植保无人车支腿和植保无人车的制作方法

本发明涉及植保无人车领域，具体地涉及一种植保无人车支腿，进一步，本发明还涉及一种植保无人车。

背景技术：

植保无人车是用于农林植物保护作业的行驶于地面的无人驾驶车，主要包括车架、安装在车架底部的支腿、以及搭载在车架上的导航控制机构和作业机构，可通过地面遥控来实现植保作业，可以实现作物采摘、施肥、喷洒药剂、种子、粉剂等。

控制植保无人车行驶需要对植保无人车进行转弯控制，现有技术中对植保无人车的转弯控制主要运用差速转弯技术来实现，使得植保无人车的转弯半径较大，通过性差，不利于植保作业。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种能够减小车轮组中车轮的转弯半径，提高无人车通过性的技术方案。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种植保无人车支腿，所述植保无人车支腿包括动力总成、传动机构以及车轮组；所述传动机构包括具有外齿圈的回转支承以及与所述外齿圈啮合的齿轮，所述齿轮与所述动力总成的驱动轴同轴固定，以能够将所述动力总成输出的动力通过所述外齿圈传递给与所述外齿圈固定的车轮组，从而驱动所述车轮组中的车轮转动。

优选地，所述动力总成包括电机以及输入轴与所述电机的输出轴同轴固定的减速箱，所述减速箱的输出轴为所述动力总成的驱动轴。

优选地，所述减速箱的外侧还安装有用于监测所述减速箱的输出轴的转动角度的角度监测元件。

优选地，所述植保无人车支腿还包括支撑架板，所述回转支承还包括与所述外齿圈同中心设置且固定在所述支撑架板一侧的内圈，所述动力总成安装在所述支撑架板的另一侧。

优选地，所述支撑架板的所述另一侧还固定有与所述回转支承的内圈同轴的连接柱，用于连接所述植保无人车的车架。

优选地，所述齿轮为直齿轮；和/或，所述齿轮的半径小于所述外齿圈的半径。

优选地，所述车轮组包括轮架组件和所述车轮；所述车轮的中部沿所述车轮的轴线方向设置有安装轴，所述轮架组件分别与所述安装轴和所述外齿圈固定连接。

优选地，所述轮架组件包括竖直方向依次固定连接的支撑法兰、支撑立柱以及驱动轮安装架板，所述支撑法兰与所述回转支承的外齿圈固定连接，所述驱动轮安装架板与所述安装轴固定连接。

优选地，所述驱动轮安装架板包括与所述支撑法兰平行设置的支撑板以及一端与所述支撑板的一端固定连接，另一端与所述驱动轮的安装轴固定连接的连接板，所述支撑立柱立设在所述支撑板与所述支撑法兰之间。

优选地，所述支撑板的朝向所述支撑立柱的一面形成有凹槽，所述支撑立柱嵌入至所述凹槽内；所述凹槽的底部还形成有支撑板透孔，所述支撑立柱的朝向所述支撑板的端部对应该支撑板透孔形成有螺纹孔；和/或，

所述支撑法兰的朝向所述支撑立柱的一面形成有凹槽，所述支撑立柱嵌入至所述凹槽内，所述凹槽的底部还形成有法兰透孔，所述支撑立柱的朝向所述支撑法兰的端部对应该法兰透孔形成有螺纹孔；和/或，所述支撑立柱包括轴线彼此平行且呈三角形分布的三根支撑立柱。

本发明第二方面提供一种植保无人车，所述植保无人车包括根据本发明第一方面所述的植保无人车支腿。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

传动机构包括相互啮合齿轮和回转支承，其中齿轮与动力总成的驱动轴同轴固定，回转支承与车轮组固定连接，通过传动机构将动力总成输出的驱动力传递给车轮组，从而驱动车轮组中的车轮转向，有利于减小无人车转弯半径，提高无人车通过性，推动精准农业自动化进程。

附图说明

图1是本发明实施例提供的植保无人车支腿的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的由支撑架板和连接柱连接组成的支撑立柱组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的植保无人车支腿的另一视觉角度下的立体结构示意图；

图4是本发明实施例提供的植保无人车支腿的又一视觉角度下的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的车轮组的立体结构示意图；

图6是本发明实施例提供的车轮组中的支撑法兰的立体结构示意图；

图7是本发明实施例提供的驱动轮安装架板的立体结构示意图，其中，图7a和图7b为两个不同视觉角度下的驱动轮安装架板的立体结构示意图；

图8是本发明实施例提供的植保无人车的主视图；

图9是本发明实施例提供的植保无人车的俯视图。

附图标记说明

1-支撑立柱组件；2-回转支承；3-直齿轮；4-减速机安装板；5-蜗轮蜗杆减速箱；6-角度传感器；7-57闭环步进电机；8-轮架组件；9-车轮；10-连接柱；11-支撑架板；12-支撑法兰；13-支撑立柱；14-支撑板；15-透孔；16-螺母；17-圆弧角；18-连接板；19-圆角。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所指的上、下、左、右。“内、外”是指相对于部件本身轮廓的内、外。

参阅图1，本发明实施例第一方面提供一种植保无人车支腿，所述植保无人车支腿包括动力总成、传动机构以及车轮组；所述传动机构包括具有外齿圈的回转支承2以及与所述外齿圈啮合的齿轮，所述齿轮与所述动力总成的驱动轴同轴固定，以能够将所述动力总成输出的动力通过所述外齿圈传递给与所述外齿圈固定的车轮组，从而驱动所述车轮组中的车轮9转动。

具体地，动力总能具有驱动轴，其能够将电能转化为使驱动轴转动的机械能，动力总成的驱动轴与齿轮同轴固定，齿轮的外沿具有齿部，该齿部与回转支承2的外齿圈啮合；回转支承2的外齿圈与车轮组固定连接；如此，当驱动轴旋转时，带动齿轮同步回转，齿轮带动回转支承2的外齿圈回转，回转支承2的外齿圈带动车轮组转向，从而实现车轮组中的车轮9转向。

本发明实施例提供的技术方案通过相互啮合的齿轮和回转支承2来传递动力总成对车轮组的驱动力，能够减小车轮组中车轮9的转弯半径，提高无人车通过性，推动精准农业自动化进程。

具有上述功能的所述动力总成的具体结构可以有多种，下面给出所述动力总成的一种优选实施例，当然，其具体结构并不限于此。

所述动力总成包括电机以及输入轴与所述电机的输出轴同轴固定的减速箱，所述减速箱的输出轴为所述动力总成的驱动轴。具体地，所述车轮9例如可以为带编码器轮毂电机动力总成，所述电机例如可以为57闭环步进电机7，所述减速箱例如可以为蜗轮蜗杆减速箱5，该步进电机的输出轴与减速箱的输入轴同轴固定，减速箱的输出轴与齿轮同轴固定，减速箱能够对步进电机的输出轴的转速进行调节，使得齿轮的转速小于步进电机的输出轴的转速，从而便于车轮9朝向的精准控制。

优选地，所述减速箱的外侧还安装有角度监测元件，其能够监测减速箱的输出轴的转动角度，由于减速箱的输出轴的转角变化与车轮组中车轮9的转角变化存在一定的线性关系，因此通过角度监测元件可以反馈车轮9的朝向角度，从而更加精准地控制无人车在作业时的运动轨迹。

参阅图2-图4，所述动力总成和所述传动机构具体可以通过如下方式安装，所述植保无人车还包括支撑架板11例如法兰板，所述动力总成和所述传动机构分别安装在所述支撑架板11的两侧。

具体地，所述回转支承2还包括与所述外齿圈同中心设置的内圈，该内圈上设置有沿着内圈的厚度方向贯穿内圈的安装孔，以支撑架板11为法兰板为例，该安装孔与法兰板上的法兰孔相对应，如此，内圈可以通过贯穿法兰孔和安装孔的连接件例如螺栓与法兰板固定连接；外齿圈转动时，内圈保持静止。

动力总成中的减速箱安装在支撑架板11的另一侧。具体地，支撑架板11的另一侧，与回转支承2错开的位置开设有通孔，减速箱的输出轴穿设该通孔与齿轮的转轴同轴固定。为了便于实现减速箱的安装，并加强减速箱的安装强度，减速箱可以通过减速箱安装板安装在所述支撑架板11的所述另一侧。

进一步，植保无人车支腿需要与植保无人车的车架相连，为此，所述支撑架的所述另一侧还固定有连接柱10，为了提高支腿的结构紧凑性，该连接柱10与回转支承2的内圈同轴。

所述齿轮的类型可以有多种，作为一具体实施例，所述齿轮例如可以为直齿轮3。另外，为了进一步降低控制车轮组中的车轮9转向时的速度，齿轮的半径优选为小于外齿圈的半径，如此，可以进一步提高车轮组中车轮9的转向控制精度。

在一具体实施例中，所述车轮组包括轮架组件8和车轮9，所述车轮9的中部沿所述车轮9的轴线方向设置有安装轴，所述轮架组件8分别与所述安装轴和所述外齿圈固定连接。这样，在外齿圈转动时，可以通过轮架组件8带动车轮9转动。

所述轮架组件8的具体结构可以有多种，下面给出其中的一种优选实施例，当然，所述轮架组件8的结构并不限于此。

参阅图5-图7，所述轮架组件8包括竖直方向依次固定连接的支撑法兰12、支撑立柱13以及驱动轮安装架板，所述支撑法兰12与所述回转支承2的外齿圈固定连接，所述驱动轮安装架板与所述安装轴固定连接。

具体地，所述回转支承2的外齿圈上开设有沿着平行于所述外齿圈的轴线方向贯穿所述外齿圈的通孔，所述支撑法兰12上对应所述通孔开设有法兰孔，如此，所述支撑法兰12可以通过贯穿所述通孔和所述法兰孔的连接件例如螺栓与所述回转支承2的外齿圈固定连接。

参阅图7，所述驱动轮安装架板的具体结构可以有多种，在一优选实施例中，所述驱动轮安装架板包括与所述支撑法兰12平行设置的支撑板14以及一端与所述支撑板14的一端固定连接，另一端与所述驱动轮的安装轴固定连接的连接板18，所述支撑立柱13立设在所述支撑板14与所述支撑法兰12之间。

优选地，所述支撑板14与所述连接板18一体成型制成，所述连接板18的靠近所述安装轴的一端对应所述安装轴开设有安装孔，从而安装轴可以穿设在安装孔中。支撑板14与支撑法兰12平行，支撑立柱13垂直于支撑板14和支撑法兰12，立设在支撑板14和支撑法兰12之间，通过设置在支撑板14和支撑法兰12之间的支撑立柱13来降低驱动轮安装架板的整体高度，避免驱动轮安装架板使用较长的板型零件或杆件作为支撑，从而提高轮架组件的整体刚性和结构稳定性，进而提高无人车支腿的工作可靠性。

在一优选实施方式中，所述支撑立柱13包括轴线彼此平行且呈三角形分布的三根立柱，即，支撑立柱13彼此平行，三根支撑立柱13在支撑法兰12下表面上的投影中心的连线呈三角形，优选为等腰三角形，该等腰三角形的中心与支撑法兰12的中心重合，由此，可以提高驱动轮安装架板的结构抗压抗扭性。

所述支撑立柱13例如可以焊接在所述支撑法兰12和所述驱动轮安装架板之间，也可以通过连接件或其他方式可拆卸地连接在所述支撑法兰12和所述驱动轮安装架板之间。

参阅图7，在一优选实施例中，所述支撑板14的朝向所述支撑立柱13的一面形成有凹槽，所述支撑立柱13嵌入至所述凹槽内；所述凹槽的底部还形成有透孔，所述支撑立柱13的朝向所述支撑板14的端部对应该透孔形成有螺纹孔。透孔15可以为螺纹孔，如此，在连接所述支撑立柱13和所述支撑板14时，将所述支撑立柱13的端部嵌入至所述支撑板14的凹槽内，例如通过过盈配合的方式嵌入支撑板14的凹槽内，以提高结构的抗弯性，改善装配精度，再用紧固螺栓依次穿过透孔和螺纹孔并拧紧于透孔和螺纹孔中，从而实现支撑立柱13和支撑板14的进一步紧固连接。

参阅图6，在一优选实施例中，所述支撑法兰12的朝向所述支撑立柱13的一面形成有凹槽，所述支撑立柱13嵌入至所述凹槽内，所述凹槽的底部还形成有透孔15，所述支撑立柱13的朝向所述支撑法兰12的端部对应该透孔15形成有螺纹孔。透孔15可以为螺纹孔，如此，在连接所述支撑立柱13和所述支撑法兰12时，将所述支撑立柱13的端部嵌入至所述支撑法兰12的凹槽内，例如通过过盈配合的方式嵌入支撑法兰12的凹槽内，以提高结构的抗弯性，改善装配精度，再用紧固螺栓依次穿过透孔15和螺纹孔并拧紧于透孔15和螺纹孔中，从而实现支撑立柱13和支撑法兰12的进一步紧固连接。

参阅图7，在一优选实施例中，支撑板14和连接板18一体成型且支撑板14的背向支撑立柱13的一面与连接板18的内侧面之间以圆弧角17过渡，支撑板14的邻接连接板18的端部两侧为圆角19，且圆角19的半径等于圆弧角17的半径，这样，在切割加工工艺坯料时，可以节省原料，节约成本。其中，连接板18的内侧面指的是支腿工作时，连接板18的朝向车轮9的一面。

参阅图5和图7，进一步，为了提高车轮9的安装稳定性，车轮9的安装轴例如可以设计为具有腰圆形横截面的安装轴，并且在连接板18的靠近安装轴的一端对应安装轴开设一腰圆孔。如此，可以将安装轴穿设在腰圆孔中。为了进一步提高连接强度，安装轴的外周面可以加工成螺纹面，在安装时，可以在连接板18的外侧，用螺母16拧紧在安装轴上，以进一步提高连接板18与安装轴之间的连接强度。其中，连接板18的外侧指的是连接板18的背向车轮9的一侧。

在此需要说明的是，前文所述的“固定连接”指的是两个部件连接后，二者之间没有相对运动的连接方式。

参阅图8-图9，本发明实施例另一方面提供一种植保无人车，该植保无人车包括本发明实施例第一方面提供的植保无人车支腿。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。