[发明专利]一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机及其避障方法

权利要求书

1.一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，包括机壳（4）、旋转轴（5）、旋爪（6）和两个驱动轮（12），机壳（4）上表面设有电动机（2）和齿轮箱（3），电动机（2）带动齿轮箱（3）工作，其特征是：机壳（4）左右两侧各设有一个液压升降装置（7），液压升降装置（7）包括液压油缸（7a）和液压杆（7b），液压油缸（7a）固定连接机壳（4） ，液压杆（7b）上下布置，液压杆（7b）的上端是伸缩端，伸在液压油缸（7a）中，液压杆（7b）的下端固定连接驱动轮支撑架（14）上端，驱动轮支撑架（14）下端支撑着驱动轮（12），驱动轮（12）支撑在路面上；在机壳（4）的前侧左右位置处分别各设置一个摄像头（15）和一个毫米波雷达（16），每个液压油缸（7a）上设置一个高度传感器（8），其中一个驱动轮支撑架（14）的下端处设置一个速度传感器（13），所述的摄像头（15）、毫米波雷达（16）、高度传感器（8）和速度传感器（13）以及驱动轮（12）、液压升降装置（7）均分别连接控制器（18）；电动机（2）通过电缆（1）连接前方的拖拉机；

当电动旋耕机前方存在障碍物时，摄像头（15）、毫米波雷达（16）、高度传感器（8）和速度传感器（13）采集相应的信息，并将该信息传送至控制器（18）；控制器（18）根据信息判断障碍物是否在左右两个摄像头（15）和毫米波雷达（16）前方的中间区域，如果是，控制器（18）控制两个液压升降装置（7）同时伸长，抬升电动旋耕机以越过障碍物；如果不在中间区域，判断障碍物是否在前方左侧区域或者右侧区域，如果是，控制器（18）控制左侧的液压升降装置（7）或者右侧的液压升降装置（7）工作，抬升电动旋耕机左侧或者右侧以越过障碍物；控制器（18）根据摄像头（15）、毫米波雷达（16）、高度传感器（8）和速度传感器（13）传来的实时信息判断电动旋耕机是否越过障碍物。

2.根据权利要求1所述的一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，其特征是：左右两侧的两个液压升降装置（7）结构相同，沿机壳（4）的中心左右对称布置。

3.根据权利要求1所述的一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，其特征是：一个摄像头（15）和一个毫米波雷达（16）为一组，左右各一组设置，两组摄像头（15）和毫米波雷达（16）沿机壳（4）的中心左右对称布置。

4.根据权利要求1所述的一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，其特征是：两个高度传感器（8）沿机壳（4）的中心左右对称布置。

5.根据权利要求1所述的一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，其特征是：电动机（2）的输出轴是电动机输出轴（2a），电动机输出轴（2a）伸入齿轮箱（3）内部，在齿轮箱（3）内，电动机输出轴（2a）上套有电动机输出轴齿轮（3a），电动机输出轴齿轮（3a）啮合正下方的输入齿轮（3b），输入齿轮（3b）和第一齿轮（3d）同轴套在输入轴（3c）上，输入轴（3c）的下方是输出轴（3f），输出轴（3f）上同轴套有第二齿轮（3e）和输出齿轮（3h），第一齿轮（3d）和第二齿轮（3e）相啮合，输出轴（3f）的下方是旋转轴（5），旋转轴（5）上同轴套有旋转轴齿轮（3i），旋转轴齿轮（3i）与输出齿轮（3h）相啮合，沿旋转轴（5）的轴向布置多个旋爪（6）。

6.根据权利要求1所述的一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，其特征是：摄像头（15）采集障碍物的最高高度H和前后最长长度X，毫米波雷达（16）采集障碍物与机壳（4）最前侧的实时距离X₁，高度传感器（8）获得其距离地面的高度h₁，速度传感器（13）测量行进速度V。

7.根据权利要求1所述的一种可自动避障的电缆连接式电动旋耕机，控制器（18）计算出电动旋耕机要安全越过障碍物时液压升降装置（7）的工作长度为h₂=h₁-h₀+H+Δh，Δh为液压杆（7b）伸长的修正值，越过障碍物所需时间为，X₂为电动旋耕机本身的前后总长度，h₀为高度传感器（8）离地面的初始高度。