输出轴之间的传动比设为i2，轨道轮11.3直径为d1，陆地轮11.2直径为d2，所述输出轴转速为r,所述轨道轮线速度为v1，所述陆地轮线速度v2；理论上v1＝v2时，总成上下轨时窜动最小或无窜动,为消除输入轴转速对机构防窜能力评估的影响，将两轮速度差值除以上下轨道平均速度(v1+v2)/2；消除常数后可得速度跳动系数a＝|v1-v2|/(v1+v2)＝|i1*d2-i2*d1|/(i1*d2+i2*d1)；当a≤0.1时，上下轨道时速度变化小，上下轨道速度比较稳定，当a＝0时，上下轨道时速度恒定。速度跳动系数a变化将影响设备陆地轮6与轨道轮5切换时的加速g值，从而影响设备速度与电机负载的变化。
38.可根据不同产品，不同需求进行试验，得到符合需求的速度跳动系数a，从而指导进一步设计，这有助于保证上下轨道陆地轮与轨道轮切换时速度稳定，以避免陆地轮与轨道轮线速度与电机负载突变，从而出现行走窜动情况并影响电机寿命，同时能够有效提高操作感受。
39.40.41.42.[0043][0044]
由试验记录可得到，采用此总成的设备上下轨道(尤其是下轨)时，速度跳动系数a大于0.1，此时设备g值绝对值易超过0.1。此时：一、易导致线速度与电机负载突变，从而出现行走窜动情况并影响电机寿命；二、易导致影响操作感受。
[0045]
所述减速箱11.4的前壳体上固接有编码器支架11.7，所述编码器支架11.7上安装有编码器11.6，所述编码器11.6与输入轴之间通过联轴器连接，将实时的转动圈数传输至控制器，从而实现精确控制电机转动角度，搭配编码器后一对驱动总成可实现陆地上电动行走、转向，配合导航模块可实现无人行驶。
[0046]
如图1-2所示，所述悬架前梁6的上下两侧安装有固定支架12.8，减速箱11.4上通过紧固件固接有悬浮架，所述悬浮架通过固定铰点12.4.1和活动铰点12.4.2与固定支架12.8活动连接，所述悬浮架以固定铰点12.4.1为支点，通过活动铰点12.4.2实现有限行程的上下翻转。所述悬浮架包括活动板a12.4、活动板b12.5、连板12.6，三者一体焊接。活动板a12.4的左侧通过紧固件固定在减速箱11.4上，所述固定铰点12.4.1分别位于活动板a12.4与固定支架12.8连接处的下部和活动板b12.5与固定支架12.8连接处的下部，所述活动铰点12.4.2分别位于活动板a12.4与固定支架12.8连接处的上部和活动板b12.5与固定支架12.8连接处的上部，所述连板12.6与固定支架12.8之间设有压簧12.7，提供充足的下压力，从而带动陆地轮11.2与轨道轮11.3实现上下位移，保证陆地轮11.2与轨道轮11.3抓地力的同时减少车体震动。
[0047]
如图2所示，陆地轮11.2所在的输出轴上设有支撑槽11.5，所述支撑槽11.5上设有机械限位，所述机械限位包括限位支架和缓冲胶垫12.3，在悬架上位移过行程时，限位支架及缓冲胶垫进行机械限位来防止悬架总成及驱动总成的损坏。所述限位支架形式包括限位支架一12.1、限位支架二12.2，当限位支架形式为限位支架一12.1时，更易准确定位，可以
通过各方向的腰孔及垫板来实现准确定位；当限位支架形式为限位支架二12.2时，支架弹性强，可以更好的保护悬架及驱动总成。
[0048]
此底盘已预留充足的拓展功能，以适应不同的功能需求，所述万向轮前梁4与悬架前梁6之间可增设辅助轮支架5，所述辅助轮支架5上安装有辅助轮16，提高车身承重能力，在大载荷、高续航、超重车身上的适应性极强。所述悬架后梁7与万向轮后梁9之间可增设测距装置底座8，所述测距装置底座8上悬浮式轨道测距装置17，在湿滑的轨道上行走也能准确测距，实现精准作业，所述悬浮式轨道测距装置17可采用本技术人申请的专利号：2019217738247，专利名称：一种温室内轨道小车行走距离测量装置的实用新型专利，在底盘左侧前端安装有防撞机构总成15，保证人员设备安全，所述防撞机构总成15可采用本技术人申请的专利号：2022202099632，专利名称：一种机械防撞装置的实用新型专利。
[0049]
使用原理：
[0050]
在陆地上行走时，驱动电机驱动轨道轮和陆地轮转动，轨道轮悬空，陆地轮通过悬架紧贴地面，驱动底盘行走。自由状态下万向轮下切点高度应略高于陆地轮下切点以保证驱动总成悬架能够提供充足的下压力。上下轨道时驱动轮在轨道轮与陆地轮之间切换，陆地轮与轨道轮应有合理的高差以保证上下轨道顺畅、振动小，在轨道上行走时，陆地轮在轨道轮外侧，轨道轮紧贴轨道，驱动底盘行走，轨道轮直径应大于减速箱壳体高度及电机直径，以避免上下轨道时干涉。
[0051]
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示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，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做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内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。