一種溫室大棚用無軌道自主移動平臺的制作方法

本實用新型涉及一種設施農業機械，尤其涉及一種溫室大棚用無軌道自主移動平臺，在溫室內集內靈活地移動實現物流運輸并具有升降功能于一體的智能化移動平臺，用于施藥、采摘、作物整理等操控自動化作業。

背景技術：

近幾年,隨著農業產業結構的不斷調整,日光溫室在我國農村迅速發展。但是,日光溫室內的各項農事作業,基本上都是手工操作,勞動強度大,工作效率低,因而經濟效益仍處于低水平狀態。日光溫室灌溉、施肥、施藥多采用傳統的溝灌、漫灌,需水量大,勞動強度大,養分流失嚴重,對作物需水量難以有效控制。同時,也給溫室內環境帶來危害,尤其是溫室內濕度大,溫度高，對工作人員身體會造成損害，工作效率低。

溫室內現有移動平臺僅能實現一些簡單的直線或軌道化運動，因此其可以進行的溫室內作業非常有限。為了實現靈活的溫室內的靈活移動，有些移動平臺需要投入高成本的傳感器，例如激光雷達或機器視覺，這樣非常限制了普通日光溫室的大面積應用。

但溫室是一個種植模式相對固定的生成場所，迫切需要發明一種針對現有溫室改造要求不高，投入成本低，并且能在溫室內集內靈活地移動實現物流運輸并具有升降功能于一體的智能化移動平臺，用于施藥、采摘、作物整理等操控自動化作業。這對溫室的輕簡化、自動化工作的推進有非常重要的實際意義。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供了一種溫室大棚用無軌道自主移動平臺，能夠實現在溫室內集內靈活地移動實現物流運輸并具有升降功能于一體的智能化移動平臺，用于施藥、采摘、作物整理等操控自動化作業。

本實用新型一種半結構化日光溫室用智能移動平臺所采用的技術方案包括：底盤、行走裝置、轉彎導向裝置、升降裝置、智能控制模塊和半結構化溫室路面。

所述底盤用于固定和承載其他裝置與模塊，形成移動平臺機械結構的基本框架；

所述行走裝置，包括左右兩個萬向前輪總成和左右兩個驅動后輪總成。所述左右兩個萬向前輪總成分別固定在底盤前端橫梁兩側；所述左右兩個驅動后輪總成包括左右兩個驅動電機和左右兩個后輪，左右兩個驅動電機分別固定于底盤后端的T形架上左右兩側，驅動電機輸出軸固定于后輪輪轂上，實現兩后輪的差速驅動。

所述轉彎導向裝置，包括導向電動推桿，軸承，彈簧，轉向軸，導向桿。所述導向電動推桿共有兩個，分別位于底盤前后兩端中央處的底面，通過螺栓與導向桿固聯；所述軸承共有四個，兩兩一組，分別位于兩個導向桿的下端，每個導向桿底端的兩個軸承分別成水平和豎直安置；所述彈簧位于導向桿與導向電動推桿之間；所述轉向軸用于導向桿與導向電動推桿以及軸承與導向桿的連接與固定；所述導向桿，用來連接導向電動推桿與軸承。

所述升降裝置，包括支撐架、連接桿、升降臺、升降軸、升降電動推桿、底座。所述支撐架用于鏈接底盤和升降臺；所述連接桿用于支撐架內側的固定，并與電動推桿連接；所述升降臺位于支撐架的上端；所述升降軸位于升降臺和底盤的槽鋼內；所述的升降電動推桿固定于底座上，與連接桿連接；所述底座位于底盤底板的最前端中央處。

所述智能控制模塊，包括控制箱、控制器、驅動輪電機驅動器、激光測距模塊、超聲波測距模塊、WIFI模塊、無線路由器、平板電腦、急停按鈕和蓄電池。所述控制箱固定于底盤底板上，用于布置控制器、驅動輪電機驅動器、電動推桿驅動器、WIFI模塊、急停按鈕和蓄電池；所述的控制器優先選用STM32單片機系統，所述的導向電動推桿和升降電動推桿分別與控制器電氣連接，實現電動推桿的伸縮與停止控制；所述的驅動輪電機驅動器的輸入端與控制器電氣連接，輸出端分別與左右兩個驅動電機電氣連接，用于分別驅動后輪正轉、反轉和停止；所述的激光測距模塊安裝于底盤最前端，與控制器進行電氣連接；所述超聲波測距模塊設有四個，分別固定于底盤的兩側的前后邊沿上，與控制器進行電氣連接。所述激光測距模塊和超聲波測距模塊用于監測探測頭與反射面的距離；所述無線路由器安裝于日光溫室的后墻上；所述WIFI模塊串接到控制器，與無線路由器進行通訊，實現與平板電腦的信號收發功能；所述平板電腦用于對移動平臺進行遠程無線智能操控；所述蓄電池用于給移動平臺提供電能。所述急停按鈕位于底盤后端右上角，與蓄電池進行電氣連接，發生意外情況時工作人員可以按下急停按鈕，立刻切斷移動平臺電源，停止任何作業。

所述半結構化溫室路面，包括過道，過道臺沿，種植槽，壟間路面，地面凹槽。所述過道為鋪設在溫室后墻或前坡面的一條的平直鋪裝路面，用于移動平臺沿溫室東西走向的行進；所述過道臺沿為過道離開種植區一側的臺沿，臺沿高度一般不低于20cm；所述種植槽為種植作物區，一般為一行或兩行作物種植區域，其邊緣有限選用磚混結構包圍，種植槽邊緣一般不低于20cm；所述壟間路面位于兩種植槽之間的一條平直鋪裝或非鋪裝路面，用于移動平臺沿溫室南北走向的行內行進；所述地面凹槽，位于過道與壟間路面的T形路口處，每個T形路口處各有一個地面凹槽，在進入行間轉彎時，起到限制移動平臺運動軌跡的作用。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型采用了后輪差速驅動，前輪萬向輪轉向，結合低成本的溫室半結構化結構，節約了軌道鋪設成本，最大程度的實現了溫室內的無軌道自主運動的工作模式進行作業，提高勞動效率，省時、省力、易操作。

2、本實用新型的結構設計中升降臺與底盤連結穩定，可以實現行走中穩定的升降合理使用了底盤結構空間，結構精煉，成本低廉，并設有防碰撞探測器和急停按鈕，安全方便、設計精密、操作簡單。

3、本實用新型可配套使用多種農用機具和自動運輸物料及工作人員，并具備遠程無線控制的升降功能，自動化程度高、作業效率高、功能全面、靈活度高、節省勞動力。

附圖說明

圖1為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺的整體結構示意圖；

圖2為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺的前視圖；

圖3為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺的底視圖；

圖4為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺的右視圖；

圖5為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺的底盤俯視圖；

圖6為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺作業路況圖；

圖7為一種半結構化日光溫室用智能移動平臺轉彎導向裝置圖。

圖中：1、升降臺2、電動推桿3、激光測距模塊4、前輪5、萬向前叉6、超聲波測距模塊7、底盤8、實心后輪9、驅動電機10、導向電動推桿11、連接桿12、支撐架13、急停按鈕14、導向輪15、底座16、驅動輪電機驅動器17、單片機18、WiFi模塊19、蓄電池20、種植槽21、過道22、過道臺沿23、地面凹槽24、壟間路面25、導向桿26、彈簧27、軸承

具體實施方式

下面結合附圖對本專利進行進一步的說明。本實用新型是一種半結構化日光溫室用智能移動平臺，如圖1、2、3、4、5、6、7所示。一種半結構化日光溫室用智能移動平臺所采用的技術方案包括：底盤7、行走裝置、轉彎導向裝置、升降裝置、智能控制模塊和半結構化溫室路面。

所述底盤7用于固定和承載其他裝置與模塊，形成移動平臺機械結構的基本框架；

所述行走裝置，包括左右兩個萬向前輪總成和左右兩個驅動后輪總成。所述左右兩個萬向前輪總成分別固定在底盤7前端橫梁兩側；所述左右兩個驅動后輪總成包括左右兩個驅動電機9和左右兩個后輪8，左右兩個驅動電機9分別固定于底盤7后端的T形架上左右兩側，驅動電機9輸出軸固定于后輪8輪轂上，實現兩后輪8的差速驅動。

所述轉彎導向裝置，包括導向電動推桿10，軸承27，彈簧26，轉向軸，導向桿25。所述導向電動推桿10共有兩個，分別位于底盤7前后兩端中央處的底面，通過螺栓與導向桿25固聯；所述軸承27共有四個，兩兩一組，分別位于兩個導向桿25的下端，每個導向桿25底端的兩個軸承27分別成水平和豎直安置；所述彈簧26位于導向桿25與導向電動推桿10之間；所述轉向軸用于導向桿25與導向電動推桿10以及軸承24與導向桿25的連接與固定；所述導向桿25，用來連接導向電動推桿10與軸承27。

所述升降裝置，包括支撐架12、連接桿11、升降臺1、升降軸、升降電動推桿、底座15。所述支撐架12用于鏈接底盤7和升降臺1；所述連接桿11用于支撐架12內側的固定，并與電動推桿2連接；所述升降臺1位于支撐架12的上端；所述升降軸位于升降臺1和底盤7的槽鋼內；所述的升降電動推桿固定于底座15上，與連接桿11連接；所述底座15位于底盤7底板的最前端中央處。

所述智能控制模塊，包括控制箱、控制器、驅動輪電機驅動器16、激光測距模塊3、超聲波測距模塊6、WIFI模塊18、無線路由器、平板電腦、急停按鈕13和蓄電池19。所述控制箱固定于底盤7底板上，用于布置控制器、驅動輪電機驅動器16、電動推桿驅動器、WIFI模塊18、急停按鈕13和蓄電池19；所述的控制器優先選用STM32單片機系統，所述的導向電動推桿10和升降電動推桿分別與控制器電氣連接，實現電動推桿2的伸縮與停止控制；所述的驅動輪電機驅動器16的輸入端與控制器電氣連接，輸出端分別與左右兩個驅動電機9電氣連接，用于分別驅動后輪8正轉、反轉和停止；所述的激光測距模塊3安裝于底盤7最前端，與控制器進行電氣連接；所述超聲波測距模塊6設有四個，分別固定于底盤7的兩側的前后邊沿上，與控制器進行電氣連接。所述激光測距模塊3和超聲波測距模塊6用于監測探測頭與反射面的距離；所述無線路由器安裝于日光溫室的后墻上；所述WIFI模塊18串接到控制器，與無線路由器進行通訊，實現與平板電腦的信號收發功能；所述平板電腦用于對移動平臺進行遠程無線智能操控；所述蓄電池19用于給移動平臺提供電能。所述急停按鈕13位于底盤7后端右上角，與蓄電池19進行電氣連接，發生意外情況時工作人員可以按下急停按鈕13，立刻切斷移動平臺電源，停止任何作業。

所述半結構化溫室路面，包括過道21，過道臺沿22，種植槽20，壟間路面24，地面凹槽23。所述過道21為鋪設在溫室后墻或前坡面的一條的平直鋪裝路面，用于移動平臺沿溫室東西走向的行進；所述過道臺沿22為過道21離開種植區一側的臺沿，臺沿高度一般不低于20cm；所述種植槽20為種植作物區，一般為一行或兩行作物種植區域，其邊緣有限選用磚混結構包圍，種植槽20邊緣一般不低于20cm；所述壟間路面24位于兩種植槽20之間的一條平直鋪裝或非鋪裝路面，用于移動平臺沿溫室南北走向的行內行進；所述地面凹槽23，位于過道21與壟間路面24的T形路口處，每個T形路口處各有一個地面凹槽23，在進入行間轉彎時，起到限制移動平臺運動軌跡的作用。