一种用于田间监测的智能移动平台的制作方法

本发明涉及一种设施农业机械，尤其涉及一种用于田间监测的智能移动平台及其控制方法，在田间尤其是田垄间灵活地移动的智能化移动平台，用于实现对田间农作物的自动化巡航监测作业。

背景技术：

近几年，随着农业产业结构的不断调整，现代农业的变革向农业机械化提出了新的要求。田间农作物如马铃薯的生长状况有时需要不断进行监测以获得其生长情况的相关数据，为种植结构优化和品种的选育、预防病虫害提供数据支撑。但是人工监测往往存在劳动强度大，操作困难，工作效率低的问题。

目前现有的移动平台往往只能针对平整道路进行巡航，并且转弯所需空间大，这对于田垄等田间道路上进行作业非常有限。为了实现田间作业平台的灵活移动，有些移动平台需要投入高成本的传感器，例如激光雷达或机器视觉，这样非常限制了田间移动平台的大面积应用。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种用于田间监测的智能移动平台及其控制方法，能够实现在田垄间等复杂地形的灵活移动的智能化移动平台，用于对田间农作物进行自动化巡航作业。

本发明一种用于田间监测的智能移动平台所采用的技术方案包括：底盘、行走机构、传动及转向机构、智能控制模块。

所述的底盘1用于固定和承载其他装置与模块，形成移动平台机械结构的基本框架。

所述行走机构，包括前轮7、后轮5、万向后叉6、固定前叉9、轮胎支撑杆3、空气减震器4、大链轮8；所述轮胎支撑杆共有四个分别固定在底盘1前端四角，轮胎支撑杆3下端分别与空气减震器4相连，底盘前端空气减震器4分别连接固定前叉9，底盘1后端空气减震器4分别连接万向后叉6，固定前叉9分别与前轮7相连，万向后叉分别与后轮5相连；驱动电机17固定在底盘上部中央处，左右两个前轮7外侧分别固定有大链轮8，通过链条11驱动，实现平台的移动。

所述传动及转向机构，包括大锥齿轮13、小锥齿轮14、轴承座19、离合器21、传动轴20、小链轮12、链条11、驱动电机17；所述小锥齿轮14固定在驱动电机17输出轴上；所述大锥齿轮13共有两个，两个大锥齿轮13分别固定在传动轴20上，通过齿轮间的啮合实现一级降速传动；所述轴承座19共有四个，四个轴承座19分别通过螺栓固定在底盘1前端两侧，用来支撑传动轴20；所述离合器21共有两个，分别连接在两侧的传动轴20上；小链轮12共有两个，分别连接在传动轴20最外两侧，通过链条11与前轮上连接的大链轮8实现传动。

所述智能控制模块，包括wifi模块18、超声波测距模块10、控制器15、急停按钮16、蓄电池2、无线路由器、平板电脑；所述控制器15优先选用stm32单片机系统，所述离合器21与控制器15连接，实现两侧传动轴20的传动与停转控制；驱动电机17与控制器15相连，分别用于控制前轮7的前进速度；所述超声波测距模块10共有三个，分别固定在底盘1前端和两侧，与控制器15进行连接；所述wifi模块18串接到控制器，与无线路由器进行通讯，实现与平板电脑的信号收发功能；所述平板电脑用于对移动平台进行远程无线智能操控；所述蓄电池2放置在底板内的电池槽中，用于给移动平台提供电能。所述急停按钮16位于蓄电池右侧，与蓄电池2进行连接，发生意外情况时工作人员可以按下急停按钮16，立即切断移动平台电源，停止任何作业。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用了前轮驱动，后轮万向轮转向，通过传动轴离合器的开闭实现转弯差速驱动，直线行进单独发动机驱动，最大程度保证了直线行进的稳定性和转弯的灵活性，最大程度地利用了田垄间的特殊地形进行作业，提高劳动效率，省时、省力、易操作。

2、本发明配备有防碰撞探测器和急停按钮，安全方便；通过wifi收发操作指令和收集采集到的信息，实现远程控制，操作方便。

3、本发明的驱动前轮配有空气减震器，最大程度保证平台移动的稳定性，并可以在平台后部空间搭载各种操作设备。

附图说明

图1为一种用于田间监测的智能移动平台的整体结构示意图；

图2为一种用于田间监测的智能移动平台的俯视图；

1、底盘2、蓄电池3、轮胎支撑杆4、空气式减震器5、后轮6、万向后叉7、前轮8、大链轮9、固定后叉10、超声波测距模块11、链条12、小链轮13、大锥齿轮14、小锥齿轮15、控制器16、急停按钮17、驱动电机18、wifi模块19、轴承座20、传动轴21、离合器。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进行进一步的说明。本发明是一种用于田间监测的智能移动平台，如图1、2所示。一种用于田间监测的智能移动平台所采用的技术方案包括：底盘1、行走机构、传动及转向机构、智能控制模块。

所述底盘1用于固定和承载其他装置与模块，形成移动平台机械结构的基本框架。

所述行走机构，包括前轮7、后轮5、万向后叉6、固定前叉9、轮胎支撑杆3、空气减震器4、大链轮8；所述轮胎支撑杆共有四个分别固定在底盘1前端四角，轮胎支撑杆3下端分别与空气减震器4相连，底盘前端空气减震器4分别连接固定前叉9，底盘1后端空气减震器4分别连接万向后叉6，固定前叉9分别与前轮7相连，万向后叉分别与后轮5相连；驱动电机17固定在底盘上部中央处，左右两个前轮7外侧分别固定有大链轮8，通过链条11驱动，实现平台的移动。

所述传动及转向机构，包括大锥齿轮13、小锥齿轮14、轴承座19、离合器21、传动轴20、小链轮12、链条11、驱动电机17；所述小锥齿轮14固定在驱动电机17输出轴上；所述大锥齿轮13共有两个，两个大锥齿轮13分别固定在传动轴20上，通过齿轮间的啮合实现一级降速传动；所述轴承座19共有四个，四个轴承座19分别通过螺栓固定在底盘1前端两侧，用来支撑传动轴20；所述离合器21共有两个，分别连接在两侧的传动轴20上；小链轮12共有两个，分别连接在传动轴20最外两侧，通过链条11与前轮上连接的大链轮8实现传动。

所述智能控制模块，包括wifi模块18、超声波测距模块10、控制器15、急停按钮16、蓄电池2、无线路由器、平板电脑；所述控制器15优先选用stm32单片机系统，所述离合器21与控制器15连接，实现两侧传动轴20的传动与停转控制；驱动电机17与控制器15相连，分别用于控制前轮7的前进速度；所述超声波测距模块10共有三个，分别固定在底盘1前端和两侧，与控制器15进行连接；所述wifi模块18串接到控制器，与无线路由器进行通讯，实现与平板电脑的信号收发功能；所述平板电脑用于对移动平台进行远程无线智能操控；所述蓄电池2放置在底板内的电池槽中，用于给移动平台提供电能。所述急停按钮16位于蓄电池右侧，与蓄电池2进行连接，发生意外情况时工作人员可以按下急停按钮16，立即切断移动平台电源，停止任何作业。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种用于田间监测的智能移动平台及其控制方法技术方案包括：底盘、行走机构、传动及转向机构、智能控制模块。本发明采用了前轮驱动，差速转弯，后轮万向轮转向，最大程度地结合了田垄间特殊地形进行作业，提高了劳动效率，省时、省力、易操作。本发明可配套使用多种田间智能监测设备，实现远程控制，进行田间自动巡航监测，自动化程度高，作业效率高，灵活度高，节省劳动力。

技术研发人员：胡耀华;赛华阳
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2017.10.23
技术公布日：2019.04.30