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专利号: 2019102327025
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-08-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种丛林越野式喷淋机器人,其特征在于:包括履带式行走单元(41),所述履带式行走单元(41)上设置有水箱单元(28),所述水箱单元(28)上还设置有注水管(29);还包括喷水执行器(26),所述水箱单元(28)的出水端与所述喷水执行器(26)进水端通过供水系统连接;所述水箱单元(28)的上侧还安装有执行器高度调节机构(27),所述喷水执行器(26)安装在所述执行器高度调节机构(27)上;

所述水箱单元(28)的上侧固定安装有顶台(101);所述执行器高度调节机构(27)包括第一高度调节架(66)和第二高度调节架(73);所述第一高度调节架(66)的下端通过第一铰接件(63)与所述顶台(101)的前端铰接;所述第一高度调节架(66)的上端与所述第二高度调节架(73)的下端通过第二铰接件(71)铰接;所述喷水执行器(26)安装在所述第二高度调节架(73)上;

所述供水系统包括水箱出液管(43)、高压水泵(46)、提升管(67)、分流管(74)、电池阀(75)和出水管(76);所述水箱单元(28)的出水端通过水箱出液管(43)连接所述高压水泵(46)的进水端,所述高压水泵(46)的出水端连通所述提升管(67)的进水端,所述提升管(67)的出水端分流连接有两所述分流管(74)的进水端;

两所述电池阀(75)分别并列固定安装在所述第二高度调节架(73)上,两所述分流管(74)的出水端分别连通两所述电池阀(75)的进水端;两所述电池阀(75)的出水端分别连通有两所述出水管(76)的进液端,两所述出水管(76)的出水端分别连通喷水执行器(26)上的若干高压喷头(79)的进水端;所述提升管(67)和出水管(76)均为导液软管结构;

所述履带式行走单元(41)包括行走机体(3),所述水箱单元(28)固定于所述行走机体(3)上方;所述行走机体(3)的两侧分别设置有履带轮单元(2);

所述履带轮单元(2)包括橡胶履带(12);所述橡胶履带(12)的外侧设置有若干防滑凸起(13),且各所述防滑凸起(13)沿所述橡胶履带(12)的轮廓方向等距阵列;所述橡胶履带(12)的内侧面中部沿轮廓方向等距阵列有若干啮合凸节(11);所述橡胶履带(12)的内侧设置有履带驱动轮(1)、张紧导向轮(14)、支重轮(9)、支重轮支撑连杆(8)、弹性减震器(4)、减震器支撑(5)和托链轮(6);所述履带驱动轮(1)和张紧导向轮(14)分别张紧于所述橡胶履带(12)内侧的前后两端,且履带驱动轮(1)和张紧导向轮(14)均与橡胶履带(12)的内侧面上的若干啮合凸节(11)相啮合;所述托链轮(6)与所述橡胶履带(12)的上段带(14.1)的下侧面滚动连接;四个沿前后方向等距设置的支重轮(9)滚动连接所述橡胶履带(12)的下段带(14.2)的上侧面;

每个所述支重轮(9)均对应有一个支重轮支撑连杆(8),所述支重轮支撑连杆(8)的长度方向与地面成45度夹角;所述支重轮支撑连杆(8)的上端通过第十铰接件(7)铰接连接所述行走机体(3)侧壁,所述支重轮支撑连杆(8)的下端通过转轴同轴心旋转连接所对应的支重轮(9);所述支重轮支撑连杆(8)的中部固定安装有第十一铰接件(10);竖向的弹性减震器(4)的下端铰接在所述第十一铰接件(10)上,所述弹性减震器(4)的上端铰接连接所述减震器支撑(5),所述减震器支撑(5)固定连接在所述行走机体(3)的侧壁;

所述行走机体(3)内还设置有履带驱动电机(38)和减速器(39),所述履带驱动电机(38)的输出端连接所述减速器(39)的动力输入端,所述减速器(39)的动力输出端通过第二联轴器(40)驱动连接所述履带驱动轮(1);

所述顶台(101)的尾部固定安装有第一铰接座(59),所述第一高度调节架(66)上还固定安装有第二铰接座(64);所述执行器高度调节机构(27)还包括第一推杆直线电机(60)和第二直线推杆直线电机(69);所述第一推杆直线电机(60)的尾端通过第三铰接件(58)与所述第一铰接座(59)铰接连接;所述第一推杆直线电机(60)的第一直线推杆(61)的末端通过第四铰接件(62)铰接连接所述第二铰接座(64);所述第二直线推杆直线电机(69)的尾端通过第五铰接件(65)铰接连接所述第二铰接座(64);所述第二直线推杆直线电机(69)的第二直线推杆(70)末端通过第六铰接部件(72)铰接连接在所述第二高度调节架(73)的中部位置;

所述喷水执行器(26)包括倾斜设置的齿轮支架(83),所述齿轮支架(83)的矮端通过第七铰接件(078)间接连接所述第二高度调节架(73)的顶端;所述第二高度调节架(73)的顶端位置还固定安装有丝杆电机(92),所述丝杆电机(92)的输出端通过第一联轴器(93)驱动连接有丝杆(94),还包括与所述丝杆(94)垂直的位移块(90),所述位移块(90)上贯通设置有丝杆螺纹孔,所述丝杆(94)传动连接所述丝杆螺纹孔;所述位移块(90)的两侧对称固定连接有两导杆(89);所述第二高度调节架(73)的两侧梁体内分别对称设置有两导槽(88),两所述两导杆(89)的末端分别活动伸入所述两导槽(88)内,且所述导杆(89)能沿所述导槽(88)的长度方向滑动;还包括连杆(91),所述连杆(91)的下端通过第八铰接件(080)铰接连接所述位移块(90)的上端;所述连杆(91)的上端通过第九铰接件(079)铰接连接所述齿轮支架(83)的上端;

所述齿轮支架(83)内分别转动安装有左齿轮(86)和右齿轮(87),所述左齿轮(86)与右齿轮(87)相互啮合;所述齿轮支架(83)两侧还包括相互对称的左驱动臂(78)和右驱动臂(84),所述左驱动臂(78)和右驱动臂(84)的根部分别固定连接所述左齿轮(86)和右齿轮(87);所述齿轮支架(83)两侧还包括相互对称的左连杆臂(77)和右连杆臂(85),所述左连杆臂(77)和右连杆臂(85)的根部分别铰接连接所述齿轮支架(83);所述齿轮支架(83)还固定安装有齿轮驱动电机(82),所述齿轮驱动电机(82)驱动连接所述左齿轮(86)或右齿轮(87);

所述齿轮支架(83)两侧还对称设置有左喷水座(81.1)和右喷水座(81.2),所述左驱动臂(78)和左连杆臂(77)的末端分别铰接连接所述左喷水座(81.1)的两端,所述右驱动臂(84)和右连杆臂(85)的末端分别铰接连接所述右喷水座(81.2)的两端;所述左喷水座(81.1)和右喷水座(81.2)上分别设置有若干高压喷头(79),各所述高压喷头(79)的喷口(80)朝外设置。

2.根据权利要求1所示的一种丛林越野式喷淋机器人,其特征在于:所述第三铰接件(58)为A,所述第四铰接件(62)为B,第一铰接件(63)为C;所述第五铰接件(65)为a,所述第六铰接部件(72)为b,所述第二铰接件(71)为c;所述ABC之间的连线构成的三角形为三角形D,所述abc之间的连线所构成的三角形为三角形d;满足三角形D与三角形d全等。

3.根据权利要求2所示的一种丛林越野式喷淋机器人的工作方法,其特征在于:

若需要将喷水执行器(26)的高度调低或调高,控制同时控制第一推杆直线电机(60)和第二直线推杆直线电机(69)使第一直线推杆(61)和第二直线推杆(70)做同步缩短或同步伸长的运动,进而使喷水执行器(26)做下降或上升的运动,实现了将喷水执行器(26)的高度调低或调高,由于第一直线推杆(61)和第二直线推杆(70)是同步缩短或同步伸长的,所述ABC之间的连线构成的三角形D与abc之间的连线所构成的三角形d仍然保持全等的状态,根据其结构可知,只要保证第一直线推杆(61)和第二直线推杆(70)做同步缩短或同步伸长的运动就可以保证第二高度调节架(73)与地面的倾角始终保持不变,进而实现了改变喷水执行器(26)的高度的同时不改变喷水执行器(26)的姿态;

喷水执行器(26)的第一自由度调节方法:控制丝杆电机(92),进而使丝杆(94)旋转,进而丝杆(94)的旋转带动位移块(90)沿丝杆(94)位移,与此同时位移块(90)的两侧的导杆(89)适应性的在两导槽(88)内滑动;位移块(90)的运动通过连杆(91)带动齿轮支架(83)沿第七铰接件(078)旋转,进而使齿轮支架(83)姿态改变,进而实现对各高压喷头(79)的喷口(80)喷射角度调节;

喷水执行器(26)的第二自由度运动方法:控制齿轮驱动电机(82)驱动左齿轮(86)或右齿轮(87)做呈周期性来回的啮合运动,进而使各高压喷头(79)的喷口(80)做一定幅度的来回摆动,进而增加其喷射范围和均匀度。

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