[发明专利]一种四轮独立转向的水田农业机器人及其导航方法

说明书

本发明公开一种四轮独立转向的水田农业机器人及其导航方法，该机器人包括行走底盘、控制系统以及导航系统；所述控制系统分别与行走底盘、导航系统连接；所述行走底盘包括底盘架、设置在底盘架上的四个车轮以及设置在所述底盘架与每个所述车轮之间的行走转向机构；该行走转向机构包括基座、转向驱动机构以及行走驱动机构，所述基座设置在所述底盘架与所述车轮之间，所述基座的上端与所述底盘架连接，下端与所述车轮连接；所述转向驱动机构用于驱动所述车轮进行360°转向；所述行走驱动机构用于驱动所述车轮进行行走。该机器人不仅具有适合水田行走、灵活轻便、通过性强、智能化水平高的特点，而且在水田中行走或者调头时不会造成伤苗的问题发生。

技术领域

本发明涉及农业机器人技术领域，具体涉及一种四轮独立转向的水田农业机器人及其导航方法。

背景技术

农业的发展离不开机械化，大力发展现代农业，优化农机装备结构，是提高农业劳动生产率的重要措施。在南方，水稻为主要粮食作物。南方的水田地势西高东低，山区面积较多。南方地区大多数水田地块较小，大型水田农业机械难以满足要求。机械化和科技水平比较低，大多数农业机器人是在原有农业机械设备上加装自动导航系统，作业精度相对较低，适用于水田行走的小型智能机器人相对较少。

在现有技术中，插秧和收获已经初步实现了机械化，但在水稻田间管理环节中的机械化程度较低。主要因为大型植保机械难以适应南方水田地形，且智能化水平较低，对机械操作员要求高，劳动强度大，作业期间在田间调头会造成大面积压苗，存在伤苗的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种四轮独立转向的水田农业机器人，该机器人不仅具有适合水田行走、灵活轻便、通过性强、智能化水平高的特点，而且在水田中行走或者调头时不会造成伤苗的问题发生。

本发明的另一目的在于提供一种四轮独立转向的水田农业机器人的导航方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种四轮独立转向的水田农业机器人，包括行走底盘、用于控制所述行走底盘进行行走与转向的控制系统以及用于对行走底盘进行导航的导航系统；所述控制系统分别与所述行走底盘、所述导航系统连接；其中，

所述行走底盘包括用于安装作业机具的底盘架、设置在所述底盘架上的四个车轮以及设置在所述底盘架与每个所述车轮之间用于驱动车轮行走与转向的行走转向机构；其中，所述行走转向机构的上端与所述底盘架连接，下端与所述车轮连接；该行走转向机构包括基座、转向驱动机构以及行走驱动机构，其中，所述基座设置在所述底盘架与所述车轮之间，所述基座的上端与所述底盘架连接，下端与所述车轮连接；所述转向驱动机构用于驱动所述车轮进行360°转向；所述行走驱动机构用于驱动所述车轮进行行走。

上述水田农业机器人的工作原理是：

工作时，四个车轮分别通过行走转向机构进行独立驱动，通过转向驱动机构驱动车轮进行360°转向；由于每个车轮与底盘架均设有行走转向机构，因此，四个车轮可以实现独立转向，在水田作业时，可以实现全向平移和原地旋转，导航系统可以实现全局导航并规划路径，控制系统能够对行走底盘进行转向与行走的控制，搭载作业机具后，实现田间管理。

本发明的一个优选方案，其中，所述转向驱动机构包括转动设置在所述基座上的转向主动齿轮、固定设置在所述底盘架上的转向从动齿轮以及安装在所述基座上的转向驱动电机；所述转向主动齿轮与所述转向从动齿轮相互啮合，所述转向驱动电机的驱动端与所述转向主动齿轮连接，其中，所述基座转动连接在所述底盘架上。采用上述结构，通过转向驱动电机驱动转向主动齿轮转动，由于转向从动齿轮固定在底盘架上，使得转向主动齿轮绕着转向从动齿轮旋转，从而带动基座进行转动，进而带动车轮实现360°转向。